DE102014112360A1

DE102014112360A1 - Garnbildungselement für eine Spinndüse einer Luftspinnmaschine, Luftspinnmaschine sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen

Info

Publication number: DE102014112360A1
Application number: DE102014112360.3A
Authority: DE
Inventors: Markus Kübler; Evzen Pilar
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2016-03-03
Also published as: WO2016030136A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Garnbildungselement (1) für eine Spinndüse (2) einer Luftspinnmaschine, die der Herstellung eines Garns (3) aus einem Faserverband (4) mit Hilfe einer Wirbelluftströmung dient, wobei das Garnbildungselement (1) einen sich an eine Einlassöffnung (5) anschließenden Abzugskanal (6) aufweist, über den das Garn (3) in einer Transportrichtung (T) abziehbar ist, und wobei der Abzugskanal (6) wenigstens einen seitlich abzweigenden Luftauslass (7) besitzt, so dass entgegen die genannte Transportrichtung (T) in den Abzugskanal (6) eingebrachte Luft teilweise über den Luftauslass (7) und teilweise über die Einlassöffnung (5) des Garnbildungselements (1) aus dem Abzugskanal (6) entweicht. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Garnbildungselement (1) zumindest eine im Bereich einer äußeren Oberfläche (8) des Garnbildungselements (1) endende Luftaustrittsöffnung (9) aufweist, wobei die Luftaustrittsöffnung (9) mit dem Luftauslass (7) in Fluidverbindung steht und derart ausgerichtet ist, dass über den Luftauslass (7) aus dem Abzugskanal (6) entweichende Luft die Luftaustrittsöffnung (9) passiert und schließlich im Wesentlichen entgegen der Transportrichtung (T) aus dem Garnbildungselement (1) austritt. Des Weiteren wird eine Luftspinnmaschine sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben vorgeschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Garnbildungselement für eine Spinndüse einer Luftspinnmaschine, die der Herstellung eines Garns aus einem Faserverband mit Hilfe einer Wirbelluftströmung dient, wobei das Garnbildungselement einen sich an eine Einlassöffnung anschließenden Abzugskanal aufweist, über den das Garn in einer Transportrichtung abziehbar ist, und wobei der Abzugskanal wenigstens einen seitlich abzweigenden Luftauslass besitzt, so dass entgegen die genannte Transportrichtung in den Abzugskanal eingebrachte Luft teilweise über den Luftauslass und teilweise über die Einlassöffnung des Garnbildungselements aus dem Abzugskanal entweicht.
Darüber hinaus wird eine Luftspinnmaschine mit wenigstens einer Spinndüse, die der Herstellung eines Garns aus einem Faserverband mit Hilfe einer Wirbelluftströmung dient, vorgeschlagen, wobei die Spinndüse eine innenliegende Wirbelkammer sowie eine Einlauföffnung für einen in einer Transportrichtung zugeführten Faserverband und ein sich zumindest teilweise in die Wirbelkammer erstreckendes Garnbildungselement aufweist, und wobei die Spinndüse mehrere Luftdüsen aufweist, über die Luft in die Wirbelkammer einbringbar ist, um dem Faserverband im Bereich einer Einlassöffnung des Garnbildungselements eine Drehung zu erteilen.
Schließlich ist ein Verfahren zum Betrieb einer Luftspinnmaschine Gegenstand der Erfindung, wobei die Luftspinnmaschine wenigstens eine Spinndüse zur Herstellung eines Garns aus einem Faserverband umfasst, wobei der Faserverband der Spinndüse während eines Normalbetriebs über eine Einlauföffnung und in einer vorgegebenen Transportrichtung zugeführt wird, wobei der Faserverband innerhalb einer Wirbelkammer der Spinndüse im Bereich einer Einlassöffnung eines in die Wirbelkammer ragendes Garnbildungselements mit Hilfe einer Wirbelluftströmung eine Drehung erhält, so dass aus dem Faserverband ein Garn gebildet wird, das schließlich über einen Abzugskanal des Garnbildungselements aus der Spinndüse abgezogen und auf eine Garnhülse aufgespult wird, und wobei nach einer Unterbrechung der Garnherstellung ein Anspinnvorgang durchgeführt wird, währenddessen ein garnhülsenseitiges Garnende mit Hilfe von in den Abzugskanal eingebrachter Luft entgegen der Transportrichtung durch den Abzugskanal bewegt wird.
Ein gattungsgemäßes Garnbildungselement ist beispielsweise aus der DE 10 2009 034 206 A1 bekannt. Das Garnbildungselement besitzt eine an einen Abzugskanal angeschlossene Abluftöffnung zum teilweisen Abführen von Luft, die während eines Anspinnvorgangs (bei dem das Garnende mit Hilfe der Luft entgegen der während des Spinnvorgangs vorherrschenden Transportrichtung durch den Abzugskanal geführt werden soll) in den Abzugskanal eingebracht wird. Das teilweise Abführen der Luft stellt sicher, dass nur ein Teil des Luftstroms, der während des Anspinnens in den Abzugskanal eingebracht wird, über die Einlassöffnung des Garnbildungselements entweichen muss. Mit anderen Worten wird der Luftstrom (der beispielsweise mit Hilfe eines in den Abzugskanal mündenden Injektionskanals in den Abzugskanal eingebracht wird) im Bereich der Einlassöffnung auf zwei Teilluftströme aufgeteilt, wobei ein erster Teilluftstrom den Abzugskanal über die im Bereich der Einlassöffnung platzierte Abluftöffnung verlässt, während der zweite Teilluftstrom über die Einlassöffnung in die das Garnbildungselement umgebende Wirbelkammer eintritt und von dort durch die Einlauföffnung der Spinndüse nach außerhalb derselben austritt und hierbei die während des Anspinnvorgangs gewünschte Rückführung des Garnendes bewirkt.
