DE102012101039A1

DE102012101039A1 - Luftspinnmaschine mit separaten Spinn- und Anspinndüsen

Info

Publication number: DE102012101039A1
Application number: DE201210101039
Authority: DE
Inventors: Gernot Schäffler; Markus Kübler
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2013-08-14
Also published as: CN104169477B; WO2013117493A1; CN104169477A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftspinnmaschine mit einer Spinnstelle (3), wobei die Spinnstelle (3) eine Wirbelkammer (4) mit einem Garnbildungselement in Form einer eine Einlassmündung (6) aufweisenden Spindel (7) und in Richtung einer äußeren Oberfläche (8) der Spindel (7) ausgerichtete Spinndüsen (9) aufweist, über die Luft in die Wirbelkammer (4) leitbar ist, um dem Faserverband (2) nach einem Anspinnvorgang im Bereich der Einlassmündung (6) der Spindel (7) eine Drehung zu erteilen, und wobei die Spindel (7) einen an die Einlassmündung (6) angrenzenden Abzugskanal (10) aufweist, über den das Garn (1) aus der Wirbelkammer (4) abziehbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wirbelkammer (4) zusätzliche Anspinndüsen (11) zugeordnet sind, welche ebenfalls in Richtung der Oberfläche (8) der Spindel (7) ausgerichtet sind, wobei die Spinnstelle (3) ein Luftzuführsystem (12) aufweist, mit dessen Hilfe die Spinndüsen (9) und die Anspinndüsen (11) separat mit Luft versorgbar sind. Ferner wird ein Verfahren zum Anspinnen eines Faserverbands (2) an einer Luftspinnmaschine vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass der Faserverband (2) während des Anspinnvorgangs mit Hilfe einer durch die Anspinndüsen (11) erzeugten Luftströmung in den Abzugskanal (10) bewegt wird, und wobei dem Faserverband (2) mit Hilfe der Luftströmung zusätzlich zur genannten Bewegung eine Drehung um seine Längsachse erteilt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftspinnmaschine zur Herstellung eines Garns aus einem Faserverband, wobei die Luftspinnmaschine zumindest eine Spinnstelle umfasst, wobei die Spinnstelle eine Wirbelkammer mit einer Einlauföffnung für den Faserverband und ein sich zumindest teilweise in die Wirbelkammer erstreckendes Garnbildungselement in Form einer eine Einlassmündung aufweisenden Spindel aufweist, wobei der Wirbelkammer in Richtung einer äußeren Oberfläche der Spindel ausgerichtete Spinndüsen zugeordnet sind, über die Luft in die Wirbelkammer leitbar ist, um dem Faserverband nach einem Anspinnvorgang im Bereich der Einlassmündung der Spindel eine Drehung zu erteilen, und wobei die Spindel einen an die Einlassmündung angrenzenden Abzugskanal aufweist, über den das Garn aus der Wirbelkammer abziehbar ist. Ferner wird ein Verfahren zum Anspinnen eines Faserverbands an einer der Herstellung eines Garns dienenden Luftspinnmaschine beschrieben.
Gattungsgemäße Luftspinnmaschinen dienen der Herstellung eines Garns aus einem länglichen Faserverband mit Hilfe einer durch die Spinndüsen innerhalb der Wirbelkammer erzeugten Wirbelluftströmung. Die äußeren Fasern des Faserverbands werden hierbei im Bereich der genannten Einlassmündung der Spindel um die innenliegenden Fasern (Kern) gewunden, so dass im Ergebnis ein stabiles Garn entsteht, welches schließlich über den Abzugskanal aus der Wirbelkammer abgeführt und auf eine Spule aufgewickelt werden kann.
Kommt es während des Spinnprozesses zu Spinnfehlern (Garnriss, unbefriedigende Zufuhr des Faserverbands, etc.) oder wird die Spinnmaschine für einen bestimmten Zeitraum abgestellt, so ist im Nachgang ein Anspinnvorgang notwendig. Hierbei wird das Ende des bereits produzierten Garns entgegen der eigentlichen Spinnrichtung über den Abzugskanal in die Wirbelkammer und von dort bis in den Bereich des Eingangs der Spinnstelle (eventuell auch darüber hinaus) rückgeführt. Im Anschluss an die Rückführung wird das Garn mit Hilfe eines Serviceroboters, einer spinnstelleneigenen Einrichtung oder manuell mit dem Ende des Faserverbands durch gegenseitige Überlappung in Kontakt gebracht. Schließlich wird das Garnende und mit ihm das Ende des Faserverbands durch Einschalten der Spinndüsen und/oder Start der Garnaufspulung ins Innere der Wirbelkammer bewegt und dort der Wirbelluftströmung ausgesetzt. Der Verbindungsbereich zwischen Garnende und dem Ende der Fasermaterials passiert schließlich die Einlassmündung der Spindel. Der Spinnprozess wird nun wie gewohnt fortgeführt.
Während die von den Spinndüsen erzeugten Luftströmungsverhältnisse in der Regel im Hinblick auf den eigentlichen Spinnprozess optimiert sind, sind sie meist weniger optimal auf den Anspinnprozess ausgelegt, so dass der genannte Verbindungsbereich im fertigen Garn sichtbar bleibt und/oder einen Bereich verminderter Festigkeit darstellt.
