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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Fasergarns, insbesondere mit geringer Garndrehung zur Weiterverarbeitung in einer nachfolgenden Prozessstufe z. B. in einer Textilmaschine, bei dem zu verspinnende Fasern einem rotierenden Spinnrotor zugeführt, in diesem doubliert und als Fasergarn aus dem Spinnrotor abgezogen werden, wobei dem Fasergarn beim Abziehen aus dem Spinnrotor ein Falschdraht aufgeprägt wird, insbesondere ein unabhängig einstellbarer Falschdraht zusätzlich zur Drehungserteilung durch den Rotor und den prozessbedingten Falschdrahteffekt an einer Abzugsdüse.
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Solche Verfahren und Vorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt, z. B. aus der
DE 4041719 A1 . Üblicherweise werden Fasern oder Faserbündel durch einen Faserleitkanal dem offenen Kelch eines rotierenden Spinnrotors zugeführt, wobei die Fasern auf die innere Rutschwand des Spinnrotors gelangen und durch die Zentrifugalkräfte in dessen Rotorrille rutschen und dort zu einen Faserring doubliert werden, aus dem heraus kontinuierlich Fasern an das offene Garnende durch die Garndrehung angelagert und in das Garn eingebunden werden, das sodann aus dem Rotor in Richtung von dessen Rotorachse abgezogen werden kann.
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Unter dem Begriff des Doublierens wird hier verstanden, dass Fasern oder Faserbündel nach der Vereinzelung z. B. durch eine Auflösewalze im Rotor wieder zu einem Faserverband, dem Faserring zusammengeführt werden mit dem Effekt, dass die Fasern annähernd parallel im Faserring ausgerichtet werden und die Faserenden in Faserlängsrichtung statistisch verteilt sind, wodurch die Tragfestigkeit der Fasern im daraus gebildeten Garn sehr gut ausgenutzt wird.
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Das Abziehen des Garns kann z. B. durch eine hohl ausgebildete Rotorwelle erfolgen oder auch aus dem Kelch heraus, somit also grundsätzlich zu beiden Seiten des Spinnrotors. Beides kann z. B. durch eine sogenannte Abzugdüse erfolgen, die im Kelch oder auch in der Rotorwelle selbst rotierend angeordnet ist und z. B. trichterförmig ausgebildet sein kann. Die Achse einer solchen Abzugdüse fluchtet dabei mit der Spinnrotorachse.
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Dabei ist es bekannt, beim Abziehen des Fasergarns einen in Fachkreisen sogenannten Falschdraht zu erzeugen.
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Unter einem Falschdraht wird dabei verstanden, dass das kontinuierlich geförderte Fasergarn eine temporäre nicht bleibende Drehung bzw. Verdrillung erhält in einem Bereich zwischen zwei Klemmungen, wie z. B. zwischen Spinnrotor und einer Abzugsvorrichtung, die z. B. durch zwei gegensinnig rotierende Walzen realisiert sein kann, zwischen denen das Fasergarn angeordnet ist und durch die Walzenrotation gefördert wird. Nach dem Durchlaufen der Klemmungen geht der Falschdraht verloren.
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Die Offenlegungsschrift
DE 4041719 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Fasergarns, bei dem ein grobes Fasergarn erzeugt und durch die Rotorwelle abgezogen wird.
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Um die Drehung des abgezogenen Fasergarns gering zu halten, ist in der drehbar gelagerten Rotorwelle ein trichterförmig in den Spinnrotor mündendes Rohr als Abzugsdüse wiederum einstellbar drehbar gelagert, das einen Falschdraht in dem sich noch im Spinnrotor befindenden Garnabschnitt auf einer Länge bis in das Rohr hinein erzeugt, um in der Garnbildungszone im Spinnrotor eine infolge höherer Garndrehung ausreichende Garnfestigkeit zu erzeugen.
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Dieser Falschdraht wird dadurch erzeugt, dass das Garn beim Rotieren auf der inneren Wandung der Abzugdüse abrollt und sich dabei um die eigene Achse wälzt. Dieser Falschdraht addiert sich zu der eigentlichen Drehung des Fasergarns und setzt sich entgegen der Faserabzugrichtung von der Abzugdüse in Richtung zur Spinnrotorrille fort, was die Spinnstabilität im Spinnrotor verbessern kann.
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Zugkräfte infolge der auf das Garn im Spinnrotor wirkenden Zentrifugalkraft setzen sich aber bis hin zu den Abzugsvorrichtungen, wie z. B. Abzugswalzen fort. Da in einem Bereich in Abzugsrichtung nach der Abzugsdüse bei der bekannten Vorrichtung der Falschdraht schon wieder verloren ist, kann in diesem Bereich keine Stabilisierung des Fasergarns erfolgen, so dass es besonders hier zu Garnrissen kommen kann.
