CH681729A5 - - Google Patents

Description

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CH 681 729 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Offenend-Friktionsspinnen, bei dem die Fasern aus einem Förderkanal, der sich unter einem spitzen Winkel gegenüber einer Friktionsfläche erstreckt, durch Verjüngung des Endes des Förderkanals und mit dadurch entstandener Erhöhung der Geschwindigkeit des die Fasern tragenden Luftstromes im Bereich der Mündung des Förderkanals geführt werden. Des weiteren betrifft diese Erfindung auch eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.

In der Europäischen Patentschrift Nr. 0 208 274 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spinnen eines Garnes nach dem Offenend-Friktionsspinn-prinzip enthalten. Bei dieser Lösung werden die Fasern mittels eines Förderkanals in gestreckter Form zugeführt. Nachteilig ist jedoch, dass der Garnaufbau gleichzeitig mit der Faseranlagerung erfolgt, was bedeutet, dass die Drehung schon in der ersten Etappe des Formens entsteht und somit bestimmte Unregelmässigkeiten verursacht werden können. In der Internationalen Patentanmeldung W090/01575 ist eine Vorrichtung beschrieben und dargestellt, die unter anderem zwei Friktionselemente in Form von Friktionsscheiben umfasst. Oberhalb einer Friktionsscheibe ist ein mechanisches System zum Ordnen der Fasern. Dieses System ist jedoch sehr kompliziert und somit auch sehr anfällig und verlangt öftere Wartung. Ein weiterer Vorschlag, die Fasern in einer gestreckten Lage in den Zwischenspalt zweier Friktionsspinntrommeln abzugeben, ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift Nr. 3 318 924 bekannt. Darin weist ein schlitzförmiger Faserförderkanal im Bereich der Mündung an der dem Zwischenspalt gegenüberliegenden Wandung eine Ausbuchtung auf, um in einer gestreckten Form angelieferten Fasern, nachdem diese mit ihrem vorderen Ende in Zwischenspalt vom Garnende erfasst und in Gegenrichtung abgezogen wurden, eine Möglichkeit zu geben, sich in einer sogenannten Schleuderdrehbewegung peitschenartig parallel auf das Garnende zu legen, um anschliessend zu einem Garn eingedreht zu werden. Dabei liegt der Faserförderkanal im wesentlichen in einer durch den Zwischenspalt gelegten und zu den Achsen der Walzen senkrechten Ebene. Ausserdem ist der Faserförderkanal spitzwinklig und entgegen der Abzugsleitung des Garnes um einen Winkel von etwa 30° geneigt. Auch bei dieser Lösung werden Walzen verwendet, so dass das Ende des Garnes gleichzeitig zusammengelegt und verdreht wird. Diese Lösung ist jedoch in bezug auf Qualität des entstehenden Garnes nicht günstig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die eine äusserst regelmässige und schnelle Bildung des Garnes mit einfacheren Mitteln ermöglichen. Als vorteilhaftes Prinzip wird die Tatsache verwendet, dass das Garnende zuerst zusammengelegt und dann verdreht wird. Das Zusammenlegen kann entweder ohne jegliche Drehung der Fasern parallel zueinander erfolgen, oder mit einer leichten Falschdrehung.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Fasern in gestreckter Form an eine erste perforierte Friktionsscheibe herangeführt werden und in ganzer Länge mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit gedreht werden, so dass sie in ihrer geradlinigen gegenseitig parallelen Lage beibehalten bleiben und dass sie auf der rotierenden perforierten Friktionsscheiben mit Hilfe eines Saugstromes gehalten werden, der durch einen länglichen Saugschiitz geformt wird. Dieser Saugschlitz kann entweder eine dreieckähnliche Form oder eine rechteckige Form aufweisen. Der Vorteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, dass die parallel nebeneinander angelagerten Fasern in der ganzen Länge mit derselben Rotationsgeschwindigkeit rotieren, so dass je nach Form des Saugschlitzes entweder kein Verdrehen oder eine leichte Falschdrehung in dieser Phase entsteht und die Fasern die Möglichkeit haben, sich präzise gegenseitig anzupassen und parallel zu ordnen. Da bei diesem Verfahren eine perforierte Rotationsscheibe verwendet wird, also eine Ebene, besteht die Möglichkeit, dass die Fasern in zu dieser Ebene senkrechten Flächen des Faserförderkanals transportiert werden. In diesen Flächen entsteht dann auch ein Umschlag der Fasern, der die Faserorientierung bei der Landung auf der Rotationsscheibe beibehält oder sogar noch weiter verbessert, und die gegenseitig spätere parallele Anordnung der Fasern sichert. Der Saugschlitz ermöglicht ein regelmässiges Abrollen des Garnendes.

