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Die
Erfindung betrifft eine Spinnvorrichtung mit einer zwischen einem
Ausgangswalzenpaar eines Streckwerks und einem Drallorgan angeordneten
Faserverband-Verdichtungseinrichtung in Form eines Lieferwalzenpaares,
dessen Achsen unter einem spitzen Winkel zueinander geneigt sind
und von dem eine Walze mit einem elastischen Bezug versehen ist.
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Wenn
einem verstreckten Faserverband in unmittelbarem Anschluss an die
Verzugszone eines Streckwerks ein Spinndrall erteilt wird, dann
entsteht ein so genanntes Spinndreieck. Dies rührt daher, dass der verstreckte
Faserverband mit einer bestimmten Breite das Ausgangswalzenpaar
des Streckwerks verlässt
und zu einem Faden relativ kleinen Durchmessers zusammengedreht
wird. Das Spinndreieck enthält
Randfasern, die nicht ordnungsgemäß in den verdrehten Faden eingebunden
werden und somit wenig oder nichts zur Festigkeit des ersponnenen
Fadens beitragen. Man ist daher in jüngerer Zeit dazu übergegangen,
der Verzugszone des Streckwerks eine so genannte Verdichtungszone nachzuordnen,
die ihrerseits von einer Klemmlinie auslaufseitig begrenzt wird.
Erst danach wird dem Faden die Spinndrehung erteilt. In der Verdichtungszone
werden die Fasern gebündelt
oder verdichtet, wodurch der Faserverband beim Verlassen der letzten
Klemmlinie so schmal wird, dass auch das Spinndreieck nahezu verschwindet.
Der ersponnene Faden wird dann gleichmäßiger, fester und weniger haarig.
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Zwischenzeitlich
sind viele Vorrichtungen unterschiedlichster Art zum Verdichten
von verstreckten, noch spinndrehungsfreien Faserverbänden bekannt
geworden, vorwiegend solche, bei denen das Verdichten entweder ausschließlich pneumatisch oder
unter Mitwirkung eines Saugluftstromes geschieht. Das Verdichten
eines Faserverbandes unter Mitwirkung von Saugluft erfordert jedoch
an jeder einzelnen Spinnstelle einen nicht unbeträchtlichen
Energiebedarf.
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Auf
der ITMA in Birmingham im Oktober 2003 wurde nun eine Spinnvorrichtung
der Firma Gaudino vorgestellt, die in einem Prospekt mit der Bezeichnung
FP 03 beschrieben ist. Bei dieser Spinnvorrichtung, von welcher
die vorliegende Erfindung im Oberbegriff ausgeht, ist zwischen einem Ausgangswalzenpaar
eines Streckwerks und einem als Ringspindel ausgebildeten Drallorgan
eine Faserverband-Verdichtungseinrichtung in Form eines Lieferwalzenpaares
vorgesehen. Das Lieferwalzenpaar enthält einen sich in Maschinenlängsrichtung
erstreckenden angetriebenen Unterzylinder sowie eine jeder Spinnstelle
zugeordnete Druckwalze, deren Achse unter einem spitzen Winkel zur
Achse des Unterzylinders geneigt ist und die mit einem elastischen Bezug
versehen ist. Mit dieser Spinnvorrichtung wird ein rein mechanisches
Verdichten des verstreckten, noch spinndrehungsfreien Faserverbandes
angestrebt, und zwar dadurch, dass zwischen dem Ausgangswalzenpaar
des Streckwerks und dem Lieferwalzenpaar durch Schrägstellung
von dessen Druckwalze ein Falschdrall erzeugt wird. Dieser Falschdrall bewirkt
einen Verdichtungseffekt, der bis zur Klemmlinie des Lieferwalzenpaares
erhalten bleibt und sich dort wieder auflöst. Danach wird dem auf diese
Weise verdichteten Faserverband der Spinndrall erteilt.
