DE102011053810A1

DE102011053810A1 - Garnbildungselement für eine Spinnstelle einer Luftspinnmaschine sowie Verfahren zur Vorbereitung eines Anspinnvorgangs an einer Luftspinnmaschine

Info

Publication number: DE102011053810A1
Application number: DE102011053810A
Authority: DE
Inventors: Uwe Heitmann; Peter Artzt; Jörg Hehl; Kurt Ziegler; Markus Kübler; Heinz Müller
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-05-16
Also published as: EP2573219A2; CN103014932A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Garnbildungselement für eine Spinnstelle (2) einer Luftspinnmaschine, wobei das Garnbildungselement (1) an einer Stirnseite eine Einlassöffnung (3) sowie einen im Bereich der Einlassöffnung (3) beginnenden und sich innerhalb des Garnbildungselements (1) erstreckenden Abzugskanal (4) für ein Garn (5) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Garnbildungselement (1) einen Injektionskanal (6) aufweist, der zumindest teilweise innerhalb einer den Abzugskanal (4) umgebenden Wandung des Garnbildungselements (1) verläuft und in eine Austrittsöffnung (8) mündet, die sich im Bereich einer Außenfläche des Garnbildungselements (1) befindet. Ferner wird ein Verfahren zur Vorbereitung eines Anspinnvorgangs an einer Spinnstelle (2) einer Luftspinnmaschine vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass ein Endabschnitt des bereits produzierten Garns (5) entgegen der Spinnrichtung durch den Abzugskanal (4) geblasen und/oder gesaugt wird und nach dem Austritt aus dem Abzugskanal (4) von einer während der Vorbereitung des Anspinnvorgangs erzeugten Luftströmung (9) erfasst und in den Führungskanal (22) des Faserführungselements (24) bewegt wird, wobei sich die Luftströmung (9) zumindest teilweise entlang einer Außenfläche des Garnbildungselements (1) in Richtung des Führungskanals (22) erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Garnbildungselement für eine Spinnstelle einer Luftspinnmaschine, wobei das Garnbildungselement an einer Stirnseite eine Einlassöffnung sowie einen im Bereich der Einlassöffnung beginnenden und sich innerhalb des Garnbildungselements erstreckenden Abzugskanal für ein Garn aufweist. Ferner wird ein Verfahren zur Vorbereitung eines Anspinnvorgangs an einer Spinnstelle einer Luftspinnmaschine beschrieben, wobei die Spinnstelle ein Garnbildungselement mit einem Abzugskanal für ein innerhalb der Spinnstelle produziertes Garn und ein in Spinnrichtung dem Garnbildungselement vorgeordnetes Faserführungselement mit einem Führungskanal für ein der Spinnstelle zuzuführendes Faserband aufweist.
Nach einem Garnbruch an einer Luftspinnmaschine ist es üblich, das Garnende des vor dem Garnbruch innerhalb der Spinnstelle der Luftspinnmaschine produzierten Garns wieder teilweise von der das Garn aufnehmenden Spulvorrichtung abzuspulen und entgegen der eigentlichen Spinnrichtung durch die Spinnstelle zu führen. Das Garn passiert hierbei zunächst den Abzugskanal eines Garnbildungselements, an dessen Außenfläche es während des Spinnprozesses durch eine gezielte Luftströmung zu einer Drehung des zugeführten Faserbands und damit zur Garnbildung kommt. Nachdem das Garnende den Abzugskanal durch eine an der Stirnseite des Garnbildungselements angeordnete Öffnung, die während des Spinnens als Einlassöffnung für das produzierte Garn dient, verlassen hat, muss es schließlich das sogenannte Faserführungselement passieren. Dieses verhindert beim Fasertransport in Spinnrichtung, dass sich die im Bereich der Einlassöffnung entstehende Drehung des Faserbands bzw. des in diesem Stadium entstehenden Garns beliebig weit in das Innere des Faserführungskanals und darüber hinaus fortpflanzen kann.
Der beschriebene Rückführvorgang des Garnendes bis in den Bereich zwischen die das zu verspinnende Faserband liefernden Lieferwalzen und dem Faserführungselement erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer Luftströmung, die über einen separaten Luftkanal in einem spitzen Winkel in den Abzugskanal eintritt und diesen über die Einlassöffnung verlässt. Eine derartige Lösung lässt sich beispielsweise der DE 10 2008 050 874 A1 entnehmen. Auch wenn die Rückführung des Garnendes in den Bereich zwischen Lieferwalzen und Faserführungselement mit Hilfe der genannten Luftströmung größtenteils problemlos funktioniert, können Fehlversuche nicht gänzlich ausgeschlossen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Garnbildungselement für die Spinnkammer einer Luftspinnmaschine sowie ein Verfahren zur Vorbereitung eines Anspinnvorgangs vorzuschlagen, die eine noch effizientere Rückführung des Garnendes in den Bereich ermöglichen, in dem das Garnende während dem Anspinnvorgang mit dem zu verspinnenden Faserband in Kontakt gebracht wird.