Grund für die Aufteilung der zugeführten Luft ist die Tatsache, dass der Bereich der Einlassöffnung des Garnbildungselements einen geringeren Innendurchmesser aufweist als der sich in Transportrichtung anschließende Abzugskanal. Durch die seitliche Abzweigung des ersten Teilluftstroms im Bereich der Einlassöffnung wird schließlich ein Luftstau im Übergangsbereich zwischen Abzugskanal und Einlassöffnung vermieden und eine gleichmäßig hohe Luftgeschwindigkeit sichergestellt.
Mit Hilfe der Luftströmung wird schließlich das Garnende bis in die Wirbelkammer und letztendlich über die genannte Einlauföffnung der Spinndüse in den Bereich vor die Spinndüse (d. h. in einen Bereich zwischen der Spinndüse und dem der Spinndüse in Transportrichtung vorgelagerten Streckwerk) gefördert. Dort wird es mit einem vom Streckwerk gelieferten Faserverband in Verbindung gebracht und gemeinsam mit diesem in die Wirbelkammer zurückgeführt, in der schließlich der eigentliche Spinnvorgang fortgesetzt werden kann.
Nachteilig an der beschriebenen Lösung ist die Tatsache, dass der über die Abluftöffnung austretende Luftstrom in der Wirbelkammer eine für die Rückführung des Garnendes ungünstige Luftströmung bewirken kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Garnbildungselement, eine damit ausgerüstete Luftspinnmaschine sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben vorzuschlagen, die den genannten Nachteil nicht aufweisen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Garnbildungselement, eine Luftspinnmaschine sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Erfindungsgemäß zeichnet sich das Garnbildungselement dadurch aus, dass es zumindest eine im Bereich seiner äußeren Oberfläche endende Luftaustrittsöffnung aufweist, wobei die Luftaustrittsöffnung mit dem innerhalb des Garnbildungselement seitlich vom Abzugskanal abzweigenden Luftauslass in Fluidverbindung steht und derart ausgerichtet ist, dass aus dem Abzugskanal entweichende Luft die Luftaustrittsöffnung passiert und schließlich im Wesentlichen entgegen der Transportrichtung aus dem Garnbildungselement austritt. Im Gegensatz zum Stand der Technik verlässt die entweichende Luft das Garnbildungselement also nicht senkrecht zur Transportrichtung. Vielmehr ist bzw. sind die Luftaustrittsöffnung(en) derart geformt bzw. ausgerichtet, dass die entsprechende Luft in eine Richtung strömt, in die auch das Garnende (d. h. das Ende des Garns, das in einem dem Anspinnvorgang vorangehenden Spinnbetrieb von der Spinndüse hergestellt und mit Hilfe einer Spulvorrichtung auf eine Hülse gespult wurde) während des Anspinnvorgangs transportiert werden soll, um es in Transportrichtung gesehen vor der Spinndüse mit einem Faserverband in Kontakt bringen zu können.
Die beispielsweise über einen in den Abzugskanal mündenden Luftinjektionskanal (z. B. in Form einer Bohrung) eingebrachte Luft strömt somit teilweise durch den Abzugskanal in Richtung der Einlassöffnung des Garnbildungselements und durch diese in die Wirbelkammer. Der restliche Teil der Luft verlässt das Garnbildungselement über die Luftaustrittsöffnung(en) und strömt schließlich ebenfalls in Richtung der vom Garnende zu passierenden Einlassöffnung. Dort kommt die Luft während des Anspinnvorgangs (d. h. in eingebautem Zustand des Garnbildungselements in eine entsprechende Luftspinnmaschine) mit dem sich entgegen der Transportrichtung bewegenden Garnende in Kontakt, sobald dieses, ebenfalls entgegen der Transportrichtung, aus dem Garnbildungselement austritt. Das Garnende wird schließlich von der über die Luftaustrittsöffnung(en) austretenden Luft erfasst und durch diese entgegen der Transportrichtung in Richtung der Einlauföffnung der Spinndüse (die der Einlassöffnung des Garnbildungselements in Transportrichtung vorgelagert ist) und letztendlich durch die Einlauföffnung hindurchgefördert, da auch die Luft über die Einlauföffnung nach außen entweicht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Garnbildungselement mehrere Luftaustrittsöffnungen aufweist, die in einer Draufsicht auf die Einlassöffnung des Garnbildungselements um die Einlassöffnung herum angeordnet sind. Hierdurch bildet sich beim Beschicken des Abzugskanals mit Luft in einer der Transportrichtung entgegengesetzten Richtung (d. h. vom Inneren des Abzugskanals in Richtung der Einlassöffnung des Garnbildungselements) eine Luftströmung, die von mehreren Seiten auf das Garnende einwirkt, das während des Anspinnens die Einlassöffnung entgegen der Transportrichtung verlässt. Das Garnende wird in diesem Fall besonders zuverlässig in eine der Transportrichtung entgegengesetzte Richtung mit einer Kraft beaufschlagt, die die gewünschte Bewegung des Garnendes bewirkt bzw. unterstützt. Eine besonders homogene und gleichmäßig um die Längsrichtung des Garnendes verteilte Luftströmung erhält man schließlich, wenn die Luftaustrittsöffnungen konzentrisch um die Einlassöffnung verteilt angeordnet sind.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Anzahl der Luftaustrittsöffnungen einen Betrag aufweist, der zwischen 2 und 14, bevorzugt zwischen 4 und 12, liegt. Während nur eine Luftaustrittsöffnung in der Regel eine recht einseitige Wirkung auf das sich gegen die Transportrichtung bewegende Garnende ausübt, haben mehr als 12 Luftaustrittsöffnungen den Nachteil, dass deren Durchmesser unverhältnismäßig klein gewählt werden müsste, um die Unterschreitung einer Mindestströmungsgeschwindigkeit der die Luftaustrittsöffnung passierenden Luft zu verhindern. Liegt die Anzahl hingegen in dem genannten Bereich, so entsteht eine Luftströmung, die je nach Ausrichtung und Anzahl der Luftaustrittsöffnungen einen im Wesentlichen zylindrische bzw. kegelstumpfförmige räumliche Ausdehnung aufweisen kann und das Garn senkrecht zu seiner Längsausrichtung allseitig umgibt. Insbesondere sollten die Luftaustrittsöffnungen hierbei gleichmäßig um die Einlassöffnung des Garnbildungselements verteilt sein.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Luftaustrittsöffnungen im Bereich der Oberfläche des Garnbildungselements einen Durchmesser besitzen, dessen Betrag zwischen 0,1 mm und 3,0 mm, bevorzugt zwischen 0,2 mm und 2,0 mm, liegt. Je nach Luftdruck bzw. Strömungsgeschwindigkeit der in den Abzugskanal eingebrachten Druckluft und der oben genannten Anzahl der Luftaustrittsöffnungen stellen die genannten Durchmesser eine Strömungsgeschwindigkeit der über die Luftaustrittsöffnungen austretenden Luft sicher, die den genannten Transport des Garnendes sicherstellt, ohne dessen Struktur soweit zu verändern, dass der nachfolgende Verbindungsvorgang mit einem von einem Streckwerk gelieferten Faserverband scheitern könnte.
Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn die Mittelachsen der Luftaustrittsöffnungen mit der Mittelachse des Abzugskanals jeweils einen Winkel (α) einschließen, dessen Betrag zwischen 0° und 20°, bevorzugt zwischen 0,5° und 10°, liegt. Die Mittelachsen der vorzugsweise als Bohrungen vorliegenden Luftaustrittsöffnungen sind dabei vorzugsweise leicht in Richtung der Einlassöffnung des Garnbildungselements geneigt und schneiden sich in einer Schnittdarstellung des Garnbildungselements durch die Mittelachse des Abzugskanals in Transportrichtung gesehen vor der Einlassöffnung des Garnbildungselements oder verlaufen windschief zueinander.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Luftaustrittsöffnungen durch Bohrungen gebildet sind, wobei die Mittelachsen der Bohrungen auf einem imaginären Kegel liegen, dessen Drehachse konzentrisch zur Mittelachse des Abzugskanals verläuft und dessen Spitze in eine der Transportrichtung entgegengesetzte Richtung weist. Die Spitze des imaginären Kegels liegt vorzugsweise in Transportrichtung gesehen ebenfalls vor der Einlassöffnung des Garnbildungselements.
Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn die zumindest eine Luftaustrittsöffnung in einer Seitenansicht des Garnbildungselements einen parallel zum Abzugskanal verlaufenden Abstand zur Einlassöffnung aufweist, dessen Betrag zwischen 0,5 cm und 4,0 cm, bevorzugt zwischen 1,0 cm und 4,0 cm, beträgt. Durch den genannten Abstand wird sichergestellt, dass sich die Luftströmung ausgehend von einer strahlförmigen Form in gewissem Maße auffächern kann, bevor sie auf das Garnende trifft. Eine übermäßige Veränderung der Garnstruktur wird durch die resultierende Vergleichmäßigung der Luftströmung zuverlässig verhindert.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Garnbildungselement eine das Garnbildungselement zumindest teilweise nach außen hin begrenzende Hülse umfasst, wobei die Luftaustrittsöffnungen im Bereich der Hülse angeordnet sind. Das Garnbildungselement besteht in diesem Fall zumindest aus der Hülse (die beispielsweise eine zumindest abschnittsweise zylindrische Form aufweisen kann) sowie einem oder mehreren weiteren Bestandteilen, z. B. in Form von einem oder mehreren Einsätzen. Beispielsweise wäre es denkbar, die die Einlassöffnung aufweisende Spitze des Garnbildungselements als von der Hülse baulich getrenntes, jedoch von dieser gehaltene Einheit auszubilden. In diesem Zusammenhang ist es ebenso vorteilhaft, wenn zwischen der Hülse und entsprechenden weiteren Bauteilen eine oder mehrere Dichtungen angeordnet sind, um zu verhindern, dass über den Abzugskanal eingebrachte Druckluft an Stellen entweicht, an denen kein Luftaustritt gewünscht ist. Beispielsweise wäre es möglich, den Abzugskanal und den oder die von diesem abzweigenden Luftauslässe in einem Einsatz vorzusehen, der innerhalb der Hülse angeordnet ist, wobei zwischen dem Einsatz und der Innenwandung der Hülse und/oder zwischen der Hülse und einem die Hülse tragenden Abschnitt des Garnbildungselements eine O-Ringdichtung angeordnet ist.
An dieser Stelle sei allgemein darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vom Abzugskanal abzweigenden Luftauslass generell um eine Öffnung in der den Abzugskanal umgebenden Wandung handelt, über die die in den Abzugskanal eingebrachte Luft teilweise innerhalb des Garnbildungselements seitlich wieder aus dem Abzugskanal austreten und schließlich über die Luftaustrittsöffnungen nach außerhalb des Garnbildungselements strömen kann. Mit anderen Worten stellt der Luftauslass also im Wesentlichen eine Fluidverbindung zwischen Abzugskanal und der oder den Luftaustrittsöffnungen dar.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Luftaustrittsöffnungen über einen innerhalb des Garnbildungselements verlaufenden Kanal in Fluidverbindung stehen, der wiederum mit dem zumindest einen Luftauslass des Abzugskanals in Fluidverbindung steht. Insbesondere ist es denkbar, dass der Kanal bzw. ein Abschnitt desselben ringförmig ausgebildet ist und den Abzugskanal umgibt, wobei die Verbindung des Kanals und dem Abzugskanal durch eine oder mehrere Luftauslässe realisiert ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kanal abschnittsweise durch eine Innenfläche der Hülse begrenzt ist. Hierdurch ist es nicht nötig, den Kanal auf technisch aufwendige Weise in das Garnbildungselement einzubringen. Vielmehr kann ein innerer Einsatz des Garnbildungselements eine oder mehrere Luftauslässe aufweisen, die mit dem Abzugskanal in Fluidverbindung stehen. Die Hülse besitzt in diesem Fall einen entsprechenden Freiraum, der bei montierter Hülse an die Luftauslässe angrenzt und schließlich den genannten Kanal teilweise begrenzt.
