CH696848A5 - Verstellvorrichtung und Ansetzverfahren beim Luftspinnen. - Google Patents

Description

  [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verstellvorrichtung und ein Verfahren gemäss dem jeweiligen Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

[0002] Verfahren zum Anspinnen oder Ansetzen an Spinnstellen von Luftspinnmaschinen sind in der Textiltechnik bekannt. Beispielsweise beschreiben die Schriften US-5 802 831 (EP 807 700 A2), US-5 809 764 (EP 0 787 843 A1), und US-5 934 058 (EP 0 853 149 A2), die EP 1 219 737 A2 derartige Anspinn- bzw. Ansetzverfahren. Diese Verfahren werden benötigt, um nach einem Produktionsunterbruch an einem bestehenden Garnende weiteres, an einer Spinnmaschine bzw. an einer Spinnstelle einer Luftspinnmaschine aus einem Stapelfasermaterial produziertes, Garn anzusetzen. Produktionsunterbrüche entstehen beispielsweise bei einem Kannenwechsel bei einem Spulenwechsel, nach einem Garnbruch oder nach einer anderen Spinnstörung.

   Die bekannten Verfahren dienen ebenfalls für das Anspinnen, das heisst für den Neustart eines Spinnvorganges mit Hilfe eines sog. Hilfsgarnes. Die vorliegende Erfindung soll diese bekannten Verfahren verbessern.

[0003] Die Anspinn- oder Ansetzverfahren finden bei sog. Luftspinnmaschinen Anwendung.

   Unter einer Luftspinnmaschine ist insbesondere eine Vorrichtung zur Herstellung eines gesponnenen Fadens aus einem Faserverband zu verstehen, umfassend ein Faserführungselement mit einem Faserführungskanal, welcher seinerseits eine Faserführungsfläche zur Führung der Fasern des Faserverbands aufweist, ein Garnbildungselement, enthaltend einen Garnführungskanal mit einer Einlassmündung, und eine Fluideinrichtung zur Erzeugung einer Wirbelströmung um die Einlassmündung des Garnbildungselementes.

[0004] Luftspinnmaschinen zum Verspinnen von Stapelfasermaterialien weisen üblicherweise eine grosse Anzahl von Spinnstellen auf, wobei an jeder Spinnstelle aus einem zugeführten Faserlängsgebilde ein Garn gesponnen wird. Dabei wird das Faserlängsgebilde zuerst verfeinert, z.B. verstreckt, d.h. die Fasermenge pro Längeneinheit wird durch Verzug verkleinert.

   Dann wird der verstreckte Faserverband durch Drallerteilung zu einem Garn versponnen, abgezogen und anschliessend aufgespult. Für die Verfeinerung wird das Faserlängsgebilde beispielsweise mittels Streckwerk verstreckt oder mit Hilfe einer Auflösewalze aufgelöst. Für die Garnbildung durch Drallerteilung wird eine Luftspinn-Methode verwendet, d.h. die Garnbildung geschieht durch Luft-Drallerteilung.

[0005] Nach einem Unterbruch des Luftspinnvorganges, bei welchem die Verbindung zwischen dem gesponnenen Garn und dem zu verspinnenden, verfeinerten Faserverband (Faserlängsgebilde) abgebrochen wird, muss diese Verbindung wieder hergestellt werden.

   Für eine solche Verbindung von Garn und Faserlängsgebilde wird insbesondere bei Luftspinnverfahren das durch den Unterbruch entstandene, freie Garnende entgegen der normalen Garnförderrichtung stromabwärts durch die Drallerteilungsstelle gezogen und geeignet positioniert. Dann wird der Garnabzug und die Luft-Drallerteilung wieder in Betrieb genommen und der freie Anfang des verfeinerten Faserlängsgebilde wird der Luft-Drallerteilung zugeführt. Dies geschieht derart, dass sich das freie Garnende und der Anfangsbereich des Faserverbandes miteinander durch die Drallerteilungsstelle bewegen, meist überlappend. Dabei werden durch die Drallerteilung die Fasern des Faserverbandes mit den Fasern des Garn-Endbereichs "verwirbelt". Der Anfangsbereich des Faserverbandes wird mit dem Endbereich des Garnes in einer dem Spleissen ähnlichen Art verbunden.

