DE3331629A1

DE3331629A1 - Verfahren zum spinnzwirnen in einem offenend-spinnrotor und vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3331629A1
Application number: DE19833331629
Authority: DE
Inventors: Franti&scaron;ek &Ccaron;ada; Jaroslav Usti nad Orlici &Scaron;lingr; Miroslav Dipl.-Ing. Sopotnice &Scaron;tepánek; &Zcaron;elmira Dipl.-Ing. Borovcová; Zden&ecaron;k Dipl.-Ing. Usti nad Orlici Havránek; Jan Hrdina; Alois Dipl.-Ing. Stejskal
Original assignee: Vyzkumny Ustav Bavlnarsky AS
Current assignee: Vyzkumny Ustav Bavlnarsky AS
Priority date: 1983-09-01
Filing date: 1983-09-01
Publication date: 1985-03-28
Also published as: DE3331629C2; US4527384A; CH661750A5; JPS6059127A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum .Spinnzwirnen in einem Offenend-Spinnrotor, bei welchem eine
Garnkomponente durch auszuspinnendes Stapelfasergarn
und die zweite Komponente durch ein lineares Material
(Filamentgarn, Monofil oder vorgesponnenes Garn) gebildet
sind.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

Prozesse zum Herstellen von Mehrkomponentgarnen in
Offenend-Spinnrotoren können im wesentlichen in zwei Gruppen geteilt werden. Bei der ersten Gruppe wird das lineare Material in mehr oder weniger gespanntem Zustand in Axialrichtung dem Spinnrotor zugeführt und aus diesem durch ein Abzugsrohr wiederum axial abgezogen. Zum Umwickeln des
linearen Materials mit dem Stapelfasergarn kommt es jedoch lediglich bei einer verhältnismäßig hohen Axialspannung
des linearen Materials und zwar im Abzugsrohr. Das lineare Material kommt mit dem Stapelfasergarn mit einer zu hohen
Kraftbelastung hinsichtlich der Spannung des auszuspinnenden Stapelfasergarnsin Berührung, wobei diese Belastung
darüber hinaus wegen Schwankung von passiven Widerständen
variabel ist. Somit bildet sich ein Garn, dessen Struktur
zwischen dem Zwirn- und Ümwickeltyp variiert.

Ein solches Garn ist in Praxis unverwendbar. Darüber hinaus wird der Prozeß des Umwickeins der Stapelfaserkomponente
um das lineare Material durch eine höhere Starrheit der letztgenannten Komponente beeinträchtigt. Bei den Prozessen der zweiten Gruppe wird das lineare Material der Sammelrinne
des Spinnrotors zugeliefert, wo es zu einem Stapelfaserbändchen abgelagert, zusammen mit ihm verdreht und schließlich als Endprodukt durch das Abzugsrohr abgezogen. Derart wird

—· ο —

eine Kerngarnstruktur gebildet. Ein Nachteil dieses Prozesses besteht darin, daß dem linearen Material ein Falschdraht durch die Drehung des Spinnrotors erteilt wird, was nach einer Zeit die Unterbrechung des Spinnprozesses verursacht und infolgedessen ihn beträchtlich unstabil und industriell unbrauchbar macht.

Ferner sind Vorgänge zum Herstellen von Mehrkomponentgarn im Spinnrotor bekannt, bei welchen das lineare, durch einen Kanal im Deckel des Spinnrotors zugeführte Material mit dem Stapelfasergarn in einem Punkt in Kontakt kommt, der sich im ersten Fall außerhalb des Umfangs des Abzugstrichters in Richtung zur Sammelrinne des Rotors und im zweiten Fall am inneren Umfang der Öffnung des Abzugstrichters befindet. Ein Nachteil besteht in beiden Fällen darin, daß die Kraftverhältnisse im Kontaktpunkt beider Komponenten, der im ersten Fall im freien Raum des Spinnrotors und im zweiten Fall außerhalb der aktiven Oberfläche des Abzugstrichters situiert ist, nicht ausreichend kontrolliert werden können, was die Struktur des Mehrkomponentgarns und infolgedessen auch seine Eigenschaften ungünstig beeinflußt.