Gemäss Anspruch 2 wird das Garnende in der schon erreichten zylindrischen Form von der ersten perforierten rotierenden Friktionsscheibe auf die Oberfläche eines zweiten perforierten rotierenden Friktionsscheibe befördert und wird oberhalb des länglichen zweiten Saugschlitzes, der sich nur etwa über eine Hälfte der zweiten Friktionsscheibe erstreckt, verdrillt, womit der Garnaufbau beendet wird. Durch diese Weiterbildung wird der Vorteil erreicht, dass in der ersten Stufe nur die unverdrill-ten Fasern zusammengelegt werden und erst nachdem die gewünschte zylindrische Form erreicht wird, werden die Fasern auf der zweiten Friktionsscheibe verdrillt. Sie werden dann z.B. mit Hilfe von einem Abzugswalzenpaar zur nächsten Bearbeitung transportiert.

Gemäss Anspruch 3 wird in den Saugschlitzen ein Unterdruck zwischen 10 und 25 kPa gehalten. Dieser Unterdruck hat sich bei den praktischen Prüfungen als vorteilhaft gezeigt, wobei selbstverständlich bei einer Wahl eines Wertes die Art der Fasern in Betracht gezogen wird.

Nach Anspruch 4 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so ausgebildet, dass die erste perforierte Friktionsscheibe mit einer ersten festen Stützscheibe abgestützt ist, die einen Saugschlitz aufweist, wobei eine zweite Friktionsscheibe mit einer zweiten Stützscheibe in derselben Ebene neben der ersten Friktionsscheibe angeordnet ist. Diese Ausstattung ermöglicht einen guten Weitertransport des Garnes aus dem Bereich des Förderkanals heraus.

Die Zweckmässigkeit der Lösung gemäss An-

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spruch 5 ist darin zu sehen, dass der erste Saugschlitz eine dreieckähnliche Form aufweist. Diese Form ermöglicht eine sehr einfache Anpassung an die gegebenen Parametern wie z.B. die Eigenschaften der Fasern. Jedoch kann der Saugschlitz gemäss Anspruch 6 auch eine langgestreckte rechteckige Form aufweisen, wodurch das konische Garnende eine leichte Falschdrehung erhält.

Gemäss Anspruch 7 ist eine Seite des ersten Saugschlitzes durch einen Randbogen der ersten Stützscheibe gebildet und die gegenüberliegende Spitze des Saugschlitzes in der Nähe der Mitte der Stützscheibe in einer Entfernung von einem Drittel des Radius dieser Stützscheibe liegt. Auch diese Lage hat sehr gute Ergebnisse gezeigt, weil der Saugstrom im ganzen Bereich gut den konischen Teil des Garnendes beeinflussen kann.

Anspruch 8 zeigt eine Ausgestaltung, bei dem sich die Seite des Saugschlitzes im Bereich der Mündung des Förderkanals befindet und geradlinig ausgebildet ist. Die dritte Seite des dreieckförmigen Saugschlitzes liegt nach innen gebogen.

Gemäss Anspruch 9 ist die Mündung des Förderkanals von der ersten Friktionsscheibe 0,25 bis 0,35 mm entfernt. Die Praxis hat bei dieser Entfernung gute Ergebnisse gezeigt.

Nach Anspruch 10 enthält die Vorrichtung eine zweite perforierte Friktionsscheibe und eine zweite Stützscheibe mit einem länglichen Saugschlitz, der an einer Unterdruckquelle angeschlossen ist. Dieser Teil der Vorrichtung hat die Aufgabe, die zusammengesetzten und parallel liegenden Fasern zu einem Garn zu verdrillen.

Nach Anspruch 11 ist es zweckmässig, wenn die erste perforierte Friktionsscheibe und die zweite perforierte Friktionsscheibe als Siebe ausgebildet sind, die in Rotationsringen befestigt sind, die zum Drehantrieb vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die Siebe aus Textilgewebe oder Metalldraht bestehen.

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Beispieles näher erläutert. Alle Zeichnungen sind so ausgeführt, dass vor allem das Erfindungswesentliche betont wird, wobei an sich bekannte Teile weggelassen sind. Dieselben Teile sind mit denselben Bezugsziffern versehen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Friktionsspinn-Vorrichtung in Ansicht,

Fig. 1a die Herstellung des Garnes mit der Vorrichtung nach Fig. 1

Fig. 2 eine zweite Friktionsspinn-Vorrichtung in Ansicht,

Fig. 2a die Herstellung des Garnes mit der Vorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung gemäss Fig. 1,

Fig. 4 den Schnitt III-III aus der Fig. 1, und

Fig. 5 den Schnitt IV—IV aus der Fig. 1.