   Ist der Ansetzvorgang erfolgreich, so kann der Spinnvorgang wieder normal betrieben werden.

[0006] Beim Anspinnen, das heisst bei einem Neustart eines Spinnvorganges, kann in derselben Weise vorgegangen werden, wobei anstelle des Endbereiches (des vor dem Spinnunterbruch hergestellten Garnes) ein Hilfsgarn verwendet wird.

[0007] Damit die Ansetzstelle eine störungsfreie Fortsetzung des Spinnvorganges erlaubt, muss diese selbst und ihre Umgebung eine für diesen Zweck genügend grosse Reissfestigkeit aufweisen. Das heisst üblicherweise, dass diese Reissfestigkeit mindestens so gross sein soll wie die Reissfestigkeit des im vorliegenden Spinnvorgang hergestellten Garnes.

[0008] Aus den weiter oben erwähnten Schriften sind auch verschiedene Methoden bekannt, um dieses allgemeine Problem - der genügenden Reissfestigkeit der Ansetzstelle - zu beseitigen.

   Diese Methoden greifen am freien Garnende, am freien Anfang des verfeinerten Faserverbandes und/oder an der zeitlichen Abstimmung der Bewegung des Garn-Endbereichs und des Faserverband-Anfangsbereichs durch die Drallerteilung an.

[0009] In der Praxis bleibt es jedoch schwierig, Ansetzstellen herzustellen, die den Ansprüchen genügen: Die Garne tendieren dazu, unmittelbar bei den Ansetzstellen (auch Ansetzer genannt) wegen einer zu kleinen Fasermasse eine Schwachstelle aufzuweisen. Aus diesem Grunde hat es sich bewährt, die Ansetzstelle mit einer gegenüber dem restlichen Garn bis zu 200% (in der Regel nur um 100%) erhöhten Fasermasse zu versehen. Damit ist eine für das Anspinnen sicher genügende Reissfestigkeit gegeben.

   Das Garn wird an der Ansetzstelle aber auch entsprechend dicker.

[0010] Nebst der Ansetzerqualität im Sinne der Festigkeit der Ansetzstelle weisen die Ansetz- oder Anspinnverfahren des Standes der Technik noch ein weiteres Problem auf: Bei diesen bekannten Verfahren gelingt der Ansetzvorgang nicht immer, so dass der Anteil an misslungenen Ansetzvorgängen auf die gesamte Anzahl an versuchten Ansetzvorgängen verhältnismässig hoch sein kann. Dieses weitere Problem wird noch verschärft, wenn die Ansetzstelle wegen der erhöhten Fasermasse quasi eine Dickstelle darstellt.

[0011] Die für den Spinnprozess technologisch optimalen Abstände von ca. 0.2-0.4 mm zwischen Faserführungselement und Garnbildungselement sind in Bezug auf das hergestellte Garn verhältnismässig klein.

   Weist die Ansetzstelle nun aus genannten Gründen eine Dickstelle auf, so verhindert bzw. erschwert der optimale Abstand zwischen Faserführungselement und Garnbildungselement den Durchlauf der Ansetzstelle. Der Ansetzvorgang kann dadurch misslingen oder die Reissfestigkeit der Ansetzstelle wird gemindert.

[0012] Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Ansetz- oder Anspinnvorgänge zu schaffen, welche die genannten Probleme beseitigen, d.h.

   eine hohe Erfolgswahrscheinlichkeit des Ansetz- oder Anspinnvorganges bei erhöhter Fasermasse an der Ansetzstelle gewährleisten, wobei die für den kontinuierlichen Spinnprozess technologisch optimalen Einstellungen (Abstände) des Faserführungselementes und des Garnbildungselementes nicht verändert werden.

