CH669216A5

CH669216A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von spinnfasergarn.

Info

Publication number: CH669216A5
Application number: CH4752/85A
Authority: CH
Inventors: Akira Shimano
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1984-11-06
Filing date: 1985-11-05
Publication date: 1989-02-28
Also published as: US4642981A; DE3539383A1; JPS61113831A; JPS6344846B2; DE3539383C2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Spinnfasergam und eine Vorrichtung zur Verfahrensdurchführung.

Bei einer endseitig offenen Rotor-Spinnmaschine werden einem umlaufenden Rotor zahlreiche Fasem zugeführt, die zugeführten Fasem durch auf sie wirkende Zentrifugalkräfte am Innenumfang des Rotors akkumuliert, die akkumulierten Fasem in Form eines Fasembündels in einer Richtung aus dem Rotor herausgezogen und das Fasembündel zu einem Spinnfasergam zusammengedreht (gezwirnt). Abhängig von dem Verhältnis zwischen der Rotor-Drehzahl und der Fasernbündel-Ausziehge-schwindigkeit hat das Spinnfasergam eine entsprechende Anzahl Windungen pro Längeneinheit.

Zur Erzielung einer höheren Spinngeschwindigkeit bei einer derartigen Offenend-Spinnmaschine muss die Rotor-Drehzahl angehoben werden. Dabei steigen jedoch zwangsläufig auch die auf das Gam einwirkenden Zentrifugalkräfte an, und die Garnspannung kann so gross werden, dass Gambrüche auftreten. Ausserdem verbraucht ein sehr schnell umlaufender Rotor mehr Energie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Erhöhung der Spinngeschwindigkeit unter Vermeidung der dabei an herkömmlichen Offenend-Spinnmaschinen auftretenden Probleme aufzuzeigen.

Die erfindungsgemässen Lösungen der gestellten Aufgaben sind durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 3 definiert.

Der Grandgedanke der Erfindung geht dahin, ein von einem umlaufenden Rotor abgezogenes Fasembündel in eine • Falschdreheinheit einzuführen, welche das Fasembündel mit falschen Drehungen beaufschlagt, die bis zu einem Abschnitt des Fasembündels übertragen werden, der sich im Bereich, einer Fasemsammelfläche oder Akkumulatorfläche des Rotors befindet Ein Garnfuhrungskanal enthält an seinem obem Ende einen Trichter mit einer das Gam führenden Oberfläche, die vom Garnführungskanal bis in die Nähe der Fasersammeifläche des Rotors führt. Das Fasembündel wird über die Trichteroberfläche hinweggeführt.

Die von der Falschdreheinheit erzeugten falschen Drehungen werden über das Fasembündel so bis in die Nähe von dessen Endbereich übertragen, dass das Fasembündel einen Abschnitt mit falschen Drehungen und einen Abschnitt ohne falsche Drehungen umfasst. Der falsche Drehungen aufweisende Abschnitt wird während der Abziehbewegung des Fasembündels von dem Rotor weiterhin falsch gedreht, und nach Passieren der Falschdreheinheit erfolgt eine Aufdrehung des falsch gedrehten Abschnitts. Da die Fasem, die um die falsch gedrehten Fasem heramgewun-den sind, einen anderen Drehwinkel aufweisen als die falsch gedrehten Fasem, haben sie nach dem Aufdrehvorgang nach Verlassen der Falschtwisteinheit eine Faserdrehrichtung, die der Drehrichtung der von ihnen umgebenen falsch gedrehten Fasem entgegengesetzt ist. Der Einziehtrichter wirkt bremsend auf die Oberfläche des Fasembündels, so dass Spannungsschwankungen im Fasembündel unterdrückt, die falschen Drehungen sicher auf das Bündel übertragen und Gambrüche vermieden werden.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine

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Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fîg. 1 und 2 eine Axial- und eine Querschnittsansicht in der Ebene II-II von Fig. 1 zu einem Ausführungsbeispiel einer erfin-dungsgemässen Vorrichtung zur Spinnfasergarnherstellung, Fig. 3 eine schematische Darstellung zum Entstehen des Spinnfasergarns,

Fîg. 4 eine vergrösserte Darstellung des erfindungsgemäss produzierten Spinnfasergarns und

Fîg. 5 eine vergrösserte Teilschnittdarstellung eines erfin-dungsgemässen Rotors mit Einziehtrichter.