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Wenn somit durch einen Falschdraht zusätzlich Drehung in das Fasergarn eingebracht werden soll, hat diese bekannte Vorrichtung den Nachteil, dass der Falschdraht schon in dem zylindrischen Rohrabschnitt der Abzugsdüse oder zumindest kurz danach wieder abgebaut ist.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen mit denen eine höhere Garndrehung, der sogenannte Falschdraht möglichst bis hin zu einer Abzugsvorrichtung, wie z. B. den Abzugswalzen oder zumindest bis auf eine geringe Distanz vor einer Abzugsvorrichtung zu erzeugen oder zumindest aufrecht zu erhalten ist. Es ist weiterhin Aufgabe, grobe Garne mit geringen Drehungen, insbesondere kleiner 120 Drehungen/Meter zu erzeugen ohne Risiko eines Garnbruchs.
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Diese Aufgabe wird z. B. dadurch gelöst, dass die Abzugsvorrichtung selbst während des Abziehens um die Fasergarnlängsachse rotiert. So kann der Falschdraht mittels einer Garnklemmung, nämlich an der Abzugsvorrichtung erzeugt werden.
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Es kann so mit dieser Ausbildung erreicht werden, dass der Falschdraht exakt bis zur Abzugsvorrichtung erzeugt wird und über die gesamte Strecke vom Rotor bis dorthin zu einer Stabilisierung des Fasergarns beiträgt. Beispielsweise können hierfür gegensinnig rotierende Abzugswalzen beim Abziehen gemeinsam um die Fasergarnlängsachse rotiert werden.
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In einer anderen Lösung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Drallvorrichtung zur Aufprägung eines Falschdrahtes in Abzugsrichtung unmittelbar vor der Abzugsvorrichtung angeordnet wird, um den Falschdraht im Wesentlichen über die gesamte Strecke von der Abzugsvorrichtung bis zum Spinnrotor auf das Fasergarn aufzuprägen. Mit beiden Ausführungen kann so nach der Klemmung, d. h. jenseits der Abzugsvorrichtung Garn mit geringen Drehungen erzeugt werden.
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Unter der Anordnung unmittelbar vor der Abzugsvorrichtung wird bevorzugt verstanden, dass diese Anordnung so gewählt ist, dass sich der Falschdraht über wenigstens 90% der gesamten Strecke zwischen Abzugsvorrichtung und Spinnrotor ergibt.
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Eine bevorzugte Position ist besonders auch dann erzielt, wenn die Drallvorrichtung in einem Abstand zur Abzugsvorrichtung angeordnet wird, der kleiner ist als die mittlere Faserlänge oder bei dem die Länge zwischen dem Punkt der Drehungsumkehr im Fasergarn und der Abzugsvorrichtung kleiner ist als die mittlere Faserlänge.
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Die erfindungsgemäße Wirkung wird dabei grundsätzlich mittels jeder geeigneten Drallvorrichtung erzielt, die z. B. durch separaten Antrieb, insbesondere unabhängig vom Spinnrotorantrieb einen Falschdraht auf das Fasergarn aufprägen kann, insbesondere unabhängig von ihrer Positionierung.
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Bevorzugt können erfindungsgemäß als Drallvorrichtung bzw. Falschdrahtelement z. B. zusätzliche Drehelemente wie Texturierscheiben oder Spinnfinger, rotierende L-förmige Häkchen o. ä. benutzt werden.
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Die letztgenannte Lösung hat dabei den Vorteil, dass etablierte Abzugsvorrichtungen auch ohne Änderungen verwendet werden können und lediglich eine zusätzliche Drallvorrichtung zum Einsatz kommt. Dabei hat eine solche zusätzliche Drallvorrichtung nicht nur den Vorteil, dass sie unmittelbar vor d. h. benachbart einer Abzugsvorrichtung positioniert werden kann, sondern in grundsätzlich beliebiger Position längs der Strecke zwischen Spinnrotor und Abzugsvorrichtung, somit also je nach Bedarf.
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Durch die erfindungsgemäßen Lösungen kann in Kombination mit der Gestalt des Rotors besonders im Bereich der Rotorrille, der Rotorwand, der Rotordrehzahl, der Gestalt und der Drehzahl eines eventuellen Innenrohres (Abzugsdüse) und der durch zusätzliche Elemente in das Fasergarn eingebrachten Drehung erfindungsgemäß auch die Garnstruktur so beeinflusst werden, dass das Garn eine geringst mögliche Anzahl an Bauchbinden enthält und eine Struktur mit weitestgehend gestreckt liegenden und leicht gegeneinander verdrehten Fasern aufweist.
