DE3521756A1 - Verfahren und vorrichtung zum offenend-friktionsspinnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Offenend-Friktions­ spinnen, wobei Fasern auf die Mantelfläche einer als Saug­ walze ausgebildeten Friktionswalze gespeist und auf dieser in einen Spinnzwickel gefördert werden, in welchem sie zu einem Garn zusammengedreht werden, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Das mit einer Friktionsspinnvorrichtung gesponnene Garn läßt sich zwar mit hoher Produktionsgeschwindigkeit erzeugen, jedoch ist die Garnqualität nach wie vor unbefriedigend. Dies rührt offensichtlich von einer ungenügend gestreckten Einbin­ dung der Fasern in den Faserverband her. Es ist vorgeschlagen worden (DE-OS 29 43 063), die Fasern in einem zur Abzugsrich­ tung des Fadens geneigten Richtung zuzuspeisen, wobei der Luftstrom in der Nähe der fadenbildenden Fläche derart ver­ läuft, daß zumindest ein Teil der Fasern bei der Annäherung an die fadenbildende Fläche in eine Richtung umgelenkt wird, die mehr an eine zu der Achse des abgezogenen Fadens paralle­ le Richtung angenähert ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit dieser Vorrichtung das Problem der Garnqualität noch nicht gelöst werden kann.

Es ist ferner eine Offenend-Friktionsspinnvorrichtung be­ kannt, bei der die aufgelösten Fasern mittels eines Faser­ speisekanals im Abstand von dem Keilspalt einer Saugwalze zugeführt werden, so daß die Fasern am Rand der Mündung des Speisekanals eine Umlenkung erfahren bevor sie in den Keil­ spalt gelangen (DE-OS 33 00 636). Durch diese Umlenkung sollen die Fasern gestreckt werden. Diese Maßnahme hat jedoch auch nicht den erwarteten Erfolg gebracht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Zuspeisung der Fasern in den Spinnzwickel und damit auch die Garnqualität zu verbessern. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fasern tangential und in zur Mantellinie der Frik­ tionswalze geneigter Richtung auf die Mantelfläche gespeist werden und in dieser Lage in den Spinnzwickel gelangen.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß nicht nur beim Aufspeisen der Fasern auf das sich im Spinnzwickel bildende Fadenende die Stauchung der Fasern vermieden werden muß, um gestreckte und parallel gerichtete Fasern einbinden zu können. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß außerdem ein bestimmter Winkel notwendig ist, unter dem die Fasern in dem gestreckten Zustand mit dem Fadenende in Berührung kommen müssen, um eine gute Einbindung der Fasern zu einem Garn zu erreichen. Es konnte festgestellt werden, daß die Fasern sich zu sogenannten Bauchbinden aufrollen, wenn sie z. B. mit einem Winkel von nahezu 90° auftreffen. Auf der anderen Seite ist eine parallele Aufspeisung ebenso unerwünscht, da die Fasern sich nicht umschlingen, sondern weitgehend parallel abrollend verbleiben. In beiden Fällen wird eine unzureichende Garn­ qualität erreicht.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Fasern in optimaler Weise dem Fadenende zugeführt, so daß eine gute Eindrehung der Fasern erfolgt und damit ein brauchbares Garn entsteht. Die Fasern werden bei ihrem Übergang vom Faser­ speisekanal in den Spinnzwickel bereits auf einen vorgege­ benen Winkel ausgerichtet und in dieser Lage mit dem Faden­ ende in Berührung gebracht, so daß sich die Fasern um dieses herumschlingen und eine gute Verbindung entsteht.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgesehen, daß die auf die Mantelfläche der Friktionswalze aufgleitenden Fasern auf dieser festgehalten werden und durch die Drehung der Friktionswalze in den Spinnzwickel gefördert werden. Dabei kann die Haltekraft so gewählt werden, daß die Fasern mit der Umfangsgeschwindigkeit der Mantelfläche der Friktions­ walze oder schräg über die Manteloberfläche gleitend in den Spinnzwickel gefördert werden. Zweckmäßig wird das Garn in Richtung der durch die Faserlage auf der Friktionswalze bestimmten Hauptrichtung aus dem Spinnzwickel abgezogen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Faserspeisekanal eine sich in Richtung zum Spinn­ zwickel erstreckende Seitenwand hat und die dieser Seitenwand gegenüberliegende Seite des Faserspeisekanals durch die benachbarte Friktionswalze gebildet wird. Die Fasern gelangen dadurch tangential auf die Mantelfläche der Friktionswalze und werden beim Übergang vom Faserspeisekanal auf die Mantel­ fläche gestreckt.