Der gemeinsame Nachteil in beiden Fällen des Vorgangs . zum Herstellen von Mehrkomponentgarn ist die Anordnung des Abzugstrichters an der Hohlspindel des Spinnrotors, was wegen einer Beschränkung des Einsatzes der Abzugstrichter von verschiedenen Größen und Formen technologische Schwierigkeiten zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrkomponentgarn mit dem Charakter von spinngezwirntem Garn, bei welchem das lineare Material wie Filamentgarn, Monofil oder vorgesponnenes Garn in einem Zwirnpunkt um das Stapel-

fasergarn herumgewickelt ist, zu schaffen und gleichzeitig die Stabilität dieses neuen Prozesses sowie die erforderte Garngüte sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Spinnzwirnen in einem Offenend-Spinnrotor mit einem unter Unterdruck stehenden Spinnraum gelöst, bei welchem eine Komponente des Garnes durch ein im Spinnrotor ausgesponnenes Stapelfasergarn und eine zweite Komponente durch ein lineares, von Speisewalzen dem Spinnrotor durch seine Hohlwelle zugeführtes Material gebildet sind, wobei die Speisegeschwindigkeit der zweiten Komponente höher ist als die Abzugsgeschwindigkeit des spinngezwirnten aus dem Spinnrotor durch einen unbeweglichen Abzugstrichter mit Reiboberfläche abzuziehenden Garnes.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das zugeführte lineare Material zwei aktiven Kraftfeldern, und zwar einem pneumatischen, in einem Speiserohr durch Wirkung der Geschwindigkeit von Luftströmung erzeugten Kraftfeld und einem mechanischen, durch Kombination der Axialkraft des entstehenden .Stapelfasergarns mit einer Zentrifugalkraft des rotierenden Abschnitts des linearen Materials und der Resultierenden von Reibkräften an der Reiboberfläche des Abzugstrichters erzeugten Kraftfeld, ausgesetzt wird, wobei die resultierende Transportwirkung des pneumatischen Kraftfeldes höher ist als die resultierende Transportwirkung des mechanischen Kraftfeldes und durch diese höhere Wirkung eine relative Drehbewegung des linearen, dem Spinnrotor zugeführten Materials um die Achse des im Spinnrotor ausgesponnenen und vom linearen Material im Spinnzwirnpunkt an der Reiboberfläche des Abzugstrichters herumgewickelten Stapelfasergarns hervorgerufen wird.

Durch eine höhere Krafteinwirkung eines pneumatischen, durch einen vorbestimmten Unterdruck im Spinnrotor erzeugten Kraftfeldes gegenüber dem resultierenden Transporteffekt des mechanischen Feldes auf das Garn wird erfindungsgemäß gewährleistet, daß ein im Spinnraum rotierender Abschnitt von Rotor-Spinngarn einen Abschnitt von linearem Material in eine relative Drehbewegung um die Rotorgarnachse versetzt, so daß es infolge der Zusammensetzung der Wälzbewegungen beider Komponenten zum Umwickeln des linearen Materials um das Rotorgarn kommt, ohne daß dabei ein regelmäßiger vorübergehender Drall im linearen Material entsteht. Dadurch werden günstige Bedingungen zum Stabilisieren des Spinnzwirnprozesses und infolgedessen zum Herstellen eines erstgradigen Spinnzwirngarnes gegeben.

Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Spinnzwirnen in einem unter Unterdruck stehenden Offenend-Spinnrotor dient eine Vorrichtung, in welcher ein Stapelfasergarn mit einem linearen Material in einer Rotor-Spinneinheit zusammengezwirnt werden, die mit einem Paar von Speisewalzen zum Befördern des linearen Materials in ein in der Hohlwelle des Spinnrotors vorgesehenes und im Spinnraum desselben ausmündendes Speiserohr sowie mit einem Paar von Abzugswalzen zum Abziehen des spinngezwirnten Garns durch einen unbeweglichen, im Spinnrotor koaxial angeordneten Abzugstrichter versehen ist, und welche erfindungsgemäß darin besteht, daß zum Erreichen einer höheren resultierenden Transportwirkung eines pneumatischen Kraftfeldes auf das zugeführte lineare Material die Querschnittsfläche des

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Speiserohrs in mm durch die Abhängigkeit von dem gesamten Luftvolumendurchfluß in Liter pro Sekunde am Austritt aus dem Spinnrotor gemäß der Beziehung

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S = ^V

0,9 bis 2,5
bestimmt ist.