Die in Fig. 1 axial geschnitten dargestellte erfmdungsgemässe Vorrichtung zur Herstellung von Spinnfasergam enthält einen auf einem nicht dargestellten Bett angeordneten Rahmen 2 mit einem daran befestigten hohlen Garnführungsrohr 1, einen Rahmen 5 und einen hohlen Rotor 4, der über Lager 3 am oberen Teil des Garnführungsrohrs 1 sowie über Lager 6 in dem Rahmen 5 drehbar gelagert und aussen mit einer Riemenscheibe 7 besetzt ist, über die der Rotor 4 durch einen endlosen Treibriemen 8 von einer nicht dargestellten Antriebsquelle mit hoher Drehzahl umlaufend angetrieben wird. Innen ist der Rotor 4 teils zylindrisch und teils konisch gestaltet; beginnend mit einer kreisrunden Öffnung 10 an seinem oberen Ende schliessen sich nach unten hin eine obere konische Innenumfangsfläche 12, eine konkave Fasemsammelfläche 9 und eine untere konische Innenumfangsfläche 11 an, wobei der Innendurchmesser des Rotors 4 bei der im Übergangsbereich zwischen den Innenumfangsflächen 11 und 12 liegenden Fasemsammelfläche 9 den grössten Wert hat. An dem oberen Ende des Garnführungsrohrs 1, das mit einer in den Rotor 4 hineinragenden Garneinlassöffnung 13 endet, ist ein kelchförmiger Einziehtrichter 14 befestigt, dessen innere Trichteroberfläche 16 wie eine Trompetenmündung konisch und mit einem harmonischen Bogen von dem Bereich der Fasemsammelfläche 9 des Rotors in die Innenoberfläche eines Garnführungskanals 15 des Garnführungsrohrs 1 übergeht. An dem eine Garn-auslassöffnung 17 aufweisenden unteren Ende des Garnführungsrohrs 1 ist eine Falschdreheinheit 18 angebracht, die über eine Luftanschlussleitung 21 mit einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) verbundene und tangential in den Innenraum einer nach unten offenen und dabei schwach konisch erweiterten Falschdrehdüse 20 einmündende Düsenbohrungen 19 enthält. Die aus den Düsenbohmngen 19 in den Innenraum eintretende Druckluft strömt als wirbelnder Luftstrom dem Auslass der Falschdrehdüse 20 zu, aus dem in dieser Vorrichtung mit einer gegebenen Spinngeschwindigkeit gesponnenes Gam Y durch zwei gegeneinander gepresste und in den angegebenen Pfeilrichtungen umlaufende Transportrollen 22 herausgezogen wird. Eine mit ihrem Endabschnitt in die Öffnung 10 des Rotors 4 ragende, an sich bekannte Fasemzuführeinrichtung 23 kämmt mit einer Kämmrolle (nicht dargestellt) ein Bündel Fasem (z.B. Vorgespinst) und bläst die gekämmten Fasem kontinuierlich durch einen Faserkanal 24 gegen den Innenumfang des Rotors 4.

