DE19727176C1 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Zwirnes mit geringer Kringelneigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Zwirnes mit geringer Kringelneigung.

Stapelfasergarne werden aus endlich langen Einzelfasern hergestellt, die parallel ausgerichtet und gebündelt werden. Die Fasern sind meist Naturfasern, z. B. Wolle und Baumwolle. Sie können aber auch aus synthetischen Fasern oder Mischungen von Natur- oder synthetischen Fasern hergestellt werden. Dazu werden endlose Filamentfäden auf die Faserlänge von Naturfasern zugeschnitten.

Um aus einem Bündel von Stapelfasern Garne zu erzeugen, die mechanisch belastbar sind, muß dem auf einen gewünschten Feinheitsgrad verstreckten Faserbündel eine Drehung erteilt werden. Dies geschieht in einem Spinn­ prozeß, wodurch die Faser-an-Faser-Reibung erhöht wird.

Das Ergebnis ist ein Garn mit stark verbesserten dynamometrischen Eigenschaften. Je höher die dem Faser­ strang unter Beachtung der Faserbruchgrenze erteilte Drehung eingestellt wird, um so fester wird das erzeugte Garn.

Das Faserbündel - aber auch die einzelne in dem Bündel befindliche Faser - nimmt dabei die aufgeprägte Drehung (das Drehmoment) nur gegen den Widerstand der inneren Kräfte der Einzelfasern an. Erst nach Ablauf einer ge­ wissen Zeitspanne und bei gleichzeitigem Nachlassen der Fadenspannung kommt es zu einer sogenannten Relaxation im gedrehtem Faserstrang, d. h. es kommt zu einem Gleich­ gewichtszustand der inneren Faserkräfte, d. h. die durch den Spinnprozeß aufgezwungene Formgebung wird "einge­ froren".

Wenn ein frisch gedrehtes Garn im Anschluß an einen Spinn­ prozeß sich selbst, d. h. der freien Entfaltung, überlassen wird, strebt das Faserbündel und die darin eingelagerte Einzelfaser - dem sogenannten Memory-Effekt folgend - eine Rückdrehung an. Die Folge davon ist ein kringelndes Garn. Diesem Verhalten des gedrehten Faserstranges oder Faserbündels kann nur durch einen Ablagerungsvorgang - eine faserspezifische Zeitkonstante im Sinne der Relaxation - oder durch künstliches Fixieren, zum Beispiel durch eine Feucht-/Wärmebehandlung, begegnet werden.

Zur Erzeugung eines Zwirn aus Stapelfasern werden mindestens zwei Spinnfäden bzw. Spinngarne benötigt, die um ihre gemeinsame Achse - überwiegend entgegen der Spinn- Drehrichtung - gedreht werden. Die in einem vorange­ gangenen Spinnprozeß gedrehten Faserstränge (Spinnfäden) und die am Verbund beteiligten Einzelfasern erfahren da­ bei eine Rückdrehung, die im Einzelfall soweit gehen kann, daß die durch den Spinnprozeß erzeugte Drehung völlig aufgehoben wird.

Vom Spinnprozeß her besitzen die Spinnfäden bzw. Spinn­ garne ein Formgedächnis, das während des Zwirnprozesses der Aufprägung der Zwirndrehnung entgegenwirkt. Es kann daher im Zwirn zu einem Ungleichgewicht zwischen den durch die Zwirndrehung aufgezwungenen und den aus der Rückdrehung der Spinnstränge und der Einzelfasern stammenden Kräfte kommen. Die Folge davon ist ein lebhafter, stark zum Kringeln neigender Zwirn, wobei die Intensität der Kringelneigung in einem direkten Zusammenhang zu dem Ausmaß der während des Spinnprozesses erteilten Drehung der Spinnfäden einerseits und dem Drehungsgrad des Zwirns andererseits besteht.

Diesem Verhalten des Zwirnes kann wie bei dem Spinnfaden nur durch einen Ablagerungsvorgang oder durch künstliches Fixieren im Rahmen einer Feucht-/Wärmebehandlung entgegen­ gewirkt werden.

Es sind diverse kombinierte oder integrierte Spinn- Zwirnverfahren vorgeschlagen worden, bei denen sich unmittelbar an den Spinnprozeß ein Zwirnprozeß anschließt.

Aus den Druckschriften FR 15 52 320 und DD 78 710 aus den Jahren 1969 bzw. 1970 sowie der DE 44 31 830 C1 und der DE 44 30 917 sind Verfahren und auch Einrichtungen be­ kannt, bei denen mittels zwei benachbarten, d. h. neben­ einander oder übereinander angeordneten OE-Spinn­ aggregaten einzelne Spinnfäden erzeugt werden, die nach dem Spinnen zusammengeführt und einer Zwirndrehung unter­ worfen werden.