Die erfindungsgemäße Luftspinnmaschine zeichnet sich schließlich dadurch aus, dass sie wenigstens ein Garnbildungselement aufweist, das gemäß bisheriger bzw. nachfolgender Beschreibung ausgebildet ist, wobei die einzelnen körperlichen Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination verwirklicht werden können, soweit hierdurch keine technischen Widersprüche entstehen und solange das Garnbildungselement zumindest eine im Bereich seiner äußeren Oberfläche endende Luftaustrittsöffnung aufweist und die Luftaustrittsöffnung mit dem Luftauslass in Fluidverbindung steht und derart ausgerichtet ist, dass über den Luftauslass aus dem Abzugskanal entweichende Luft die Luftaustrittsöffnung passiert und schließlich im Wesentlichen entgegen der Transportrichtung aus dem Garnbildungselement austritt.
Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Spinndüse zumindest einen in den Abzugskanal mündenden Injektionskanal aufweist, der mit einer Druckluftquelle in Fluidverbindung steht und über den während des beschriebenen Anspinnvorgangs Luft in den Abzugskanal einbringbar ist.
Der Injektionskanal kann hierbei beispielsweise in einen den Abzugskanal im Bereich einer Garnauslassöffnung umgebenden Ringkanal münden, der wieder in den Abzugskanal mündet.
Schließlich wird ein Verfahren zum Betrieb einer Luftspinnmaschine gemäß unabhängigem Verfahrensanspruch vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass nach einer Unterbrechung der Garnherstellung ein Anspinnvorgang folgt, währenddessen Luft (entgegen der während der Garnherstellung herrschenden Transportrichtung des Garns) in den Abzugskanal eingebracht wird, um ein garnhülsenseitiges Garnende entgegen der Transportrichtung durch den Abzugskanal und letztlich durch eine Einlauföffnung der Spinndüse nach außerhalb derselben zu transportieren (beim Garnende handelt es sich um den zuletzt während der Garnherstellung produzierten Garnabschnitt des auf eine Hülse aufgespulten Garns). Die in den Abzugskanal eingebrachte Luft wird hierbei innerhalb des Garnbildungselements derart separiert, dass sie den Abzugskanal teilweise über die Einlassöffnung des Garnbildungselements und teilweise über zumindest eine Luftaustrittsöffnung des Garnbildungselements verlässt, wobei die Luftaustrittsöffnung derart ausgerichtet ist, dass die über die Luftaustrittsöffnung entweichende Luft das Garnbildungselement im Wesentlichen entgegen der Transportrichtung verlässt.
Die über die Luftaustrittsöffnung(en) verlassende Luftströmung bewirkt hierbei den Transport des Garnendes entgegen der während der Garnherstellung vorherrschenden Transportrichtung des Garns bzw. des zugeführten Faserverbands, da es von außen auf das genannte Garnende trifft, sobald dieses die Einlassöffnung des Garnbildungselements verlässt. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Luftströmung in Richtung der Einlauföffnung der Spinndüse gerichtet ist, durch die während der Garnherstellung ein Faserverband, aus dem das Garn innerhalb der Spinndüse erzeugt wird, in die Wirbelkammer eingeführt wird. Dies stellt schließlich sicher, dass das aus der Einlassöffnung entgegen der Transportrichtung austretende Garnende auch zuverlässig durch die Einlauföffnung der Spinndüse geführt wird.
Schließlich ist also vorteilhaft, wenn die das Garnbildungselement über die zumindest eine Luftaustrittsöffnung während des Anspinnvorgangs verlassende Luft die Spinndüse zumindest teilweise über deren Einlauföffnung und entgegen der Transportrichtung verlässt. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Garnende nicht nur bis in den Bereich der Wirbelkammer, sondern bis vor die Spinndüse gefördert wird. Hier erfolgt schließlich die Überlagerung mit dem Faserverband, die gemeinsame Rückführung des hierdurch entstandenen Faserlängsgebildes in die Spinndüse und die anschließende Wiederaufnahme der Garnherstellung.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:
1 eine schematische Ansicht einer Spinnstelle einer erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine während des Normalbetriebs derselben,
2 die Spinnstelle gemäß 1 nach einer Unterbrechung der Garnherstellung,
3 die Spinnstelle gemäß 1 nach der Rückführung des Garnendes entgegen der Transportrichtung,
4 die Spinnstelle gemäß 1 gegen Ende des Anspinnvorgangs,
5 eine Schnittdarstellung einer Spinndüse einer erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine, und
6 eine Schnittdarstellung (links) und eine Unteransicht (rechts) einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Garnbildungselements.