[0013] Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäss dem unabhängigen Anspruch 10 und der zugehörigen Verstellvorrichtung gemäss Anspruch 1 gelöst.

[0014] Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gelöst, dass der Abstand zwischen Faserführungselement und Garnbildungselement (z.B. Spindel) kurzzeitig vergrössert wird. Durch diesen grösseren Abstand kann auch die Dickstelle der Ansetzstelle durchlaufen, ohne an der engen Passage zwischen Faserführungselement und Garnbildungselement hängenzubleiben und allenfalls abzureissen.

   Die Vergrösserung des genannten Abstandes erfolgt kurzzeitig. D.h. nachdem die Ansetzstelle die enge Passage durchlaufen hat, kann der Abstand zwischen Faserführungselement und Garnbildungselement wieder auf seinen ursprünglichen Wert gebracht werden. Dies kann noch während des Hochfahrens der Spinnstelle, d.h. vor Erreichen der Betriebs-Spinngeschwindigkeit, geschehen. Der Betrag der Abstandsänderung kann sehr klein sein. Versuche haben gezeigt, dass 0.1 bis 0.4 mm genügen. Dieser Betrag kann auch in Abhängigkeit des verarbeiteten Stapelfasersortimentes oder des produzierten Garnes, insbesondere der Garnfeinheit, unterschiedlich sein. Der ideale Betrag der Abstandsänderung wird am besten empirisch durch Versuche ermittelt.

   Da das erfindungsgemässe Verfahren während des Betriebes der Spinnstelle angewendet wird und die Anpassung des Abstandes relativ schnell erfolgen muss, ist es nicht möglich, bekannte Spinnstellen entsprechend dem Verfahren zu betreiben. Die Abstandsänderung kann bei bekannten Vorrichtungen, wenn überhaupt, nur durch Demontage der Spinnvorrichtung bzw. Spinnbox erfolgen oder zumindest nur bei abgestellter Maschine. Es war daher auch notwendig, eine Verstellvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zu schaffen, welche die Veränderung des Abstandes zwischen Faserführungselement und Garnbildungselement (z.B.

   Spindel) auch während des Spinnvorganges erlaubt.

[0015] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen zu finden.

[0016] Im Folgenden wird die Erfindung und der Erfindungsgedanke anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es soll aber ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass sich die Erfindung bzw. der Erfindungsgedanke nicht auf die in den Beispielen gezeigten Ausführungsformen beschränkt jedoch im Rahmen der Ansprüche. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>eine Spinnvorrichtung gemäss dem Stand der Technik;


  <tb>Fig. 2<sep>Spinnvorrichtung beim erfindungsgemässen Verfahren zum Ansetzen oder Anspinnen, d.h. mit vergrössertem Abstand zwischen Faserführungselement und Garnbildungselement;


  <tb>Fig. 3<sep>Spinnvorrichtung mit erfindungsgemässer Verstellvorrichtung;


  <tb>Fig. 4<sep>eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemässen Verstellvorrichtung;


  <tb>Fig. 5<sep>weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Verstellvorrichtung mit Aktorik und Steuerung.

[0017] Die Fig. 1 stellt eine Spinnstelle 1 für Luftspinnmaschinen gemäss dem Stand der Technik dar. Wie weiter oben schon beschrieben, beträgt der optimalen Abstand a zwischen Faserführungselement 2 und Garnbildungselement, hier die Spindel 3, ca. 0.2-0.4 mm. In Bezug auf das herzustellende bzw. hergestellte Garn ist dieser Abstand damit verhältnismässig klein. Weist das Garn an der Ansetzstelle eine Dickstelle auf, so kann dieses unter Umständen die enge Passage vor der Einlassmündung 9 der Spindel 3 nicht durchlaufen und bleibt hängen. Die Folge ist ein Garnbruch bzw. ein misslungener Ansetzvorgang und allenfalls eine verstopfte Einlassmündung 9.