Eine erste perforierte Friktionsscheibe 1 ist in der Fig. 1 symbolisch mit einem angedeuteten Netz dargestellt. In Wirklichkeit deckt sie die ganze erste Stützscheibe 2. In der ersten Stützscheibe 2 ist ein Saugschlitz 3 ausgebildet, der eine dreieckähnliche Form aufweist. Anschliessend an die erste perforierte Friktionsscheibe 1 befindet sich eine zweite perforierte Friktionsscheibe 4. Die Umfangsgeschwindigkeiten der Friktionsscheiben 1 und 4 sind in etwa ähnlich, und sind so gross, dass die auf der ersten Friktionsscheibe resultierende Fasertransportgeschwindigkeit in etwa der Garnabzugsgeschwindigkeit entspricht. Auch die Friktionsscheibe 4 ist nur mit einem Teil des Netzes 4 angedeutet. Dieses Netz 4 überdeckt die Fläche der ganzen zweiten Stützscheibe 5, inklusive des Saugschlitzes 6 der zweiten Stützscheibe 5. Eine gestrichelte Doppellinie 7 zeigt die Lage der Mündung des Förderkanals oberhalb der ersten perforierten Friktionsscheibe 1 und zwar im Bereich des Saugschlitzes 3. Über der Friktionsscheibe 1, die sich oberhalb des Saugschlitzes 3 befindet, liegt ein konisches Garnende 8. Die Fortsetzung des Garnes bildet dann der zylindrische Teil 9, der sich oberhalb der zweiten perforierten Friktionsscheibe 4 befindet. Ein Walzenpaar 10 sorgt für das Abziehen des fertigen Garnes. Mit den Pfeilen 11 sind die gegenläufigen Drehrichtungen der Friktionsscheiben 1 (Linksdrehung) und 4 (Rechtsdrehung) gezeichnet. Die Drehrichtungen 12 zeigen die Rotation des Walzenpaares 10 und die Transportrichtung 13 bezeichnet die Bewegung des Garnes 8 und 9.

In Fig. 1 a sind das konische Garnende 8 und der zylindrische Teil 9 des Garnes nochmals dargestellt. Wie daraus ersichtlich, bilden die parallel an die rechte Kante des Saugschlitzes 3 (Fig. 1 ) herangeführten Fasern ein lockeres Fasergebilde von in Abzugsrichtung ausgerichteten Fasern. Wenn dieses Gebilde nun über die zweite Friktionsscheibe 4 abgezogen wird, bildet sich dann eine Drehung der Fasern mit einem zunehmenden Drehungswinkel, wie im zylindrischen Garnteil 9 dargestellt.

In der Fig. 2 ist nun eine ähnliche Vorrichtung dargestellt wie in Fig. 1, mit dem Unterschied, dass nun der Saugschlitz 3' eine längliche, rechteckige Form aufweist, und die Mündung 7' des Faserförderkanals genau oberhalb dieses Saugschlitzes 3' endet. Der Saugschlitz 6' auf der zweiten Friktionsscheibe 4 ist mit einem stumpfen Winkel in die Abzugsrichtung 13 abgewinkelt. Da die Fasern nunmehr gleich mit ihrem Anfang beim Überschlag aus dem Faserförderkanal in das konische Garnende 8' eingebunden werden, entsteht nun ein Fasergebilde mit einer leichten Falschdrehung, d.h. eine Z-Dre-hung, welche beim Abziehen des Garnes über der Friktionsscheibe 4 in eine S-Drehung nach dem Knick im Saugschlitz 6' im zylindrischen Garnteil 9' übergeht (vgl. Fig. 2a).

