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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
einer Maschenware aus einem durchgehenden Faserverband, welcher
drehungsfrei aus einem Vorrat entnommen und in einer Strickmaschine
weiterverarbeitet wird.
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Die
Herstellung von Maschenwaren aus einem Faserverband, der keine oder
nur eine verhältnismäßig geringe Drehung
aufweist, wie beispielsweise ein Kardenband oder eine Flyerlunte,
ist bereits seit längerem bekannt. So sieht z. B. die
GB-PS 1.538.924 vor, aus
einem Faserband ein kordelähnliches Gebilde herzustellen,
indem es einem Vorrat entnommen, verstreckt, in einem Falschdrallorgan mit
temporären Drehungen versehen und zu einem Maschenstäbchen
umgeformt wird.
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Diesen
Grundgedanken nimmt die Erfindung gemäß
WO 2004/079068 auf für
die Herstellung einer Maschenware für Bekleidungszwecke.
Ziel ist die Herstellung von Gestrickstücken mit einer
hohen Weichheit. Um dies zu erreichen, wird jeder Strickstellen
einer Rundstrickmaschine ein Streckwerk zur Erzeugung eines ungedrehten
Fadenmaterials vorgeordnet, in welchem ein Faserverband verstreckt und
danach mit unverdrehten und im wesentlichen parallelen Stapelfasern
dem Strickprozess zugeführt wird.
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Eine
so gebildete Maschenware aus parallelen, unverdrehten Fasern besitzt
gegenüber Maschenwaren aus Fäden veränderte
textilphysikalische Eigenschaften. Diese sind gekennzeichnet durch
einen extrem weichen Griff, veränderte Optik und gutes
Färbeverhalten. Diesen durchaus positiven Eigenschaften
stehen aber Nachteile bei der Pillingbildung, Scheuerfestigkeit
und Berstfestigkeit gegenüber.
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Die
direkte Verarbeitung von Faserbändern oder Vorgarnen zu
Maschenwaren ist vorzugsweise an Großrundstrickmaschinen
realisierbar. Um einen wirtschaftlichen Betrieb dafür modifizierter
Maschinen zu gewährleisten, bedarf es einer Vorrichtungstechnik,
die höchsten Zuverlässigkeitsansprüchen genügt.
Die Arbeitsstellenanzahl (Systemzahl) von Großrundstrickmaschinen
liegt in der Regel zwischen 36 und 96 Systemen. Anders als bei Spinnmaschinen,
wo technologische Störungen der Faservorbereitung sich
nur auf einzelne Spinnstellen auswirken, führt bei Strickma schinen
eine Störung an einem System sofort zur Beeinträchtigung
des Gesamtprozesses in Form eines Fehlers im Gestrick, verbunden mit
der Stillsetzung der Strickmaschine. In der
WO 2004/079068 wird für
die Faservorbereitung zur Vermaschung von Stapelfasern der Einsatz
von Streckwerken empfohlen. Diese sind beim Einsatz von Flyerlunte
für 20- bis 30-fachen Verzug im Geschwindigkeitsbereich
um 20 m/min ausgelegt. Der Einsatz zur Faservorbereitung für
die Vermaschung an Großrundstrickmaschinen erfordert aber
5- bis 7-fach höhere Geschwindigkeiten. Geht man von der
Verarbeitung von Faserband aus, so ist zusätzlich zu den höheren
Geschwindigkeiten ein Verzug um das über 200-fache zu realisieren.
Nach dem heutigen Stand der Technik bestehen die Störquellen
bei Streckwerken im Verschleiß der gummierten Verzugswalzen,
in der Gefahr der Bildung von Faserwickeln, im Verschleiß der
Riemchen zur Faserführung und in der Bildung von Faserflug,
insbesondere durch die deutlich höheren Geschwindigkeiten.
Damit wird deutlich, dass der Einsatz von Streckwerken in der sog.
Spinnstricktechnologie erheblich problembehaftet ist.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung
einer Maschenware aus einem durchgehenden Faserverband eine zuverlässige
Bereitstellung dieses Faserverbandes zu einer entsprechenden Vorrichtung
zu gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung verfahrensseitig gemäß dem
kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Merkmale enthalten die Ansprüche 2 bis 7.