Die Aufgabe wird vorrichtungstechnisch gelöst durch ein Garnbildungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß weist das Garnbildungselement einen Injektionskanal auf, der zumindest teilweise innerhalb einer den Abzugskanal umgebenden Wandung des Garnbildungselements verläuft und in eine Austrittsöffnung mündet, die sich im Bereich einer Außenfläche des Garnbildungselements befindet. Der Injektionskanal bzw. die Austrittsöffnung sind dabei vorzugsweise derart ausgerichtet, dass beim Beschicken des Injektionskanals mit Luft eine Luftströmung erzeugbar ist, die sich, ausgehend von der Austrittsöffnung, zumindest teilweise in Richtung der die Einlassöffnung aufweisenden Stirnseite des Garnbildungselements erstreckt. Beim Garnbildungselement handelt es sich generell um eine Spinnspindel, d. h. einen meist länglichen, den genannten Abzugskanal aufweisenden Körper, dessen die Einlassöffnung aufweisende Stirnseite sich nach entsprechendem Einbau in die sogenannte Wirbelkammer der Spinnstelle erstreckt. Während des Spinnprozesses wird im Bereich der Einlassöffnung mit Hilfe entsprechender Spinndüsen eine rotierende Luftströmung erzeugt, von der das meist von einem Lieferwalzenpaar gelieferte bandförmige Fasermaterial erfasst wird. Die Luftströmung bewirkt eine Drehung zumindest der außenliegenden Fasern, so dass im Ergebnis ein Garn entsteht, das über den Abzugskanal aus der Wirbelkammer abgezogen werden kann. Bei dem Garnbildungselement kann es sich somit entweder um eine einteilige Hohlspindel oder aber lediglich um die Spinnspitze einer derartigen Spindel handeln, d. h. um den vorderen, vorzugsweise lösbar angeordneten Abschnitt der Spindel, der die Einlassöffnung aufweist.
In jedem Fall weist das Garnbildungselement den genannten Injektionskanal auf, mit dessen Hilfe eine Luftströmung erzeugbar ist, die sich in eingebautem Zustand des Garnbildungselements in Richtung der Einlassöffnung und damit in Richtung des oben beschriebenen Faserführungselements erstreckt. Wird nun das Garnende für den anschließenden Anspinnvorgang so weit gegen die Spinnrichtung durch den Abzugskanal bewegt, dass es in die Wirbelkammer eintritt, so wird es von der genannten Luftströmung erfasst, die sich von der Austrittsöffnung über einen Oberflächenbereich des Garnbildungselements bis in den Führungskanal des bereits erwähnten Faserführungselements erstreckt und durch diesen die Spinnstelle verlässt. Die Luftströmung nimmt somit ab der Einlassöffnung des Abzugskanals den Verlauf, den auch das Garnende nehmen soll, um in den Anspinnbereich außerhalb der Wirbelkammer zu gelangen. Mit anderen Worten entsteht also eine Luftströmung, die das Garnende im Bereich der Einlassöffnung erfasst, in den Führungskanal des Faserführungselements einfädelt und schließlich in den Bereich zwischen Faserführungselement und Lieferwalzenpaar (oder eine vergleichbare Liefereinrichtung) bewegt. Im Ergebnis kann somit auch ein Faserführungselement zum Einsatz kommen, dessen Führungskanal bezüglich der Achse des Abzugskanals versetzt angeordnet ist, um eine Fortpflanzung des Garndralls bis in den Bereich außerhalb der Wirbelkammer zu verhindern, da das Garnende eine in diesem Fall eventuell vorhandene Stufe durch die erfindungsgemäße Luftströmung sicher passieren kann.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das Garnbildungselement wenigstens einen innerhalb der Wandung verlaufenden Luftkanal aufweist, der in einem spitzen Winkel in den Abzugskanal mündet und derart ausgerichtet ist, dass beim Beschicken des Luftkanals mit Luft innerhalb des Abzugskanals eine in Richtung der Einlassöffnung gerichtete Luftströmung erzeugbar ist. Die Garnrückführung durch die Spinnstelle kann in diesem Fall mit Hilfe lediglich zweier Luftströmungen erfolgen, wobei die aus dem Luftkanal in den Abzugskanal einströmende Luft eine Bewegung des Garnendes bis in den Bereich der Wirbelkammer bewirkt und die aus dem Injektionskanal austretende Luft eine Führung des Garnendes sicherstellt, die schließlich ein Einfädeln desselben in das Faserführungselement begünstigt. Da beide Luftströmungen die Wirbelkammer schließlich über den Führungskanal des Faserführungselements verlassen, herrscht in diesem Bereich eine Strömung, deren Strömungsgeschwindigkeit gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Abzugskanals erhöht ist. Das Garnende ist somit innerhalb des Faserführungskanals einer besonders hohen Zugkraft ausgesetzt und bleibt somit in diesem Bereich unter Spannung, so dass eine sichere Rückführung gewährleistet werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Injektionskanal und der Luftkanal in einen gemeinsamen Luftversorgungskanal münden. Das Garnbildungselement weist hierfür beispielsweise eine in der Wandung angeordnete Ringkammer auf, die nach dem Einbau in eine Spinnstelle mit einer entsprechenden Überdruckquelle verbindbar ist. Wird nun vor dem Anspinnvorgang ein entsprechender Überdruck angelegt, so strömt die Luft sowohl durch den Injektionskanal als auch durch den Luftkanal, der in den Abzugskanal des Garnbildungselements mündet. Die genannten Luftströmungen vereinen sich schließlich in der Wirbelkammer vor dem Faserführungselement, so dass in diesem Bereich eine erhöhte Luftgeschwindigkeit herrscht, die ein sicheres Einführen des Garnendes in den Führungskanal des Faserführungselements sicherstellt.
Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn der Injektionskanal und/oder der Luftkanal als Bohrung ausgebildet sind. Die den Injektionskanal bildende Bohrung erstreckt sich hierbei ausgehend von der Austrittsöffnung im Wesentlichen in Spinnrichtung, d. h. in die Richtung, in der auch das Garn während des Spinnprozesses abgezogen wird. Ist ein Rückführen des Garnendes gewünscht, so kann schließlich die Bohrung mit Luft beschickt werden, so dass eine Luftströmung entgegen der Spinnrichtung erzeugt wird. Die Luftströmung erstreckt sich schließlich ausgehend von der Austrittsöffnung in Richtung des Führungskanals des Faserführungselements. Generell sei an dieser Stelle schließlich betont, dass das erfindungsgemäße Garnbildungselement selbstverständlich auch mehrere der genannten Kanäle aufweisen kann.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Injektionskanal zumindest teilweise geradlinig verläuft und der geradlinig verlaufende Abschnitt mit der Längsachse des Abzugskanals einen Winkel einschließt, dessen Betrag zwischen 1° und 10°, vorzugsweise zwischen 1° und 5°, liegt. Insbesondere wenn der vordere Bereich des Garnbildungselements, d. h. der sich unmittelbar an die Einlassöffnung des Abzugskanals anschließende Abschnitt eine kegelförmige Außenfläche aufweist, gewährleistet die genannte Ausrichtung des Injektionskanals eine Luftströmung, die ausgehend von der Austrittsöffnung an der Außenfläche des Garnbildungselements entlang in Richtung der Einlassöffnung streicht. In diesem Bereich erfasst die Luft schließlich das rückzuführende Garnende und bewirkt letztendlich ein Einfädeln des Garnendes in und einen Transport desselben durch den Führungskanal des Faserführungselements. Alternativ ist schließlich auch eine parallele Anordnung von Injektionskanal und Abzugskanal möglich.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn das Garnbildungselement einen Grundkörper und ein Abdeckelement umfasst, wobei der Injektionskanal durch eine vorzugsweise rinnenförmige Vertiefung der Außenfläche des Grundkörpers sowie einer korrespondierenden Gegenfläche des Abdeckelements gebildet wird (alternativ kann die Vertiefung selbstverständlich auch in die Innenfläche des Abdeckelements oder in beide Elemente eingebracht sein, solange entsprechende gegenüberliegende Abschnitte von Grundkörper und Abdeckelement den erfindungsgemäßen Injektionskanal bilden). Besonders in Fällen, in denen eine Bohrung aus fertigungstechnischer Sicht problematisch ist (z. B. bei einem Garnbildungselement, das ganz oder teilweise aus Keramik besteht), bietet sich die genannte Unterteilung in Grundkörper und Abdeckelement an. Der Injektionskanal kann in diesem Fall in die Oberfläche des Grundkörpers gefräst werden, so dass zunächst eine Art Rinne entsteht, die sich vorzugsweise in einer Ebene mit dem Abzugskanal erstreckt (d. h. Vertiefung und Abzugskanal sind in einer Seitenansicht des Garnbildungselements zumindest in einem gewissen Bereich deckungsgleich). Wird der Grundkörper schließlich mit dem Abdeckelement verbunden, so entsteht ein allseitig geschlossener Injektionskanal. Das Abdeckelement sollte selbstverständlich so ausgebildet sein, dass es die Vertiefung bis auf den Bereich der Austrittsöffnung überdeckt, um einen freien Luftaustritt im Bereich der Außenfläche des Garnbildungselements zu erlauben. Eine vorteilhafte Alternative hierzu wird in der späteren Beschreibung noch näher erläutert werden.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Abdeckelement als Hülsenring ausgebildet ist, der zumindest einen Teil des Injektionskanals sowie einen Teil der Außenfläche des Garnbildungselements be- bzw. überdeckt. Das Abdeckelement weist hierfür in einer vorteilhaften Weiterbildung eine Innenfläche auf, deren Kontur im Wesentlichen der Kontur eines Bereichs der Außenfläche des Grundkörpers entspricht. Im Ergebnis bildet das Abdeckelement eine Art Deckel mit einer mittigen Öffnung, durch die sich ein Teil des Grundkörpers nach entsprechender Verbindung mit dem Abdeckelement erstreckt. Das Abdeckelement besitzt also vorzugsweise eine unter Umständen eine oder mehrere Abstufungen aufweisende kegelstumpfförmige Seitenansicht, wobei eine relativ dünne Wandung (Wandstärke beispielsweise weniger als 2 mm) einen den Grundkörper teilweise aufnehmenden Hohlraum umgibt.
Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn das Abdeckelement aus einem Kunststoff gefertigt ist, um die Herstellungskosten zu minimieren. Der Kunststoff sollte vorzugsweise antistatisch bzw. elektrisch leitend ausgebildet sein, um eine negative Beeinflussung der Drallerteilung während des Spinnprozesses zu vermeiden. Das Abdeckelement kann zudem drehsymmetrisch ausgebildet sein oder eine Schutz-Beschichtung aufweisen, um einem Verschleiß durch eventuell vorbestreichende Fasern entgegenzuwirken.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Abdeckelement einen die Austrittsöffnung überdeckenden Abschnitt aufweist, der bei einer Beschickung des Injektionskanals mit Luft in eine die Austrittsöffnung freigebende Stellung bringbar ist. Der Abschnitt kann hierbei entweder (teilweise) aus einem biegeelastischen Material hergestellt sein oder als Ganzes zwischen der die Austrittsöffnung freigebenden und einer die Öffnung verschließenden Stellung bewegbar sein. Der Vorteil einer derartigen Ausgestaltung liegt in der Möglichkeit, die Öffnung während des Spinnbetriebs, d. h. in der Phase, in welcher der Injektionskanal nicht mit Luft beschickt wird, zu verschließen (d. h. der Abschnitt ist so ausgebildet, dass er sich ohne Luftgegendruck in seine geschlossene Stellung bewegt). Eventuell aus der Wirbelkammer abgesaugte Fasern können somit nicht über die Austrittsöffnung in den Injektionskanal gelangen, so dass eine Verstopfung desselben vermieden wird. Ist der Luftdruck während der Beschickung des Injektionskanals hingegen so hoch, dass vorhandene Fasern oder mitgeführte Verschmutzungen zuverlässig aus dem Injektionskanal in die Wirbelkammer ausgeblasen werden können, so kann das gesamte Abdeckelement auch aus einem starren Material bestehen.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Abdeckelement außer im Bereich des Injektionskanals an der Außenfläche des Grundkörpers anliegt. Hierdurch werden Luftströmungen zwischen Grundkörper und Abdeckelement außerhalb des Injektionskanals vermieden. Grundkörper und Abdeckelement können hierfür beispielsweise miteinander verklebt werden.
Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn zwischen Grundkörper und Abdeckelement ein Dichtungselement, beispielsweise in Form eines Dichtrings, angeordnet ist. Auch hierdurch kann eine unerwünschte Luftströmung zwischen Grundkörper und Abdeckelement vermieden werden. Der Dichtring liegt hierbei vorzugsweise in einer ringförmigen Vertiefung des Grundkörpers und/oder des Abdeckelements und kann bei Bedarf ebenfalls mit einem oder beiden der genannten Bauteile verklebt werden.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Abdeckelement zur Verbindung mit dem Grundkörper ein (Innen-)Gewinde aufweist, welches mit einem Gegengewinde des Grundkörpers (das vorzugsweise als Außengewinde ausgebildet ist) zusammenwirkt. Das Abdeckelement kann in dieser Weiterbildung der Erfindung als eine Art Überwurfmutter ausgebildet sein, die auf den Grundkörper aufgeschraubt wird. Nach dem Aufschrauben entsteht durch die Überdeckung der Vertiefung des Grundkörpers der gewünschte Injektionskanal, wobei die Austrittsöffnung desselben wiederum frei bleiben sollte.
Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn das Abdeckelement mit dem Grundkörper über eine Klipsverbindung (d. h. beispielsweise eine Vertiefung in der Oberfläche des Grundkörpers und ein entsprechend darin eingreifender Fortsatz des Abdeckelements) formschlüssig verbunden ist. Neben der fertigungstechnisch einfachen Herstellung weist eine Klipsverbindung den weiteren Vorteil auf, dass das Abdeckelement bei Bedarf wieder vom Grundkörper entfernt und durch ein neues Abdeckelement ersetzt werden kann.
Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn das Garnbildungselement bzw. der Grundkörper und/oder das Abdeckelement wenigstens ein Sicherungselement aufweisen, mit deren Hilfe eine Drehung des Garnbildungselements im in die Spinnstelle eingebauten Zustand verhinderbar ist. Das Sicherungselement kann hierbei beispielsweise durch einen Fortsatz gebildet werden, der in eine korrespondierende Vertiefung eines am jeweiligen Bauteil anliegenden weiteren und bereits drehfest gelagerten Bauteils eingreift. Denkbar sind auch entsprechende Sicherungsbolzen, Verrastungen oder auch verschiedenste Nut-Feder-Verbindungen. In jedem Fall sollte eines oder mehrere der oben genannten Elemente des Garnbildungselements eine entsprechende Sicherung aufweisen, die eine Drehung des jeweiligen Elements im in die Spinnstelle eingebauten Zustand verhindert. Mit anderen Worten sollte durch bauliche Maßnahmen sichergestellt sein, dass sich die Lage des Injektionskanals innerhalb der Wirbelkammer nicht verändern kann. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass sich der Injektionskanal bei einem axialen Versatz zwischen Abzugskanal und Führungskanal des Faserführungselements im Wesentlichen in axialer Verlängerung des Führungskanals erstreckt (wobei selbstverständlich eine gewisse räumliche Distanz zwischen Führungskanal und Injektionskanal besteht).