In der Fig. 3 sind dieselben Bestandteile dargestellt und bezeichnet wie in Fig. 1. Zusätzlich ist ein Förderkanal 14 für freifliegende Fasern eingezeichnet, dessen Mündung 14' sich oberhalb der Friktionsscheibe 1 befindet. Der untere Teil des Förderkanals 14 weist eine Verjüngung 15 auf. Diese Verjüngung dient der Beschleunigung der Luftströmung innerhalb des Kanals und somit dem Herausziehen der transportierten Fasern in der richtigen Lage. Die richtige Transportlage der Fasern im Förderkanal 14 ist mit dem Pfeil 15' angedeutet. Weil

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die Fig. 3 eine Seitenansicht enthält, sind einige Teile verdeckt. Gut sichtbar sind ein Rotationsring 18 der Friktionsscheibe 1 und ein Rotationsring 18' der Friktionsscheibe 4. Diese Rotationsringe dienen zur Halterung der Friktionsscheibe, die auch als Sieb oder feinmaschiges Netz ausgebildet werden kann. Zweckmässig besteht diese Friktionsscheibe aus Textilgewebe oder feinmaschigem Draht. In der Fig. 3 ist gut sichtbar, wie das Garn in Richtung 13 eigentlich in Gegenrichtung in bezug auf die Richtung 15' abgezogen wird.

Weil in der Fig. 3 die Saugschlitze 2 und 5 nicht sichtbar sind, wurden sie mittels Schnitte aus der Fig. 1 in den Fig. 4 und 5 dargestellt.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Saugschlitz 6 der zweiten ortsfesten Stützscheibe 5. Wie aus dieser Zeichnung sichtbar ist, befindet sich die Friktionsscheibe 4 oben, die mit Punkten symbolisch angedeutet ist. Ferner wird das Garn 9 oberhalb des Saugschlitzes 6 durch den Saugstrom gehalten. In dieser Darstellung ist auch sichtbar, wie das Sieb bzw. Netz, aus dem die Friktionsscheibe besteht, mit einem Rotationsring 18' befestigt ist. Mit der Bezugziffer 16' ist die Saugrichtung durch den Saugschlitz 6 dargestellt. Die Walzen 10 sind schon aus anderen Zeichnungen bekannt.

In der Fig. 5 ist ein Schnitt IV—IV aus der Fig. 1 gezeigt. Auch in diesem Bild sehen wir einen Schnitt durch die erste ortsfeste Stützscheibe 2, die mit dem Saugschlitz 3 versehen ist. Oberhalb des Saugschlitzes und übrigens auch oberhalb der ganzen ersten Stützscheibe befindet sich die erste perforierte Friktionsscheibe 1, auf der oberhalb des Saugschlitzes 3 das Garnende 8 liegt. In diesem Teil ist das Garnende konisch, da es stufenweise entsteht und abgezogen wird. Die erste perforierte Friktionsscheibe 1 ist mit einem Rotationsring 18 befestigt und die Saugrichtung ist mit Pfeil 16 bezeichnet. Oberhalb der Friktionsscheibe 1 befindet sich der Förderkanal 14, dessen untere Teil eine Verjüngung 15 aufweist. Diese Verjüngung beschleunigt die Luftströmung und ermöglicht somit das präzise Orientieren der Fasern. Die Luftströmung des Förderkanals 14 ist mit dem Pfeil 15' bezeichnet. Die Funktionsweise der Erfindung ist schon anhand des allgemeinen Teiles und der Beschreibung der Zeichnungen angedeutet:

Der Förderkanal 14 transportiert die Fasern in der mit dem Pfeil 15' angedeuteten Richtung bis zu der Mündung 14'. Vor der Mündung 14' wird jedoch die Luftströmung beschleunigt, weil der Förderkanal 14 seitlich eine Verjüngung 15 enthält, was insbesondere gut aus der Fig. 5 sichtbar ist. Somit werden die Anfänge der Fasern erfasst und beschleunigt, wodurch die Fasern gestreckt mit einem Überschlag auf die rotierende siebförmige ..Friktionsscheibe geworfen werden. Weil dieser Überschlag mit ziemlich hoher Energie passiert, bleiben die Fasern gestreckt und können parallel an das rotierende Garnende herangeführt werden. Das ist für die Bildung eines ideal geformten Garnes sehr wichtig. Das konische Garnende 8 rotiert mit konstanter Winkelgeschwindigkeit, so dass die Fasern in diesem Garnende 8 parallel bleiben und nicht verdrillt werden. Das eigentliche Verdrillen kommt erst oberhalb der zweiten perforierten Friktionsscheibe in Frage, wo der Faserverband schon eine zylindrische Form aufweist und oberhalb des zweiten Saugschlitzes 6 durch die Rotation der zweiten perforierten Friktionsscheibe 4 verdrillt werden. Weiter werden sie, wie üblich, mit einem Walzenpaar 10 abgezogen. Diese Erläuterungen gelten gleicher-massen für die Ausführung nach Fig. 2, wobei das konische Garnende 8' eine leichte Falschdrehung aufweist. Für die richtige Funktion der Vorrichtung werden selbstverständlich verschiedene Eigenschaften der vorgelegten Fasern berücksichtigt. Für die normale Tätigkeit hat sich bewährt, dass der Winkel 19 etwa 30° beträgt und dass die Entfernung 20 der Mündung 14' von der ersten perforierten Friktionsscheibe 1 zwischen 0,25 und 0,35, vorzugsweise um etwa 0,3 mm beträgt. Für die richtige Funktion ist es zweckmässig, dass die Geschwindigkeit der Luftströmung beim Austritt aus der Mündung 14' des Förderkanals 14 etwa doppelt so gross ist als die Oberflächengeschwindigkeit der Friktionsscheibe 1 etwa in der Mitte des Saugschlitzes 3.

Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf das Dargestellte beschränkt ist. Man kann auch andere Formen der Saugschlitze verwenden, bzw. eine andere Neigung oder ein anderes Profil des Förderkanals 14. Als Friktionsscheiben 1 und 4 können selbstverständlich auch aus Metall bestehende gelochte Platten verwendet werden.

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Patentansprüche

1. Verfahren zum Offenend-Friktionsspinnen, bei dem die Fasern aus einem Förderkanal, der sich unter einem spitzen Winkel gegenüber einer Friktionsfläche erstreckt, durch Verjüngung des Endes des Förderkanals und mit dadurch entstandener Erhöhung der Geschwindigkeit des die Fasern tragenden Luftstromes im Bereich der Mündung des Förderkanals geführt werden, womit ein Umschlag der Fasern in die Gegenrichtung verursacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern an das Garnende (8, 8') auf einer ersten perforierten Friktionsscheibe (1) in gestreckter Form herangeführt, in das mit konstanter Winkelgeschwindigkeit rotierende Gamende aufgenommen und damit in ihrer gegenseitig parallelen Lage beibehalten werden, und dass das Garnende auf der rotierenden perforierten Friktionsscheibe (1) mit Hilfe eines Saugstromes (16), der durch einen länglichen Saugschlitz (3, 3') gebildet wird, zum Abrollen gebracht und entlang seiner Achse gefördert wird. (Fig. 1,2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnende (8, 8') in der schon erreichten zylindrischen Form (9, 9') von der ersten perforierten rotierenden Friktionsscheibe (1) auf die Oberfläche einer zweiten perforierten rotierenden Friktionsscheibe (4) gefördert wird und dass es oberhalb eines länglichen zweiten Saugschlitzes (6), der sich nur über etwa eine Hälfte der Sehne der zweiten Friktionsscheibe (4) erstreckt, verdreht wird, womit der Garnaufbau beendet wird. (Fig. 1,2).

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Saugschlitzen (3, 3'; 6, 6') ein Unterdruck zwischen 10 und 25 kPa gehalten wird. (Fig. 3 und 4).

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4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste perforierte Friktionsscheibe (1) mit T einer ersten festen Stützscheibe (2) abgestützt ist,

die einen Saugschlitz (3) aufweist, wobei eine zweite Friktionsscheibe (4) mit einer zweiten Stützscheibe (5) in derselben Ebene neben der ersten angeordnet ist. (Fig. 4 und 5).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugschlitz (3) eine dreieckähnliche Form aufweist. (Fig. 1).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugschlitz (3') eine langgestreckte, rechteckige Form aufweist (Fig. 2).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite des Saugschlitzes (3) durch einen Randbogen der ersten Stützscheibe (2) gebildet ist und dass die gegenüberliegende Spitze des Saugschlitzes (3) in der Nähe der Mitte der Stützscheibe (2) in einer Entfernung von einem Drittel des Radius dieser Stützscheibe (2) liegt. (Fig. 1).

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite des Saugschlitzes (3), die sich im Bereich der Mündung (14') des Förderkanals (14) befindet, geradlinig ausgebildet ist und dass die dritte Seite nach innen gebogen ist. (Fig. 1).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (14') des Förderkanals (14) von der Friktionsscheibe (1) 0,25 bis 0,35 mm entfernt ist. (Fig. 3).

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite perforierte Friktionsscheibe (4) und eine zweite Stützscheibe (5) mit einem länglichen Saugschlitz (6) aufweist, der an einer Unterdruckquelle angeschlossen ist. (Fig. 1 und 4).

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste perforierte Friktionsscheibe (1) und die zweite perforierte Friktionsscheibe (4) als Siebe ausgebildet sind, die in Rotationsringen (18, 18') befestigt sind, die zum Drehantrieb vorgesehen sind, wobei sie vorzugsweise aus Textilgewebe oder Metalldraht bestehen. (Fig. 4 und 5).

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