Um auch während des Anspinnvorgangs eine Luftströmung zu erzeugen, die einen Verbindungsbereich schafft, dessen Eigenschaften möglichst den Eigenschaften des während des Spinnprozesses hergestellten Garns entspricht, wurde bereits vorgeschlagen, die Spindel mit zusätzlichen Anspinndüsen auszurüsten, die in das Innere des Abzugskanals münden und eine besonders hohe Sogwirkung während des Anspinnens erzeugen ( EP 1 826 299 A2 ).
Hierdurch wird jedoch die ansonsten glatte Innenoberfläche des Abzugskanals unterbrochen, so dass die Qualität des Garns während des Spinnprozesses nachteilig beeinflusst werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Luftspinnmaschine sowie ein Verfahren vorzuschlagen, die ein besonders zuverlässiges Anspinnen eines Faserverbands erlauben, ohne dass gleichzeitig der eigentliche Spinnprozess verschlechtert wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Luftspinnmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß zeichnet sich die Luftspinnmaschine dadurch aus, dass der Wirbelkammer zusätzliche Anspinndüsen zugeordnet sind, welche ebenfalls in Richtung der Oberfläche der Spindel ausgerichtet sind, wobei die Spinnstelle ein Luftzuführsystem aufweist, mit dessen Hilfe die Spinndüsen und die Anspinndüsen separat mit Luft versorgbar sind. Die Spinnstelle verfügt also über zwei Arten von Luftdüsen, so dass eine individuelle Anpassung der Strömungsverhältnisse während des Spinnens bzw. während des Anspinnens möglich wird.
Die Ausrichtung und/oder Dimensionierung der Spinndüsen kann hierbei so gewählt werden, dass während des Spinnens möglichst alle außenliegenden Faserenden des Faserverbands um dessen Kern geschlungen werden. Im Gegensatz hierzu hat sich gezeigt, dass insbesondere bei biegesteiferen Fasern eine Luftströmung vorteilhaft sein kann, die ein teilweises Herauslösen der äußeren Fasern aus dem Faserverband erlaubt, um diese unmittelbar danach um den verbleibenden Kern des Faserverbands zu schlingen. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da beim Anspinnen der Verbindungsbereich zwischen Garnende und dem mit diesem überlagerten Ende des Faserverbands durch die Wirbelkammer geführt wird und damit Teil des späteren Garns wird. Der Verbindungsbereich besteht wiederum teilweise aus bereits gedrehtem Garn (in Form dessen mit dem Faserverband überlagerten Ende). Ein Einbinden des Fasermaterials in das Garnende während des Anspinnvorgangs ist daher erst dann zuverlässig möglich, wenn aus dem Garn teilweise Fasern herausgelöst werden (die Drehung also teilweise wieder aufgelöst wird), da nur diese Fasern wieder um den Verbindungsbereich geschlungen werden können und letztlich dessen Festigkeit bewirken.
Vorteile bringt es hierbei mit sich, wenn die Luftspinnmaschine eine Steuer- und/oder Regelungseinheit aufweist, die ausgebildet ist, während des Anspinnvorgangs ausschließlich die Anspinndüsen und während eines auf den Anspinnvorgang folgenden Spinnvorgangs ausschließlich die Spinndüsen mit Luft zu beaufschlagen. Sowohl die Spinndüsen als auch die Anspinndüsen können in diesem Fall gezielt auf ihre jeweilige Aufgabe ausgelegt werden, ohne dass ein gegenseitiges Wechselspiel der einzelnen Luftströmungen berücksichtigt werden müsste. Das An- und Abschalten der Luftzufuhr der jeweiligen Düsen kann beispielsweise mittels entsprechender Ventile erfolgen. Alternativ ist es jedoch ebenso denkbar, während des Anspinnens sowohl die Spinndüsen als auch die Anspinndüsen mit Luft zu versorgen. Das Verhältnis der in den einzelnen Düsenarten vorherrschenden Luftdrücke bzw. der die jeweiligen Düsenarten passierenden Luftvolumenströme kann hierbei wiederum durch die Steuer- und/oder Regelungseinheit individuell für den Spinn- und den Anspinnvorgang einstellbar und/oder überwachbar sein. Beispielsweise wäre es von Vorteil, wenn während des Anspinnvorgangs zwischen 60 % und 95 % der den Düsen insgesamt zugeführten Luft über die Anspinndüsen und die verbleibende Luftmenge über die Spinndüsen in die Wirbelkammer eingebracht wird. Analog gilt das Gesagte auch für den Spinnvorgang, so dass es hier von Vorteil wäre, wenn zwischen 60 % und 95 % der den Düsen insgesamt zugeführten Luft über die Spinndüsen und die verbleibende Luftmenge über die Anspinndüsen eingebracht würde. Bezogen auf den Luftdruck kann dies wiederum bedeuten, dass das Verhältnis zwischen dem in den Spinndüsen und den Anspinndüsen während des Spinnvorgangs herrschenden Luftdrücke zwischen 1,1 und 10 liegen kann. Entsprechend liegt das Verhältnis während des Anspinnvorgangs vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,9.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der erste Luftkanal und der zweite Luftkanal über ein mit Hilfe einer Steuer- und/oder Regelungseinheit betätigbares Ventil mit einer gemeinsamen Luftleitung in Verbindung stehen. Das Ventil dient in diesem Fall gewissermaßen als Strömungsweiche, wobei je nach Stellung der Weiche entweder die Anspinndüsen oder alternativ die Spinndüsen mit Luft beaufschlagt werden. Die jeweilige Versorgung mit Luft kann zudem manuell oder aber auch automatisch, beispielsweise auf Grundlage gemessener Qualitätsmerkmale des produzierten Garns, erfolgen.