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vorbereitung eines Anspinnvorgangs an einer Spinnstelle zeichnet sich schließlich dadurch aus, dass ein Endabschnitt des bereits produzierten Garns entgegen der Spinnrichtung durch den Abzugskanal geblasen und/oder gesaugt wird und nach dem Austritt aus dem Abzugskanal von einer während der Vorbereitung des Anspinnvorgangs erzeugten Luftströmung erfasst und in den Führungskanal des Faserführungselements bewegt wird, wobei sich die Luftströmung zumindest teilweise entlang einer Außenfläche des Garnbildungselements in Richtung des Führungskanals erstreckt. Die Luftströmung bewirkt somit ein Einfädeln in und einen Weitertransport durch den Führungskanal, so dass der Garnabschnitt nach Passieren des Faserführungselements, z. B. von einem Roboter, ergriffen und für den Anspinnvorgang mit dem zu verspinnenden Faserband in Kontakt (d. h. teilweise überlagert) werden kann. Der Luftstrom wird nach erfolgreicher Rückführung des Garnendes wieder gestoppt, so dass das Garnende zusammen mit dem Faserband in die Spinnstelle eingeführt und schließlich das neu produzierte Garn über den Abzugskanal abgezogen werden kann. Vorzugsweise wird der Abzugskanal während des Rückführens des Garnendes ebenfalls mit einer Luftströmung beaufschlagt, die sich in Richtung seiner Einlassöffnung erstreckt und sich im Bereich zwischen Einlassöffnung und Führungskanal mit der Luftströmung verbindet, die durch den Injektionskanal erzeugt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit ist somit innerhalb des Faserführungselements höher als innerhalb des Abzugskanals, so dass das Garnende stets unter einer gewissen Spannung steht, die die Rückführung des Garnendes zusätzlich unterstützt.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können dabei – außer z. B. in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander verwirklicht werden.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Spinnstelle gemäß Stand der Technik während des Spinnprozesses,
2 die Spinnstelle gemäß 1 während der Vorbereitung eines Anspinnvorgangs,
3 eine Spinnstelle mit einem erfindungsgemäßen Garnbildungselement,
4 eine Spinnstelle mit einem weiteren erfindungsgemäßen Garnbildungselement,
5 eine Spinnstelle mit einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Garnbildungselements,
6 eine Draufsicht des Grundkörpers des Garnbildungselements aus 5 (geschnitten entlang der in 5 gezeigten Linie A-A’)
7 eine Draufsicht des Grundkörpers gemäß 6 des Garnbildungselements, teilweise abgedeckt und mit einem Abdeckelement, und
8 eine Spinnstelle mit einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Garnbildungselements.
1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Spinnstelle 2 einer Luftspinnmaschine gemäß dem Stand der Technik. Die Spinnstelle 2 umfasst ein Faserführungselement 24, durch welches das zu verspinnende und meist als verstrecktes Faserband vorliegende Fasermaterial 26 in die sogenannte Wirbelkammer 27 der Spinnstelle 2 gelangt, in der schließlich der eigentliche Spinnprozess stattfindet. Die Verstreckung übernimmt in der Regel ein dem Faserführungselement 24 vorgeschaltetes Streckwerk, aus dem das verstreckte Faserband mit Hilfe eines Abzugswalzenpaars abgezogen wird. Schließlich wird das Faserband vorzugsweise von einem als Lieferwalzenpaar 23 wirkendes Walzenpaar erfasst, welches möglichst unmittelbar im Anschluss an das Faserführungselement 24 angeordnet sein sollte, um Fehlverzüge zu vermeiden.
Nachdem das Fasermaterial 26 das Faserführungselement 24 über dessen Führungskanal 22 passiert hat, gelangt es in den Wirkbereich mehrerer, in der Regel tangential in die Wirbelkammer 27 mündende Spinndüsen 7. Werden diese während des Spinnbetriebs über entsprechende Versorgungsleitungen 25 mit einem Überdruck beaufschlagt, so entsteht eine Wirbelluftströmung, die den oberen Bereich des Garnbildungselements 1 umströmt. Werden die nach außen abstehenden Faserenden von dieser Luftströmung erfasst, so entsteht schließlich die gewünschte Drehung des Fasermaterials 26 und im Ergebnis das gewünschte Garn 5, welches schließlich über die Einlassöffnung 3 und den daran anschließenden Abzugskanal 4 aus der Wirbelkammer 27 abgezogen werden kann.
Kommt es nun zu einem Garnbruch, einem Riss des Fasermaterials 26 oder aber einem bewussten Schnitt des Garns 5 (beispielsweise aufgrund zu großer Durchmesserschwankungen), so muss Garnende des bereits produzierten Garns 5 entgegen der Spinnrichtung durch den Abzugskanal 4 und schließlich auch durch den Führungskanal 22 des Faserführungselements 24 geführt werden, um es mit dem Fasermaterial 26 zu überlagern und gemeinsam mit dem Fasermaterial 26 erneut der Wirbelkammer 27 zuzuführen (sogenanntes Anspinnen).