[0018] Dieser Nachteil wird durch das erfindungsgemäss Verfahren beseitigt.

   Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird dafür der Abstand a für die Zeit, welche die Ansetzstelle benötigt, um die enge Passage vor der Einlassmündung 9 zu durchlaufen, um einen wählbaren Betrag d vergrössert. Der Betrag d beträgt bevorzugt 0.1 bis 0.4 mm. Wie bereits erwähnt, kann dieser Betrag d auch in Abhängigkeit des verarbeiteten Stapelfasersortimentes oder des produzierten Garnes, insbesondere der Garnfeinheit, variieren. Der ideale Betrag für die Abstandsänderung d wird am besten empirisch anhand von Versuchen ermittelt. Für die Umsetzung der Erfindung ist es nicht wesentlich, wie der Abstand a vergrössert wird, d.h. ob die Spindel 5 oder das Faserführungselement 2 (allenfalls mit weiteren Elementen, wie z.B. die Bohrungen 10) verschoben wird. Die Erfindung sieht beides vor.

   Bevorzugt wird die Spindel 3 verschoben, während das Gehäuse 11 mit dem darin enthaltenen Faserführungselement 2 seine Position beibehält. Nachdem die Ansetzstelle im Garn (Ansetzer) die Engstelle durchlaufen hat, kann wieder der ursprüngliche Abstand a eingestellt werden, wodurch die optimalen Abstände für den (stationären) Spinnprozess wiederhergestellt sind. Bevorzugt wird der Abstand zwischen Faserführungselement und Spindel noch während dem Hochlauf der Spinnstelle auf seinen ursprünglichen Betrag a reduziert.

[0019] Die Fig. 3 zeigt eine Verstellvorrichtung 6 für das erfindungsgemässe Verfahren, um den Abstand a zwischen Faserführungselement 2 und Garnbildungselement 3 zu verstellen (siehe Doppelpfeil). Da der optimale Abstand a für den stationären Spinnprozess in Abhängigkeit der zu verarbeitenden Fasern bzw.

   Sortimentes unterschiedlich sein kann, umfasst die Erfindungsidee auch die Möglichkeit, dass die Vorrichtung 6 (wie aber auch die weiteren Verstellvorrichtungen gemäss Anmeldung) auch dazu dienen kann, den Abstand a in Abhängigkeit der verarbeiteten Fasern bzw. Sortiment optimal einzustellen. Die Fig. 3 zeigt eine Verstellvorrichtung 6, welche die Spindel 3 bewegt. Grundsätzlich wären gemäss Erfindung verschiedene Verstellvorrichtungen denkbar. Z.B. eine, welche das Gehäuse 11 bewegt, wobei das Garnbildungselement 3 seine absolute Position beibehält, oder eine Verstellvorrichtung, bei welcher sowohl Faserführungselement 2 als auch Garnbildungselement 3 bewegt werden (nicht dargestellt).

   Die Träger 12 in der Fig. 3 sind schematisch dargestellt, diese verbinden das Garnbildungselement 3 mit dem beweglichen Gehäuse 13 der Verstellvorrichtung 6.

[0020] Die Fig. 4 stellt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Verstellvorrichtung dar. Die Verstellvorrichtung 7 besitzt definierte Endstellungen für das beweglich angeordnete Garnbildungselement 3. Durch die Wahl geeigneter Abstandhalter 14 und 16 kann sowohl der Abstand a (z.B. und unter anderem durch geeignete Wahl des Abstandhalters 14) wie auch der Betrag d der Abstandsänderung definiert werden. Die dargestellte Ausführungsform weist überdies eine oder mehrere Spannfedern 15 auf, mit welchen die Spindel in einer der beiden Endstellungen gehalten wird (hier in der Endstellung mit dem vergrösserten Abstand für das Anspinnen bzw. Ansetzen).

   Mit Hilfe einer von aussen aufgebrachten Kraft F wird die Federkraft der Spannfeder 15 überwunden und das Garnbildungselement 3 in die andere vordefinierte Endstellung gebracht (stationäre Spinnposition mit Abstand a gestrichelt dargestellt). Die von aussen aufgebrachten Kraft F kann von einer (nicht dargestellten) Vorrichtung auf das bewegliche Gehäuse 13 der Verstellvorrichtung 7 aufgebracht werden. Diese Vorrichtung kann Bestandteil einer entsprechenden Automatisierungseinrichtung (ebenfalls nicht dargestellt) sein. Selbstverständlich kann die Feder auch so angebracht sein, dass die Spindel in der anderen Endstellung (in der stationären Spinnposition) gehalten wird.

[0021] Durch die Wahl geeigneter Abstandhalter 14 kann auch der optimale Abstand a für den stationären Spinnprozess in Abhängigkeit der gerade zu verarbeitenden Fasern bzw. Sortimentes eingestellt werden.

   Auf diese Weise kann auch ein auf das Fasersortiment optimierter Abstand b (mit Abstandhalter 16) eingestellt werden.

[0022] Die Fig. 5 stellt eine weitere Variante der erfindungsgemässen Verstellvorrichtung dar. Die Verstellvorrichtung 6 ist hierbei mit einer schematisch dargestellten steuerbaren Aktorik 8 verbunden, welche insbesondere einen Antrieb M und einen Verstellmechanismus 17 aufweist. Die steuerbare Aktorik 8 ist ihrerseits mit einer Steuereinheit C verbunden, welche die Abstandsänderung zwischen Faserführungselement 2 und Garnbildungselement 3 steuert. Mit der Steuereinheit C ist es auch möglich, den Betrag des Abstandes a festzulegen bzw. den zu verarbeitenden Fasern anzupassen (Gleiches gilt natürlich auch für den Betrag d). Die Steuereinheit C kann Bestandteil der Spinnstelle sein oder Bestandteil einer Automatisierungseinrichtung (z.B.

   Roboter für das Anspinnen oder Ansetzen). Die Steuereinheit C kann auch mit einer zentralen Maschinensteuerung verbunden oder Bestandteil davon sein.

[0023] Der Verstellmechanismus 17 kann beispielsweise als Feingewinde oder als gewindeartige Nut ausgebildet sein (siehe schematische Darstellung in Fig. 5). Dabei könnte die Abstandsänderung d (wie natürlich auch der optimale Abstand a) bevorzugt durch den Drehwinkel bzw. eine Drehwinkeländerung (z.B. durch den Motor M) stufenlos eingestellt werden.

   Bevorzugt wird die Verstellvorrichtung 6 der Fig. 5 bzw. dessen Verstellmechanismus 17 dazu benutzt, das erfindungsgemässe Verfahren anzuwenden bzw. den Abstand zwischen Faserführungselement 2 und Garnbildungselement 3 während oder unmittelbar nach dem Ansetzvorgang wieder auf den stationären Spinnzustand mit dem Abstand a durch eine gesteuerte Drehwinkeländerung (durch Antrieb M und Steuerung C) anzupassen. Der Verstellmechanismus 17 erlaubt sowohl den Betrag des optimalen Abstandes a (stufenlos) einzustellen als auch die Wahl des Betrages für die Abstandsänderung b (ebenfalls stufenlos möglich).

[0024] Auch eine hydraulische, pneumatische, oder magnetische Ausführung für den Verstellmechanismus wäre denkbar.

   Eine solche könnte beispielsweise aus der Kombination der Verstellvorrichtung 7 gemäss Fig. 4 zusammen mit einer (nicht dargestellten) hydraulisch, pneumatisch, oder magnetisch wirkenden Aktorik bestehen. Diese (nicht dargestellte) hydraulisch, pneumatisch, oder magnetisch wirkende Aktorik könnte die in Fig. 4 dargestellte Kraft F aufbringen und so die Verstellung des Abstandes zwischen Faserführungselement 2 und Garnbildungselement 3 bewirken.

[0025] Die Erfindung ist nicht auf die explizit genannten Möglichkeiten und Ausführungsformen beschränkt. Diese Varianten sind vielmehr als Anregung für den Fachmann gedacht, um die Erfindungsidee im Rahmen der unabhängigen Ansprüche möglichst günstig umzusetzen.

   Von den beschriebenen Ausführungsformen sind daher leicht weitere vorteilhafte Anwendungen und Kombinationen ableitbar, die ebenfalls den Erfindungsgedanken wiedergeben und durch diese Anmeldung im Rahmen der Ansprüche geschützt werden sollen. Einige der offenbarten Merkmale wurden in dieser Beschreibung kombiniert beschrieben und werden in den folgenden Ansprüchen kombiniert beansprucht. Es ist aber auch denkbar, einzelne Merkmale dieser Beschreibung für sich alleine oder in einer andern Kombination in Anwendung des Erfindungsgedankens zu beanspruchen. Die Anmelderin behält sich daher ausdrücklich vor, allenfalls andere Kombinationen in Anwendung des Erfindungsgedankens und im Rahmen der Ansprüche vorzusehen.

Claims (12)

1. Verstellvorrichtung (6, 7) einer Luftspinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (6, 7) derart ausgebildet ist, dass sie die Veränderung des Abstandes (a) zwischen Faserführungselement (2) und Garnbildungselement (3) während des Anspinn- oder Spinnvorganges erlaubt.

2. Verstellvorrichtung (6, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6, 7) eine steuerbare Aktorik (8), bevorzugt auch eine Steuerung (C), aufweist.

3. Verstellvorrichtung (6, 7) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) in Abhängigkeit des zu verarbeitenden Fasersortimentes einstellbar ist.

4. Verstellvorrichtung (6) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktorik (8) mit einem Verstellmechanismus (17) vorhanden ist, wobei der Verstellmechanismus (17) bevorzugt als Feingewinde oder als gewindeartige Nut ausgebildet ist.

5. Verstellvorrichtung (6) gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) und/oder der Betrag (d), um welchen der Abstand (a) vergrössert wird, durch eine Drehwinkeländerung am Verstellmechanismus (17), bevorzugt stufenlos, einstellbar ist.

6. Verstellvorrichtung (6) gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkeländerung mittels eines Antriebes (M), bevorzugt eines Motors, erfolgt.

7. Verstellvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung eine hydraulisch, pneumatisch, oder magnetisch wirkende Aktorik aufweist.

8. Verstellvorrichtung (6, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement eine Spindel (3) ist.

9. Verstellvorrichtung (6, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserführungselement (2) eine Faserführungsfläche (4) aufweist, welche bevorzugt eine Faserabgabekante (5) besitzt.

10. Verfahren für das Anspinnen oder Ansetzen an Spinnstellen (1) von Luftspinnmaschinen, welche jeweils ein Faserführungselement (2) und dazu ein in einem Abstand (a) angeordnetes Garnbildungselement (3) aufweisen unter Verwendung einer Verstellvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für das Anspinnen oder Ansetzen der Abstand (a) zwischen Faserführungselement (2) und Garnbildungselement (3) um einen Betrag (d) vergrössert wird, wobei nach erfolgtem Anspinnen oder Ansetzen der ursprüngliche Abstand (a) wieder eingestellt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) 0.2 bis 0.4 mm beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag (d), um welchen der Abstand (a) vergrössert wird, 0.1 bis 0.4 mm beträgt.