Im Betrieb der vorstehend erläuterten Vorrichtung werden die durch den Faserkanal 24 der Zuführeinrichtung 23 geblasenen zahlreichen Fasem f gemäss Fig. 2 auf Grund der durch die Drehung des Rotors 4 erzeugten Zentrifugalkraft auf der Fasemsammelfläche 9 in einer Schleife akkumuliert, zu einem Fasembündel S formiert, an einer Stelle von der Fläche 9 getrennt und über die Trichterfläche 16 des Einziehtrichters 14 in den Garnführungskanal 15 des Führungsrohrs 1 gezogen. Das dabei verdrehte Fasembündel S wird durch die Falschtwisteinheit 18 mittels einer zusätzlichen Verdrehung zu Spinnfasergam Y verarbeitet, durch die Transportrollen 22 herausgezogen und auf einen Spulenkörper (nicht dargestellt) gewickelt.

Die Verdrehung des Fasembündels S erfolgt in der Drehrichtung des Rotors 4 beim Herausziehen aus demselben, und die zusätzliche Verdrehung durch die in die Falschdrehdüse 20 der Falschdreheinheit 18 injizierten Druckluftströme erfolgt in gleicher Drehrichtung, jedoch mit einer gegenüber der Rotordrehzahl mehrfach höheren Umdrehungszahl. Die falschen Drehungen übertragen sich von der Falschdreheinheit 18 über die ganze durchgehende Länge des Fasembündels S bis in den Bereich der Fasemsammelfläche 9, jedoch endet die Übertragung dort, wo das sich formierende Fasembündel S bei einer Position P2 in Fig. 2 durch zunehmende Reibungskräfte gegen die Fasemsammelfläche gepresst wird. Auf dieser Fläche sind also ein falschen Drehungen ausgesetzter Abschnitt S1 und ein ungedrehter Abschnitt S2 des Fasembündels S vorhanden. Dabei erfolgt das Akkumulieren von zunächst parallelen Fasem zwischen den Positionen P3 und P2 zu einem Falschdrehbündel Sl, und zwischen den Positionen P2 und PI werden dann aus dem Faserkanal 24 in den Rotor 4 geblasene Fasem auf das Falschdrehbündel Sl aufgewickelt.

Gemäss Fig. 3 haben die Stammfasern f2 des Falschdrehbündels Sl einen anderen Drallwinkel als die zwischen den Positionen P2 und PI auf das schon gebildete Bündel Sl fallenden Fasem fl. Auf dem Ausziehweg von der Fasemsammelfläche 9 bis zur Falschdreheinheit 18 werden durch den umlaufenden Rotor 4 auf das Fasembündel S echte Drehungen übertragen. Das Fasembündel verliert nach Passieren der Falschdreheinheit 18 die falschen Drehungen wieder, und zum Schluss ist ein Spinnfasergam Y entstanden, das aus einen Zentralstrang mit echten Drehungen versehenen Fasem f2 und aus zwischen den Positionen P2 und PI in Fig. 2 auf das ursprüngliche Falschtwistbündel Sl gefallenen, jetzt mit entgegengesetztem Drehsinn um den Zentralstrang hemmgewebten Fasem fl besteht. Das fertige Spinnfasergam Y (s. Fig. 4) ist also doppelt verzwirnt, besteht aus Fasem mit entgegengesetzten Drehrichtungen und behält deshalb ein sehr geringes restliches Drehmoment