Um das Garnende durch den Abzugskanal 4 zu bewegen, verfügt das Garnbildungselement 1 vorzugsweise über einen Luftkanal 10, der in einem spitzen Winkel in den Abzugskanal 4 mündet. Wird der Luftkanal 10 nun mit einer nicht gezeigten Überdruckquelle in Verbindung gebracht, so entsteht eine Luftströmung, die sich ausgehend vom Luftkanal 10 über den oberen Teil des Abzugskanals 4 und von dessen Einlassöffnung 3 über die Wirbelkammer 27 und schließlich über den Führungskanal 22 des Faserführungselements 24 nach außen erstreckt.
Auch wenn diese Luftströmung in den meisten Fällen ausreicht, das Garnende durch den Abzugskanal 4 und anschließend auch durch das Faserführungselement 24 zu bewegen, so kann es insbesondere bei einem seitlichen Versatz von Führungskanal 22 und Abzugskanal 4, wie er in den 1 und 2 zu erkennen ist, zu einer Kollision von Garnende und Faserführungselement 24 kommen (siehe 2).
Um diesem Nachteil zu begegnen, wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Garnbildungselement 1 einen Injektionskanal 6 aufweist, der zumindest teilweise innerhalb einer den Abzugskanal 4 umgebenden Wandung des Garnbildungselements 1 verläuft und in eine Austrittsöffnung 8 mündet, die sich im Bereich einer Außenfläche des Garnbildungselements 1 befindet (bevor näher auf die Erfindung und ihre vorteilhaften Ausgestaltungen eingegangen wird, sei an dieser Stelle vorab klargestellt, dass die Spinnstellen 2 gemäß den 3, 4, 5 und 8 selbstverständlich ebenfalls über entsprechende Spinndüsen 7 verfügen, die jedoch aus Übersichtsgründen nicht dargestellt sind; ebenso ist es möglich und in vielen Fällen auch von Vorteil, die in den 3, 5 und 8 gezeigten Garnbildungselemente 1 zusätzlich mit einem oder mehreren Luftkanälen zu versehen, wie sie im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben wurden).
Den entscheidenden Vorteil des erfindungsgemäßen Injektionskanals 6 zeigt nun beispielsweise 3. Wie dieser Figur zu entnehmen ist, lässt sich mit Hilfe des Injektionskanals 6 (der wiederum an eine entsprechende Überdruckquelle angeschlossen ist) während des Rückführens des Garnendes eine Luftströmung 9 erzeugen, die sich ausgehend von der Austrittsöffnung 8 entlang der Spitze des Garnbildungselements 1 bis in den Führungskanal 22 des Faserführungskanals 22 erstreckt. Passiert nun das rückzuführende Garnende nach seiner Reise durch den Abzugskanal 4 die Einlassöffnung 3 desselben, so gelangt es in den Sog dieser Luftströmung 9 und wird schließlich zuverlässig in die untere Öffnung des Führungskanals 22 eingefädelt und letztendlich durch das Faserführungselement 24 nach außen transportiert.
Während es bevorzugt wird, den Injektionskanal 6 in axialer Verlängerung des Führungskanals 22 anzuordnen, ist es nicht ausgeschlossen, diesen auch an anderer Stelle, beispielsweise bezogen auf 3 rechts vom Abzugskanal 4, anzuordnen. In jedem Fall ist durch den Injektionskanal 6 eine Luftströmung 9 erzeugbar, die den Weg durch den Faserführungskanal 22 nimmt, den auch das Garnende während der Vorbereitung eines Anspinnvorgangs nehmen soll, so dass eine zuverlässige Garnrückführung ermöglicht wird.
Wie aus 4 ersichtlich, ist es ebenso möglich, den (auch in der Ausführung gemäß 3 denkbaren) Luftkanal 10 mit dem Injektionskanal 6 zusammenzuführen und in einen gemeinsamen Luftversorgungskanal 11 münden zu lassen. Wird nun dieser Luftversorgungskanal 11 während der gewünschten Garnrückführung mit einem Überdruck beaufschlagt, so entsteht innerhalb des Abzugskanals 4 eine Luftströmung, die das Garn 5 in Richtung Einlassöffnung 3 bewegt und sich schließlich außerhalb des Garnbildungselements 1 mit der Luftströmung 9 vereint, die durch den Injektionskanal 6 erzeugt wird. Im Bereich zwischen Einlassöffnung 3 und Faserführungselement 24 entsteht auf diese Weise eine Luftströmung 9 mit einer gegenüber der im Abzugskanal 4 vorherrschenden Luftströmung erhöhten Strömungsgeschwindigkeit. Das Garnende kann sicher erfasst, in den Führungskanal 22 des Faserführungselements 24 geleitet und schließlich nach außen transportiert werden. Somit können auch die gewünscht kleinen Durchmesser der Einlassöffnung 3 realisiert werden, da der hierdurch bedingt geringe Luftvolumenstrom, der innerhalb des Abzugskanals 4 beim Rückführen des Garns 5 herrscht, durch die zusätzliche Luftströmung 9 des Injektionskanals 6 ergänzt wird.