1 zeigt einen Ausschnitt einer Spinnstelle einer erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine (wobei die Luftspinnmaschine selbstverständlich eine Vielzahl von, vorzugsweise benachbart zueinander angeordneten, Spinnstellen aufweisen kann). Die Luftspinnmaschine kann bei Bedarf ein Streckwerk 22 mit mehreren Streckwerkswalzen 21 umfassen, welches mit einem Faserverband 4, beispielsweise in Form eines doublierten Streckenbands, beliefert wird. Ferner umfasst die gezeigte Spinnstelle eine in den 5 beispielhaft dargestellte Spinndüse 2 mit einer innenliegenden Wirbelkammer 13, in welcher der Faserverband 4 bzw. mindestens ein Teil der Fasern des Faserverbands 4 nach Passieren einer Einlauföffnung 14 der Spinndüse 2 mit einer Drehung versehen wird (die genaue Wirkungsweise der Spinnstelle wird im Folgenden noch näher beschrieben).
Darüber hinaus kann die Spinnstelle ein der Spinndüse 2 nachgeordnetes und zwei Abzugswalzen 23 aufweisendes Abzugswalzenpaar sowie eine dem Abzugswalzenpaar nachgeschaltete (nicht dargestellte) Spulvorrichtung zum Aufspulen des die Spinnstelle verlassenden Garns 3 auf eine Garnhülse 24 umfassen. Die erfindungsgemäße Spinnstelle muss nicht zwangsweise ein Streckwerk 22 aufweisen. Auch ist das Abzugswalzenpaar nicht zwingend notwendig oder kann durch eine alternative Abzugseinheit ersetzt werden.
Die gezeigte Spinnstelle arbeitet generell nach einem Luftspinnverfahren. Zur Bildung des Garns 3 wird der Faserverband 4 in einer Transportrichtung T über die genannte Einlauföffnung 14 in die Wirbelkammer 13 der Spinndüse 2 geführt. Dort erhält es eine Drehung, d. h. mindestens ein Teil der freien Faserenden des Faserverbands 4 wird von einer Wirbelluftströmung, die durch entsprechend in einer die Wirbelkammer 13 umgebenden Wirbelkammerwandung angeordnete Luftdüsen 15 erzeugt wird, erfasst, wobei die Luftdüsen 15 über eine (z. B. ringförmige und mit einer Luftversorgungsleitung verbundene) Luftverteilung mit Druckluft gespeist werden. Ein Teil der Fasern wird hierbei aus dem Faserverband 4 zumindest ein Stück weit herausgezogen und um die Spitze eines in die Wirbelkammer 13 ragenden Garnbildungselements 1 gewunden. Dadurch, dass der Faserverband 4 durch eine Einlassöffnung 5 des Garnbildungselements 1 über einen innerhalb des Garnbildungselements 1 angeordneten Abzugskanal 6 aus der Wirbelkammer 13 und anschließend aus der Spinndüse 2 abgezogen wird, werden schließlich auch die freien Faserenden in Richtung der Einlassöffnung 5 gezogen und schlingen sich dabei als sogenannte Umwindefasern um die zentral verlaufenden Kernfasern – resultierend in einem die gewünschte Drehung aufweisenden Garn 3. Die über die Luftdüsen 15 eingebrachte Druckluft verlässt die Spinndüse 2 schließlich über den Abzugskanal 6 sowie einen eventuell vorhandenen Luftauslass 7, der bei Bedarf mit einer Unterdruckquelle verbunden sein kann.
Im Hinblick auf die Luftdüsen 15 sei an dieser Stelle zudem rein vorsorglich erwähnt, dass diese in der Regel so ausgerichtet sein sollten, dass die austretenden Luftstrahlen gleichgerichtet sind, um gemeinsam eine gleichgerichtete Luftströmung mit einem einheitlichen Drehsinn zu erzeugen. Vorzugsweise sind die einzelnen Luftdüsen 15 hierbei rotationssymmetrisch zueinander angeordnet und münden tangential in die Wirbelkammer 13.
Während der Garnherstellung ist es nicht auszuschließen, dass es aus unterschiedlichsten Gründen zu Dick- oder Dünnstellen des Garns 3 kommt. In diesem Fall wird die Garnherstellung durch eine nicht dargestellte Steuereinheit unterbrochen, so dass ein garnhülsenseitiges Garnende 18 entsteht. Dieses Garnende 18 kann sich nach der Unterbrechung der Garnherstellung auf der Oberfläche der sich in der Spulvorrichtung befindlichen Spule (= Garnhülse 24 mit darauf aufgespultem Garn 3) oder aber im Bereich zwischen der Spule und der Spinndüse 2, vorzugsweise zwischen dem Auslass derselben und den Abzugswalzen 23, befinden (siehe 2).
Ebenso kann es während der Garnherstellung zu ungewollten Garnbrüchen kommen, die ebenfalls ein entsprechendes Garnende 18 sowie ein sich im Bereich des entsprechend gestoppten Streckwerks 22 zum Stehen kommendes Ende 25 des Faserverbands 4 zur Folge haben.
Um nun die Garnherstellung, d. h. den Normalbetrieb der jeweiligen Spinnstelle, wieder aufnehmen zu können, muss das genannte Garnende 18 mit dem Ende 25 des Faserverbands 4 verbunden werden. Hierzu ist vorgesehen, dass das Garnende 18 entgegen der Transportrichtung T durch die Spinndüse 2 geführt wird, wobei hierfür die sich in der Spulvorrichtung befindliche Garnhülse 24 rückwärts angetrieben wird, um eine entsprechende Garnmenge freizugeben. Das ursprüngliche Garnende 18 bzw. ein durch Entfernen des den Garnfehler aufweisenden Garnabschnitts neu entstandenes Garnende 18 wird in diesem Stadium mit Hilfe mechanischer oder pneumatischer Mittel in den Bereich des Auslasses der Spinndüse 2 gefördert und mit Hilfe eines im Abzugskanal 6 herrschenden Unterdrucks in diese eingesaugt.