Während die DD 78 710 den kombinierten Spinn-Zwirn­ prozeß nur in allgemeiner Weise beschreibt, ohne eine konstruktive Lösung anzugeben, beschreibt die DE 44 30 917 C1 eine konstruktive Lösung für die Durch­ führung eines integrierten Spinn-Zwirnprozesses. Dabei werden aufgelöste Einzelfasern mindestens zwei in einem gemeinsamen Rotor gelagerten OE-Spinnaggregaten zuge­ führt, die innerhalb einer Doppeldraht-Spindel ange­ ordnet sind, derart, daß die mittels der OE-Spinn­ aggregate erzeugten Spinnfäden unmittelbar nach ihrer Erzeugung entsprechend dem Doppeldraht-Zwirnprozeß zu einem Zwirn verzwirnt werden.

Gemäß der FR 15 52 320 schließt sich an mindestens zwei stationär in einem gemeinsamen Maschinenrahmen gelagerte OE-Spoinnrotoren ein Ringzwirnaggregat an, wobei es jedoch fraglich ist, ob infolge der unter­ schiedlichen Verarbeitungsgeschwindigkeiten von OE- Spinnrotoren einerseits und Ringzwirnaggregaten an­ dererseits dieses Verfahren überhaupt praktikabel ist.

Gemäß der DE 44 30 917 werden die aufgelösten Einzel­ fasern zwei in einem gemeinsamen Rotor gelagerten OE- Spinnaggregaten durch die Rotorachse zugeführt, und die aus den Spinnaggregaten austretenden Spinnfäden werden direkt anschließend einem Einfachdraht-Zwirnprozeß unter­ worfen.

In dem Bestreben, die drei Prozesse Spinnen, Spulen und Zwirnen zu einem einzigen Contenue-Prozeß zusammenzu­ legen, ist es bekannt, auf eine Hohlspindel ein Garnkopf aufzustecken, der vorher z. B. auf einer üblichen Ringspindel hergestellt worden ist. Ein von einem Vorgarn, beispiels­ weise Aufsteckgatter, kommendes Vorgarn durchläuft ein normales Streckwerk und wird zusammen mit dem Spinn­ faden des vorher auf die Hohlspindel aufgesteckten Garnkopfes in die Spindelhohlachse eingeführt. Das Garn der Garnspule wird bei den Spindelumdrehungen ab­ gewickelt und läuft gemeinsam mit dem vorgestreckten Vorgarn durch die hohle Spindel zu einem Aufwickelwerk bzw. einer Spulstelle, wie es z. B. in "eine neue Spinn- Zwirnmaschine" aus "Melliand-Textilberichte 12/1966", Seiten 1354 und 1355 beschrieben ist.

Bei einem in der DE 44 28 780 C1 beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines gezwirnten Fadens werden in einem ersten Arbeitsschritt zwei von Vorgarn-Vorräten abgezogene und durch Streckwerke geführte Vorgarnfäden jeweils selb­ ständig voneinander nach dem Ringspinnverfahren versponnen und dabei auf auf übereinander angeordneten Hohlspindeln permanent angebrachten Garnträgern zu zwei Spinngarnkörpern aufgewickelt. In einem anschließenden zweiten Arbeitsschritt werden die zuvor zu den Spinngarnkörpern aufgewickelten Spinnfäden jeweils unter Ballonbildung von den Spinngarn­ körpern wieder abgezogen und durch die Hohlachsen der jeweiligen Hohlspindeln bei gleichzeitigem Hindurchführen des durch die obere Hohlspindel geführten Spinnfadens auch durch die untere Hohlspindel gemeinsam einem unterhalb der unteren Hohlspindel angeordneten Aufwickelwerks zugeführt. Die Hohlspindeln werden in Abhängigkeit von der Abzugsgeschwin­ digkeit des Aufwickelwerkes derart in Rotation versetzt, daß die Drehung der beiden Spinnfäden teilweise wieder zurückge­ dreht wird.

Bei den beiden zuletzt behandelten Systemen handelt es sich jeweils um Ringspinnspindeln, deren Fäden anschließend einem Zwirnverfahren zugeführt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin einen dreh­ momentarmen Zwirn mit geringer Kringelneigung herzu­ stellen, der direkt und problemlos weiterverarbeitet werden kann, ohne daß im Sinne der obigen Ausführungen längere Ablagerungszeiten oder zusätzliche Fixierver­ fahren erforderlich sind.