Die Erfindung stellt außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens zur Verfügung, die durch den kennzeichnenden
Teil des Anspruches 8 charakterisiert ist. Weitere wesentliche Merkmale
der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 9 bis 21 enthalten.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der dem Vorrat
entnommene Faserstrom zu einem Faserbändchen zu einem weitestgehend
drehungsfreien Faserbändchen geformt wird. Die für
den Transport des Faserbändchens zur Strickmaschine erforderliche
Festigkeit erhält das Faserbändchen durch relativ
wenige bauchbindenartig um die Außenkontur herumgewundene
Fasern, während im Inneren des Faserbändchens
die Fasern parallel zueinander liegen. Diese Konstellation verleiht
dem späteren Gestrick einen besonders weichen, flauschigen
Griff.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher
beschrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
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1 eine
isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 das
Faseraufbereitungssystem im Schnitt,
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3 die
gesamte Baugruppe des Faseraufbereitungssystems (teilweise geschnitten)
und in
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4 das
Faseraufbereitungssystem für mehrere Stricksysteme in einer
perspektivischen Ansicht.
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Einer
in 1 dargestellten Rundstrickmaschine 1 wird
das zu verstrickende Fasermaterial 2, das vorzugsweise
Baumwollfasern besteht, direkt aus Spinnkannen 3 zugeführt,
die die Rundstrickmaschine 1 in bspw. kreisförmiger
Anordnung umgeben. Hierbei ist jedem Stricksystem 4 (s. 3)
eine Spinnkanne 3 als Vorratsbehälter für
das Fasermaterial 2 zugeordnet. Der Übersichtlichkeit
wegen ist die Zuführung des Fasermaterials 2 zur
Rundstrickmaschine 1 nur an wenigen Spinnkannen 3 dargestellt.
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Zwischen
den Spinnkannen 3 und dem jeweiligen Stricksystem 4 der
Rundstrickmaschine 1 ist ein Faseraufbereitungssystem 5 angeordnet,
welches in 2 detailliert dargestellt ist.
Es ist dazu bestimmt, aus dem in den Spinnkannen 3 enthaltenen Fasermaterial 2 ein
den Beanspruchungen beim Strickprozess gewachsenes Faserbändchen
zu formen und der Rundstrickmaschine 1 vorzulegen.
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Ein
nicht dargestellter Einlauftrichter sichert eine geordnete Zuführung
des Fasermateriales 2 über eine Speisemulde 6 und
eine Speisewalze 7 zu einer Auflösewalze 8.
Die Speisewalze 7 besitzt zum sicheren Fasertransport eine
Profilierung. Das Fasermaterial 2 wird zwischen Speisewalze 8 und
Speisemulde 7 durch die federnd gelagerte Speisemulde 7 geklemmt.
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Die
Auflösewalze 8 weist eine von OE-Rotorspinnmaschinen
her bekannte Garnierung auf, wobei diese Zahnformen mit kleinem
Zahnwinkel zur Erleichterung der Faserabgabe besitzt. Die Auflösewalze 8 ist
von einer Umhausung 9 mit einem geringen Spalt 10 umschlossen.
Diese eröffnet einen Zugang zur Auflösewalze 8 nur
im Bereich der Faserzuführung 11 und der Faserabnahme 12.
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Im
Bereich dieser Faserabnahme 12 schließt sich an
die Auflösewalze 8 eine Sammelfläche
in Form einer Siebtrommel 13 an, die am gesamten Umfang
mit einer Vielzahl von vorzugsweise kreisförmigen Durchbrechungen 14 versehen
ist. Diese sind versetzt zueinander angeordnet. Die Breite des perforierten
Bereichs der Siebtrommel 13 entspricht mindestens der Breite
des bezahnten Bereichs der Auflösewalze 8.
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An
der Innenseite der Siebtrommel 13 ist ein Saugschuh 15 angeordnet,
der an ein Unterdrucksystem angeschlossen ist. Die äußere
Kontur des Saugschuhes 15 entspricht der Innenkontur der Siebtrommel 13.
Dies ermöglicht bei präziser Montage des Saugschuhes 15 die
Ausbildung eines geringen Spaltes, um so den Unterdruck weitestgehend verlustfrei
auf die Perforation der Siebtrommel 13 zu übertragen.