Mit Hilfe einer noch näher zu beschreibenden Luftströmung (die Luft wird vorzugsweise durch den in 5 beispielhaft angedeuteten Injektionskanal 16 eingebracht) erfolgt schließlich die Weiterförderung des Garnendes 18 durch die Einlauföffnung 14 der Spinndüse 2, bis es sich im Bereich vor der Spinndüse 2 (in Transportrichtung T gesehen) befindet. Insbesondere ist es hierbei von Vorteil, wenn das Garnende 18 soweit bewegt wird, bis es sich zwischen den beiden auslaufseitigen Streckwerkswalzen 21 des Streckwerks 22 befindet (die genannten Streckwerkswalzen 21 werden hierzu vor dem Passieren des Garnendes 18 voneinander wegbewegt, um das genannte Passieren zu ermöglichen; nach Passieren des Garnendes 18 werden sie schließlich wieder in die in 3 gezeigte Stellung verbracht, in denen das Garnende 18 klemmend fixiert wird).
Im nächsten Schritt werden nun die auslaufseitigen, das Garnende 18 fixierenden, Streckwerkswalzen 21, die Abzugswalzen 23 und die Spulvorrichtung wieder in Betrieb genommen, so dass das Garnende 18 in Transportrichtung T bewegt wird. Gleichzeitig oder zeitlich nachversetzt werden auch die restlichen Streckwerkswalzen 21 wieder in Gang gesetzt, wobei der Beginn deren Drehung sowie die entsprechende Drehzahl derart angepasst werden, dass das Ende 25 des Faserverbands 4 mit dem Garnende 18 in überlappenden Kontakt gelangt und mit diesem gemeinsam in die Spinndüse 2 eingezogen werden kann.
Dort wird der in die Wirbelkammer 13 einlaufende Faserverbund schließlich der Luftströmung der Luftdüsen 15 ausgesetzt, so dass der Normalbetrieb der Spinnstelle mit entsprechender Garnherstellung und dem Abzug des Garns 3 über den Abzugskanal 6 wieder fortgesetzt werden kann.
Um nun das Garnende 18, wie oben beschrieben, während des Anspinnvorgangs entgegen der Transportrichtung T durch die Spinndüse 2 zu bewegen, ist eine entsprechende Luftströmung innerhalb des Abzugskanals 6 notwendig, die ebenfalls entgegen der Transportrichtung T ausgerichtet sein muss.
Zum Einbringen der Luft weist die Spinndüse 2 nun einen (oder mehrere) in den Abzugskanal 6 mündende Injektionskanäle 16 auf, die mit einer in den 1 bis 4 angedeuteten Druckluftquelle 17 in Verbindung steht bzw. stehen. Soll nun das Garnende 18 in der beschriebenen Weise durch die Spinndüse 2 rückgeführt werden, so wird der Injektionskanal 16 mit einem Überdruck beaufschlagt, so dass eine Luftströmung entsteht, die sich entgegen der Transportrichtung T in den Abzugskanal 6 erstreckt. Hierbei entsteht neben einer Luftströmung entgegen der Transportrichtung T auch ein Unterdruck im Auslassbereich der Spinndüse 2, der ein An- bzw. Einsaugen des Garnendes 18 bewirkt.
Wie 5 zu entnehmen ist, besitzt die Einlassöffnung 5 des Garnbildungselements 1 in der Regel einen geringeren Durchmesser als der Abzugskanal 6 im Bereich des Injektionskanals 16. Mit anderen Worten stellt die Einlassöffnung 5 also eine Engstelle dar, die den Volumenstrom der mit einem bestimmten Luftdruck eingebrachten Luft auf einen bestimmten Wert beschränken würde, der für die Rückführung des Garns 3 bis in den Bereich der Wirbelkammer 13 zu gering ausfallen könnte.
Um diesem Problem zu begegnen, besitzt das erfindungsgemäß ausgebildete Garnbildungselement 1 daher wenigstens einen seitlich abzweigenden Luftauslass 7, so dass entgegen der genannten Transportrichtung T in den Abzugskanal 6 eingebrachte Luft teilweise über den Luftauslass 7 und teilweise über die Einlassöffnung 5 des Garnbildungselements 1 aus dem Abzugskanal 6 entweicht.
Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass der wenigstens eine Luftauslass 7 mit vorzugsweise mehreren Luftaustrittsöffnungen 9 des Garnbildungselements 1 in Fluidverbindung steht, wobei die Luftaustrittsöffnungen 9 im Bereich einer äußeren Oberfläche 8 des Garnbildungselements 1 angeordnet sind, und wobei die Luftaustrittsöffnungen 9 derart ausgerichtet sind, dass über den Luftauslass 7 aus dem Abzugskanal 6 entweichende Luft die Luftaustrittsöffnungen 9 passiert und schließlich im Wesentlichen entgegen der Transportrichtung T aus dem Garnbildungselement 1 austritt.
Im Ergebnis erhält man eine entgegen der Transportrichtung T ausgerichtete Luftströmung, die sich aus der Luftströmung, die die Einlassöffnung 5 verlässt, und den Luftströmungen, die die Luftaustrittsöffnungen 9 verlassen, zusammensetzt. Hierdurch ist sichergestellt, dass trotz des relativ geringen Querschnitts der Einlassöffnung 5 relativ viel Luft über den Injektionskanal 16 eingebracht werden kann, so dass auch die Luftströmung im Abzugskanal 6 zwischen der bzw. den Luftauslässen 7 und dem Auslass der Spinndüse 2 (d. h. dem der Einlassöffnung 5 abgewandten Ende des Abzugskanals 6) relativ hoch ausfällt, resultierend in einer zuverlässigen Ansaugung des von der Garnhülse 24 kommenden Garnendes 18.
