DE2707084C2

DE2707084C2 - Spinnverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE2707084C2
Application number: DE2707084A
Authority: DE
Inventors: Alan Nicholas Richmond Victoria Jacobsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-23
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1983-09-15
Also published as: FR2341675A1; FR2341675B1; GB1571724A; JPS5916004B2; JPS52103536A; CH616712A5; IT1082224B; US4091605A; DE2707084A1

Description

wobei sie auf diesen Oberflächen abrollen.

Das Garn kann in üblicher Weise durch einen Walzenspalt geführt werden, der den Faserstrang in die Spinnzone und über die Fläche, über die er abrollt, zieht, während der Faserstrang quer zur Zugrichtung über besagte Rollfläche bewegt wird.

Bei einer Ausführungsform einer Vorrichtung werden die Fasern eines vorbereiteten Faserbündels von einer Auflösewalze vereinzelt und dann mit Hilfe eines Luftstromes ei.ier Venturidüse zugeführt Während des Durchlaufens der Venturidüse werden die Fasern beschleunigt, so daß die Fasermasse weiter verdünnt wird, um sie für das Offenendspinnen ausreichend zu vereinzeln. Die Venturidüse führt die so aufbereiteten Fasern einer axial ausgerichteten Sammelnut zu, wo die Fasern sich ansammeln, weil sie unter geregelter Geschwindigkeit kontinuierlich der Nut zugeführt werden An dieser Stelle nimmt das hintere Ende des sich schon bildenden Garns die angesammelten Fasern aus der Sammelnut auf und zieht sie über die besagte Rollfläche.

In der Praxis ist es günstig, die Roiifiäehe mil einem Material zu beschichten, das die ausreichende Reibungskraft zwischen den Fasern und der Rollfläche hervorruft, um eine ausreichende Zwirnung des sich bildenden Garns sicherzustellen.

Der Verzwirnungsgrad des sich bildenden Garns hängt vom Durchmesser der Rollfläche, der Rollgeschwindigkeit und von der Geschwindigkeit ab, mit der das Garn über diese Räche gezogen wird.

Bei einer Vorrichtung, bei welcher die Rollfläche einen Durchmesser von 5,08 cm aufweist, und im Garn bei einem Durchmesser von 0.165 mm eine theoretische Garnfeinheit von 30 cc erreicht wird, können dem Faserstrang bei einem vollen Umlauf um die Achse der Rollfläche theoreusch 325 Drehungen vermittelt werden. Wenn der Faserstrang mit 800 U/min um die besagte Achse bewegt wird, dann können ihm pro Minute 260 000 Drehungen vermittelt werden. In der Praxis ist diese Zahl geringer, weil ein gewisser Schlupf *o zwischen dem Garnstrang und der Rollfläche vorhanden ist.

Aufgrund der so möglichen hohen Drthungszahlen im Garn kann auch bei hoher Abzugsgeschwindigkeit der erforderliche hohe Drehungsgrad im Garn erzielt « werden. Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß mit ihr eine hohe Garnqualität bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten und niedriger Geschwindigkeit der umlaufenden Teile erzielbar ist.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme w auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Gesamtanlage zur Durchführung der Erfindung:

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Spinnvorrichtung in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10, die die Fasern aufbereitet und zu der Spinnvorrichtung 11 führt, in welcher sie zu einem Garn versponner, werden. Über Abzugsrollen 12 gelangt das gesponnene Garn zu einer Aufwickelvorrichtung 13= In der Faseraufbereitungsvorrichtung 10 ist eine Auflösewalze 15 angeordnet, die sich mit einstellbarer Drehzahl dreht. Es können auch andere Faseraufbereitungsvorrichtungen verwendet werden, die die gewünschte Vereinzelung der der Spinnvorrichtung 11 zuzufüht ent'^n Fasern gewährleisten.