Vorteilhaft ist es, wenn das Luftzuführsystem einen ersten Luftkanal aufweist, der mit den Spinndüsen verbunden ist und mit dessen Hilfe die Spinndüsen mit Luft versorgbar sind, und dass das Luftzuführsystem einen zweiten Luftkanal aufweist, der mit den Anspinndüsen verbunden ist und mit dessen Hilfe die Anspinndüsen mit Luft versorgbar sind. Der erste bzw. der zweite Luftkanal kann sich beispielsweise ringförmig in einer die Wirbelkammer umgebenden Wandung erstrecken. Zudem können die genannten Kanäle über eine einzige oder aber zwei separate Luftleitungen mit einer entsprechenden Druckluftquelle verbunden sein. Ferner können die Luftkanäle auf Höhe der Einlassmündung des Abzugskanals bzw. zwischen der Einlassmündung und der Einlauföffnung der Wirbelkammer platziert werden. Gleiches gilt auch für die Spinndüsen und/oder Anspinndüsen bzw. deren in die Wirbelkammer mündende Öffnungen.
Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn die Anspinndüsen derart ausgerichtet sind, dass von den Anspinndüsen erzeugte Luftströme in einer Draufsicht auf die Einlassmündung tangential in die Wirbelkammer eintreten. Die Luftströme treffen in diesem Fall auch mit einer tangentialen Bewegungskomponente auf den in die Einlassmündung der Spindel eintretenden Faserverband und bewirken hierbei die gewünschte Drehung. Da die von den Anspinndüsen erzeugten Luftströmungen zudem eine Sogwirkung auf das Garnende, die Verbindungsstelle zwischen Garnende und Faserverband und schließlich auch den nachfolgenden Faserverband ausüben sollen, sollte der Luftstrom ebenso eine Richtungskomponente aufweisen, die sich in Spinnrichtung erstreckt. Im Ergebnis sollten die Anspinndüsen also eine Luftströmung erzeugen, die aus Richtung der Einlauföffnung der Wirbelkammer mit einer tangentialen Komponente auf die äußere Oberfläche der Spindel trifft und sich schließlich in einer Schraubenform in Richtung eines Ausgangs der Wirbelkammer fortpflanzt, so dass im Bereich des Eingangs der Wirbelkammer ein Unterdruck und damit die gewünschte Sogwirkung entsteht.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Anspinndüsen in axialer Richtung des Abzugskanals gesehen zwischen der Einlauföffnung der Wirbelkammer und der Einlassmündung der Spindel angeordnet sind bzw. in diesem Bereich in die Wirbelkammer münden. Dies erlaubt eine Ausrichtung der Anspinndüsen entsprechend der Erfindung, ohne dass hierfür signifikante Modifikationen der restlichen Spinnstelle erforderlich wären. In dem genannten Bereich sind vorzugsweise auch die Spinndüsen angeordnet, wobei diese in der Regel ebenfalls derart ausgerichtet sind, dass die erzeugte Luftströmung hauptsächlich auf die Außenfläche der Spindel trifft, um die gewünschte Drehung des Garns in diesem Bereich zu erzeugen. Die Anspinndüsen können ferner (wiederum in axialer Richtung des Abzugskanals gesehen) zwischen den Spinndüsen und der Einlassmündung der Spindel angeordnet sein. Denkbar ist es jedoch ebenso, dass sich die Spinndüsen zwischen der Einlauföffnung der Wirbelkammer und den Anspinndüsen befinden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anspinndüsen zumindest teilweise in einem die Wirbelkammer umgebenden Wandabschnitt angeordnet sind. Die Anspinndüsen können in diesem Fall genau platziert und präzise auf die äußere Oberfläche der Spindel (vorzugsweise auf deren die Einlassmündung aufweisenden Frontbereich) ausgerichtet werden. Die Anspinndüsen können in die Wandung gebohrt oder auch mit dieser, insbesondere lösbar in Form von Einsätzen, verbunden sein. Die Anzahl der Anspinndüsen (bevorzugt wird eine Anzahl zwischen zwei und sechs) ist im Übrigen frei wählbar, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, die Anspinndüsen in Umfangsrichtung gesehen gleichmäßig um die Einlassmündung zu verteilen.