Wie 5 zu entnehmen ist, ist es denkbar, die Luftaustrittsöffnungen 9 derart auszurichten, dass die Luft parallel zur Mittelachse 19 des Abzugskanals 6 aus dem Garnbildungselement 1 austritt.
Bevorzugt wird jedoch eine Lösung, wie sie in 6 dargestellt ist. Hier weisen die Luftaustrittsöffnungen 9, die beispielsweise durch Bohrungen gebildet werden, eine leichte Neigung in Richtung der Einlassöffnung 5 des Garnbildungselements 1 auf, wobei hinsichtlich des Winkels α zwischen der Mittelachse 19 des Abzugskanals 6 und den jeweiligen Mittelachsen 20 der vorzugsweise als Bohrungen ausgebildeten Luftaustrittsöffnungen 9 auf die obige Beschreibung verwiesen wird.
Des Weiteren zeigt die rechte Ansicht in 6, die eine Ansicht des in der linken Ansicht in 6 gezeigten Garnbildungselements 1 von unten darstellt, dass die Luftaustrittsöffnungen 9 gleichmäßig um die Einlassöffnung 5 verteilt angeordnet sein sollten. Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Luftaustrittsöffnungen 9 hinsichtlich der Einlassöffnung 5 zurückversetzt angeordnet, d. h. der Einlassöffnung 5 in Transportrichtung T gesehen um einen gewissen Abstand A nachgeordnet, sind. Der parallel zur Mittelachse 19 des Abzugskanals 6 verlaufende Abstand A liegt dabei bevorzugt in dem oben angegebenen Bereich. Ferner sollten die Luftaustrittsöffnungen 9, die vorzugsweise als Bohrungen vorliegen, einen Durchmesser D aufweisen, dessen Betrag zwischen 0,1 mm und 3,0 mm, bevorzugt zwischen 0,2 mm und 2,0 mm, liegt.
Schließlich zeigt 6, dass die Luftaustrittsöffnungen 9 nicht zwangsläufig in das Bauteil des Garnbildungselements 1 eingebracht sein müssen, der die Einlassöffnung 5 aufweist (vergleiche 5). Vielmehr kann das Garnbildungselement 1 ein die Einlassöffnung 5 aufweisendes Bauteil besitzen, das von einer Hülse 10 umgeben und vorzugsweise von dieser gehaltenen wird. Die Luftaustrittsöffnungen 9 sind schließlich in den der Einlassöffnung 5 zugewandten Teil der Hülse 10 eingebracht und beispielsweise über einen ringförmigen Kanal 11 mit der oder den Luftauslässen 7 verbunden. In diesem Zusammenhang ist es zudem denkbar, dass die Innenfläche 12 der Hülse 10 den genannten Kanal 11 begrenzt, so dass dessen Herstellung aus technischer Sicht relativ einfach ist.
Um zu verhindern, dass die den Abzugskanal 6 verlassende Luft an einer ungewünschten Stelle aus dem Garnbildungselement austritt, ist es schließlich möglich, die Hülse 10 mit Hilfe entsprechender Dichtungen 26 (z. B. in Form entsprechender O-Ringe) gegenüber dem die Luftauslässe 7 aufweisenden Innenbereich des Garnbildungselements 1 abzudichten.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine beliebige Kombination der beschriebenen Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Teilen der Beschreibung bzw. den Ansprüchen oder in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Garnbildungselement
2: Spinndüse
3: Garn
4: Faserverband
5: Einlassöffnung des Garnbildungselement
6: Abzugskanal
7: Luftauslass
8: äußere Oberfläche des Garnbildungselements
9: Luftaustrittsöffnung des Garnbildungselements
10: Hülse
11: Kanal
12: Innenfläche der Hülse
13: Wirbelkammer
14: Einlauföffnung der Spinndüse
15: Luftdüse
16: Injektionskanal
17: Druckluftquelle
18: Garnende
19: Mittelachse des Abzugskanals
20: Mittelachse der Luftaustrittsöffnung
21: Streckwerkswalze
22: Streckwerk
23: Abzugswalze
24: Garnhülse
25: Ende des Faserverbands
26: Dichtung
A: Abstand zwischen der Luftaustrittsöffnung und der Einlassöffnung des Garnbildungselements
D: Durchmesser der Luftaustrittsöffnung
T: Transportrichtung
α: Winkel zwischen der Mittelachse der Bohrungen und der Mittelachse des Abzugskanals

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009034206 A1 [0004]

Claims

Garnbildungselement (1) für eine Spinndüse (2) einer Luftspinnmaschine, die der Herstellung eines Garns (3) aus einem Faserverband (4) mit Hilfe einer Wirbelluftströmung dient, – wobei das Garnbildungselement (1) einen sich an eine Einlassöffnung (5) anschließenden Abzugskanal (6) aufweist, über den das Garn (3) in einer Transportrichtung (T) abziehbar ist, und – wobei der Abzugskanal (6) wenigstens einen seitlich abzweigenden Luftauslass (7) besitzt, so dass entgegen die genannte Transportrichtung (T) in den Abzugskanal (6) eingebrachte Luft teilweise über den Luftauslass (7) und teilweise über die Einlassöffnung (5) des Garnbildungselements (1) aus dem Abzugskanal (6) entweicht, dadurch gekennzeichnet, – dass das Garnbildungselement (1) zumindest eine im Bereich einer äußeren Oberfläche (8) des Garnbildungselements (1) endende Luftaustrittsöffnung (9) aufweist, – wobei die Luftaustrittsöffnung (9) mit dem Luftauslass (7) in Fluidverbindung steht und derart ausgerichtet ist, dass über den Luftauslass (7) aus dem Abzugskanal (6) entweichende Luft die Luftaustrittsöffnung (9) passiert und schließlich im Wesentlichen entgegen der Transportrichtung (T) aus dem Garnbildungselement (1) austritt.