Derartige drehmomentarme Zwirne mit geringer Kringel­ neigung werden für die meisten Weiterverarbeitungs­ zwecke und Einsatzgebiete gefordert, um die üblichen schädlichen Einflüsse sogenannter "wilder" Garne oder Zwirne möglichst gering zu halten.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Verfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüche 1 und 2, wonach zum Er­ reichen des angestrebten Zieles im wesentlichen drei Faktoren bedeutsam sind, nämlich

• 1. eine kurze Verweildauer des Spinnfadens bzw. Spinn­ garnes in der Spinnzone, d. h. der Zeitfaktor,
• 2. das Aufrechterhalten einer bestimmten Fadenzugkraft bzw. Fadenspannung, der die Spinnfäden und der direkt anschließende Zwirn bis zur endgültigen Aufwicklung auf der Zwirnspule unterliegen, und
• 3. keine Aufspulung des Spinnfadens als Zwischenprozeß­ stufe und damit keine Möglichkeit der Entspannung des Spinnfaserstranges und als Folge dazu kein Ein­ treten eines Memory-Effektes im Spinnfaden, welcher einer während des Zwirnprozesses entgegengesetzt ge­ richteten Drehung entgegenwirken könnte.

Es wird angegeben, daß das erfindungsgemäße Verfahren mit den am Anmeldetag zur Verfügung stehenden Mitteln so durchgeführt werden kann, daß es sich bei dem vorgeschalteten Spinnprozeß unter Berücksichtigung des nachgeschalteten Zwirnprozesses um einen OE-Spinnprozeß oder einen Luftspinnprozeß handelt.

Zur Lösung des angestrebten Zieles wird für den Spinn­ prozeß und den Zwirnprozeß ein ununterbrochener Ver­ fahrensablauf mit annähernd konstanter Fadenzugkraft (Fadenspannung) und einer sehr kurzen zeitlichen Phase bzw. Wegstrecke zwischen dem abgeschlossenen Spinn­ prozeß und der Zwirneinbindezone und damit auch der Be­ endigung der Spinndrehung zur Erzeugung der Einfach- Spinngarne dem Sterben des Faserbündel zurück in eine parallele Lage oder der Ausbildung eines Formgedächnisses an den Spinndrehungszustand nur ein minimaler Zeitraum zur Verfügung gestellt. Aufgrund der Konstanthaltung der Fadenzugkraft bzw. Fadenspannung wird einem "Einfrie­ ren" der verdrehten Faserbündel und Einzelfasern ebenfalls entgegenwirkt.

Die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Fadenzugkraft- Parametern hängen von dem zu verarbeitenden Stapelfaser­ material, der Ausführungsform der verwendeten Vorrichtung und den jeweiligen Verfahrensparameter ab.

Die Zugkraftwerte lassen sich vorzugsweise durch Liefer­ werke zwischen der Spinnzone und der Zwirnzone einstellen.

Als Folge der zeitlichen Straffung und der Konstanthaltung der Fadenzugkraft besitzen die Einfach-Spinngarne damit nur sehr geringe Widerstandkräfte gegen das nachfolgende Verzwirnen, und es entsteht ein Spinn-/Zwirndrehungsverbund, dessen innere Rückstellmomente nur minimal sind. Da das Rückstellmoment im Garnkörper aufgrund der oben beschrie­ benen Zusammenhänge damit minimalisiert ist, tritt der Gleichgewichtszustand durch Relaxieren der Zwirne auf der Spule schon nach sehr kurzer Zeit ein. Auf diese Weise wird der Memory-Effekt im elastischen Zwirnmedium und im elastischen Spinnmedium nahezu ganz vermieden und er wird damit auch nicht auf den Zwirnzustand übertragen, wodurch die Kringelneigung weitestgehend ausgeschaltet ist. Vorzugsweise legt man den zeitlichen Abstand zwischen der Beendigung der Spinnphase und der Beendigung der Zwirnphase auf einen Wert von < 0,5 Sekunde, und insbesondere < 0,1 Sekunde, fest.

In Abhängigkeit von dem angestrebten Zwirn werden be­ vorzugt folgende Spinn-Zwirn-Liefergeschwindigkeiten ausgewählt:

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Einrichtungen sind in beispielhafter Weise in den folgenden Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung teilweise im Schnitt eine Ansicht einer kombinierten Spinn-Zwirneinrich­ tung;

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung teilweise im Schnitt eine integrierte Spinn-Zwirneinrichtung, jeweils zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung umfaßt eine in einem Maschinenbett 1 gelagerte übliche Ringzwirn­ spindel 2, der zwei jeweils als Blackbox dargestellte Spinnaggregate 3,3 vorgeschaltet sind. Dabei kann es sich jeweils um ein übliches Luftspinn-Aggregat handeln, bei dem etwa gemäß DE 40 04 049 A1 ein auf eine erwünschte Garnfeinheit verstrecktes Faserband einer Luftdüse zuge­ führt wird, die einen insbesondere rohrförmigen Fadenkanal aufweist, in den mindestens eine Blasdüse tangential ein­ mündet, um in dem Fadenkanal eine den Spinnprozeß bewir­ kende Wirbelströmung mit einer vorgegebenen Drehrichtung zu erzeugen.