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Das
Lieferwalzenpaar besteht aus zwei zylindrischen Walzen, bei denen
sich wegen der Neigung der Achsen zueinander an sich keine Klemmlinie,
sondern eine Punktberührung
ergeben würde. Dank
der Elastizität
des Bezuges der Druckwalze wird jedoch über die Arbeitsbreite des Lieferwalzenpaares
eine Linienberührung
erzwungen, wobei sich der Bezug deformiert. Bei einer Neigung der
Achsen unter einem Winkel von 10° entsteht
dabei bereits eine Deformation des Bezuges von etwa 0,4 mm. Dies
führt zu
einem relativ schnellen Verschleiß des Bezugs. Diesen Umstand
versucht die bekannte Spinnvorrichtung dadurch zu mildern, dass
der angetriebene Unterzylinder des Lieferwalzenpaares in dem Bereich,
in welchem er mit der Druckwalze zusammenwirkt, einen für Spinnvorrichtungen
extrem großen
Durchmesser von etwa 50 mm aufweist. Lieferwalzen mit derart großen Durchmessern
haben sich jedoch in der Baumwollspinnerei als nachteilig erwiesen.
Ferner ist es unvorteilhaft, dass nicht die Achsen einzelner Druckwalzen,
sondern die Achsen jeweils eines zwei Druckwalzen verbindenden Druckwalzenzwillings
schräg
gestellt sind. Dadurch weisen die Klemmstellen benachbarter Druckwalzen
jeweils unterschiedliche Abstände
zu den Ausgangswalzen der Streckwerke auf.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, sich die Vorteile der
bekannten Spinnvorrichtung hinsichtlich eines rein mechanischen
Verdichtens zu Nutze zu machen, dabei jedoch die durch das Neigen der
Achsen entstehenden gravierenden Nachteile weitgehend zu vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Spinnvorrichtung der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, dass
eine Walze des Lieferwalzenpaares konkav ausgebildet ist.
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Im
Prinzip ist es gleich, ob der angetriebene Unterzylinder oder die
mit dem elastischen Bezug versehene Druckwalze konkav ausgebildet
ist. Zweckmäßig ist
es jedoch, die nicht mit dem Bezug versehene Walze, also die angetriebene
Unterwalze, konkav zu gestalten. Die zugeordnete, mit dem elastischen
Bezug versehene Druckwalze kann dann rein zylindrisch ausgebildet
sein. Gemäß den Merkmalen dieser
Erfindung ist somit, wie beim eingangs genannten Stand der Technik,
ebenfalls die Elastizität des
Bezuges gefragt, allerdings mit wesentlich kleinerer Deformation
und damit wesentlich erhöhter
Lebensdauer. Dank der Konkavität
einer Walze des Lieferwalzenpaares kann die Deformation des Bezuges auf
weniger als ein Tausendstel der Deformation der bekannten Spinnvorrichtung
reduziert werden. Die Konkavität
wird dabei so gewählt,
dass statt eines theoretischen Klemmpunktes weitestgehend eine Klemmlinie
entsteht, wobei eine möglichst
gerade Klemmlinie angestrebt wird.
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Vorteilhaft
beträgt
der spitze Winkel zwischen den zueinander geneigten Achsen etwa
10°. Der
durch die Deformation hervorgerufene und durch die Elastizität des Bezuges überspielte
Fehler beträgt dann
etwa nur 0,0002 mm. Dies kann durch die Elastizität des Bezuges
der Druckwalze ohne größere Nachteile
ausgeglichen werden. Daraus ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass
der Durchmesser der konkav ausgebildeten Unterwalze nur etwa 25
mm aufzuweisen braucht. Dies ist lediglich die Hälfte des Durchmessers des Unterzylinders
der bekannten Vorrichtung.
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Die
konkav ausgebildete Walze, vorzugsweise der angetriebene Unterzylinder,
kann im konkaven Bereich im Durchmesser um weniger als einen Millimeter
verringert sein. Dies lässt
sich ohne großen Aufwand
durch spanende Bearbeitung erreichen.
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Um
etwaige Toleranzfehler wirksam zu überbrücken, kann in weiterer Ausgestaltung
vorgesehen sein, dass der elastische Bezug eine Shore-Härte A nach
DIN 53505 von weniger von 44 bis 50 aufweist. Der Verschleiß kann weiterhin
dadurch reduziert werden, dass die Walzen des Lieferwalzenpaares
mit einer Kraft von nicht mehr als 30 N aneinander gedrückt werden.