Um eine höhere Krafteinwirkung des pneumatisehen Kraftfeldes auf das zuzuführende lineare Material erreichen zu können, 'soll die Länge des Speiserohrs gegenüber dem Durchmesser seines kreisförmigen Hohlraums vorzugsweise siebzig- bis zweihundertfach sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Ausführung ermöglichen eine hochproduktive Herstellung von Spinnzwirngarnen in einem einzigen Prozeß an Offenend-Rotorspinnmaschinen mit mehreren Spinnstellen, wobei- die erreichte Struktur solcher Garne neue Nutzungen von Endprodukten eröffnet. Darüber hinaus ist der Prozeß zum Herstellen von Spinnzwirngarnen stabil und industriell anwendbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden anhand der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht der Spinnstelle, Fig. 2 eine Schnittansicht des Spinnrotors und

Fig. 3 eine Schnittansicht des Speiseweges von linearem Material.

Wie der Zeichnung und insbesondere der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist in einem Spinngehäuse 1 die Hohlwelle 5 eines Spinnrotors 4 in Lagern 2, 3 frei drehbar gelagert. Um den inneren, seinem größten Durchmesser entsprechenden Umfang ist der Spinnrotor 4 mit einer Sammelrinne 6 zum Ablagern

der zugeführten Einzelfasern versehen. Ferner ist der Spinnrotor 4 mit Ventilationslöchern 7 versehen, die zum Erzeugen eines zum Zuführen der Fasern und zum Zurückführen des Faserendes in den Spinnrotor 4 beim Anspinnprozeß notwendigen Unterdruckes dienen. Der Spinnrotor braucht jedoch keine Ventilationslöcher aufweisen, wobei der Unterdruck in diesem Fall so erzeugt wird, daß der Innenraum des Spinnrotors mit einer äußeren Unterdruckquelle in Verbindung steht. Der Spinnrotor 4 ist von einem nicht dargestellten Antriebsmittel mittels eines endlosen Treibriemens angetrieben. Durch die Hohlwelle 5 läuft ein unbeweglich angeordnetes Speiserohr 10 zum Zuführen eines linearen Materials 11. In einem die offene Stirnseite des Spinnrotors abschließenden Deckel 12 ist ein Abzugskanal 13 vorgesehen, welchem ein Paar von Abzugswalzen 14 zugeordnet ist. Die im Hohlraum des Spinnrotors 4 befindliche Mündung des Abzugskanals 13 ist in Form eines abgerundeten, mit einer Reiboberfläche 151 versehenen Abzugstrichters 15 ausgebildet. Diese Reiboberfläche 151 kann beschichtet, geriffelt oder dergleichen sein. Zum Abführen des Garnes dient ein im Innern des Abzugstrichters 15 vorgesehener Hohlraum 152 (Fig. 2). Den Abzugswalzen 14 folgt eine Spulwalze 16, die zusammen mit einer Spule 17 zum Aufwickeln des fertigen Spinnzwirngarnes 24 dient.

Das Speiserohr 10 kann entweder aus einem Innenteil 9 und einem Außenteil 18 oder aus einem einzigen Stück bestehen. Es kann vorzugsweise als ein Rohr, aber auch anders gestaltet sein. Dem Außenteil 18 des Speiserohrs 10 ist ein Paar von Speisewalzen 19 und diesem eine Vorlagespule 20 mit aufgewickeltem linearem Material vorgeordnet.

~* ΊΟ ~

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, mündet in den Spinnraum des Spinnrotors 4 ein Speisekanal 21 zum Zuführen von Einzelfasern der Sammelrinne 6 von einer Auflöseeinrichtung 22. Zwischen dem Abzugskanal 13 und den Abzugswalzen 14 ist ein Fadenbruchwächter 23 vorgesehen, der bei einem Fadenbruch die. Unterbrechung der Faserzufuhr der Auflöseeinrichtung 22 verursacht.