Vorteilhaft ist es, wenn eine Mittelachse zumindest einer der Anspinndüsen mit einer Mittelachse der Spindel in einer senkrecht zum Gemeinlot (andere Bezeichnung: Minimaltransversale) der genannten Mittelachsen verlaufenden Seitenansicht einen Winkel α und eine Mittelachse wenigstens einer der Spinndüsen mit der Mittelachse der Spindel in einer senkrecht zum Gemeinlot der beiden zuletzt genannten Mittelachsen einen Winkel β einschließt, wobei α ungleich β ist. Mit anderen Worten ist es also von Vorteil, wenn die von den Anspinndüsen erzeugte Luftströmung in einem anderen Winkel in die Wirbelkammer eintritt bzw. auf die äußere Oberfläche der Spindel trifft (vorzugsweise im Bereich deren die Einlassmündung aufweisenden Frontabschnitt). Durch die Wahl der Winkel α und β sind schließlich die Strömungsbedingungen während des Spinnens und während des Anspinnens unabhängig voneinander anpassbar.
Auch ist es von Vorteil, wenn der Winkel α kleiner als 90° und kleiner als der Winkel β ist. Die gedachte Verlängerung der jeweiligen Anspinndüse trifft in diesem Fall in einem steileren Winkel auf die äußere Oberfläche als die korrespondierende Verlängerung der Spinndüsen. Hierdurch kann zum einen die Sogwirkung während des Anspinnens verstärkt werden. Gleichzeitig wird jedoch auch das oben beschriebene teilweise Herauslösen einzelner Fasern und anschließende Wiederumschlingen der inneren Fasern begünstigt.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn eine Mittelachse zumindest einer der Spinndüsen in einer Draufsicht auf die Einlassöffnung der Spindel einen Mindestabstand A zu einer Mittelachse der Spindel und eine Mittelachse wenigstens einer der Anspinndüsen in der Draufsicht auf die Einlassöffnung einen Mindestabstand B zu der Mittelachse der Spindel aufweist, wobei A ungleich B ist. Die jeweiligen Düsen sind vorzugsweise so angeordnet, dass deren Mittelachsen zueinander und jeweils zur Mittelachse der Spindel windschief verlaufen. Weichen die genannten Abstände voneinander ab, so bedeutet dies, dass auch die von den jeweiligen Düsen erzeugten Luftströmungen unterschiedlich ausgeprägt sind, da die Luftströmungen in unterschiedlichem Winkel in die Wirbelkammer eintreten bzw. auf das Garn und die Spindel treffen. Somit ist auch durch die Wahl der genannten Abstände eine gezielte Einflussnahme auf die Spinn- bzw. Anspinnbedingungen innerhalb der Wirbelkammer möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Mindestabstand B kleiner ist als der Mindestabstand A. In diesem Fall werden die äußeren Fasern des Verbindungsbereichs zwischen Garnende und Faserverband während des Anspinnens mit einer erhöhten Kraftkomponente nach innen, d. h. in Richtung ihres Faserkerns gezwungen, so dass eine besonders feste Umschlingung desselben erfolgt. Der Verbindungsbereich stellt somit, anders als beim Großteil der bekannten Luftspinnmaschinen, keine Schwachstelle des Garns mehr dar. Dies gilt insbesondere für das Anspinnen von besonders biegesteifen Fasern, bei denen während des Umwindevorgangs eine relativ hohe Gegenkraft überwunden werden muss.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Anspinnen eines Faserverbands zeichnet sich schließlich dadurch aus, dass eine Luftspinnmaschine mit Spinndüsen und separaten Anspinndüsen sowie eventuell einem oder mehreren der bereits beschriebenen Merkmale zum Einsatz kommt. Während des Anspinnvorgangs wird schließlich der Faserverband (gemeinsam mit dem hiermit vorzugsweise außerhalb der Wirbelkammer in Kontakt gebrachten Garnende) mit Hilfe einer durch die Anspinndüsen erzeugten Luftströmung, insbesondere in einer linearen Bewegung, durch die Wirbelkammer und schließlich in den Abzugskanal bewegt, wobei dem Faserverband mit Hilfe der Luftströmung zusätzlich zur genannten Bewegung eine Drehung um seine Längsachse erteilt wird. Nach Passieren des Verbindungsbereichs können die Anspinndüsen wieder ausgeschaltet (d. h. deren Luftzufuhr gestoppt) werden. Gleichzeitig oder leicht zeitversetzt hierzu werden schließlich die Spinndüsen mit Luft beaufschlagt, so dass wieder der eigentliche Spinnprozess abläuft. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich also dadurch aus, dass von den Spinndüsen unabhängig betreibbare Anspinndüsen zum Einsatz kommen, die – vergleichbar mit den Spinndüsen – eine auf die äußere Oberfläche der Spindel gerichtete Luftströmung erzeugen. Die Luftströmung unterscheidet sich schließlich von der durch die Spinndüsen erzeugten Luftströmung in ihrer Ausrichtung und/oder ihrer Intensität und kann unabhängig von der Luftströmung während des Spinnprozesses auf das zu spinnende Material angepasst werden.
