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Die Erfindung betrifft eine Spinnvorrichtung mit einer Auflöseeinrichtung zum Auflösen wenigstens
eines Faserbandes zu Einzelfasern, mit einer in unmittelbarer Nähe der Auflöseeinrichtung
angeordneten und in Bewegungsrichtung der Einzelfasern angetriebenen luftdurchlässigen
Sammelfläche zum Übernehmen der Einzelfasern in Form eines Faserschleiers, mit einer von der
Sammelfläche abgedeckten und mittels zweier Seitenkanten von einer der Breite des
Faserschleiers entsprechenden Anfangsbreite zu einem schmalen Saugschlitz in
Bewegungsrichtung der Sammelfläche sich verjüngenden Saugöffnung zum Verdichten des
Faserschleiers zu einem schmalen Faserverband, mit einer am Endbereich der Saugöffnung
vorgesehenen Klemmstelle zum Klemmen des verdichteten Faserverbandes sowie mit einer der
Klemmstelle folgenden Dralldüse zum Drehen des Faserverbandes zu einem Faden.
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Eine Spinnvorrichtung dieser Art ist durch die DE 197 46 602 A1 Stand der Technik. Diese
Spinnvorrichtung arbeitet mit einer besaugten Auflösewalze, wobei die Besaugung den Zweck hat,
die Oberflächengeschwindigkeit der Auflösewalze niedrig zu halten, damit die Einzelfasern beim
Auskämmen aus dem wenigstens einen Faserband nicht zu sehr beschleunigt werden. Die
Auflösewalze übergibt die zu einem Faserschleier ausgebreiteten Einzelfasern mit relativ niedriger
Geschwindigkeit an eine etwas schneller laufende Sammelfläche in Form einer luftdurchlässigen
besaugten Transportwalze, deren zugeordnete Saugöffnung sich in Bewegungsrichtung der
Sammelfläche derart verjüngt, dass die Einzelfasern sich seitlich verschieben und der
ursprüngliche breite Faserschleier schließlich zu einem luntenähnlichen Faserverband
zusammengefasst wird. Während des gesamten Spinnvorganges gibt es nirgendwo eine
Stauchung des Fasermaterials. Spätestens an der Klemmstelle ist der Verdichtungsprozess
beendet, und danach wird dem Faserverband zum Erzeugen eines Fadens der Spinndrall mittels
einer Dralldüse erteilt. Es entsteht dann ein Faden, der einen ähnlichen Charakter aufweist, wie
dies beim so genannten Luftspinnen der Fall ist. Da der Faserschleier in seiner Breite etwa
diejenige Anzahl von Einzelfasern aufweisen soll, wie sie später im Querschnitt des ersponnenen
Fadens enthalten sind, muss insbesondere beim Erspinnen von gröberen Fäden für die
Auflösewalze eine sehr große Arbeitsbreite vorgesehen werden.
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Durch die nicht gattungsgemäße DE 196 10 960 A1 (Fig. 3) ist es bekannt geworden, einen von
einer Auflöseeinrichtung auf eine luftdurchlässige Sammelfläche zu übergebenden Faserschleier,
dessen Anzahl von Einzelfasern bereits dem späteren Fadenquerschnitt entspricht, dadurch relativ
schmal zu halten, dass in Transportrichtung mehrere Auflösewalzen mit jeweils reduzierter
Arbeitsbreite hintereinander angeordnet werden. Allerdings werden hier die Einzelfasern nicht in
Bewegungsrichtung der Sammelfläche, sondern quer dazu übergeben, wodurch eine scharfe und
somit nachteilige Umkehr der Bewegungsrichtung der Einzelfasern stattfindet. Außerdem findet
anschließend keine seitliche Verdichtung des Faserschleiers statt, da von vornherein eine sehr
schmale Sammelfläche vorgesehen ist, was nur durch die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen
der Auflösewalzen und der Sammelfläche möglich war.