Schließlich ist der Zusammenschau der 3 und 4 zu entnehmen, dass der Injektionskanal 6 bzw. dessen an die Austrittsöffnung 8 anschließender und in der Regel geradlinig verlaufender Abschnitt 20 nicht zwangsläufig parallel zur Längsachse des Abzugskanals 4 verlaufen muss. Vielmehr ist eine schräge Anordnung vorteilhaft, so dass der geradlinig verlaufende Abschnitt 20 des Injektionskanals 6 mit dem Abzugskanal 4 eine Winkel zwischen 1° und 10° einschließt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Garnbildungselements 1 (welches generell eine Hohlspindel oder lediglich der als Spinnspitze bezeichnete separate, eventuell lösbare vordere Abschnitt einer solchen Spindel sein kann) zeigt 5. Während das Garnbildungselement 1 gemäß den vorherigen Figuren einteilig ausgebildet ist, besteht das Garnbildungselement 1 gemäß 5 aus zwei miteinander verbundenen Einzelelementen, nämlich einem Grundkörper 12 und einem damit verbundenen Abdeckelement 13.
Der entscheidende Vorteil einer derartigen Konstruktion liegt in der relativ einfachen Herstellbarkeit des Injektionskanals 6. Während dieser im Fall eines einteiligen Garnbildungselements 1 meist als Bohrung realisiert werden muss, kann der Injektionskanal 6 gemäß 5 durch Fräsen oder ähnliche Oberflächenbearbeitungsverfahren hergestellt werden. So ist es zweckmäßig, in die Außenfläche des Grundkörpers 12 eine rillenartige Vertiefung 14 zu fräsen, die nach Aufsetzen des Abdeckelements 13 nach außen verschlossen ist. Das Abdeckelement 13 sollte dabei möglichst vollständig an dem Grundkörper 12 anliegen, um sicherzustellen, dass eingeblasene Luft ausschließlich durch den Injektionskanal 6 entweichen kann.
Wie der Zusammenschau der 5 bis 7 darüber hinaus zu entnehmen ist, verläuft der Injektionskanal 6 vorzugsweise entlang der Außenfläche des Grundkörpers 12 und folgt dabei dessen beispielsweise stufenförmiger Kontur. Auf der der Einlassöffnung 3 des Abzugskanals 4 zugewandten Seite mündet der Injektionskanal 6 schließlich in die Austrittsöffnung 8, das heißt dem Abschnitt der Vertiefung 14, der nicht durch das Abdeckelement 13 bedeckt ist.
Um den Grundkörper 12 und das Abdeckelement 13 sicher miteinander verbinden zu können, weisen die genannten Bauteile beispielsweise ein Gewinde 15 und ein damit korrespondierendes Gegengewinde 16 auf, so dass das Abdeckelement 13 ähnlich einer Überwurfmutter über den Grundkörper 12 gestülpt und mit diesem verschraubt werden kann.
Eine weitere mögliche Verbindung von Grundkörper 12 und Abdeckelement 13 ist schließlich 8 zu entnehmen. Die Verbindung beider Bauteile erfolgt in dieser Variante mit Hilfe einer Klipsverbindung 19, wobei diese aus einer Vertiefung des Grundkörpers 12 und einer entsprechend darin eingreifenden Ausbuchtung des Abdeckelements 13 besteht (selbstverständlich kann die Vertiefung auch in das Abdeckelement 13 eingebracht und der Grundkörper 12 mit einer entsprechenden Ausbuchtung versehen sein). Da sich die genannten Elemente vorzugsweise nicht um den gesamten Außenumfang des Grundkörpers 12 erstrecken, wirken sie gleichzeitig als Verdrehsicherung des Abdeckelements 13 gegenüber dem Grundkörper 12. Dies kann dann von Vorteil sein, wenn das Abdeckelement 13 nicht vollständig achsensymmetrisch ist (beispielsweise, wenn es ebenfalls oder alternativ zur Vertiefung 14 des Grundkörpers 12 eine den Injektionskanal 6 (mit-)bildende Vertiefung aufweist). Denkbar ist auch, den der Austrittsöffnung 8 benachbarten Endabschnitt 21 des Abdeckelements 13, wie in 8 gezeigt, von der Außenfläche des Garnbildungselements 1 divergierend zu gestalten, um die Luftströmung 9 gezielt ablenken zu können. Alternativ kann der Endabschnitt 21 auch flexibel ausgebildet sein, so dass er die Austrittsöffnung 8 verschließt, solange der Injektionskanal 6 nicht mit Luft beaufschlagt wird.
Schließlich zeigt 8, dass zwischen Grundkörper 12 und Abdeckelement 13 eine Dichtung, beispielsweise in Form eines Dichtrings 17, angeordnet sein kann, um Fehlluftströmungen außerhalb des Injektionskanals 6 zu vermeiden. Zudem weist der Grundkörper 12 ein Sicherungselement 18 in Form einer Einbuchtung auf, mit deren Hilfe ein Verdrehen des Grundkörpers 12 gegenüber einem fix angeordneten Abschnitt 28 der Spinnstelle 2 verhindert werden kann.
Im Übrigen ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind sämtliche Kombinationen der beschriebenen Einzelmerkmale, wie sie in den Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren gezeigt oder beschrieben sind und soweit eine entsprechende Kombination technisch möglich bzw. sinnvoll erscheint, Gegenstand der Erfindung.
