CH641505A5 - Vorrichtung zum herstellen eines umwindegarnes. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Umwindegarnes, das aus einem von einem Bindefaden umwundenen Spinnfaserbündel besteht, mit einer zwischen einem Lieferwalzenpaar und einem Abzugswalzenpaar gelagerten Hohlspindel, einer koaxial zur Hohlspindel angeordneten rotierenden Bindefadenspule und einem die Bindefadenspule umgebenden Gehäuse.

Eine Vorrichtung der oben genannten Art zum Herstellen eines Umwindegarnes ist bekannt, wobei das als Ballonbegrenzer dienende Gehäuse sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit wie die Bindefadenspule dreht (DE-AS 2 428 483 = US-PS 4018 042). Der Bindefaden, hier ein Filament, ist um den Kern einer Scheibenspule gewickelt, die ein Abrutschen von Fadenlagen vom Wickelkörper verhindert und insofern besonders vorteilhaft ist. Durch die Rotation der auf der angetriebenen Hohlspindel angeordneten und drehfest mit ihr verbundenen Bindefadenspule wird das von dem Lieferwalzenpaar in die Hohlspindel gelieferte Spinnfaserbündel vom Bindefaden umwunden und anschliessend das fertiggestellte Umwindegarn durch die Abzugswalzen aus der Hohlspindel abgezogen. Beim Abzug des Bindefadens von der rotierenden Scheibenspule, der unter Ausbildung eines Fadenballons erfolgt, wird eine Fadenspannung erzeugt, so dass sich der Bindefaden unter Spannung um das Spinnfaserbündel herumlegt und es verfestigt. Die Fadenspannung des Bindefadens, die in ihrem Mittelwert von der Drehzahl des Spulenkörpers und der Feinheit des Bindefadens abhängt und sich in Abhängigkeit vom Format der Bindefadenspule ändert, beeinflusst die Garnstruktur und soll nach dem bekannten Vorschlag nicht zu hoch sein.

Im laufenden Betrieb hat sich als nachteilig erwiesen, dass sich nach dem Austritt aus dem Lieferwalzenpaar Fasern vom Spinnfaserbündel lösen. Diese sowie anderer in Spinnereien üblicher Faserflug können in den Bereich des rotierenden Bindefadens gelangen, werden von diesem erfasst und lagern sich an ihn an. Speziell bei glatten Bindefäden schlingen sich dabei die Fasern um denselben und werden durch die hohe Zentrifugalkraft zwischen der Umwindestelle und dem grössten Ballondurchmesser am Fadenballon gehalten, wo sich schliesslich ein Faserbart bildet. Dabei gleitet der Bindefaden mit seiner Abzugsgeschwindigkeit durch den Faserbart ohne ihn mit sich zu ziehen. Infolge der erhöhten Zentrifugalkraft sowie des erhöhten Luftwiderstandes durch den Faserbart kommt es zu einem Anstieg der Bindefadenspannung. Ein weiterer Anstieg der Bindefadenspannung ist dann gegeben, wenn infolge des Faserbarts der Bindefadenballon zusammenbricht und somit der Bindefaden an der Spule reibt. Eine solche Erhöhung der Fadenspannung des Bindefadens ist jedoch unerwünscht, da sie, wie oben erwähnt, die Garnstruktur, aber auch die technologischen Garneigenschaften, insbesondere die Reisskraft, beeinflusst und sich damit nachteilig auf die Garnqualität auswirkt.

Unter Umständen kann es durch die Bildung des Faserbarts sogar zu Bindefadenbrüchen kommen und somit zu einer Unterbrechung des Spinnprozesses. Das Herauslösen von Fasern aus dem Faserverband lässt sich auch dann nicht völlig verhindern, wenn dem Spinnfaserbündel vor dem Eintritt in die Hohlspindel ein Falschdraht erteilt wird.

Neben diesen technologischen Nachteilen hat sich der erhöhte Energieverbrauch des mit der Bindefadenspule umlaufenden Gehäuses als nachteilig erwiesen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Herstellung eines qualitativ einwandfreien Umwindegarnes bei gleichzeitig reduziertem Energieverbrauch ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Gehäuse ortfest angeordnet und mit einem eine zentrisch zur Hohlspindel liegende Bohrung aufweisenden Deckel verschlossen ist, und dass durch einen im Gehäuse erzeugbaren und/oder in das Gehäuse einleitbaren Luftstrom im Gehäuse im Bereich der Bohrung ein Luftdruck aufgebaut ist, dessen Höhe zumindest gleich dem die Bohrung umgebenden Aussendruck ist.

Dadurch wird eine pneumatische Abdichtung zwischen Gehäuse und Spindel erreicht, die verhindert, dass Fasern durch die Bohrung hindurch in das Gehäuse gelangen und sich am Bindefaden anlagern können.

Zum Erzeugen eines in Richtung zur Deckelbohrung fliessenden Luftstromes im Innern des Gehäuses weist die dem Innern des Gehäuses zugewandte Seite des Deckels eine Luftwirbel brechende Struktur auf. In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung wird eine Luftströmung durch die Bohrung des Deckels hindurch nach aussen dadurch erreicht,

dass der Deckel einen doppelten Boden besitzt und in dem

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der Bindefadenspule am nächsten liegenden Boden Luft-durchtrittsöffnungen vorhanden sind. Eine Verstärkung dieses Luftstromes wird bei einer Vorrichtung mit einer den Bindefaden enthaltenden Scheibenspule ermöglicht durch wenigstens eine Lufteinlassöffnung, die sich in das Innere des Gehäuses erstreckt und mit ihrer Mündung in Nähe der dem Deckel des Gehäuses abgewandten Spulenscheibe der Scheibenspule und auf einem Innendurchmesser des Gehäuses liegt, der wesentlich kleiner als der Durchmesser der Scheibenspule ist.

Die Einleitung eines Luftstromes in das Gehäuse wird durch eine an das Gehäuse anschliessbare Druckluftleitung ermöglicht. Dadurch, dass die Hohlspindel über den Deckel hinausragt und die Bohrung des Deckels Durchlauföffnung für den Bindefaden ist, wird die Ablagerung von freigewordenen Fasern auf dem Deckel begünstigt. Um zu verhindern, dass auf dem Deckel liegende Fasern vom Bindefaden erfasst und mitgerissen werden, trägt der Deckel ein die Bohrung umgebendes Schutzröhrchen. Die Reinigung des Deckels von Ablagerungen durch das den Lieferwalzen zugehörige Absaugrohr wird dadurch ermöglicht, dass der Deckel drehbar gelagert ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Umwindevorrichtung mit ortsfestem Gehäuse, teilweise im Längsschnitt;

Fig. 2 einen drehbar auf dem Gehäuse gelagerten Deckel mit Schutzröhrchen, im Längsschnitt;

Fig. 3 einen Deckel mit doppelten Boden, im Längsschnitt;

Fig. 4 und 5 zwei Deckelhälften und einen Deckel mit Luftwirbel brechenden Strukturen, in der Draufsicht;

Fig. 6 eine Hohlspindel mit innerhalb des Gehäuses liegender Einlauföffnung, im Längsschnitt.

Zwischen einem Lieferwalzenpaar 1,2 und einem Abzugswalzenpaar 3,4 ist mittels eines Lagers 50 eine Hohlspindel 5 drehbar im Maschinengestell 6 gelagert (Fig. 1). Auf der Hohlspindel 5 ist eine mit ihr drehfest verbundene Scheibenspule 70 angeordnet, um deren Kern ein Bindefaden B gewik-kelt ist und die im folgenden als Bindefadenspule 7 bezeichnet wird. Als Bindefaden B dient ein Filament, ein Garn oder ein Zwirn. Beim Antrieb der Hohlspindel 5, beispielsweise mittels eines Tangentialriemens 51, läuft die Bindefadenspule 7 mit der Hohlspindel 5 um.

Die Bindefadenspule 7 ist in einem Abstand von einem koaxial zu ihr angeordneten, im wesentlichen rotationssymmetrischen Gehäuse 8 umgeben, das direkt oder indirekt über das Lager 50 am Maschinengestell 6 befestigt oder integrierter Bestandteil des Maschinengestells ist. Auf das ortsfeste Gehäuse 8 ist ein Deckel 80 aufgesetzt, der eine zentrische, in Verlängerung der Längsachse der Hohlspindel 5 liegende Bohrung 81 besitzt. Die Hohlspindel 5 erstreckt sich durch die Bohrung 81 hindurch in Richtung zu dem Lieferwalzenpaar 1,2, so dass sich ihre Einlauföffnung für das von dem Lieferwalzenpaar 1,2 gelieferte Spinnfaserbündel S und für den von der Bindefadenspule 7 ablaufenden Bindefaden B ausserhalb des geschlossenen Gehäuses 8 befindet. Der Durchmesser der Bohrung 81 ist etwas grösser als der Aus-sendurchmesser der Hohlspindel 5, derart, dass für den Austritt des Bindefadens B aus dem Gehäuse 8 ein ausreichend grosser Spalt zwischen dem Mantel der Hohlspindel 5 und der Wandung der Bohrung 81 vorhanden ist. Beim Verlassen des Gehäuses 8 wird der Bindefaden B an der Wandung der Bohrung 81 in Richtung zur Einlauföffnung der Hohlspindel 5 umgelenkt. Um den Zugang zur Bindefadenspule 7 zu ermöglichen, ist der Deckel 80 vom Gehäuse 8 abnehmbar.