Insbesondere ist es hierbei von Vorteil, wenn während des Anspinnvorgangs ausschließlich die Anspinndüsen mit Luft beaufschlagt werden, und dass nach Beendigung des Anspinnvorgangs ausschließlich die Spinndüsen mit Luft beaufschlagt werden. Die jeweiligen Düsen können auf dieses Weise optimal auf ihre jeweilige Aufgabe (Anspinnen eines Faserverbands gegenüber Herstellen eines Garns) ausgelegt werden. Eine gegenseitige Beeinflussung der jeweiligen Luftströmungen findet hingegen nicht statt. Alternativ wäre es auch möglich, stets beide Arten der Düsen mit Luft zu beaufschlagen, wobei der Großteil der Luft während des Spinnprozesses über die Spinndüsen und der Großteil der Luft während des Anspinnvorgangs über die Anspinndüsen einzubringen wäre. Hinsichtlich einer möglichen Aufteilung der den Spinn- und Anspinndüsen insgesamt zugeführten Luft wird auf die entsprechende obige Beschreibung der Luftspinnmaschine verwiesen.
Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn der Luftdruck während des Anspinnvorgangs innerhalb der Anspinndüsen höher ist als der Luftdruck während des Spinnvorgangs innerhalb der Spinndüsen. Dies stellt sicher, dass der Verbindungsbereich zwischen Garnende und Fasermaterial zuverlässig mit entsprechend aus dem Fasermaterial herausragenden Faserenden umschlungen wird, so dass der Verbindungsbereich keine spätere Schwachstelle des fertigen Garns darstellt.
Vorteilhaft ist es ebenso, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der während des Anspinnvorgangs aus den Anspinndüsen in die Wirbelkammer einströmenden Luft höher ist als die Strömungsgeschwindigkeit der während des Spinnvorgangs aus den Spinndüsen in die Wirbelkammer einströmenden Luft. Dies kann entweder dadurch erreicht werden, dass der Luftdruck, wie oben beschrieben, während des Anspinnvorgangs erhöht wird. Alternativ kann auch der Durchmesser der Spinndüsen vom Durchmesser der Anspinndüsen abweichen, so dass bei gleichem Druck unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten realisiert werden können.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
1 einen schematischen und teilweise geschnittenen Ausschnitt einer Luftspinnmaschine,
2 eine geschnittene Seitenansicht eines ausgewählten Bereichs der Spinnstelle einer erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine,
3 eine geschnittene Seitenansicht eines ausgewählten Bereichs der Spinnstelle einer weiteren erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine, und
4 eine geschnittene Draufsicht eines ausgewählten Bereichs der Spinnstelle einer erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine.
1 zeigt einen schematischen und teilweise geschnittenen Ausschnitt einer Luftspinnmaschine. Die Luftspinnmaschine umfasst im gezeigten Beispiel ein Streckwerk 20, das mit einem Faserverband 2, beispielsweise in Form eines doublierten Faserbands 2, beliefert wird. Ferner umfasst die Luftspinnmaschine eine von dem Streckwerk 20 beabstandete Spinnstelle 3 mit einem Eingang 19 für den Faserverband 2 und einer innenliegenden Wirbelkammer 4.
Das Einführen des Faserverbands 2 in die Spinnstelle 3 erfolgt mit Hilfe einer als Lieferwalzenpaar ausgebildeten Liefereinrichtung 21, die wiederum Teil des Streckwerks 20 sein kann. Innerhalb der Wirbelkammer 4 wird schließlich der Faserverband 2 bzw. mindestens ein Teil der Fasern des Faserverbands 2 nach Passieren der Einlauföffnung 5 zur Herstellung des gewünschten Garns 1 mit einer Drehung versehen. Die Drehung entsteht hierbei durch eine gezielte Luftströmung im Bereich einer Spindel 7 (= Garnbildungselement), wobei die Luftströmung durch nur in den 2 bis 4 gezeigte, tangential in die Wirbelkammer 4 mündende Spinndüsen 9 erzeugt wird.
Ferner umfasst die gezeigte Spinnmaschine eine durch ein Abzugswalzenpaar 24 gebildete Abzugseinrichtung 25 sowie eine dem Abzugswalzenpaar 24 nachgeschaltete Spulvorrichtung 28 zum Aufwickeln des über die Einlassmündung 6 der Spindel 7, den nachfolgenden Abzugskanal 10 und schließlich über den Ausgang 23 aus der Spinnstelle 3 abgezogene Garn 1 auf eine Spule 27.
Schließlich kann die Spinnmaschine mit einer Garnüberwachungseinheit 26 ausgerüstet sein, welche vorher definierte Parameter des Garns 1 (z. B. die Garndicke, die Garnfestigkeit oder andere für die Qualität des Garns 1 repräsentative Parameter) überwacht. Die Garnüberwachungseinheit 26 arbeitet dabei vorzugsweise berührungslos.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung muss nicht zwangsweise ein Streckwerk 20 aufweisen, wie dies in 1 dargestellt ist. Auch ist das Abzugswalzenpaar 24 nicht zwingend notwendig.