Garnbildungselement (1) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (1) mehrere Luftaustrittsöffnungen (9) aufweist, die in einer Draufsicht auf die Einlassöffnung (5) des Garnbildungselements (1), vorzugsweise konzentrisch, um die Einlassöffnung (5) herum angeordnet sind.
Garnbildungselement (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Luftaustrittsöffnungen (9) einen Betrag aufweist, der zwischen 2 und 14, bevorzugt zwischen 4 und 12, liegt.
Garnbildungselement (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsöffnungen (9) im Bereich der äußeren Oberfläche (8) des Garnbildungselements (1) einen Durchmesser (D) besitzen, dessen Betrag zwischen 0,1 mm und 3,0 mm, bevorzugt zwischen 0,2 mm und 2,0 mm, liegt.
Garnbildungselement (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen (20) der Luftaustrittsöffnungen (9) mit der Mittelachse (19) des Abzugskanals (6) jeweils einen Winkel (α) einschließen, dessen Betrag zwischen 0° und 20°, bevorzugt zwischen 0,5° und 10°, liegt.
Garnbildungselement (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsöffnungen (9) durch Bohrungen gebildet sind, wobei die Mittelachsen (20) der Bohrungen auf einem imaginären Kegel liegen, dessen Drehachse konzentrisch zur Mittelachse (19) des Abzugskanals (6) verläuft und dessen Spitze in eine der Transportrichtung (T) entgegengesetzte Richtung weist.
Garnbildungselement (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Luftaustrittsöffnung (9) in einer Seitenansicht des Garnbildungselements (1) einen parallel zum Abzugskanal (6) verlaufenden Abstand (A) zur Einlassöffnung (5) aufweist, dessen Betrag zwischen 0,5 cm und 4,0 cm, bevorzugt zwischen 1,0 cm und 4,0 cm, beträgt.
Garnbildungselement (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (1) eine das Garnbildungselement (1) zumindest teilweise nach außen hin begrenzende Hülse (10) umfasst, wobei die Luftaustrittsöffnungen (9) im Bereich der Hülse (10) angeordnet sind.
Garnbildungselement (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsöffnungen (9) über einen innerhalb des Garnbildungselements (1) verlaufenden Kanal (11) in Fluidverbindung stehen, der wiederum mit dem zumindest einen Luftauslass (7) des Abzugskanals (6) in Fluidverbindung steht.
Garnbildungselement (1) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (11) abschnittsweise durch eine Innenfläche (12) der Hülse (10) begrenzt ist.
Luftspinnmaschine mit wenigstens einer Spinndüse (2), die der Herstellung eines Garns (3) aus einem Faserverband (4) mit Hilfe einer Wirbelluftströmung dient, – wobei die Spinndüse (2) eine innenliegende Wirbelkammer (13) sowie eine Einlauföffnung (14) für einen in einer Transportrichtung (T) zugeführten Faserverband (4) und ein sich zumindest teilweise in die Wirbelkammer (13) erstreckendes Garnbildungselement (1) aufweist, und – wobei die Spinndüse (2) mehrere Luftdüsen (15) aufweist, über die Luft in die Wirbelkammer (13) einbringbar ist, um dem Faserverband (4) im Bereich einer Einlassöffnung (5) des Garnbildungselements (1) eine Drehung zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.
Luftspinnmaschine gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüse (2) zumindest einen in den Abzugskanal (6) mündenden Injektionskanal (16) aufweist, der mit einer Druckluftquelle (17) in Fluidverbindung steht und über den Luft in den Abzugskanal (6) einbringbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Luftspinnmaschine, – wobei die Luftspinnmaschine wenigstens eine Spinndüse (2) zur Herstellung eines Garns (3) aus einem Faserverband (4) umfasst, – wobei der Faserverband (4) der Spinndüse (2) während eines Normalbetriebs über eine Einlauföffnung (14) und in einer vorgegebenen Transportrichtung (T) zugeführt wird, – wobei der Faserverband (4) innerhalb einer Wirbelkammer (13) der Spinndüse (2) im Bereich einer Einlassöffnung (5) eines in die Wirbelkammer (13) ragendes Garnbildungselements (1) mit Hilfe einer Wirbelluftströmung eine Drehung erhält, so dass aus dem Faserverband (4) ein Garn (3) gebildet wird, das schließlich über einen Abzugskanal (6) des Garnbildungselements (1) aus der Spinndüse (2) abgezogen und auf eine Garnhülse (24) aufgespult wird, und – wobei nach einer Unterbrechung der Garnherstellung ein Anspinnvorgang durchgeführt wird, während dessen ein garnhülsenseitiges Garnende (18) mit Hilfe von in den Abzugskanal (6) eingebrachter Luft entgegen der Transportrichtung (T) durch den Abzugskanal (6) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass die während des Anspinnvorgangs in den Abzugskanal (6) des Garnbildungselements (1) eingebrachte Luft innerhalb des Garnbildungselements (1) derart separiert wird, dass die Luft den Abzugskanal (6) teilweise über die Einlassöffnung (5) und teilweise über zumindest eine Luftaustrittsöffnung (9) des Garnbildungselements (1) verlässt, – wobei die Luftaustrittsöffnung (9) derart ausgerichtet ist, dass die über die Luftaustrittsöffnung (9) entweichende Luft das Garnbildungselement (1) im Wesentlichen entgegen der Transportrichtung (T) verlässt.
Verfahren gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die das Garnbildungselement (1) über die zumindest eine Luftaustrittsöffnung (9) während des Anspinnvorgangs verlassende Luft die Spinndüse (2) zumindest teilweise über deren Einlauföffnung (14) und entgegen der Transportrichtung (T) verlässt.