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Dadurch kann der Verzug des groben Garns im Streckwerk einer Folgemaschine wesentlich erleichtert werden, was die Voraussetzung zum Erzielen einer guten Garnqualität auf der Folgemaschine ist.
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Erfindungsgemäß bieten die beiden angesprochenen Lösungen auch den Vorteil, dass durch Erzeugung von Falschdraht auch die Drehung des Garns im Rotor so gesteuert werden kann, dass z. B. die Vorgarnqualität durch verbessertes Einbinden der Fasern in das Fasergarn verbessert wird.
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Auch bei der Erfindung erfolgt bevorzugt der Abzug des Fasergarns in Achsrichtung des Rotors, entweder durch eine hohle Rotorwelle oder in entgegengesetzter Richtung durch die offene Rotormitte, den Rotorkelch, durch eine im Rotor zentrisch zum Rotor eingebaute Abzugsdüse. Die Aufwicklung kann ohne weitere Umlenkung erfolgen. Hier kann der Abzug durch die Rotorwelle vorteilhafter sein, da so die Anzahl der Bauchbinden reduziert wird.
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Eine bevorzugte Ausführung der zweiten Lösung wir darin erkannt, dass das aus dem Spinnrotor abgezogene Fasergarn durch eine Drallvorrichtung mit einem Kanal geführt wird, in welchem durch in den Kanal einströmendes gasförmiges Fluid, insbesondere Luft, ein um die Fasergarnachse rotierender Wirbel erzeugt wird, der das Fasergarn in der Rotationsrichtung des Wirbels verdrillt und hierdurch den Falschdraht erzeugt.
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Eine solche Drallvorrichtung kann sowohl unmittelbar vor der Abzugsvorrichtung positioniert werden, als auch an jeder anderen Stelle, z. B. auch sehr nahe am oder im Spinnrotor, zumal eine solche mit gasförmigem Fluid betriebene Abzugsvorrichtung mangels komplizierter mechanischer Komponenten sehr kleinbauend ausgeführt werden kann. Hier kann durch die Wahl des Fluids sowie auch die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids auf einfache Weise Einfluss genommen werden auf den erzeugten Wirbel und somit den Falschdraht, der auch je nach Rotationsrichtung des Wirbels sich addierend oder subtrahierend auf die eigentliche Drehung de Garns auswirken kann. In einfacher Ausführung kann Luft als Fluid verwendet werden.
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Eine Drallvorrichtung zur Erzeugung eines solchen Wirbels kann z. B. an oder in der Wandung des Kanals wenigstens eine Führungsvorrichtung für gasförmiges Fluid aufweisen, mittels der durch in den Kanal eingeführtes gasförmiges Fluid im Kanal ein um die Kanallängsachse rotierender Wirbel erzeugbar ist.
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Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass zur Ausbildung des rotierenden Wirbels das gasförmige Fluid von aussen nach innen unter einem, insbesondere radialen Versatz zur mittigen Kanallängsachse in den Kanal eingeleitet wird, insbesondere wobei der Kanal bevorzugt kreisförmigen Querschnitt aufweist. So trifft der Fluidstrom azentrisch auf die Kanalinnenwand und wird so durch die Kanalwandung in Umlauf gebracht wodurch ein Wirbel entsteht.
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In besonderer Bevorzugung kann das gasförmige Fluid tangential zum Kanal, insbesondere tangential zum Kanalquerschnitt in den Kanal eingeleitet werden.
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Hierfür kann in der Drallvorrichtung eine Führungsvorrichtung ausgebildet sein als ein Fluidkanal, der von aussen durch die Kanalwandung hindurch in das Innere des Kanals führt und dessen mittige Längsachse in radialer Richtung einen Abstand zur mittigen Kanallängsachse aufweist, insbesondere dessen radial äusserer Fluidkanalwandbereich tangential zum Kanalquerschnitt angeordnet ist.
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Es kann in einer Ausführung auch vorgesehen sein, dass die mittige Längsachse eines Fluidkanals zur mittigen Längsachse das Kanals durch den das Fasergarn geführt wird, einen Winkel ungleich 90 Grad aufweist. So kann das gasförmige Fluid mit einer in oder entgegen der Fasergarnförderrichtung liegenden Geschwindigkeitskomponente in den Kanal eingeleitet werden, insbesondere so dass sich der Wirbel in eine gewünschte Vorzugsrichtung ausbreitet.