In dem dargestellten Beispiel gelangt ein !unten- oder strangförmiges Faserband bei 16 in die Vorrichtung 10, wird vom Rotor 15 aufgelöst und über eine Rohrleitung 17 abgeführt. In der Vorrichtung 10 werden die Fasern einer Zentrifugalkraft unterworfen, die dazu führt, daß die Fasern in die Rohrleitung 17 geworfen werden. Um den Faserflug zu unterstützen, ist es günstig, in dem Zuführungssystem zur Spinnvorrichtung 11 eine zusätzliche Luftströmung aufrechtzuerhalten, was den Vorteil mit sich bringt, daß dieser unabhängig von der Arbeitseffektivität der Vorrichtung 10 eingestellt werden kann, womit man die Zuführung der Fasern zur Spinnvorrichtung 11 entsprechend regeln kann. Die Fasern gelangen von der Rohrleitung 17 zur Venturidüse 18. in welcher sie beschleunigt werden.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, gelangen die Fasern nach dem Verlassen der Venturidüse 18 in eine axial verlaufende Sammelnu·. 19 in einem Rotationskörper 20, in welchem sie aufgrund der sich verringernden Geschwindigkeit und auch aufgrund der ihnen vermittelten Zentrifugalkraft gesammelt werden.

Die eigentliche Spinnvorrichtung besteht aus einem stationären Gehäuse 30, in welche- ■ der Rotationskörpers 20 mitteis Kugellagern 3i drehbar gelagert ist. Der drehbare Körper 20 sitzt auf einer Welle 33, die über ein Antriebsrad 34 mit Riemen 35 angetrieben wird.

In dem stationären Gehäuse 30 ist koaxial zu der Welle 33 ein äußerer stationärer Bauteil 38 befestigt, welcher auf seiner Innenseite eine konisch verlaufende Rollfläche 39 aufweist. An der erweiterten Innenseite 40 des Gehäuses 30 ist weiterhin ein Innenzahnkranz 41 konzentrisch zur Welle 33 ausgebildet. Am Ende der Welle 33 ist eine Führungsplatte 42 starr angebracht, welche mit einem Garnführungskanal 44 versehen ist. welcher im radialen Abstand parallel zur Achse der Welle 33 verläuft. An den Enden des Kanals 44 sind Führungsbuchsen 45 aus geeignetem Material angebracht. Zentrisch in der verschlossenen Stirnwand des Gehäuses 30 ist ein Abzugskanal 48 ausgebildet, der mit entsprechenden Führungsbuchsen 49 an seinen Enden versehen ist. Das drehbare Bauteil 20, die WeIu- 33 und die Führungsplatte 42 bilden zusammen einen starren Rotationskörper, der die Rollbewegung der Fasern he. vorruft.

Auf der Welle 33 ist mittels Kugellagern 14 eine Hülse 51 drehbar gelagert, welche an ihrem Umfang einen mit dem Garn in Berührung zu bringenden Ring 50 trägt Die Hülse 51 ist an ihrem Umfang weiterhin mit einem Zahnkranz 55 versehen. Zwei sich diametral gegenüberstehende Planetenräder 60 werden von Achsstummeln 61 getragen, die an der Führungsplatte 42 ausgebildet sind. Die beiden Planetenräder 60 kämmen in dem Innenzahnkranz 41 des Gehäuses 30 und dem Zahnkranz 55 der Hülse 51. Diese Zahnräderanordnung bildet demnach ein Planetengetriebe, welches dazu führ , vlaß durch die Drehung der Welle 33 zugleich die Hülse 51 in Drehung versetzt wird. Die Zahnkränze 41 und 55 sind so aufeinander abgestimmt, daii die Hülse 51 mit der doppelten Drehzahl der Welle 33 und somit der Führungsplatte 42 rotiert. Die Gründe für dieses Untersetzungs'erhältnis werden später erläutert.

Die Rollfläche 52 des Ringes 50 steht der konisch verlaufenden Rollfläche 39 am Ring 38 gegenüber und bildet mit dieser zusammen einen ringförmige:/ Spalt 53 aus, welcher sich in Durchlaufrichtung des Fasermatcrials durch die Spinnvorrichtung verengt. Eine die Zuführvorrichtung zu den Rollflächen bildende Öffnung 22 in dem rotierenden Bauteil 20 stellt das axiale Ende der Nut 19 dar und fluchtet mit dem einlaufseitigen Ende des Ringspaltes 53.