Kommt es nun zu einem Garnbruch oder wird die Zufuhr des Faserverbands 2 ungewollt unterbrochen, so wird der reguläre Spinnprozess gestoppt. Soll dieser Prozess wieder aufgenommen werden, so ist zunächst ein Anspinnvorgang nötig, bei dem das Ende des bereits produzierten Garns 1 mit dem Faserverband 2 in Kontakt gebracht bzw. verbunden werden muss. Hierfür wird das Garn 1 in der Regel mit Hilfe eines Serviceroboters, einer spinnstelleneigenen Garnhandhabungseinrichtung oder auch manuell entgegen der eigentlichen Spinnrichtung durch den Abzugskanal 10 bewegt, bis das die Wirbelkammer 4 passierende Ende des Garns 1 zwischen dem Eingang 19 der Spinnstelle 3 und der Liefereinrichtung 21 oder zwischen der Liefereinrichtung 21 und einem angrenzenden Walzenpaar 22 des Streckwerks 20 platziert ist. Dort wird es schließlich mit dem Faserverband 2 in Kontakt gebracht (beispielsweise mit diesem über eine definierte Länge überlagert bzw. überlappt) und in Spinnrichtung wieder in die Spinnstelle 3 eingeführt. Der eigentliche Spinnvorgang wird schließlich mit Hilfe der von den Spinndüsen 9 erzeugten Luftströmung fortgesetzt.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Luftströmungen, die von den Spinndüsen 9 während des Spinnprozesses erzeugt werden, insbesondere bei aus biegesteiferen Fasern bestehenden Faserverbänden, nicht unbedingt optimal auf den Anspinnvorgang ausgelegt sind. Werden jedoch beim Anspinnen die äußeren Fasern des zugeführten Fasermaterials (bestehend aus dem rückgeführten Garn 1 und dem mit dem Garn 1 überlappend zusammengebrachten, vom Streckwerk 20 gelieferten Faserverband 2) nicht sauber und gleichmäßig um den Faserkern (innerer Bereich des zugeführten Fasermaterials) geschlungen, so entsteht eine Schwachstelle des späteren Garns 1. Ebenso können Dickstellen oder Stellen mit übermäßiger Drehung der äußeren Fasern entstehen, durch welche die Qualität des Garns 1 signifikant gemindert werden kann.
Um nun auch während des Anspinnvorgangs eine möglichst optimale Luftströmung zu ermöglichen, wird gemäß vorliegender Erfindung vorgeschlagen, dass der Wirbelkammer 4 zusätzliche Anspinndüsen 11 zugeordnet sind, welche, wie auch die Spinndüsen 9, in Richtung der äußeren Oberfläche 8 der Spindel 7 ausgerichtet sind. Die Spinnstelle 3 weist zudem ein Luftzuführsystem 12 auf, mit dessen Hilfe die Spinndüsen 9 und die Anspinndüsen 11 individuell, d. h. vorzugsweise unabhängig bzw. alternierend, mit Luft versorgbar sind.
Mögliche Ausführungsformen sind den 2 bis 4 zu entnehmen. In diesem Zusammenhang sei zunächst darauf hingewiesen, dass die in den 2 und 3 gezeigten Abbildungen zwar Schnittdarstellungen darstellen. Der Schnitt verläuft jedoch nicht als vertikale Ebene sondern derart durch die einzelnen Bauteile, dass die Spinndüsen 9 und auch die Anspinndüsen 11 erkennbar sind (auch wenn diese, wie in 4 gezeigt, lediglich um etwa 90° zueinander versetzt angeordnet sind). Eine mögliche räumliche Anordnung der Spinndüsen 9 und der Anspinndüsen 11 ergibt sich schließlich aus der Zusammenschau der 2 (bzw. 3) und der 4 (deren Schnitt ebenfalls nicht exakt entlang einer horizontal verlaufenden Schnittfläche verläuft).
Die Spinnstelle 3 weist nun mehrere (in der Regel zwischen zwei und sechs) Spinndüsen 9 auf, die vorzugsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt in einem die Wirbelkammer 4 umgebenden Wandabschnitt 15 angeordnet sind. Die Spinndüsen 9 sind wiederum mit einem ersten Luftkanal 13 verbunden, der beispielsweise ringförmig um bzw. in dem genannten Wandabschnitt 15 verläuft und zusammen mit einer entsprechenden Versorgungsleitung 29 Teil des Luftzuführsystems 12 der Spinnstelle 3 ist.
Vergleichbar sind auch die Anspinndüsen 11 (von denen ebenfalls vorzugsweise zwischen zwei und sechs vorhanden sind) in der bevorzugten Ausführungsform in dem die Wirbelkammer 4 umgebenden Wandabschnitt 15 angeordnet und beispielsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt. Die Anspinndüsen 11 sind zudem mit einem zweiten Luftkanal 14 (der ebenfalls ringförmig ausgebildet sein kann) verbunden, so dass die Anspinndüsen 11 getrennt von den Spinndüsen 9 mit Luft versorgbar sind.
Hierzu sind die beiden Versorgungsleitungen 29 beispielsweise mit getrennten Luftdruckquellen verbunden oder aber mit entsprechenden Regelventilen versehen, die eine unabhängige bzw. alternierende Luftversorgung der Spinndüsen 9 und der Anspinndüsen 11 erlauben.