Um den Fasern bereits bei ihrer Zuführung zur Mantelfläche die für ihr Anspinnen günstige Richtung zu geben, ist der Faserspeisekanal in Bezug auf die Mantellinie der Friktions­ walze geneigt angeordnet. Eine Abschirmung der Fasern gegen Störeinflüsse, insbesondere gegen Nebenluftströme, wird dadurch erreicht, daß die sich zum Spinnzwickel erstreckende Seitenwand in den Spinnzwickel hineinragt. Diese Abschirmung wird dadurch optimiert, daß die Seitenwand bis nahezu in den Bereich der Garnbildungslinie in den Spinnzwickel reicht. Damit die Fasern eine gute Führung um den Umfang der Frik­ tionswalze erhalten, ist die Seitenwand des Faserspeisekanals der Krümmung der Friktionswalze angepaßt. Außerdem kann dadurch der Faserspeisekanal flacher gestaltet werden. Um eine Beschleunigung der Fasern im Faserspeisekanal zu ver­ meiden, hat der Faserspeisekanal von seiner Einlaßöffnung bis zu seiner Mündung eine gleichbleibend große Querschnitts­ fläche.

Das Ausrichten der Fasern für ihr ordnungsgemäßes Anspinnen wird dadurch wesentlich begünstigt, daß der Einspeisewinkel des Faserspeisekanals einem vorbestimmten Winkel entspricht, unter dem die Reihen der Perforationen in Bezug auf die Mantellinie der Friktionswalze angeordnet sind. Dabei ist es nach bisherigen Erkenntnissen besonders vorteilhaft, wenn die Perforationsreihen der besaugten Friktionswalze in einem Winkel von 40° bis 60° angeordnet sind.

Die Ablage und der Transport der Fasern auf dem Walzenmantel in der gewünschten, zum Spinnzwickel geneigten Lage wird dadurch weiter begünstigt, daß die Kontur der Saugöffnung eines im Inneren der Friktionswalze angeordneten Saugein­ satzes mit der Kontur der Mündung des Faserspeisekanals übereinstimmt. Um dabei den Luftverbrauch in wirtschaftlichen Grenzen zu halten, wird vorgesehen, daß die Stärke der auf die Fasern ausgeübten Saugwirkung von der Aufspeisestelle der Fasern zum Spinnzwickel hin zunimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Zwei Friktionswalzen und eine Faserzuführvorrich­ tung mit einem Faserspeisekanal in perspektivi­ scher Darstellung;

Fig. 2 den Faserspeisekanal mit Friktionswalzen, von vorn gesehen;

Fig. 3 eine andere Ausbildung des Faserspeisekanals;

Fig. 4 eine Anordnung von Saugschlitzen im Saugeinsatz; und

Fig. 5 zwei Friktionswalzen in der Draufsicht.

Die beiden parallel und eng nebeneinander angeordneten Frik­ tionswalzen 1 und 2 bilden einen Spinnzwickel 20 (Fig. 2) und werden beispielsweise mittels eines Tangentialriemens (nicht gezeigt) gleichsinnig angetrieben. Die Friktions­ walze 1 ist als Saugwalze ausgebildet und hat einen mit Reihen von Perforationen 10 versehenen Mantel, in dem ein Saugeinsatz 3 mit einer Saugöffnung 30 ortsfest angeordnet ist.

Zur Verdeutlichung der Saugöffnung 30 ist in Fig. 1 der Saugeinsatz 3 aus dem Mantel herausgezogen. Der Saugeinsatz 3 ist, wie durch den Pfeil P _u angedeutet, in üblicher Weise an eine nicht gezeigte Unterdruckvorrichtung angeschlossen. Die Friktionswalze 2 hat einen geschlossenen Mantel, sie kann jedoch gegebenenfalls auch als Saugwalze ausgebildet sein.

Das zu verspinnende Fasermaterial wird von einer Auflöse­ walze 4, der eine Speisewalze 5 mit einem Speisetisch 50 vorgeordnet ist, in Einzelfasern aufgelöst. Diese werden durch einen Faserspeisekanal 6 hindurch auf den perforier­ ten Mantel der Friktionswalze 1 gespeist.