Der Saugschuh 15 ist ortsfest am Gestell der Baueinheit
montiert. Eine nicht dargestellte Aussparung im Saugschuh 15 ist
so ausgebildet, dass sie den Bereich von der Faserabnahme 12 an
der Auflösewalze 8 bis zu einer Faserabgabestelle 16 im Bereich
einer Klemmwalze 17 besaugt. In diesem Bereich verjüngt
sich die Aussparung im Saugschuh 15.
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Am
Ende des Saugschuhes 15 schließt sich die Klemmwalze 17 mit
einem gummierten Belag an. Die Walzenanordnung ist so ausgebildet,
dass der zwischen Klemmwalze 17 und Siebtrommel 13 bestehende
Klemmspalt in der Nähe, aber eindeutig außerhalb
des Wirkungsbereichs des Saugschuhes 15 liegt. Die Klemmwalze 17 wird
von der Siebtrommel 13 angetrieben, so dass ein eigener
Antrieb nicht erforderlich ist.
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Dem
Ausgang des Klemmspaltes zwischen Klemmwalze 17 und Siebtrommel 13 steht
die Einlassöffnung einer kombinierten Schub- und Dralldüse 18,
an die sich über ein Führungsrohr 19 in
definierter Entfernung eine Dralldüse 20 anschließt.
Von deren Ausgang erstreckt sich ein weiteres Führungsrohr 21 mit
einem am Ende angeordneten Fadenführer 22 zum
Stricksystem 4. Zwischen der Dralldüse 18 und dem
Fadenführer 22 sind Öffnungen 23 im
Führungsrohr 21 vorgesehen, um einen Druckluftstau
zu vermeiden. Unmittelbar vor dem Fadenführer 22 kann
im Bedarfsfalle eine weitere kombinierte Schub- und Dralldüse 18 die
Faserzuführung zur Faservermaschung unterstützen.
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Um
nun mit den bisher beschriebenen Vorrichtungsbestandteilen eine
vielsystemige Rundstrickmaschine 1 zu betreiben, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die Bestandteile zu Baugruppen 24 zusammenzufassen. Im
Ausführungsbeispiel wird eine Baugruppe 24 mit 8 Faseraufbereitungssystemen 5 gezeigt,
die für die Ausstattung einer 72-systemigen Rundstrickmaschine 1 geeignet
ist. Die Baugruppe 24 ist auf einer Trägerplatte 25 montiert.
Auf dieser Trägerplatte 25 sind zwei Lager 26 angebracht,
in denen die Wellen der Auflösewalze 8, der Siebtrommel 13,
der Speisewalze 7 sowie alle übrigen funktionsrelevanten
Bauteile gelagert sind. Jede Baugruppe 24 enthält
jeweils einen elektronisch geregelten Antrieb für die vorgenannten
Wellen. Reicht ein festes Drehzahlverhältnis von Auflösewalze
und Siebtrommel 8 ausreicht, können diese Antriebe
mechanisch gekoppelt werden. In diesem Fall entfällt eine
elektronische Antriebsachse. Die Drehbewegung auf die Funktionselemente
wird entweder durch in die Achsen integrierte Antriebe oder – wie
im Beispiel dargestellt – durch Zahnriemen von den Antriebsmotoren
auf die Achsen übertragen. Die elektronischen Antriebsteller
für die Motoren sind zweckmäßigerweise
unmittelbar auf der Baugruppe 24 anzuordnen, um den Verkabelungsaufwand
zum Steuerrechner bzw. zentralen Schaltschrank klein zu halten.
Bei diesem Lösungskonzept sind lediglich Maßnahmen
zur Stromversorgung der Baugruppen 24 und eine Datenleitung
einzuordnen.
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Die
Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgendermaßen:
Das
letztendlich zu einem Gestrick zu verarbeitende Fasermaterial 2 wird
aus den Spinnkannen 3 dem jeweils zugeordneten Faseraufbereitungssystem 5 zugeführt.