Fig. 3 zeigt das an den unter Unterdruck stehenden Spinnraum des Spinnrotors 4 angeschlossene Speiserohr 10, das mit Rücksicht auf seine Transportfunktion einen vorbestimmten inneren Durchmesser d, eine Querschnittsfläche S und eine gesamte Länge L aufweist. Der pneumatische Effekt des Spinnraumes des Spinnrotors 4 ist durch den gesamten Luftvolumendurchfluß V am Austritt aus dem Spinnrotor 4 charakterisiert.

Die vorbeschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Die der Vorrichtung zugeführten Stapelfasern werden in der Auflöseeinrichtung 22 zu Einzelfasern aufgelöst und durch den Speisekanal 21 der Sammelrinne 6 des Spinnrotors 4 zugeliefert. Dort werden sie in Form eines Faserbändchens abgelagert. Durch das eingeführte Garnende wird dem Faserbändchen infolge der Drehung des Spinnrotors 4 und des Effekts der Reiboberfläche 151 des Abzugstrichters 15 ein Drehmoment erteilt. Durch Wirkung dieses Moments wird das Faserbändchen zu Garnform zusammengerollt und durch den Hohlraum 152 des Abzugstrichters 15 und durch den an diesen angeschlossenen Abzugskanal 13 mit Hilfe der Abzugswalzen abgezogen.

Die zweite Komponente des Spinnzwirngarnes, d.h. das lineare Material 11 in Form von z.B. Filamentgarn, Monofil bzw.

vorgesponnenem Garn, wird mittels Speisewalzen 19 in das Speiserohr 10 eingeführt. Um die erwünschte Struktur von Spinnzwirngarn zu erzielen, drehen sich die Speisewalzen . 19 mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die Abzugswalzen 14. Derart kann das lineare Material durch das Speiserohr 10 mit höherer Geschwindigkeit als das Spinnzwirngarn durch den Abzugskanal 13 befördert werden, was dadurch verursacht wird, daß das lineare Material einem kontinuierlichen pneumatischen, durch die Geschwindigkeit einer Luftströmung im Speiserohr 10 erzeugten Kraftfeld ausgesetzt wird. Um den erwünschten Effekt des pneumatischen Kraftfeldes auf die üblich verwendeten Typen von linearen Materialien erzielen zu können, ist es notwendig, die Dimensionen des Speiserohrs

10 den zu erreichenden Luftströmungsparametern anzupassen. Durch das derart dimensionierte Speiserohr 10 wird das lineare Material 11 in das Innere des Spinnrotors 4 eingeführt und dort in einem Zwirnpunkt A um das Stapelfasergarn 25 - infolge der Rotation der letztgenannten an der Reiboberfläche 151 des Abzugstrichters 15 - herumgewickelt. In.diesem Abschnitt wird das lineare Material 11 der Wirkung eines zweiten mechanischen Kraftfeldes 27 ausgesetzt, das im wesentlichen durch die auf den rotierenden Abschnitt des linearen Materials

11 einwirkende Axialkraft und die Resultierende der durch Reibung an dem Abzugstrichter 15 entstehenden Reibkräfte erzeugt wird. Außer diesen zwei aktiven Kraftfeldern 26 und 27 wird das lineare Material 11 - in Gegenrichtung seines Durchgangs durch das Speiserohr 10 - von einem passiven Feld 28 bewirkt, das im wesentlichen durch die Reibung des Materials an der Wandung und den Biegeteilen des Speiserohrs 10 sowie durch elektrostatische Kräfte und die Starrheit des eigentlichen linearen Materials erzeugt wird.

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Um den optimalen kinematischen Verlauf der Bildung von Spinnzwirngarn durch Herumwickeln des linearen Materials um das Stapelfasergarn zu erzielen, befindet sich die erforderliche geometrische Lage des Zwirnpunktes A in einem Raum außerhalb der Achse des Spinnrotors 4; dieser Raum ist erstens durch die Eintrittsöffnung 29 des Hohlraums des Abzugstrichters 15 und der Mündung des Speiserohrs 10, zweitens durch einen durch die Außenkante der Reiboberfläche 151 des Abzugstrichters 15 und durch die Mündung des Speiserohrs 10 durchgesetzten Kegelmantel 30 und drittens durch die Reiboberfläche 151 des Abzugstrichters 15 abgegrenzt» Diese geometrische Lage des Zwirnpunktes A soll durch geeignete Bedingungen des-dynamischen Verlaufs des Zwirnprozesses erreicht werden. Die geeignete Dynamik ist dadurch gegeben, daß der resultierende Effekt des pneumatischen Kraftfeldes auf den Transport des linearen Materials 11 höher ist als der resultierende Effekt des mechanischen Kraftfeldes 27 - Die Differenz der beiden Effekte soll vorzugsweise gleich oder höher sein als der Wert des passiven Feldes 28, was die Bildung von erfindungsgemäßen weichgezwirnten Garnen günstig beeinflußt.

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- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Spinnzwirnen in einem Offenend-Spinnrotor mit einem unter Unterdruck stehenden Spinnraum, bei welchem eine Komponente des Garnes durch ein im Spinnrotor ausgesponnenes Stapelfasergarn und eine zweite Komponente durch ein lineares, von Speisewalzen dem Spinnrotor durch seine Hohlwelle zugeführtes Material gebildet sind, wobei die Speisegeschwindigkeit der zweiten Komponente höher ist als die Abzugsgeschwindigkeit des spinngezwirnten aus dem Spinnrotor durch einen unbeweglichen Abzugstrichter mit Reiboberfläche abzuziehenden Garnes, dadurch gekennzeichnet , daß das zuzuführende lineare Material zwei aktiven Kraftfeldern, und zwar einem pneumatischen, in einem Speiserohr durch Wirkung der Geschwindigkeit einer Luftströmung erzeugten Kraftfeld und einem mechanischen

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durch Kombination der Axialkraft des entstehenden Stapelfasergarns mit einer Zentrifugalkraft des rotierenden Abschnitts des linearen Materials und der Resultierenden von Reibkräften an der Reiboberfläche des Abzugstrichters erzeugten Kraftfeld, ausgesetzt wird, wobei die resultierende Transportwirkung des pneumatischen Kraftfeldes höher ist als die resultierende Transportwirkung des mechanischen Kraftfeldes und durch diese höhere Wirkung eine relative Drehbewegung des linearen, dem Spinnrotor zugeführten Materials um die Achse des im Spinnrotor ausgesponnenen und vom linearen Material im Spinnzwirnpunkt an der Reiboberfläche des Abzugstrichters herumgewickelten Stapelfasergarns hervorgerufen wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum Spinnzwirnen in einem unter Unterdruck stehenden Offenend-Spinnrotor, in welcher ein Stapelfasergarn mit einem linearen Material in einer mit einem Paar von Speisewalzen zum Befördern des linearen Materials in ein in der Hohlwelle des Spinnrotors vorgesehenes und im Spinnraum desselben ausmündendes Speiserohr sowie mit einem Paar von Abzugswalzen zum Abziehen des spinngezwirnten Garns durch einen unbeweglichen, im Spinnrotor koaxial angeordneten Abzugstrichter versehenen Spinneinheit zusammengezwirnt wird, dadurch gekennzeichnet , daß zum Erreichen einer höheren resultierenden Transportwirkung eines pneu-, matischen Kraftfeldes (26) auf das zugeführte lineare Material (11) die Querschnittsfläche (S) des Speiserohrs

2
(10) in mm durch die Abhängigkeit von dem gesamten Luftvolumendurchfluß (V) in Liter pro Sekunde am Austritt aus dem Spinnrotor (4) gemäß der Beziehung

S= ^V

0,9 bis 2,5

bestimmt ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge des Speiserohrs (10) gegenüber dem Durchmesser (d) seines kreisförmigen Hohlraums siebzig- bis zweihundertfach ist.