Der Einziehtrichter 14 hat wesentlichen Anteil an der erfin-dungsgemässen Herstellung des Spinnfasergarns Y, weil über ihn die von der Falschdreheinheit 18 eingeleiteten falschen Drehungen über das Faserbündel auf die Fasemsammelfläche 9 des Rotors 4 übertragen werden, ohne seine Anwesenheit jedoch zwangsläufig durch Spannungsänderungen Schleifen ins Faserbündel S zwischen der EinlassöfFnung 13 des Führungsrohrs 1 und der Fasemsammelfläche 9 entstehen würden, die eine Übertragung der falschen Drehungen behindern, deren Ausbreitung über die Position PI hinaus nicht zuliessen und die Herstellung des gewünschten Gams grundsätzlich verhindern würden. Unter derartigen Umständen käme es durch Konzentration falscher Drehungen zwischen der Einlassöffnung 13 und der Fasemsammelfläche 9 zu einem Bmch des Fasembündels. Dagegen wird bei der erfindungsgemässen Vorrichtung das Fasembündel S durch die wirkenden Zentrifugalkräfte gegen die gewölbte Trichteroberfläche 16 des Einziehtrichters 14 gepresst, und dadurch werden die falschen Drehungen harmonisch über das vibrationsfrei geführte Fasembündel S übertragen und jede Schleifenbildung zwischen den Stellen 13 und 9 der Vorrichtung unterdrückt. Der in Fig. 5 mit a bezeichnete Winkel zwischen einer die Ober- und Unterkanten der Trichteroberfläche verbindenden Geraden und einer Vertikallinie sollte einen Wert zwischen 30° und 60°, vorzugsweise etwa 45° haben. Femer soll vorzugsweise ein Luft-Spalt b zwischen der Aussenumfangskante der Trichteroberfläche 16 und der Innenoberfläche des Rotors möglichst klein sein; wäre er breiter als 20 mm, könnten in seinem Bereich Schleifen im Fasembündel S entstehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zur Erzielung eines gleichförmigen Fasernbündelandrucks die Trichteroberfläche 16 konvex geformt; falls nötig, könnte sie aber auch geradlinig oder konkav gestaltet werden. Ein zwischen 1 und 4 mm, vorzugsweise etwa 2 mm grosser Abstand c zwischen der oberen Umfangskante der Trichteroberfläche 16 und der benachbarten Vereinigungszone zwischen den unteren und oberen Innenumfangsflächen 11 und 12 ist so dimensioniert, damit das Fasembündel S in einem kontinuierlichen Bogen glatt von der Fasersnammelfläche 9 auf die Trichteroberfläche 16 überführt wird.

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Bei der vorstehend erläuterten erfindungsgemässen Vorrichtung muss der Rotor 4 nur mit einer Drehzahl umlaufen, die für das Akkumulieren der Fasern f durch Zentrifugalkraft auf der Fasemsammelfläche 9 erforderlich ist; diese Rotordrehzahl ist viel geringer als bei einer herkömmlichen Offen-End-Spinnmaschine. Wird auf der erfindungsgemässen Vorrichtung ein Spinnfasergam des Typs 20 Ne bei einer Rotordrehzahl von 20 000 U/min und einer Ausziehgeschwindigkeit von 150 m pro Minute gesponnen, dann ist der Drallfaktor im Mittelabschnitt des Garns nicht grösser als 0,75. Dennoch ist das Gam Y wegen der gemäss Fig. 4 gegenläufig um den Zentralstrang gewickelten Fasem von ausreichender Festigkeit. Die Anzahl der durch die Luftströme in der Falschdreheinheit 18 auf das Gam übertragenen falschen Drehungen ist wesentlich, d.h. ein Vielfaches grösser als die Anzahl der über den Rotor auf das Gam übertragenen echten Drehungen. Folglich besitzt das Gam Y genügend Fasem, die um die Fasem seines Mittelstrangs hemmgewickelt sind. Zum Übertragen der falschen Drehungen auf das Fasernbündel kann an Stelle 5 einer mit Druckluft arbeitenden Falschdreheinheit auch eine anders konstruierte vergleichbare Einheit verwendet werden, bei der das Gam oder ein Fasembündel zwischen zwei gegenüberliegenden und in entgegengesetzten Richtungen umlaufenden endlosen Bändern falsch verdrillt wird.

o Unter Benutzung der Erfindung kann jetzt mit erhöhter Geschwindigkeit gesponnen werden, obwohl der Rotor nur mit der gleichen oder einer geringeren Drehzahl umläuft als bei einer herkömmlichen Offen-End-Spinnmaschine.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines Spinnfasergarns, dadurch gekennzeichnet, dass

- zahlreiche Fasern in kontinuierlicher Folge in einen umlaufenden Rotor (4) eingegeben und auf einer Innenfläche des Rotors akkumuliert,