Der Faserspeisekanal 6, der einen rechteckigen Querschnitt hat, wird durch Stirnwände 61 und 62 und diese verbinden­ de Seitenwände 63 und 64 gebildet. Die der Friktionswalze 2 zugewandte Seitenwand 63 erstreckt sich zum Spinnzwickel 20 hin und ragt in diesen hinein, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wobei sie zweckmäßig der Krümmung der Friktionswalze 1 angepaßt ist. Die Seitenwand 63 bewirkt so zum einen, daß der Zustrom von Luft zur Saugöffnung 30 im wesentlichen nur durch den Faserspeisekanal 6 erfolgt und trägt zum anderen dazu bei, daß die Fasern sicher um den Umfang der Friktions­ walze 1 geführt werden. Um sicherzustellen, daß auch im Anspinnbereich keine störende Nebenluftströmung auf die Fasern einwirkt, wird die Seitenwand 63 vorzugsweise soweit in den Spinnzwickel 20 hineingelegt, daß sie bis nahezu in den Garnbildungsbereich reicht. Je nach den spinntechnischen Gegebenheiten kann es jedoch auch ausreichend sein, die Seitenwand 63 gerade auszubilden und sie noch vor dem Spinn­ zwickel 20 enden zu lassen, wie in Fig. 3 gezeigt. In jedem Fall endet jedoch die Seitenwand 64 an der Berührungslinie 7 mit der Friktionswalze 1 (Fig. 1), so daß von dieser Linie ab die der Seitenwand 63 gegenüberliegende Seite des Faser­ speisekanals 6 zur Friktionswalze 1 hin offen ist und die Mantelfläche der Friktionswalze 1 die Seitenwand 64 ersetzt (Fig. 2, 3).

Der Faserspeisekanal 6 ist ferner in Bezug auf die Mantel­ linie M der Friktionswalze 1 geneigt angeordnet, vorzugs­ weise so, daß seine Mittellinie S (Fig. 1) einen Winkel a einschließt, unter dem die Fasern zugeführt werden. Um die durch den Faserspeisekanal 6 vorgegebene Zuführrichtung aufrechtzuerhalten, sind die Reihen der Perforationen 10 der Friktionswalze 1 ebenfalls unter diesem Winkel α, bezogen auf die Mantellinie M, und damit zur Fadenabzugslinie geneigt angeordnet (Fig. 5). Nach bisherigen Erkenntnissen hat sich ein Winkel α von 40° bis 60° als für das Spinn­ ergebnis günstig erwiesen, ebenso wie eine Anpassung der Kontur der Saugöffnung 30 des Saugeinsatzes 3 an die Kontur der Mündung des Faserspeisekanals 6. Die in Fig. 1 darge­ stellte Kontur der Saugöffnung 30 stimmt mit der Kontur der Mündung des zur Friktionswalze 1 hin offenen Faserspeise­ kanals 6 überein und ist im Betriebszustand (eingeschobene Stellung) mit dieser deckungsgleich. Dadurch wird außerdem ein genügend starker Transportluftstrom im Faserspeisekanal 6 erzeugt, der die Fasern auf den Mantel der Friktionswalze 1 fördert. Eine Beschleunigung der Fasern bei ihrem Trans­ port durch den Faserspeisekanal 6 ist jedoch meistens nicht erwünscht, weshalb der Faserspeisekanal 6 so dimensioniert wird, daß er von seiner Einlaßöffnung bis zu seiner Mündung eine gleichbleibende Querschnittsfläche hat.

Zur Verringerung des Saugluftbedarfes kann vorgesehen werden, für das Ansaugen und Festhalten der Fasern auf der Frik­ tionswalze einen Saugluftstrom geringer Stärke und für das Spinnen im Spinnzwickel einen demgegenüber stärkeren Saug­ luftstrom vorzusehen. Hierzu wird beispielsweise der Saug­ einsatz 3 im Bereich der Saugöffnung 30 durch eine Trenn­ wand 11 in Abschnitte I und II unterteilt (Fig. 2), die jeweils an Unterdruckvorrichtungen mit unterschiedlicher Leistung angeschlossen werden. Eine andere in Fig. 4 gezeig­ te Möglichkeit besteht darin, die Saugöffnung 30 in der in Fig. 1 gezeigten Kontur durch eine Mehrzahl von Saug­ schlitze 31 bis 36 von unterschiedlicher Länge und Breite zu ersetzen, derart, daß sich die Saugwirkung von der Auf­ speisestelle der Fasern zum Spinnzwickel von Schlitz zu Schlitz erhöht.

Im Spinnbetrieb wird das von der Auflösewalze 4 in Einzel­ fasern aufgelöste Fasermaterial von dem zur Saugöffnung 30 fließenden Saugluftstrom durch den Faserspeisekanal 6 zur Friktionswalze 1 hin gefördert, wobei bei Verwendung eines Faserspeisekanals mit gleichbleibend großer Quer­ schnittsfläche eine Faserbeschleunigung im Kanal vermieden wird. Das Aufspeisen der Fasern auf die Mantelfläche der Friktionswalze 1 erfolgt tangential und daher ohne Faser­ stauchung, wobei die Fasern - der vorgegebenen Neigung des Faserspeisekanals in Bezug auf die Mantellinie der Friktions­ walze entsprechend - in zur Mantellinie der Friktionswalze geneigter Lage auf die Mantelfläche gleiten. Durch diese Lage wird das Einbinden der Fasern wesentlich begünstigt. Optimale Verhältnisse bezüglich des Ausrichtens der Fasern ergeben sich dann, wenn der Einspeisewinkel des Faserspeisekanals dem vorbestimmten Winkel α, in dem die Perforationsrei­ hen 10 der Friktionswalze 1 angeordnet sind, entspricht und es dadurch den Fasern möglich ist, sich nach den Perfo­ rationsreihen auszurichten. Die Fasern werden in dieser Lage auf der Mantelfläche der Friktionswalze 1 durch den Saugluftstrom festgehalten und durch die Drehung der Frik­ tionswalze in den Spinnzwickel gefördert. Dabei können die Fasern je nach der gewählten Saugstärke im Transportbereich mit der Umfangsgeschwindigkeit der Mantelfläche oder auch schräg über die Manteloberfläche gleitend in den Spinnzwickel 20 befördert werden.

Das Abziehen des Garnes aus dem Spinnzwickel 20 erfolgt, wie durch den Pfeil P in Fig. 1 angedeutet, vorzugsweise nach der Seite, die durch die Lage der Fasern als Hauptrichtung im wesentlichen bestimmt ist. Eine nochmalige Umlenkung der Fasern durch die Abzugsrichtung wird dadurch vermieden.

Claims (15)

1. Verfahren zum Offenend-Friktionsspinnen, wobei Fasern auf die Mantelfläche einer als Saugwalze ausgebildeten Frik­ tionswalze gespeist und auf dieser in einen Spinnzwickel gefördert werden, in welchem sie zu einem Garn zusammen­ gedreht werden, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fasern tangential und in zur Mantel­ linie der Friktionswalze geneigter Richtung auf die Mantelfläche gespeist werden und in dieser Lage in den Spinnzwickel gelangen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die auf die Mantelfläche der Friktionswalze aufgleitenden Fasern auf dieser fest­ gehalten werden und durch die Drehung der Friktionswalze in den Spinnzwickel befördert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fasern mit der Um­ fangsgeschwindigkeit der Mantelfläche der Friktionswalze in den Spinnzwickel transportiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fasern schräg über die Manteloberfläche gleitend in den Spinnzwickel be­ fördert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Garn in Richtung der durch die Faserlage auf der Friktionswal­ ze bestimmten Hauptrichtung aus dem Spinnzwickel abgezo­ gen wird.

6. Vorrichtung insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit zwei gleichsinnig angetriebenen und einen Spinnzwickel bildenden Friktionswalzen, von denen wenigstens eine perforiert und als Saugwalze ausgebildet ist, sowie einem das Fasermaterial auf die Mantelfläche der als Saugwalze ausgebildeten Friktionswalze speisenden Faserspeisekanal, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Faserspeisekanal (6) eine sich in Richtung zum Spinnzwickel (20 ) erstreckende Seitenwand (63) hat und die dieser Seitenwand (63) gegen­ überliegende Seite des Faserspeisekanals (6) durch die benachbarte Friktionswalze (1) gebildet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Faserspeisekanal (6) in Bezug auf die Mantellinie (M) der Friktionswalze (1) geneigt angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zum Spinn­ zwickel (20) erstreckende Seitenwand (63) in den Spinn­ zwickel (20) hineinragt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Seitenwand (63) bis nahezu in den Bereich der Garnbildungslinie in den Spinn­ zwickel (20) reicht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (63) des Faserspeisekanals (6) der Krümmung der Friktionswalze (1) angepaßt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Faserspeisekanal (6) von seiner Einlaßöffnung bis zu seiner Mündung eine gleichbleibend große Querschnitts­ fläche hat.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Einspeisewinkel des Faserspeisekanals (6) einem vorbe­ stimmten Winkel (α) entspricht, unter dem die Reihen der Perforationen (10) in Bezug auf die Mantellinie (M) der Friktionswalze (1) angeordnet sind.

13. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Perforationsreihen der besaugten Friktionswalze (1) in einem Winkel (α) von 40° bis 60° angeordnet sind.

14. Offenend-Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Saugöffnung (30) eines im Inneren der Friktionswalze (1) angeordneten Saugeinsatzes (3) mit der Kontur der Mündung des Faserspeisekanals (6) übereinstimmt.

15. Offenend-Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der auf die Fasern ausgeübten Saugwirkung von der Aufspeisestelle der Fasern zum Spinnzwickel (20) hin zunimmt.