Es ist bemerkenswert, daß die Kugellager 31, die den Rotationskörper 20 und die Welle 33 im Gehäuse 30 lagern, von einer Anzahl von Schraubendruckfedern 25 in Bohrungen 26 des Gehäuses 30 gegen einen Anschlagring 23 gedrückt werden, der auf das ϊ einlaufseitige Ende des Gehäuses 30 geschraubt ist. |e nachdem, wie weit der Anschiagring 23 auf das Gehäuse

30 aufgeschraubt wird, verschieben sich die Kugellager

31 mit dem Bauteil 20 und der Welle 33, so daß man den inneren Ring 50 gegenüber dem äußeren Ring 38 ι ο (stationärer Bauteil) axial verstellen und somit die lichte Weite des Ringspaltes 53 verändern kann. Diese Änderungsmöglichkeit ist notwendig, um die Spinnvorrichtung den verschiedenen herzustellenden Garnstärken anpassen zu können. ι ">

Um den Spinnvorgang beginnen zu können, wird zunächst ein Vorfaden durch den Abzugskanal 48, die Führung 44, den Ringspalt 53. die öffnung 22 und die Nut 19 gezogen. Beim Anspinnen wird das Ende des Vorfadens in der Nut 19 von den Ringen 38 und 50 .'o gezwirnt und beim Herausziehen des Fadens aus der Spinnvorrichtung zieht er die Fasern hinter sich her, die sich in der Nut 19 bereits angesammelt haben. Diese werden von den Ringen 38 und 50 ebenfalls gezwirnt und das sich zwirnende Ende des Faserstrangs nimmt kontinuierlich in der Nut 19 weitere, ständig zugeführte Fasern auf, womit das kontinuierliche Spinnen in Gang gekommen ist.

Der Rotationskörper 20 weist im Inneren einen Hohlraum 29 auf, der dazu bestimmt ist, die Geschwin- jo digkeit der durch die Venturidüse 18 sehr schnell einströmenden Luft in der Spinnvorrichtung drastisch herabzusetzen, weil in der Spinnvorrichtung hohe Luftgeschwindigkeiten den Spinnvorgang nachteilig beeinflussen könnten. Ein Luftauslaß 28 im Gehäuse 30 kann an eine Pumpe angeschlossen werden, die es verhindert, daß sich in der Spinnvorrichtung ein Luftstau bildet.

Während des Spinnens rotieren die Welle 33. der Körper 20 und die Platte 42 miteinander mit der -»o erforderlichen Geschwindigkeit, die normalerweise im Bereich zwischen 800 und 1000 U/min liegt. Das sich bildende Garn, das sich von der öffnung 22 im Bauteil 20 zur Führung 44 erstreckt, wird auf einem kreisförmigen Weg mit einer Geschwindigkeit bewegt, die genauso -«5 groß ist wie diejenige der zuvor erwähnten rotierenden Elemente der Vorrichtung. Aufgrund des radialen Abstandes der öffnung 22 des äußeren Rings 38 und der Führung 44 von der Achse der Vorrichtung wird eine Zentrifugalkraft im sich bildenden Garn hervorgerufen. die dazu führt, daß das sich bildende Garn auf der Oberfläche 39 des äußeren Rings 38 rollt, weil die Reibungskraft zwischen dieser Oberfläche 39 und den Fasern des sich bildenden Garns genügend groß ist, um einen wesentlichen Schlupf zu verhindern. Dieses Rollen der Fasern des sich bildenden Garns auf der Oberfläche erzeugt eine Verdrehung der Fasern, die schließlich zu einem Garn zusammengedreht werden.

Der innere Ring 50 rotiert, wie zuvor erwähnt, mit einer Geschwindigkeit, die halb so groß ist wie die der Welle 33. Die Drehung des inneren Rings 50, der ebenfalls in Berührung mit dem sich bildenden Garn steht, unterstützt die Zwirnwirkung, weil das sich bildende Garn auch auf der Oberfläche 52 des inneren Rings 50 abrollt. Dies vermindert die Möglichkeit des Auftretens eines Schlupfes /wischen dem sich bildenden Garn und den besagten Oberflächen. Da der Durchmesser des Garns klein gegenüber den Durchmessern der Ringe 50 und 38 an den Flachen 52 und 39 ist. und weil das sich bildende Garn um die Achsen dieser Ringe bewegt wird, während es über deren Oberflächen abrollt, muß der innere Ring 50 bei stillstehendem äußeren Ring 38 in der gleichen Richtung wie die Platte 42. jedoch mit der doppelten Geschwindigkeit rotieren. Die Geschwindigkeit, mit der das sich bildende Garn um die Achse der Spinnvorrichtung bewegt wird, entspricht der Rotationsgeschwindigkeit der Welle 33. Die Rotation des inneren Rings 50 unterstützt das Rollen des Faserstranges auf dem äußeren Ring 38 ohne wesentlichen Schlupf, was wichtig ist, um den der Zwirnbehandlung unterworfenen Faserstrang in Ausrichtung mit der Nut 19 und der Führung 44 zu halten. Bei der Festlegung der Rotationsgeschwindigkeit des inneren Rings 50 wird der geringe Unterschied zwischen dessen Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des äußeren Rings 38 außer Acht gelassen. In manchen Fällen kann es notwendig werden, eine geringe Korrektur in dem Übersetzungsverhältnis vorzu'shen, speziell dann, wenn der Durchmesser des sich bildenden Garns relativ groß ist.