- die akkumulierten Fasern in einem Fasernbündel (S) aus dem Rotor abgezogen,

- das Fasernbündel in eine Falschdreheinheit (18) eingeführt,

- durch die Falschdreheinheit in das Fasernbündel falsche Drehungen eingeleitet, über das Bündel auf einen im Rotor (4) befindlichen Abschnitt übertragen und dort ein mit Fasern, die einen von dem der falschen Drehungen abweichenden Drallwinkel haben, umwickelter falsch gedrehter Abschnitt gebildet und

- hinter der Falschdreheinheit (18) die falschen Drehungen aufgedreht und dabei den um die falsch gedrehten und dann aufgedrehten Fasern eine zu den falschen Drehungen gegenläufige Drehrichtung erteilt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Falschdreheinheit (18) erzeugten falschen Drehungen die gleiche Drehrichtung aufweisen wie die vom Rotor (4) auf das Fasernbündel übertragenen Drehungen, dass aber die Anzahl der Falschdrehungen pro Längeneinheit ein Mehrfaches der durch den Rotor auf das Fasernbündel übertragenen Drehungen ausmachen.
3. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- eine auf der Innenwand des Rotors (4) gebildete Fasemsammelfläche (9) und einen konzentrisch zu der Rotationsachse des Rotors angeordneten Garnfuhrungskanal (15),

- einen Einziehtrichter (14) mit einer sich kontinuierlich vom Garnführungskanal (15) bis in die Nähe der Fasemsammelfläche (9) erstreckenden garnführenden Trichteroberfläche (16), und

- eine Falschdreheinheit (18) zur Übertragung falscher Drehungen auf ein durch den Garnfuhrungskanal (15) von dem Rotor (4) abgezogenes Fasembündel (S).
4. Vorrichtung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) durch Lager (3) auf einem oberen Abschnitt eines Garnführungsrohrs (1) drehbar gelagert ist, dass der Einziehtrichter (14) mit der Trichteroberfläche auf dem oberen Ende des in den Rotor hineinragenden und mit einer Einlassöffnung (13) endenden Garnführungsrohrs befestigt ist, und dass das mit einer Auslassöffnung endende untere Ende des Garnführungsrohrs (1) mit der Falschdreheinheit (18) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Ansprach 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Rotors (4) eine sich von dessen Basis nach oben erweiternde untere konische Innenumfangsfläche (11) und eine sich von einer kreisrunden Öffnung (10) nach unten erweiternde obere konische Innenumfangsfläche (12) angeordnet sind, und dass im Übergangsbereich zwischen der unteren und der oberen konischen Innenumfangsfläche die Fasemsammelfläche (9) gebildet ist.
6. Vorrichtung nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trichteroberfläche (16) des Einziehtrichters (14) eine erhebliche Neigung aufweist und der Winkel (a) zwischen einer die Ober- und Unterkante der Trichteroberfläche verbindenden Geraden und einer Vertikallinie in dem Bereich zwischen 30° und 60° gewählt ist.
7. Vorrichtung nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem obem Ende der Trichteroberfläche (16) und dem Innenumfang des Rotors ein Luftspalt (b) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende der Trichteroberfläche (16) um ein definiertes Mass (c) unterhalb des Übergangsbereichs zwischen der unteren und der oberen konischen Innenumfangsfläche (11,12) angeordnet ist, damit das Fasembündel kontinuierlich von der Fasemsammelfläche (9) auf die Trichteroberfläche gelangt.
9. Vorrichtung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet,

dass die Falschdreheinheit (18) eine Falschdrehdüse (20) mit aus einer Druckluftquelle mit Druckluft versorgten Düsenbohrungen

(19) enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenbohrungen (19) tangential und mit einer geringen Neigung zum Auslass hin in den Hohlraum der Falschdrehdüse

(20) einmünden.