Die Ringzwirnspindel 2 umfaßt zum rotatorischen Antrieb einer Zwirnspule 4 einen mittels Tangentialantriebs­ riemen 5 angetriebenen Spindelwirte 6, sowie einen auf- und abbewegbaren Ring 7 mit zugeordnetem Ringläufer 8.

Die Strecke "a" gibt die Wegstrecke und davon unter Be­ rücksichtigung der Fadenliefergeschwindigkeit abgeleitet den Zeitfaktor zwischen der durch die Blackboxen 3 dar­ gestellten Spinnzone und der durch den Ringläufer 8 definierten Zwirnzone an. Zwischen der Spinnzone und der Zwirnzone befindet sich ein üblicher Fadenführer 9.

Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung enthält einen Spinnteil I mit mindestens zwei nebeneinander in einem Maschinenrahmen 11 gelagerten OE-Spinnrotoren 12, 13, in die in üblicher Weise Fasermaterial-Einspeisungskanäle 14, 15 münden.

Diesem Spinnteil I ist ein Doppeldraht-Zwirnaggregat II zugeordnet, das als Doppeldraht-Zwirnspindel mit innenlie­ gender Aufwickelspule A ausgebildet ist. Eine derartige Doppeldraht-Zwirnspindel ist beispielsweise in der DE 12 92 555 C2 (= US 3 368 336) behandelt, auf die hin­ sichtlich der einzelnen Konstruktionselemente ausdrücklich verwiesen wird. Als wesentliche Bestandteile enthält eine derartige Doppeldraht-Zwirnspindel einen mittels Tangentialantriebriemen 17 antreibbaren Hohlwirtel 18, der zusammen mit der Fadenspeicherscheibe 19 und dem Überlaufteller 20 den Spindelrotor bildet.

Die beispielsweise mittels eines Rollenpaares 16-16 aus den OE-Spinnrotoren 12, 13 abgezogenen Spinnfäden treten von unten her axial durch Hohlwirtel 18 hindurch, werden durch die Fadenspeicherscheibe 19 radial nach außen heraus­ geführt und bewegen sich vom Rand des Überlauftellers 20 in Form eines Ballons nach oben, dessen Ballonspitze durch einen in der Verlängerung der Spindelachse liegenden Faden­ führer 22 bestimmt ist, der an einen zur Spindelachse ge­ neigten Auslegearm 21 befestigt ist. Die beiden Spinnfäden werden dann über geeignete Führungselemente einem in vertikaler Richtung auf- und abbewegbaren Changierfaden­ führer 23 zugeführt, um auf der Aufwickelspule A aufge­ wickelt zu werden, die von dem gegen ihren Außenmantel anliegenden Schutztopf 24 in Drehung versetzt wird, der in für eine Doppeldraht-Zwirnspindel mit Innenaufwicklung üblicher Weise in Rotation versetzt wird.

Claims (5)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Zwirns mit geringer Kringelneigung dadurch gekennzeichnet, daß man

• a) in einem ununterbrochenen Verfahrensablauf unmittelbar an einen Spinnprozeß (Luftspinn- oder OE-Spinnprozeß) einen Zwirnprozeß anschließt,
• b) den zeitlichen Abstand zwischen der Beendigung der Spinn­ phase und der Beendigung der Zwirnphase < 1 Sekunde wählt, und
• c) die Fadenzugkraft zum Zeitpunkt der Beendigung der Spinnphase und die Fadenzugkraft zum Zeitpunkt der Beendigung der Zwirnphase annähernd auf den gleichen Wert einstellt.

2. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Zwirnes mit geringer Kringelneigung dadurch gekennzeichnet, daß man

• a) in einem ununterbrochenen Verfahrensablauf unmittelbar an einen Spinnprozeß (Luftspinn- oder OE-Spinnprozeß) einen Zwirnprozeß anschließt,
• b) den zeitlichen Abstand zwischen der Beendigung der Spinnphase und der Beendigung der Zwirnphase < 1 Se­ kunde wählt, und
• c) die Fadenzugkraft zum Zeitpunkt der Beendigung der Zwirnphase auf einen Wert < 70% der Fadenzugkraft zum Zeitpunkt der Beendigung der Spinnphase einstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen zeitlichen Abstand zwischen der Beendigung der Spinnphase und der Beendigung der Zwirnphase von < 0,5 Sekunde festlegt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen zeitlichen Abstand von < 0,1 Sekunde festlegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinn-Zwirn-Liefergeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem herzustellenden Zwirn auf folgende Werte einge­ stellt wird: