CH661750A5 - Verfahren zum spinnzwirnen in einem offenend-spinnrotor und vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnzwirnen in einem Offenend-Spinnrotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Verfahren 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 nur 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 Stapelfasergarnes in Berührung, wobei diese Belastung darüber hinaus wegen Schwankung von passiven Widerständen variabel ist. Somit bildet sich ein Garn, dessen Struktur zwischen dem Zwirn- und Umwickeltyp variiert.

Ein solches Garn ist in der Praxis unverwendbar. Darüber hinaus wird das Verfahren des Umwickeins der Stapelfaserkomponente um das lineare Material durch eine höhere Starrheit der letztgenannten Komponente beeinträchtigt. Bei den Verfahren 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 Finalprodukt durch das Abzugsrohr abgezogen wird. Derart wird eine Kerngarnstruktur gebildet. Ein Nachteil dieses Verfahrens 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 unverwendungsfähig 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 der beiden Fälle besteht 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 Mehrkomponentengarns und infolgedessen auch seine Eigenschaften ungünstig beeinflusst.

Der gemeinsame Nachteil der beiden Fälle des Vorgangs zum Herstellen von Mehrkomponentgarn ist die Anordnung des Abzugstrichters an der Hohlspindel des Spinnrotors, was wegen der 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 Stapelfasergarn umgewickelt ist, zu schaffen und gleichzeitig die Stabilität dieses neuen Prozesses sowie die erforderte Garngüte sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

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 durch die Erfindung erzielt, dass ein im Spinnraum rotierender Abschnitt von Rotorspinngarn einen Abschnitt von linearem Material in eine relative Drehbewegung um die Rotorgarnachse setzt, 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 dient eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 2.

Um eine höhere Krafteinwirkung des pneumatischen

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Kraftfeldes auf das zuzuführende lineare Material erreichen zu können, soll die Länge des Speiserohrs gegenüber dem Durchmesser seines kreisförmigen Hohlraumes vorzugsweise siebzig- bis zweihundertfach sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäs-sen Vorrichtung wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt der Spinnstelle ;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Spinnrotor und

Fig. 3 einen Schnitt durch den Speiseweg für das lineare Material.

Wie den Zeichnungen, insbesondere 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 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 kann jedoch auch 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 8 angetrieben. Durch die Hohlwelle 5 läuft ein unbeweglich angeordnetes Speiserohr 10 zum Zuführen eines linearen Materials 11. In einem die offene Stirnseite des Spinnrotors 4 abschliessenden Dek-kel 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 als abgerundeter, mit Reiboberfläche 151 versehener Abzugstrichter 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 linearen Material vorgeordnet.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, mündet in den Spinnraum des Spinnrotors 4 ein Speis.ekanal 21 zum Zuführen von Einzelfasern der Sammelrinne 6 von einer Auflöseeinrichtung 22. Zwischen dem Abzugskanal 13 und den Abzugs walzen 14 ist ein Fadenbruchwächter 23 vorgesehen, der bei einem Fadenbruch die Unterbrechung der Faserzufuhr der Auflöseeinrich-tung 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 Luft-volumendurchfluss V am Austritt aus dem Spinnrotor 4 charakterisiert.

Die vorbeschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermas-sen:

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 Faserbänd-chens abgelagert. Durch das eingeführte Garnende wird dem Faserbändchen infolge der Drehung des Spinnrotors 4 und der Wirkung der Reiboberfläche 151 des Abzugstrichters 15 ein Drehmoment erteilt. Durch die 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 14 abgezogen.

Die zweite Komponente des Spinnzwirngarnes, d.h. das lineare Material 11 in Form von z.B. Filamentgarn, Monofil bzw. vorgesponnenem Garn, wird mittels der 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, wodurch das lineare Material einem kontinuierlichen pneumatischen, durch die Geschwindigkeit von 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 - umgewickelt. 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 Speiserohres 10 sowie durch elektrostatische Kräfte und die Starrheit des eigentlichen Materials erzeugt wird.

Um den optimalen kinematischen Verlauf der Bildung von Spinnzwirngarn durch Umwickeln 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 Hohlraumes des Abzugstrichters 13 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.

Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen hochproduktive Herstellung von Spinnzwirngarnen in einem einzigen Prozess an OE-Rotorspinnmaschinen mit mehreren Spinnstellen, wobei die erreichte Struktur solcher Garnen neue Nutzwerte von Finalprodukten bietet. Darüber hinaus ist der Prozess zum Herstellen von Spinnzwirngarnen stabil und industriell verwendungsfähig.

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1. Verfahren zum Spinnzwirnen in einem Offenend-Spinn-rotor mit einem unter Unterdruck stehenden Spinnraum, bei welchem eine erste 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 sowohl einem pneumatischen, in einem Speiserohr durch die Wirkung der Geschwindigkeit einer Luftströmung erzeugten Kraftfeld, als auch 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, durch welche 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 zu umwickelnden Stapelfasergarns hervorgerufen wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäss Anspruch 1, mit einem unter Unterdruck setzbaren Offenend-Spinnrotor, einem Paar von Speisewalzen zum Befördern des linearen Materials in ein in der Hohlwelle des Spinnrotors vorhandenes, im Spinnraum desselben ausmündendes Speiserohr, sowie mit einem Paar Abzugswalzen zum Abziehen von spinngezwirntem Garn durch einen unbeweglichen, im Spinnrotor koaxial angeordneten Abzugstrichter, dadurch gekennzeichnet, dass, zum Erreichen einer höheren resultierenden Transportwirkung des pneumatischen Kraftfeldes (26) auf das zugeführte lineare Material (11), die Querschnittsfläche (S) des Speiserohrs (10) in mm2 in Abhängigkeit vom gesamten Luftvolumendurchfluss (V), gemessen in Liter pro Sekunde am Austritt aus dem Spinnrotor (4), die Beziehung

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erfüllt.

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PATENTANSPRÜCHE

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