Das offene Ende des sich bildenden Garns liegt am auslaufseitigen Ende der Venturidüse 18, weil an diesem Punkt die Fasern auf ihre maximale Geschwindigkeit beschleunigt sind, die wesentlich größer ist als die Einlaufgeschwindigkeit in die Venturidüse, dementsprechend sind am auslaufseitigen Ende der Venturidüse 18 die Fasern am meisten voneinander getrennt. Die Abmessungen der Venturidüse im Verhältnis zur Zulieferungsgeschwindigkeit der Fasern sind so gewählt, daß am auslaufseitigen Ende der Venturidüse die Fasern ausreichend voneinander getrennt sind, so daß die Zwirnung des sich bildenden Garnes nicht auf die Fasern in der Venturidüse übertragen werden und eine wirksame Unterbrechung im Faserstrom vorhanden ist. womit es sich hier um ein echtes Offenend-Spinnverfahren handelt. Wie weit man die Fasern voneinander vereinzeln muß, um diesen Bruch im Faserstrom zu erzeugen, ist aus der Offenend-Spinntechnik bekannt.

Beim Zuliefern der Fasern zu der Sammelnut 19 findet eine beachtliche Abbremsung der Fasern in axialer Richtung in der Spinnvorrichtung statt, was zur Folge hat. daß sich in der Sammelnut ein Fase vorrat ansammelt, der ausreicht, um je nach Abzugsgeschwindigkeit durch die Abzugsrollen 12 ein Garn bestimmter Stärke zu bilden.

Da die Platte 42 und das Bauteil 20 miteinander gleichförmig rotieren und die Sammelnut 19 und die Führung 44 in der gleichen Radialebene liegen, verläuft auch der Faserstrang in dieser Ebene, wenn er zwischen dem inneren und äußeren Ring 50 und 38 hindu^rchläuft und dort gerollt wird

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verspinnen von Stapelfasern durch Zuführen der Fasern im Luftstrom, Sammeln der Fasern und Erteilen der Drehung durch Abrollen auf einer endlosen Fläche (Rollfläche) quer zur Abzugsrichtung des gesponnenen Garnes, wobei die gesammelten Fasern als Band der kontinuierlich umlaufenden Rollfläche an deren der Abzugsseite gegenüberliegenden Seite in Berührung mit ihr gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß das Erteilen der Drehung durch Abrollen auf einer um eine Achse konzentrischen geschlossenen Rollfläche erfolgt und daß der Zuführungspunkt des Faserstranges und der Abführpunkt des Garnes an der Rollfläche synchron miteinander auf zur Achse der Rollfläche konzentrischen Kreisen gegenüber der Rollfläche umlaufen.

2. Vorrichtung zum Verspinnen von Stapelfasern zu einen« Garn mit einer Rollfläche, einer Einrichtung zum Sammeln der Fasern am einen Ende der Rollfläche, einer Einrichtung zum Zuführen der gesammelten Fasern auf die Rollfläche an deren einen Ende, einer Einrichtung zum Abziehen des Garnes an der anderen Seite der Rollfläche unmittelbar gegenüber der Zuführeinrichtung, und einer Einrichtung zum Erzeugen einer Abrollbewegung der Fasern bzw. des Garnes auf der Rollfläche quer zur Abzugsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollfläche (39, 52) eine um eine Achse konzentrische, rotationssymmetrische Fläche ist, und daß die Faserzufihr- (2?* und Abführeinrichtung (44, 45) an einem genieinsamen, um die Achse der Rollfläche (39,52) umlaufende" Rotationskörper (20, 33,42) befestigt sind.

3. Spinnvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollfläche (39) an einem stationären Bauteil (38) ausgebildet ist

4. Spinnvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Faserzuführweg eine Venturidüse (18) befindet.

5. Spinnvorrichtung nach Anspruch 3 und 4 Λΐύ einer vor dem Eintrittsende der Rollfläche sich erstreckenden Sammelnut, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse (18) gleichlaufend mit der Sammelnut (19) rotierend gelagert, ihr Einlaß koaxial mit der Rotationsachse angeordnet und ihr Auslaß auf die Sammelnut (19) ausgerichtet ist.

6. Spinnvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollfläche (39) eine Innenfläche ist und ihr eine koaxial im Abstand gegenüberstehende Roll-Außenfläche (52) unter Bildung eines Ringspaltes (53) zugeordnet ist und daß wenigstens eine der Rollflächen (39, 52) gegen die andere drehbar gelagert ist.

7. Spinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollfläche (39) stationär gehalten ist, daß die Einrichtung zum Abziehen des Garnes einen sich axial erstreckenden Führungskanal (44) aufweist, der radial nach außen gegen den Ringspalt (53) versetzt ist und daß die Faserzuführeinrichtung (22) und der Führungskanal (44) im wesentlichen in derselben Ebene radial zur Achse der Rollfläche (39) liegen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I bzw. 2. Diese sind aus der DE-OS 19 41 426 bekannt

Das bekannte Verfahren wird mit einer Vorrichtung durchgeführt, die aus einer ebenen Unterlage mit einer sich konisch verjüngenden Rille darin und einem quer zur Rille über den Tisch gezogenen Riemen besteht, der die Rille im Teilbereich engeren Querschnitts bedeckt

ίο Am Ende des größeren Rillenquerschnitts ist eine Faserzuführungseinrichtung angeordnet bestehend aus einer Faserauflösewalze und einer Luftdüse, die die von der Auflösewalze abgegebenen Fasern in die Rille bläst, wo sie sich sammeln und von wo sie unter den Riemen

Ij gelangen. Am anderen Ende der Rille ist eine Abzugseinrichtung angeordnet Hierbei werden nur die außenliegenden Fasern der in der Rinne enthaltenen Faseransammlung unter der Wirkung des Riemens gedreht Die Abmaße der Rinne bestimmen den Durchmesser des Garnes. Es ist daher unausbleiblich, daß die in die Rinne geblasenen Fasern dort in dem Bereich unier dem Riemen ziemlich fest zusammengepaßt werden. Die Folge davon ist eine erhebliche Reibung zwischen den Fasern und den Wänden der Rinne. Der nicht vom Riemen abgedeckte Teil ist zur Verhinderung von Faserflug von einer perforierten Abdeckung bedeckt was die Reibung zwischen den Fasern und den umgebenden Wänden weiter vergrößert Diese Reibung behindert die Roll- und Drehbewegung der Fasern unter dem Riemen. Die Fasern werden deshalb nur unvoUständig eingedreht, was auch bewirkt, daß teilweise ein Falschdrall aufgebracht wird, der sich wieder aufdreht, wenn das Garn den Raum unter dem Riemen verläßt. Da die Fasern vereinzelt im Luftstrom der Sammelnut zugeführt werden, kann dieses bekannte Verfahren sowie das anmeldungsgemäße den Offenendspinnverfahren zugeordnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunue, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit deren JHIfe ein Spinnen durchführbar ist, bei dem mit nur einer ausreichenden Reibungskraft alle Spinnfasern mit einer echten Drehung eingebunden werden, die Garnqualität verbessert wird und hohe Spinngeschwindigkeiten möglich sind. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen einer Spinnvorrichtung nach Anspruch 2 sind Gegenstand der Unterarsprüche.

Bei der Erfindung werden die Fasern über eine rotationssymmetrische Fläche gezogen und gerollt. Der Einsatz der rotationssymmetrischen Fläche erlaubt es, uaß der Punkt der Aufgabe der Fasern auf die Fläche und der Punkt, an dem sie diese wieder verlassen, um die Achse dieser Fläche rotieren können. Diese Rotation von Aufgabe- und Abnahmepunkt der Fasern bzw. des Garns erleichtert das Rutschen der Faseransammlung auf der Fläche und hat ?ur Folge, daß die Faseransammlung nur einer relativ geringen Bewegung auf einem Bogen um die Achse der Fläche unterworfen wird.

Die das Rollen hervorrufende Bewegung kann entweder dadurch hervorgerufen werden, daß man die Rollfläche gegenüber dem Faserstrang oder indem man den Faserstrang quer zur Zugrichtung gegenüber der

b5 Rollfläche bewegt. Dabei können die Fasern entweder auf der Außenseite oder der Innenseite eines ringförmigen Bauteils oder durch den Spalt zwischen zwei koaxial zueinander angeordneten Bauteilen bewegt werden.