Die dem Innern des Gehäuses 8 zugekehrte Seite des Dek-kels 80 besitzt eine Struktur 80', die geeignet ist, Luftwirbel zu brechen. Eine solche Struktur wird, sofern sie nicht schon bei der Herstellung des Deckels 80 in diesen eingearbeitet s wird, in einfacher Weise durch Aufkleben von geeigneten Profilen, beispielsweise von Stegen 82 oder Leitschaufeln 83 in Form eines Ventilatorflügels (Fig. 4) auf den Deckel geschaffen. Auch ein Lochblech 84 gemäss Fig. 5, das an den Deckel geklebt oder anderweitig an ihm befestigt wird, erfüllt io den gewünschten Zweck.

Das Gehäuse 8 hat in Nähe der dem Deckel 80 abgewandten Spulenscheibe 71 der Scheibenspule 70 eine Lufteinlassöffnung 85, die sich in das Innere des Gehäuses erstreckt. Die Anordnung ist so getroffen, dass die Mündung der Luft-ls eintrittsöffnung 85 auf einem Innendurchmesser di des Gehäuses 8 liegt, der wesentlich kleiner als der Durchmesser der Spulenscheibe 71 ist. Gegebenenfalls können auch mehrere solcher Lufteinlassöffnungen 85, deren Mündungen in einer von der Spulenscheibe 71 überdeckten vertikalen Ebene 20 liegen, vorgesehen sein.

Wie bereits eingangs dargelegt, lösen sich im laufenden Betrieb auf der Strecke zwischen dem Lieferwalzenpaar 1,2 und der Einlauföffnung der Hohlspindel 5 Fasern und Faserfragmente aus dem Spinnfaserbündel S. Diese freigewor-25 denen Fasern oder auch in der Atmosphäre vorhandener Faserflug lagern sich nun zum grossen Teil auf dem Deckel

80 ab. Insbesondere können Fasern, die sich an der Einlauf-öffnung der Hohlspindel 5 aus dem Faserverband lösen, infolge ihrer kinetischen Energie den relativ schmalen Spalt

30 zwischen der Hohlspindel 5 und der Wandung der Bohrung

81 überwinden und sich auf den Deckel 80 ablegen. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass einzelne der freigewordenen Fasern zu diesem Spalt gelangen. Sie würden dann bei einem Gehäuse ohne die durch die Erfindung geschaf-

35 fenen und im folgenden noch erläuterten Luftströmungsverhältnisse mit einem Luftstrom Pi in das Innere des Gehäuses 8 befördert und sich in der eingangs beschriebenen Weise um den Bindefaden B legen. Der Luftstrom Pi, der durch die Bohrung 81 in das Gehäuse 8 eintritt, wird durch die Rota-40 tion der Bindefadenspule 7 erzeugt und verlässt das Gehäuse an einer undichten Stelle, zum Beispiel am Lager 50 der Hohlspindel 5. Der Eintritt der Fasern in das Gehäuse wird jedoch durch die Erzeugung eines Luftstrom P2 verhindert. Bedingt durch die Rotation der Spulenscheibe 71 und den im 45 Bereich der Mündung der Lufteinlassöffnung 85 herrschenden Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck sowie durch die strukturierte Fläche des Deckels 80 fliesst der Luftstrom P2 durch die Lufteinlassöffnung 85 in das Gehäuse 8 und weiter in Richtung zum Deckel 80, wo er durch die 50 Bohrung 81 wieder ins Freie treten kann. Im Bereich der Bohrung 81 des Deckels 80 wird dabei ein Luftdruck aufgebaut, der mindestens gleich dem die Bohrung 81 umgebenden Aussendruck ist. Die Entstehung eines Luftstromes Pi wird somit verhindert. Der Luftstrom P2 wirkt als Dichtung. 55 Die Grösse des Luftdruckes an der Bohrung 81 hängt von den durch die Umwindevorrichtung vorgegebenen Parametern ab, zu denen die Drehzahl und Grösse der Scheibenspule 70, der Abstand der Scheibenspule 70 zum Deckel 80 und zum Boden des Gehäuses 8 sowie der Durchmesser des 60 Gehäuses 8 gehören. Der Luftstrom P2 wird noch verstärkt, wenn in Nähe der Lufteinlassöffnung 85 ein Ventilatorflügel, ähnlich dem in Fig. 4 für die Strukturierung des Deckels 80 gezeigten, drehfest mit der Scheibenspule 70 verbunden wird.

Auf Lufteinlassöffnungen 85 am Gehäuse kann gegebe-65 nenfalls verzichtet werden, wenn das Lager 50 den Eintritt eines Luftstromes in das Gehäuse 8 zulässt. In diesem Fall reicht der strukturierte Deckel 80 oder auch ein Deckel 800 mit doppeltem Boden (Fig. 3) aus, um einen für den Aufbau

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eines Luftdruckes im Gehäuse 8 im Bereich der Bohrung 81, der dem die Bohrung umgebenden Aussendruck zumindest gleich ist, genügend starken Luftstrom P2 zu erzeugen.

Der oben erwähnte Deckel 800, der in Fig. 3 das Gehäuse 8 verschliesst, hat zwei im Abstand voneinander angeordnete Böden 88 und 88'. In dem der Bindefadenspule 7 am nächsten liegenden Boden 88' sind Bohrungen 89 vorhanden. Mit dem so ausgebildeten Deckel 800 wird eine Zone ruhiger Luft zwischen den beiden Böden 88 und 88' geschaffen und eine Luftströmung P2 durch die Bohrung 81 hindurch nach aussen erreicht. Diese einen Überdruck im Bereich der Bohrung 81 bewirkende Luftströmung P2 wird durch eine oder mehrere Lufteinlassöffnungen 85 (Fig. 1) noch verstärkt. Eine Strukturierung der dem Innern des Gehäuses 8 zugewandten Seite des Bodens 88' ist in diesem Fall nicht unbedingt erforderlich.

Um zu verhindern, dass auf dem Deckel 80 liegende Fasern, zum Beispiel infolge vorhandener Raumluftströmungen, zur Bohrung 81 wandern, dort von dem Bindefaden B erfasst und in die Hohlspindel 5 hinein mitgerissen werden und dann das Aussehen des fertiggestellten Umwindegarnes beeinträchtigen, wird ein Schutzröhrchen 86 vorgesehen (Fig. 2). Dieses ist am Deckel 80 befestigt oder in den Deckel integriert und umgibt die aus dem Gehäuse 8 herausragende Hohlspindel 5 in einem Abstand. Zusätzlich zu der Anordnung eines Schutzröhrchens oder unabhängig davon, kann eine Reinigung der Oberfläche des Deckels 80 von Ablagerungen erfolgen und hierfür das vorhandene Absaugrohr 10 verwendet werden. Um alle Bereiche des Deckels 80 in den Saugbereich des Absaugrohres 10 zu bringen, ist der Deckel 80 drehbar gelagert, was durch eine Lagerung 87 angedeutet ist, und wird durch einen zwangsläufigen Antrieb oder lediglich durch die Maschinenschwingungen in Drehung versetzt.

Der Aufbau eines Luftdruckes im Bereich der Übergangsstelle zwischen Deckel und Hohlspindel, der gleich dem Aussendruck oder grösser als dieser ist, ist auch bei einer Vorrichtung vorteilhaft, bei der sich die Einlauföffnung der Hohlspindel 5 innerhalb des Gehäuses 8 befindet und die Einspei-sung des Spinnfaserbündels in die Hohlspindel 5 ohne weitere Hilfsmittel durch eine dem Durchmesser des Spinnfaserbündels angepasste Bohrung im Deckel oder, wie in Fig. 6 gezeigt, durch ein am Deckel 80 befestigtes Führungsrohr 52

erfolgt, das etwas in die Hohlspindel 5 hineinragt. Die im Gehäuse 8 auftretenden Luftwirbel werden auch hier durch eine geeignete Struktur 80' gebrochen, die an der dem Innern des Gehäuses 8 zugewandten Seite des Deckels 80 vorgesehen s wird.

Die Erzeugung eines ausreichenden Luftstromes P2 im Gehäuse selbst, wie sie oben beschrieben wurde, bietet sich insbesondere bei einer Vorrichtung mit einer Scheibenspule mit zumindest einer Spulenscheibe an, die in Nähe der Luft-10 einlassöffnung 85 liegt. Der Aufbau eines dem Aussendruck zumindest gleichen Luftdruckes im Bereich der Bohrung 81 ist jedoch auch dann möglich, wenn der Bindefaden B auf eine Hülse aufgewickelt ist. In diesem Fall wird der für die Erzeugung des Luftstromes P2 in Richtung zur Bohrung ls erforderliche Luftstrom durch eine an einen Drucklufterzeuger (nicht gezeigt) angeschlossene Druckluftleitung 9 in das Gehäuse 8 eingeleitet, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Die Druckluft kann an jeder beliebigen Stelle des Gehäuses 8 in dieses eingeführt werden, beispielsweise auch an der Luft-20 einlassöffnung 85. Selbstverständlich ist die Einleitung eines Druckluftstromes in das Gehäuse 8 auch bei Verwendung einer Scheibenspule möglich und kann gegebenenfalls auch zusätzlich zu der Erzeugung eines Luftstromes im Gehäuse erfolgen.

25 Eine weitere Möglichkeit zum Erzeugen eines Luftstromes P2 besteht darin, dass in einer zusätzlich die Deckelbohrung umgebenden Luftdruckkammer (nicht gezeigt) ein Luftdruck aufrechterhalten wird, der geringer als der Luftdruck im Innern des Gehäuses 8 in Nähe des Schaftes der Hohlspindel 30 5 ist, und dass über am Gehäuse 8 angebrachte Lufteinlassöffnungen Luft durch die Bohrung 81 des Deckels 80 in diese Luftdruckkammer gesaugt wird.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Umwindevorrichtung in Verbindung mit einem ortsfesten Gehäuse 35 werden die Spinnverhältnisse nicht beeinträchtigt. Vielmehr kann durch eine Verkleinerung des Gehäuses 8 auf einen Innendurchmesser, der kleiner als ein freischwingender Fadenballon des Bindefadens ist, eine Ballonbegrenzung erreicht werden. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass 40 dabei ein Abschmelzen eines als Bindefaden verwendeten Filamentes nicht erfolgt. Durch eine entsprechende Verkleinerung des Gehäuses 8 wird ferner eine weitere Einsparung an Energie erreicht.

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1 Blatt Zeichnungen

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641505 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Umwindegarnes, das aus einem von einem Bindefaden umwundenen Spinnfaserbündel besteht, mit einer zwischen einem Lieferwalzenpaar und einem Abzugswalzenpaar gelagerten Hohlspindel, einer koaxial zur Hohlspindel angeordneten rotierenden Bindefadenspule und einem die Bindefadenspule umgebenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) ortsfest angeordnet und mit einem eine zentrisch zur Hohlspindel (5) liegende Bohrung (81) aufweisenden Deckel (80) verschlossen ist, und dass durch einen im Gehäuse (8) erzeugbaren und/oder in das Gehäuse (8) einleitbaren Luftstrom (P2) im Gehäuse (8) im Bereich der Bohrung (81) ein Luftdruck aufgebaut ist, dessen Höhe zumindest gleich dem die Bohrung (81) umgebenden Aussendruck ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Innern des Gehäuses (8) zugewandte Seite des Deckels eine Luftwirbel brechende Struktur (80') aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (800) einen doppelten Boden besitzt und in dem der Bindefadenspule (7) am nächsten liegenden Boden (88') Luftdurchtrittsöffnungen (89) vorhanden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer den Bindefaden enthaltenden Scheibenspule, gekennzeichnet durch wenigstens eine Lufteinlassöffnung (85), die sich in das Innere des Gehäuses (8) erstreckt und mit ihrer Mündung in Nähe der dem Deckel (80) des Gehäuses (8) abgewandten Spulenscheibe (71) der Scheibenspule (70) und auf einem Innendurchmesser (di) des Gehäuses (8) liegt, der wesentlich kleiner als der Durchmesser der Spulenscheibe (71) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Näher der Lufteinlassöffnung (85) ein Ventilatorflügel drehfest mit der Scheibenspule (70) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine an das Gehäuse (8) anschliessbare Druckluftleitung (9).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlspindel (5) über den Deckel (80) hinausragt und die Bohrung (81) des Deckels (80) Durchlauföffnung für den Bindefaden (B) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (80) ein die Bohrung (81) umgebendes Schutzröhrchen (86) trägt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (80) drehbar gelagert ist.