Ebenso ist es denkbar und in 3 gezeigt, dass die beiden Versorgungsleitungen 29 über ein Ventil 17 mit einer gemeinsamen Luftleitung 18 verbunden sind. Je nach Stellung des Ventils 17 werden in diesem Fall entweder die Spinndüsen 9 (während des regulären Spinnprozesses) oder aber die Anspinndüsen 11 (während des beschriebenen Anspinnvorgangs) mit Luft beaufschlagt (wobei der durch die jeweiligen Düsen 11, 13 erzeugte Luftdruck bzw. der entsprechende Luftvolumenstrom während des Anspinnvorgangs höher gewählt werden kann als während der Spinnvorgangs). Möglich ist selbstverständlich auch eine Zwischenstellung, bei der ein Großteil der Luft durch die Spinndüsen 9 und der Restanteil über die Anspinndüsen 11 in die Wirbelkammer 4 einströmt (oder umgekehrt).
Vorteilhafte räumliche Ausrichtungen der Spinndüsen 9 und der Anspinndüsen 11 sind der Zusammenschau der 2 und 4 zu entnehmen. So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Anspinndüsen 11 in einem steileren Winkel auf die äußere Oberfläche 8 der Spindel 7 treffen als die Spinndüsen 9. Mathematisch ausgedrückt bedeutet dies, dass eine Mittelachse 16 zumindest einer der Anspinndüsen 11 mit einer Mittelachse 16 der Spindel 7 in einer senkrecht zum Gemeinlot (andere Bezeichnung: Minimaltransversale) der genannten Mittelachsen 16 verlaufenden Seitenansicht einen Winkel α und eine Mittelachse 16 wenigstens einer der Spinndüsen 9 mit der Mittelachse 16 der Spindel 7 in einer senkrecht zum Gemeinlot der beiden zuletzt genannten Mittelachsen 16 einen Winkel β einschließt, wobei α kleiner β ist. Selbstverständlich ist es je nach zu verspinnendem Material auch denkbar, dass α größer als β ist, wobei Spinndüsen 9 und Anspinndüsen 11 in jedem Fall derart ausgerichtet werden sollten, dass die aus ihnen austretenden Luftströme auf die äußere Oberfläche 8 der Spindel 7 treffen.
Ein weiterer möglicher Unterschied in der Ausrichtung von Spinndüsen 9 und Anspinndüsen 11 ergibt sich insbesondere aus 4. So kann es von Vorteil sein, wenn die Anspinndüsen 11 in einer Draufsicht auf die Einlassmündung 6 etwas weiter nach innen, d. h. in Richtung der Mittelachse 16 der Spindel 7, ausgerichtet sind. Mit anderen Worten ist es also denkbar, dass eine Mittelachse 16 zumindest einer der Spinndüsen 9 in einer Draufsicht auf die Einlassmündung 6 der Spindel 7 einen Mindestabstand A zu einer Mittelachse 16 der Spindel 7 und eine Mittelachse 16 wenigstens einer der Anspinndüsen 11 in der Draufsicht auf die Einlassmündung 6 einen Mindestabstand B zu der Mittelachse 16 der Spindel 7 aufweist, wobei A vorzugsweise größer ist als B. Es sei jedoch bemerkt, dass es nicht ausgeschlossen ist, dass B größer als A ist, falls es einen positiven Einfluss auf den Spinn- und Anspinnvorgang des entsprechend zu verspinnenden Materials hat.
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: Garn
2: Faserverband
3: Spinnstelle
4: Wirbelkammer
5: Einlauföffnung
6: Einlassmündung
7: Spindel
8: äußere Oberfläche
9: Spinndüse
10: Abzugskanal
11: Anspinndüse
12: Luftzuführsystem
13: erster Luftkanal
14: zweiter Luftkanal
15: Wandabschnitt
16: Mittelachse
17: Ventil
18: Luftleitung
19: Eingang
20: Streckwerk
21: Liefereinrichtung
22: Walzenpaar
23: Ausgang
24: Abzugswalzenpaar
25: Abzugseinrichtung
26: Garnüberwachungseinheit
27: Spule
28: Spulvorrichtung
29: Versorgungsleitung
α: Winkel zwischen der Mittelachse der Spindel und der Mittelachse einer Anspinndüse
β: Winkel zwischen der Mittelachse der Spindel und der Mittelachse einer Spinndüse
A: Mindestabstand zwischen der Mittelachse der Spindel und der Mittelachse einer Spinndüse
B: Mindestabstand zwischen der Mittelachse der Spindel und der Mittelachse einer Anspinndüse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1826299 A2 [0005]

Claims

Luftspinnmaschine zur Herstellung eines Garns (1) aus einem Faserverband (2), wobei die Luftspinnmaschine zumindest eine Spinnstelle (3) umfasst, wobei die Spinnstelle (3) eine Wirbelkammer (4) mit einer Einlauföffnung (5) für den Faserverband (2) und ein sich zumindest teilweise in die Wirbelkammer (4) erstreckendes Garnbildungselement in Form einer eine Einlassmündung (6) aufweisenden Spindel (7) aufweist, wobei der Wirbelkammer (4) in Richtung einer äußeren Oberfläche (8) der Spindel (7) ausgerichtete Spinndüsen (9) zugeordnet sind, über die Luft in die Wirbelkammer (4) leitbar ist, um dem Faserverband (2) nach einem Anspinnvorgang im Bereich der Einlassmündung (6) der Spindel (7) eine Drehung zu erteilen, und wobei die Spindel (7) einen an die Einlassmündung (6) angrenzenden Abzugskanal (10) aufweist, über den das Garn (1) aus der Wirbelkammer (4) abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelkammer (4) zusätzliche Anspinndüsen (11) zugeordnet sind, welche ebenfalls in Richtung der Oberfläche (8) der Spindel (7) ausgerichtet sind, wobei die Spinnstelle (3) ein Luftzuführsystem (12) aufweist, mit dessen Hilfe die Spinndüsen (9) und die Anspinndüsen (11) separat mit Luft versorgbar sind.