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Wenn man, wie dies beim eingangs genannten Stand der Technik der Fall ist, einen
ausgebreiteten Faserschleier zu einem schmalen Faserverband verdichtet, kann es nachteilig sein,
wenn der gestreckte Faserverband allzu sehr verdichtet wird. Bei der dazu benötigten Verjüngung
der Saugöffnung wird nämlich an den Seitenkanten auf die Fasern des Faserschleiers ein
Falschdrall erteilt, der dann, wenn er zu groß ist, schädlich sein kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Spinnvorrichtung gemäß dem eingangs
genannten Stand der Technik unter Beibehaltung ihrer grundsätzlichen Vorteile auf eine zu strenge
Verdichtung des Faserschleiers zu verzichten.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Auflöseeinrichtung wenigstens zwei hintereinander
angeordnete Auflösewalzen enthält, denen jeweils wenigstens ein Faserband zugeführt wird, und
dass die Seitenkanten der Saugöffnung bis zu der in Bewegungsrichtung der Sammelfläche letzten
Auflösewalze im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
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Wenn beispielsweise zwei Auflösewalzen in Bewegungsrichtung der Sammelfläche hintereinander
geschaltet werden, dann kann sich die Breite des Faserschleiers vor dem Verdichten halbieren,
ohne dass dabei die Anzahl der im späteren Fadenquerschnitt befindlichen Einzelfasern
beeinträchtigt wird. Durch die Hintereinanderschaltung bekommt man schon von Haus aus einen
dichteren Faserschleier, ohne die gute Faservereinzelung durch die Auflöseeinrichtung
aufzugeben. Durch die kleinere Anfangsbreite des Faserschleiers ist die Verdichtung zu dem
schmalen Faserverband weniger streng, was das Einlaufen des Faserverbandes in die Dralldüse
erleichtert. Nicht vergessen werden sollte bei der Hintereinanderschaltung mehrerer
Auflösewalzen, dass durch die Maßnahme ein sehr wirksamer Dublierungseffekt entsteht, der sich
vorteilhaft auf die Gleichmäßigkeitswerte des zu erspinnenden Fadens auswirkt. Während es beim
eingangs genannten Stand der Technik üblich war, eine Anfangsbreite des Faserschleiers von 60
bis 80 mm zu wählen, kann jetzt ein Faserschleier abgelegt werden, der eine Anfangsbreite von
maximal 30 mm hat.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die in Bewegungsrichtung der
Sammelfläche erste Auflösewalze eine gegenüber der Arbeitsbreite der nachfolgenden
Auflösewalze vergrößerte Arbeitsbreite aufweist. Dies bedeutet, dass durch die zweite
Auflösewalze - in Bewegungsrichtung der Sammelfläche gesehen - ein schmalerer Faserschleier
dem ersten breiteren Faserschleier überlagert wird. Auch dies führt zu einer Verminderung des
Einrollens der seitlich abgelegten Fasern des Faserschleiers entlang der Seitenkanten beim
Verdichten.
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Das Verdichten kann auch dadurch weniger streng erfolgen, wenn die Seitenkanten der sich
verjüngenden Saugöffnung einen möglichst spitzen Winkel von maximal 15° zueinander
aufweisen. Dies bedeutet dann, dass die Sammelfläche einen möglichst langen Transportweg
haben sollte, was im Falle des Standes der Technik bei Verwendung einer Transportwalze
bedeutet, dass diese einen möglichst großen Durchmesser haben sollte.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist es möglich, dass eine der Seitenkanten in
Bewegungsrichtung der Sammelfläche verläuft. Die Verdichtung des Faserschleiers erfolgt somit
entlang einer einzigen Seitenkante, und zwar an derjenigen, die unter einem spitzen Winkel auf die
in Bewegungsrichtung der Sammelfläche verlaufende andere Seitenkante zuläuft. Die Randfasern
des Faserschleiers werden somit nur längs einer einzigen Seitenkante verdreht, so dass nicht ein
Faserverband mit in zwei Richtungen verdrehten Randfasern in die Dralldüse einläuft. Zwar löst
sich die genannte Verdrehung, da sie ein Falschdrall ist, spätestens an der Klemmstelle wieder
auf, doch entsteht durch den Falschdrall immerhin eine gewisse Störung der Ausrichtung der
Einzelfasern. Es tritt der zusätzliche Effekt ein, dass diejenigen Fasern des Faserschleiers, die
entlang der in Bewegungsrichtung der Sammelfläche verlaufenden Seitenkante transportiert
werden, beim späteren Faden mehr im äußeren Bereich des Mantels liegen, also gleichsam eine
Fadenseele umwinden. Diese Anordnung ergibt die Möglichkeit, von vornherein bestimmen zu
können, ob eine Einzelfaser vorzugsweise in die Fadenseele oder in den Fadenmantel gelangt. Es
eröffnen sich dadurch Kombinationsmöglichkeiten, indem man die für die Optik besten
Einzelfasern an eine bestimmte Seite des Faserschleiers verlegt. Bei diesen Kombinationen sind
die jeder einzelnen Auflösewalze zugeführten Faserbänder strickt getrennt zu halten. Man kann
auf diese Weise auch besondere Farbeffekte erzielen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass
dieser zuletzt genannte Vorteil auch dann auftritt, wenn man, wie beim Stand der Technik, von
einem relativ breiten Faserschleier ausgeht.
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Insbesondere wenn man mehrere hintereinander angeordnete Auflösewalzen mit unterschiedlicher
Arbeitsbreite vorsieht, kann es günstig sein, wenn die aufeinanderfolgenden Auflösewalzen derart
seitlich zueinander versetzt sind, dass die eine Seite der Arbeitsbreite der Auflösewalze mit einer
in Bewegungsrichtung der Sammelfläche verlaufenden Seitenkante der Saugöffnung
korrespondiert.
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Zum Verbessern des Spinnergebnisses ist es, wie schon im Zusammenhang mit dem eingangs
genannten Stand der Technik ausgeführt, vorteilhaft, wenn die Einzelfasern mit relativ langsamer
Geschwindigkeit von den Auflösewalzen an die Sammelfläche übergeben werden. Aus diesem
Grund sind die Auflösewalzen auch bei der Ausgestaltung nach der Erfindung vorteilhaft als
Saugwalzen ausgebildet.
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Die Spinnvorrichtung insgesamt kann besonders kompakt gestaltet werden, wenn die
Sammelfläche als die Außenseite eines umlaufenden Siebbandes ausgebildet ist. Ein derartiges
Siebband ist nicht, wie beim Stand der Technik, an einen großen Durchmesser einer
Transportwalze gebunden, sondern kann an die geometrischen Gegebenheiten sehr gut
angepasst werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
einiger Ausführungsbeispiele.
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht durch eine Spinnvorrichtung nach der Erfindung,
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Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1, wobei einige Bauteile speziell der
Zuführeinrichtungen weggelassen wurden,
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Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 auf eine etwas abgewandelte Ausführung,
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Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei als Sammelfläche eine Transportwalze großen
Durchmessers vorgesehen ist.
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Die Spinnvorrichtung nach Fig. 1 und 2 enthält zwei Zuführeinrichtungen 1 und 2, denen
jeweils wenigstens ein Faserband 3 bzw. 4 zugeführt wird. Den Zuführeinrichtungen 1 und 2 folgt
eine Auflöseeinrichtung 5, die entsprechend der Anzahl der Zuführeinrichtungen 1 und 2 mehrere
Auflösewalzen 6 und 7 enthält, die die Faserbänder 3 und 4 zu Einzelfasern 8 auflösen. Die
Einzelfasern 8 werden anschließend an eine luftdurchlässige Sammelfläche 9 eines
Transportbandes 10 übergeben, das in Bewegungsrichtung A umläuft. Auf der Sammelfläche 9
werden die aufgelösten Einzelfasern 8 in Form eines breiten Faserschleiers 11 aufgenommen und
in noch zu beschreibender Weise zu einem Faserverband 12 seitlich verdichtet.
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Der verdichtete Faserverband 12 wird an einer Klemmstelle 13 durch eine Klemmwalze 14 an die
Sammelfläche 9 leicht angedrückt, wobei sich bezüglich des anschließend aufzubringenden
Spinndralls ein Drallstopp ergibt. Unmittelbar nach der Klemmstelle 13 folgt eine Dralldüse 15, in
welcher die Drehung des zu erspinnenden Fadens 16 erzeugt wird. Der Faden 16 wird in
Abzugsrichtung B von einem Abzugswalzenpaar 17 abgezogen.
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Die Zuführeinrichtungen 1 und 2 enthalten jeweils eine Zuführwalze 18 bzw. 19, die beide in
Drehrichtung C angetrieben sind. Den Zuführwalzen 18 und 19 ist jeweils ein Zuführtisch 20,21
zugeordnet, der um eine Schwenkachse 22 bzw. 23 verschwenkbar und durch den Druck einer
nicht dargestellten Belastungsfeder gegen die zugehörige Zuführwalze 18, 19 angedrückt ist. Den
Zuführwalzen 18, 19 ist jeweils ein Einlauftrichter 24, 25 vorgeordnet, der, sofern mehrere
Faserbänder 3, 4 zugeführt werden, vorteilhaft mehrere Einlaufkanäle aufweist. Alternativ ist auch
eine Breitbandvorlage des Fasermaterials möglich.
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Die Auflösewalzen 6 und 7 rotieren gleichsinnig mit den Zuführwalzen 18, 19 in Drehrichtung D.
Der Umfang jeder Auflösewalze 6, 7 weist eine Zahngarnitur 26 auf, deren Zähne an ihren
Zahnbrüsten vorteilhaft einen negativen Brustwinkel haben.
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Die Auflösewalzen 6 und 7 besitzen eine Arbeitsbreite, die der jeweiligen Breite des zugeführten
Faserbandes 3, 4 oder der zugeführten Faserbänder 3, 4, entspricht.
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Im Inneren der Auflösewalze 6, 7 befindet sich jeweils eine Saugeinrichtung 27 bzw. 28, die an eine
nicht dargestellte Unterdruckquelle angeschlossen ist. Durch eine am Umfang jeder Auflösewalze
6, 7 vorhandene Perforation wird gegen das aufzulösende Faserband 3, 4 ein Saugzug erzeugt, der
das Faserband 3, 4 tief in die Zahngarnitur 26 hereinzieht, selbst wenn die Auflösewalzen 6, 7 mit
relativ geringer Geschwindigkeit von beispielsweise 2500 m pro Minute angetrieben sind. Der
Saugbereich der Auflösewalzen 6, 7 erstreckt sich etwa über einen Winkelbereich von 180°, also
gerade so weit, wie die Einzelfasern 8 längs des Umfangs der Auflösewalzen 6, 7 transportiert
werden sollen.
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Das Transportband 10 ist in Bewegungsrichtung A angetrieben. Seine Arbeitsbreite entspricht der
Breite des jeweils übernommenen Faserschleiers 11. Das Transportband 10 ist mit einer feinen
Perforation versehen, die einen von außen nach innen wirkenden Saugzug zulässt. Vorzugsweise
ist das Transportband 10 als gewebtes Siebband ausgebildet, wie durch das Bezugszeichen 29
angedeutet, wobei sich die Luftdurchlässigkeit dann gleichsam von selbst ergibt. Der Saugbereich
30 des Transportbandes 10 beginnt etwa dort, wo der Saugbereich der letzten Auflösewalze 6
endet. Die dem Saugbereich 30 zugehörige Saugöffnung 31 weist Seitenkanten 32 und 33 auf, die
in Fig. 2 gestrichelt dargestellt sind und woraus ersichtlich ist, dass sich der Saugbereich 30 in
Bewegungsrichtung A der Sammelfläche 9 verjüngt. Die Seitenkanten 32 und 33 der Saugöffnung
31 bilden somit Mittel zum Verdichten der Einzelfasern 8 quer zu ihrer Bewegungsrichtung zu
einem luntenähnlichen Faserverband 12, wobei die Seitenkanten 32 und 33 bis zur zweiten
Auflösewalze 6 zunächst im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die Saugöffnung 31
sich erst danach verjüngt.
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Die Klemmwalze 14 definiert zusammen mit dem Transportband 10 eine Klemmstelle 13 für den
verdichteten Faserverband 12. Der Saugbereich 30 hat den zunächst ausgebreiteten Faserschleier
11 quer zu seiner Bewegungsrichtung zu dem Faserverband 12 verdichtet, wie er etwa den
Verhältnissen nach einem klassischen Streckwerk entspricht, so dass er in dieser Form in die
Dralldüse 15 einlaufen kann, wie es durch das so genannte Luftspinnen bekannt ist. Dadurch wird
der Faserverband 12 zu einem Faden 16 verdreht.
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Das der Dralldüse 15 nachfolgende Abzugswalzenpaar 17 liefert den ersponnenen Faden 16 in
Abzugsrichtung B zu einer nicht dargestellten Aufspuleinrichtung, wo er auf eine Kreuzspule
aufgewickelt wird.
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Die geometrische Anordnung der Spinnvorrichtung ist derart, dass die Sammelfläche 9 des
Transportbandes 10 dem Umfang der Auflösewalzen 6 und 7 so dicht benachbart ist, dass die
Einzelfasern 8 am Ende des Saugbereichs der Auflösewalzen 6 und 7 problemlos als
Faserschleier 11 an die Sammelfläche 9 übergeben werden können. Die Umfangsgeschwindigkeit
des Transportbandes 10 ist etwas größer, als es der momentanen Geschwindigkeit der
ankommenden Einzelfasern 8 entspricht. Dabei ist vorgesehen, dass der Faserschleier 11 in
seiner Breite diejenige Anzahl von Einzelfasern 8 enthält, die in etwa der Anzahl der im
Querschnitt des Fadens 16 vorhandenen Fasern entspricht. Das Transportband 10 soll
ausreichend lang sein, damit die Verjüngung des Saugbereichs 30 nicht zu spontan erfolgen muss.
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Dank ihrer Perforation kann die Umfangsgeschwindigkeit der Auflösewalzen 6 und 7 kleiner sein
als bei denjenigen Auflösewalzen, wie sie beim Offenend-Rotorspinnen verwendet werden. Da das
Ende des Faserbandes 3, 4, der so genannte Faserbart, tief in die Zahngarnitur 26 hereingezogen
wird, erfolgt ein intensives Auskämmen. Wegen des vorzugsweise negativen Brustwinkels der
Zähne werden die Einzelfasern 8 am Ende des Saugbereiches der Auflösewalzen 6 und 7 sehr
schnell an die Sammelfläche 9 übergeben, da ein negativer Brustwinkel das Bestreben hat, die
transportierten Einzelfasern 8 nach außen abzugeben.
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Die Umfangsgeschwindigkeit des Transportbandes 10 ist, wie bereits erwähnt, etwas größer als
die Umfangsgeschwindigkeit der Auflösewalzen 6 und 7. Die Umfangsgeschwindigkeit des
Abzugswalzenpaares 17 ist wiederum etwas größer als die Umfangsgeschwindigkeit des
Transportbandes 10. Dies bedeutet, dass die Einzelfasern 8 während des gesamten
Spinnvorganges ständig etwas beschleunigt werden, was einer Parallellage der Einzelfasern 8
zugute kommt.
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Der auf der Sammelfläche 9 abgelegte Faserschleier 11 ist zunächst trotz der zwei Auflösewalzen
6 und 7 noch recht breit, wird aber auf dem Transportband 10 durch den sich verjüngenden
Saugbereich 30 sukzessive seitlich eingeengt und so weitgehend verdichtet, dass er problemlos in
die Dralldüse 15 eintreten kann.
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Die Seitenkanten 32 und 33 der Saugöffnung 31 laufen derart V-förmig aufeinander zu, dass die
Seitenkanten 32 und 33 einen spitzen Winkel α zur Bewegungsrichtung A der Sammelfläche 9
aufweisen. Die Seitenkante 32 verläuft dabei exakt in Bewegungsrichtung A der Sammelfläche 9.
Die Anfangsbreite der Saugöffnung 31 definiert die Arbeitsbreite des Transportbandes 10 und
entspricht zunächst der Breite der Auflösewalzen 6, 7 bzw. des abgenommenen Faserschleiers 11.
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Der Endbereich der Saugöffnung 31 ist nur noch ein relativ schmaler Saugschlitz 34, der an den zu
verdichtenden Faserverband 12 angepasst ist.
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Das Transportband 10 ist über eine in Drehrichtung E angetriebene vordere Umlenkwalze 35
gelegt, die das Transportband 10 mit einer Geschwindigkeit antreibt, die gegenüber der
Umfangsgeschwindigkeit der Auflösewalzen 6, 7 geringfügig voreilt. Am anderen Ende des
Transportbandes 10 ist eine hintere Umlenkwalze 36 vorgesehen, die bevorzugt dem Ausgleich
von Transportbandspannungen dient.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, laufen die Seitenkanten 32 und 33 der Saugöffnung
31 erst dann unter dem Winkel α aufeinander zu, wenn die in Bewegungsrichtung A der
Sammelfläche 9 letzte Auflösewalze 6 vom Faserschleier 11 passiert ist. Dies bedeutet, dass die
Seitenkanten 32 und 33 zunächst im Wesentlichen zueinander parallel verlaufen und an die
Arbeitsbreiten der Auflösewalzen 6 und 7 angepasst sind. Durch das Hintereinanderschalten
zweier Auflösewalzen 6 und 7 erhält man bereits einen relativ dichten Faserschleier 11, der ohne
die Verjüngung der Saugöffnung 31 schon etwas verdichtet ist. Die Arbeitsbreiten der
Auflösewalzen 6 und 7 liegen bevorzugt unter 30 mm.
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Der Winkel α, unter welchem die Seitenkanten 32 und 33 aufeinander zulaufen, sollte 15° nach
Möglichkeit nicht überschreiten. Dadurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass das
Einrollen der Randfasern entlang der Seitenkante 33, also das Bilden eines Falschdralles an
dieser Stelle, nicht allzu streng ist und dadurch die Gleichmäßigkeit stört.
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In Fig. 3 ist eine etwas abgewandelte Ausführung dargestellt, wobei die in Bewegungsrichtung A
der Sammelfläche 9 erste Auflösewalze 7 eine Arbeitsbreite x2 aufweist, die etwas größer ist als
die Arbeitsbreite x1 der nachfolgenden Auflösewalze 6. Dadurch wird der größte Teil des
Faserschleiers 11 bereits von der ersten Auflösewalze 7 abgelegt, während die zweite
Auflösewalze 6 den Faserschleier 11 nur noch mit weiteren Einzelfasern 8 auffüllt. Zusätzlich kann
vorgesehen sein, dass - wie in Fig. 3 zu sehen - die zweite Auflösewalze 6 gegenüber der ersten
Auflösewalze 7 seitlich zu derjenigen Seitenkante 32 versetzt ist, die exakt in Bewegungsrichtung
A der Sammelfläche 9 verläuft.
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Während bisher ein als Siebband 29 ausgebildetes Transportband 10 beschrieben wurde, ist
gemäß Fig. 4 dargestellt, dass die Sammelfläche 9 auch durch den Außenumfang einer
luftdurchlässigen großen Transportwalze 37 gebildet sein kann. Allerdings wird die Ausgestaltung
dann etwas weniger kompakt.