In diesem erfolgt zunächst mittels der Auflösewalze 8 die
Auflösung des Fasermaterials 2 in einen Strom
von Einzelfasern. Das Fasermaterial 2 wird hierzu zwischen
Speisemulde 6 und Speisewalze 7 geklemmt und der
Auflösewalze 8 zugeführt. Dieser Prozess
ist jenem beim Rotorspinnen vergleichbar.
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Anders
als beim Rotorspinnen, wo die Auflösewalze 8 mit
hoher Drehzahl rotiert und wenige Fasern mit hoher Geschwindigkeit
aus dem Faserband ausgekämmt werden, um sie später
durch Rückdoublierung im Rotor für eine Fadenbildung
durch Drehungserteilung aufzubereiten, wird beim erfindungsgemäßen
Verfahren die Auflösewalze 8 mit einer wesentlich
geringeren Umfangsgeschwindigkeit betrieben, die im Bereich der
Verarbeitungsgeschwindigkeit des später gebildeten Faserbändchens
liegt. Ein gesonderter Unterdruck im Wirkungsbereich der Auflösewalze 8 wird
nicht angelegt. Die aufgelösten und parallelisierten Fasern
werden von der Auflösewalze 8 mitgeführt
und nach etwa einer dreiviertel Umdrehung an die benachbarte Siebtrommel 13 abgegeben.
Die Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel 13 ist etwas
höher als die Umfangsgeschwindigkeit der Auflösewalze 8,
um einen Anspannverzug zu erzeugen und die Faserstreckung zu verbessern.
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An
der Kontaktstelle von Auflösewalze 8 und Siebtrommel 8 erfolgt
die Übernahme des Stromes aufgelöster Fasern durch
Siebtrommel 13. Der unter Unterdruck stehende Saugschuh 15 mit
seiner sich verjüngenden Öffnung sorgt dabei während
der Bewegung der Fasern zwischen Faserabnahme 12 und Klemmwalze 17 für
eine Komprimierung des Faserstromes unter Beibehaltung der parallelen
Lage. Diese Faserübernahme durch Unterdruck mittels der perforierten
Siebtrommel 13 geht einher mit einer Feinstaubausscheidung
und verbessert somit die Qualität des Faserstromes, welcher
nach dem Passieren des Klemmspaltes zwischen Klemmwalze 17 und
Siebtrommel 13 von der falschdrahterzeugenden, pneumatisch
wirkenden Schub- und Dralldüse 18 übernommen
wird.
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In
der nachgeordneten Dralldüse 20 werden lediglich
einzelne Mantelfasern bauchbindenartig um den Faserkern gelegt und
damit die Festigkeits- und Transporteigenschaften des Faserbändchens
verbessert. Es entsteht ein Garn, bei dem die paral lelen Kernfasern
definiert von einzelnen Mantelfasern umwunden werden. Insbesondere
wird dadurch ein problemloser Bändchentransport zum Fadenführer 22 gesichert
und die Faserflugneigung reduziert. Die Qualität des Faserverbundes
liegt deutlich unterhalb der Ansprüche an einen Faden,
so dass die in der Rundstrickmaschine 1 zu erzeugende Maschenware durch
Verarbeitung von überwiegend unverdrehten Stapelfasern
einen besonders weichen Griff erhält, aber im Vergleich
zur ausschließlichen Vermaschung von Faser erheblich verbesserte
Eigenschaften in Bezug auf Pillingbildung aufweist.
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- 1
- Rundstrickmaschine
- 2
- Fasermaterial
- 3
- Spinnkanne
- 4
- Stricksystem
- 5
- Faseraufbereitungssystem
- 6
- Speisemulde
- 7
- Speisewalze
- 8
- Auflösewalze
- 9
- Umhausung
- 10
- Spalt
- 11
- Faserzuführung
- 12
- Faserabnahme
- 13
- Siebtrommel
- 14
- Durchbrechung
- 15
- Saugschuh
- 16
- Faserabgabestelle
- 17
- Klemmwalze
- 18
- Schub-
und Dralldüse
- 19
- Führungsrohr
- 20
- Dralldüse
- 21
- Führungsrohr
- 22
- Fadenführer
- 23
- Öffnungen
- 24
- Baugruppe
- 25
- Trägerplatte
- 26
- Lager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - GB 1538924 [0002]
- - WO 2004/079068 [0003, 0005]