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In einer anderen Ausführung kann ein Wirbel auch dadurch erzeugt werden, dass eine Führungsvorrichtung als ein an der Kanalinnenwand angeordneter sich in Kanallängsrichtung erstreckender Vorsprung ausgebildet ist, der um die Kanallängsachse entweder unter Beibehaltung des Kanaldurchmessers in Längsrichtung schraubenförmig gewunden ist oder unter Änderung, insbesondere trichterförmiger Änderung des Kanaldurchmessers in Kanallängsrichtung spiralförmig gewunden ist.
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Eine solche Drallvorrichtung kann z. B. in oder entgegen der Faserabzugsrichtung, somit also in axialer Richtung des Kanals mit Fluid angeströmt werden, wobei der Fluidstrom durch die schraubenförmige oder spiralförmige Windung an/in der Kanalinnenwand einen um die Fasergarnlängsachse drehenden Wirbel erzeugt, der das Fasergarn verdrillt und so den Falschdraht erzeugt.
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Der Stand der Technik und Ausführungen der Erfindung sind nachfolgend dargestellt.
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Es zeigen:
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1: Eine Ausführung des Standes der Technik.
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2: Eine Ausführung gemäß der Erfindung, bei der aus dem Rotorkelch durch eine Abzugdüse das Fasergarn abgezogen wird.
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2a: ein Schnitt durch eine Drallvorrichtung
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3: Eine Ausführung gemäß der Erfindung, bei der durch die Rotorwelle das Fasergarn abgezogen wird
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4: Eine in eine Abzugdüse integrierte Drallvorrichtung gemäß der Erfindung
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Die 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß dem bekannten Stand der Technik. Die auf die Wand des Rotors 1 eingespeisten Fasern 2 rutschen durch Fliehkraft in die Rotorrille 3 und werden von dem mit dem Rotor 1 rotierenden Garnende 4a erfasst. Das Garn 4 wird durch die Rotorwelle 1a in Richtung 5 abgezogen. Das Garn 4 wird von den Abzugwalzen 6 abgezogen und auf die Spule 7 aufgewickelt. Zum Abziehen rotieren die Walzen 6 gegensinnig, so dass das zwischen ihnen angeordnete Garn 4 gefördert wird.
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In der Rotorwelle ist hier noch eine Abzugdüse 8 rotierbar angeordnet, durch deren Inneres das Garn 4 abgezogen wird. Dabei wälzt das Garn 4 auf der Innenwandung der Abzugdüse 8 und erhält einen Falschdraht, aber nur im Bereich des Rotors 1.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der die in den Rotor 1 eingespeisten Fasern 2 in der Rotorrille 3 an das Garn 4 angebunden und das Garn 4 durch die Abzugsdüse 8 in zur Rotorwelle 1a entgegengesetzter Richtung ohne weitere Umlenkung abgezogen werden. In der 2 sind zwei mögliche Ausführungen der Erfindung gleichzeitig dargestellt.
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Zum einen ist dargestellt, dass das Garn 4 durch die Walzen 6 abgezogen wird und dass gleichzeitig die beiden Walzen 6 gemeinsam um die Garnachse gemäß dem Pfeil 9 rotiert werden. So wird ein Falschdraht von der Abzugsvorrichtung, die durch die Walzen 6 gebildet ist, bis zum Rotor 1 aufgeprägt.
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In anderer Ausgestaltung wird das Garn 4 zwar durch die Walzen 6 abgezogen, aber der Falschdraht wird aufgeprägt durch eine unmittelbar vor der Abzugsvorrichtung 6 angeordnete Drallvorrichtung 10. Diese umfasst einen Kanal 11, durch den das Garn 4 geführt wird. Durch wenigstens einen Fluidkanal 12 wird Luft in den inneren Garnkanal 11 eingespeist, die durch die gezielte Anordnung der Fluidkanäle einen Wirbel im Kanal 11 erzeugt, der um die Garnachse rotiert und so Falschdraht erzeugt, da das Garn hierdurch mitrotiert wird.
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Die 2a zeigt einen Schnitt durch die Drallvorrichtung 10 in der Ebene der Fluidkanäle 12. Gezeigt ist hier nur einer der ggfs. mehrfach vorgesehenen Fluidkanäle 12. Die Fluidführung ist so, dass das Fluid, hier Luft, ausserhalb der Kanalmitte in den Kanal eintritt, z. B. dadurch dass die äußere Wandung 12a des Kanals 12 tangential zum Kanalquerschnitt 13 liegt. Hierdurch gelangt die einströmende Luft an die kreisförmig gekrümmte Kanalinnenwandung und erzeugt im Inneren des Kanals einen Wirbel der um die Kanallängsachse rotiert. Bei mehr als einem Fluidkanal kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass diese eine gleichmäßige Winkelteilung aufweisen.