Bezugszeichenliste

1: Garnbildungselement
2: Spinnstelle
3: Einlassöffnung
4: Abzugskanal
5: Garn
6: Injektionskanal
7: Spinndüse
8: Austrittsöffnung
9: Luftströmung
10: Luftkanal
11: Luftversorgungskanal
12: Grundkörper
13: Abdeckelement
14: Vertiefung
15: Gewinde
16: Gegengewinde
17: Dichtring
18: Sicherungselement
19: Klipsverbindung
20: geradlinige verlaufender Abschnitt des Injektionskanals
21: Endabschnitt des Abdeckelements
22: Führungskanal
23: Lieferwalzenpaar
24: Faserführungselement
25: Versorgungsleitung
26: Fasermaterial
27: Wirbelkammer
28: fix angeordneter Abschnitt der Spinnstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008050874 A1 [0003]

Claims

Garnbildungselement für eine Spinnstelle (2) einer Luftspinnmaschine, wobei das Garnbildungselement (1) an einer Stirnseite eine Einlassöffnung (3) sowie einen im Bereich der Einlassöffnung (3) beginnenden und sich innerhalb des Garnbildungselements (1) erstreckenden Abzugskanal (4) für ein Garn (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (1) einen Injektionskanal (6) aufweist, der zumindest teilweise innerhalb einer den Abzugskanal (4) umgebenden Wandung des Garnbildungselements (1) verläuft und in eine Austrittsöffnung (8) mündet, die sich im Bereich einer Außenfläche des Garnbildungselements (1) befindet.
Garnbildungselement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (1) wenigstens einen innerhalb der Wandung verlaufenden Luftkanal (10) aufweist, der in einem spitzen Winkel in den Abzugskanal (4) mündet und derart ausgerichtet ist, dass beim Beschicken des Luftkanals (10) mit Luft innerhalb des Abzugskanals (4) eine in Richtung der Einlassöffnung (3) gerichtete Luftströmung (9) erzeugbar ist.
Garnbildungselement gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionskanal (6) und der Luftkanal (10) in einen gemeinsamen Luftversorgungskanal (11) münden.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionskanal (6) und/oder der Luftkanal (10) als Bohrung ausgebildet sind.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionskanal (6) zumindest teilweise geradlinig verläuft und der geradlinig verlaufende Abschnitt (20) mit der Längsachse des Abzugskanals (4) einen Winkel einschließt, dessen Betrag zwischen 1° und 10°, vorzugsweise zwischen 1° und 5°, liegt.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (1) einen Grundkörper (12) und ein Abdeckelement (13) umfasst, wobei der Injektionskanal (6) durch eine vorzugsweise rinnenförmige Vertiefung (14) der Außenfläche des Grundkörpers (12) sowie einer korrespondierenden Gegenfläche des Abdeckelements (13) gebildet wird.
Garnbildungselement gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (13) als Hülsenring ausgebildet ist, der zumindest einen Teil des Injektionskanals (6) sowie einen Teil der Außenfläche des Garnbildungselements (1) bedeckt.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (13) aus einem Kunststoff gefertigt ist.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (13) einen die Austrittsöffnung (8) überdeckenden Endabschnitt (21) aufweist, der bei einer Beschickung des Injektionskanals (6) mit Luft in eine die Austrittsöffnung (8) freigebende Stellung bringbar ist.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (13) außer im Bereich des Injektionskanals (6) an der Außenfläche des Grundkörpers (12) anliegt.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Grundkörper (12) und Abdeckelement (13) ein Dichtungselement, beispielsweise in Form eines Dichtrings (17), angeordnet ist.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (13) zur Verbindung mit dem Grundkörper (12) ein Gewinde (15) aufweist, welches mit einem Gegengewinde (16) des Grundkörpers (12) zusammenwirkt.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (13) mit dem Grundkörper (12) über eine Klipsverbindung (19) formschlüssig verbunden ist.
Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (1) bzw. der Grundkörper (12) und/oder das Abdeckelement (13) wenigstens ein Sicherungselement (18) aufweisen, mit deren Hilfe eine Drehung des Garnbildungselements (1) im in die Spinnstelle (2) eingebauten Zustand verhinderbar ist.
Verfahren zur Vorbereitung eines Anspinnvorgangs an einer Spinnstelle (2) einer Luftspinnmaschine, wobei die Spinnstelle (2) ein Garnbildungselement (1) mit einem Abzugskanal (4) für ein innerhalb der Spinnstelle (2) produziertes Garn (5) und ein in Spinnrichtung dem Garnbildungselement (1) vorgeordnetes Faserführungselement (24) mit einem Führungskanal (22) für ein der Spinnstelle (2) zuzuführendes Faserband aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt des bereits produzierten Garns (5) entgegen der Spinnrichtung durch den Abzugskanal (4) geblasen und/oder gesaugt wird und nach dem Austritt aus dem Abzugskanal (4) von einer während der Vorbereitung des Anspinnvorgangs erzeugten Luftströmung (9) erfasst und in den Führungskanal (22) des Faserführungselements (24) bewegt wird, wobei sich die Luftströmung (9) zumindest teilweise entlang einer Außenfläche des Garnbildungselements (1) in Richtung des Führungskanals (22) erstreckt.