Luftspinnmaschine gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftspinnmaschine eine Steuer- und/oder Regelungseinheit aufweist, die ausgebildet ist, während des Anspinnvorgangs überwiegend oder ausschließlich die Anspinndüsen (11) und während eines auf den Anspinnvorgang folgenden Spinnvorgangs überwiegend bzw. ausschließlich die Spinndüsen (9) mit Luft zu versorgen.
Luftspinnmaschine gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Luftkanal (13) und der zweite Luftkanal (14) über ein mit Hilfe einer Steuer- und/oder Regelungseinheit betätigbares Ventil (17) mit einer gemeinsamen Luftleitung (18) in Verbindung stehen.
Luftspinnmaschine gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftzuführsystem (12) einen ersten Luftkanal (13) aufweist, der mit den Spinndüsen (9) verbunden ist und mit dessen Hilfe die Spinndüsen (9) mit Luft versorgbar sind, und dass das Luftzuführsystem (12) einen zweiten Luftkanal (14) aufweist, der mit den Anspinndüsen (11) verbunden ist und mit dessen Hilfe die Anspinndüsen (11) mit Luft versorgbar sind.
Luftspinnmaschine gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspinndüsen (11) derart ausgerichtet sind, dass von den Anspinndüsen (11) erzeugte Luftströme in einer Draufsicht auf die Einlassmündung (6) tangential in die Wirbelkammer (4) eintreten.
Luftspinnmaschine gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspinndüsen (11) in axialer Richtung des Abzugskanals (10) gesehen zwischen der Einlauföffnung (5) der Wirbelkammer (4) und der Einlassmündung (6) der Spindel (7) angeordnet sind bzw. in diesem Bereich in die Wirbelkammer (4) münden.
Luftspinnmaschine gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspinndüsen (11) zumindest teilweise in einem die Wirbelkammer (4) umgebenden Wandabschnitt (15) angeordnet sind.
Luftspinnmaschine gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelachse (16) zumindest einer der Anspinndüsen (11) mit einer Mittelachse (16) der Spindel (7) in einer senkrecht zum Gemeinlot der genannten Mittelachsen (16) verlaufenden Seitenansicht einen Winkel α und eine Mittelachse (16) wenigstens einer der Spinndüsen (9) mit der Mittelachse (16) der Spindel (7) in einer senkrecht zum Gemeinlot der beiden zuletzt genannten Mittelachsen (16) einen Winkel β einschließt, wobei α ungleich β ist.
Luftspinnmaschine gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α kleiner als 90° und kleiner als der Winkel β ist.
Luftspinnmaschine gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelachse (16) zumindest einer der Spinndüsen (9) in einer Draufsicht auf die Einlassmündung (6) der Spindel (7) einen Mindestabstand A zu einer Mittelachse (16) der Spindel (7) und eine Mittelachse (16) wenigstens einer der Anspinndüsen (11) in der Draufsicht auf die Einlassmündung (6) einen Mindestabstand B zu der Mittelachse (16) der Spindel (7) aufweist, wobei A ungleich B ist.
Luftspinnmaschine gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestabstand B kleiner ist als der Mindestabstand A.
Verfahren zum Anspinnen eines Faserverbands (2) an einer der Herstellung eines Garns (1) dienenden Luftspinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftspinnmaschine gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche zum Einsatz kommt, wobei der Faserverband (2) während des Anspinnvorgangs mit dem Ende eines bereits produzierten Garns (1) in Kontakt gebracht und gemeinsam mit diesem mit Hilfe einer durch die Anspinndüsen (11) erzeugten Luftströmung durch die Wirbelkammer (4) und schließlich in den Abzugskanal (10) bewegt wird, und wobei dem Faserverband (2) mit Hilfe der Luftströmung zusätzlich zur genannten Bewegung eine Drehung um seine Längsachse erteilt wird.
Verfahren gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass während des Anspinnvorgangs überwiegend oder ausschließlich die Anspinndüsen (11) mit Luft beaufschlagt werden, und dass nach Beendigung des Anspinnvorgangs überwiegend bzw. ausschließlich die Spinndüsen (9) mit Luft beaufschlagt werden.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruck während des Anspinnvorgangs innerhalb der Anspinndüsen (11) höher ist als der Luftdruck während des Spinnvorgangs innerhalb der Spinndüsen (9).
Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der während des Anspinnvorgangs aus den Anspinndüsen (11) in die Wirbelkammer (4) einströmenden Luft höher ist als die Strömungsgeschwindigkeit der während des Spinnvorgangs aus den Spinndüsen (9) in die Wirbelkammer (4) einströmenden Luft.