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3 zeigt ebenso eine Drallvorrichtung 10 mit tangential in den Garnkanal 11 mündenden Fluidkanälen 12. Hier wird im Vergleich zur 2 durch die hohle Rotorwelle 1a das Garn 4 abgezogen. Ansonsten ist die Ausführung wie bei 2.
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Allgemein gilt, dass bei den Drallvorrichtungen, die mit Fluid, wie z. B. Luft betrieben sind, es vorgesehen sein kann, dass die Fluidkanäle am Mündungsbereich zum Inneren des Garnkanals Düsen aufweisen, um hier eine besonders hohe Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen.
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Weiterhin ist es ersichtlich so, dass die beschriebenen Möglichkeiten, Falschdraht aufzuprägen alternativ einsetzbar sind, d. h. entweder durch fluidbetriebene Drallvorrichtung 10 oder rotierte Walzenpaare 6. Ggfs. kann es vorgesehen sein beide Möglichkeiten gleichzeitig einzusetzen.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Garn 4 durch den erzeugten Falschdraht in Garnlaufrichtung vor einer Drallvorrichtung 10 höher gedreht ist, als hinter der Drallvorrichtung 10. Umgekehrt kann es auch von Vorteil sein, mit umgekehrten Drehrichtungen zu arbeiten, d. h. die Drehrichtungen der Abzugswalzen 6 oder der Drallvorrichtung 10 können entgegengesetzt oder gleichgerichtet der Drehrichtung des Rotors 1 sein.
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4 zeigt eine im Gegensatz zu den 2 und 3 in eine Garnabzugsdüse 8 verlegte pneumatische Drallvorrichtung 10. Die Fluidkanäle 12 sind bevorzugt tangential in den Garnkanal mündend und können senkrecht zur Achse des Garnkanals 4 angeordnet (Winkel α = 90°) sein. So strömt ein Teil der Luft zum Betreiben der Drallvorrichtung 10 in den Rotor 1 hinein und je nach der Stärke der Besaugung des Rotors 1 auch ein Teil in Garnlaufrichtung nach außen in die Umgebung.
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Die in den Rotor hineinströmende Luft dient als Luftkissen für das Garn 4 und reduziert so die Reibung zwischen dem Garn und der Abzugsdüse 8/10. Dadurch läßt sich die von außen in den Rotor hinein gebrachte Drehung besser kontrollieren.
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Durch die Wahl der Neigung der Fluidkanäle 12 gegenüber der Achse der Abzugsdüse 8/10 kann bestimmt werden, ob mehr oder weniger Luft in den Rotor 1 hineinströmt. Durch eine sehr spitzwinklige Anordnung der Fluidkanäle 12 oder der Strömungsrichtung von Düsen an deren Enden relativ zum Garnkanal (α <~ 15°) läßt sich ein Injektor bauen, der die Luftströmung durch den Garnkanal 4 der Abzugsdüse 8/10 in den Rotor hinein reduziert, bestenfalls sogar verhindert. Der Injektor kann auch vollkommen unabhängig von dem Drallgeber in die Abzugsdüse eingebaut werden. Letztendlich kann der Garnkanal durch eine spezielle Vorrichtung so stark besaugt werden, dass keine Luft mehr in den Garnkanal hineinströmt, sondern Luft abgesaugt wird.
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Die aus einem hier nicht gezeigten Faserleitkanal auf die Rotorwand strömenden Fasern werden so schneller in die Rotorrille 3 transportiert mit dem Vorteil einer verbesserten Garnstruktur.
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Durch die erfindungsgemäßen Ausführungen ist es möglich grobes Fasergarn z. B. < 3000 tex (g/1000 m) bevorzugt kleiner 2500 tex (g/1000 m) zu spinnen, insbesondere mit einer geringen Garndrehung von z. B. 120 Drehungen/Meter. Beispielsweise kann hierfür einer Rotor > 100 mm Durchmesser eingesetzt werden.
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Ein Reissen des Garns kann trotz der durch den großen Rotor erzeugten Zentrifugalkräfte und der kleinen Drehungen verhindert werden, indem im Bereich zwischen Abzugsvorrichtung und Rotor durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Falschdraht erzeugt wird, der das Garn stabilisiert, bzw. reißfest macht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4041719 A1 [0002, 0007]