Es genügt,
wenn das Lieferwalzenpaar als Drallstopp wirkt, denn irgendeine
Verzugsleistung ist ja hier nicht mehr gefordert.
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Vorteilhaft
kann sich die konkav ausgebildete Walze über mehrere Spinnstellen erstrecken,
wobei zweckmäßig die
zugeordneten, mit elastischen Bezügen versehenen Walzen abwechselnd
links- und rechtsgängig geneigt
sind. Dadurch wird der Axialschub auf die konkav ausgebildete Walze
deutlich verringert.
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Durch
die Neigung der Achsen des Lieferwalzenpaares zueinander könnte sich
der Fadenlauf zu weit vom theoretisch erwünschten Fadenlauf entfernen.
Zur Abhilfe dieses Nachteils ist daher in Ausgestaltung der Erfindung
weiter vorgesehen, dass dem Ausgangswalzenpaar und/oder dem Lieferwalzenpaar
ein Verdichter vorgeordnet ist. Ein solcher an sich bekannter Verdichter
dient hier allerdings nicht primär
einem Verdichten des Faserverbandes, sondern dem Verhindern einer
zu großen
Abweichung des Fadenlaufs vom erwünschten Fadenlauf infolge der
Neigung der Achsen des Lieferwalzenpaares.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
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Es
zeigen:
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1 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht auf eine Spinnvorrichtung mit
einem erfindungsgemäßen Lieferwalzenpaar,
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2 eine
Ansicht in Richtung des Pfeiles II der 1 auf das
Ausgangswalzenpaar des Streckwerks (ohne die Druckwalzen) sowie
auf das erfindungsgemäße Lieferwalzenpaar.
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Bei
dem in den 1 und 2 dargestellten
Ausschnitt aus einer Spinnvorrichtung ist ein Streckwerk 1 und
ein Drallorgan 2 vorgesehen. Zwischen beiden befindet sich
eine Faserverband-Verdichtungseinrichtung 3,
deren Wirkungsweise später noch
erläutert
wird.
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Das
Streckwerk 1 enthält
im vorliegenden Fall drei Walzenpaare, nämlich ein Eingangswalzenpaar 4,
ein Riemchenwalzenpaar 5 zum Führen eines Unterriemchens 6 und
eines Oberriemchens 7 sowie ein Ausgangswalzenpaar 8.
Derartige Drei-Zylinder-Streckwerke sind in der Praxis üblich. Das
Ausgangswalzenpaar 8 besteht aus einer angetriebenen Unterwalze 9,
die sich üblicherweise über eine
Vielzahl von Spinnstellen a, b erstreckt, sowie einer elastisch
dagegen angedrückten
Oberwalze 10, die sich üblicherweise
nur über
eine Spinnstelle a oder b erstreckt und von denen jeweils zwei benachbarte Oberwalzen 10 in
der Regel zu einem so genannten Druckwalzenzwilling zusammengefasst
sind. Das Ausgangswalzenpaar 8 definiert eine Ausgangsklemmlinie 11,
die das Ende der Verzugszone des Streckwerks 1 bildet.
Im Streckwerk 1 wird in bekannter Weise ein Faserband oder
auch ein Vorgarn 12 in Verzugsrichtung A bis zur gewünschten
Feinheit verzogen. Nach der Ausgangsklemmlinie 11 liegt
dann ein verstreckter, jedoch noch spinndrehungsfreier Faserverband 13 vor,
der aus den oben genannten Gründen
verdichtet werden soll, bevor ihm die Spinndrehung erteilt wird.
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Der
Faserverband-Verdichtungseinrichtung 3 folgt in einem gewissen
Abstand ein im allgemeinen als Sauschwänzchen bezeichneter Ballonfadenführer 14,
der zum Streckwerk 1 hin einen umlaufenden Fadenballon 15 begrenzt.
Der Fadenballon 15 entsteht durch eine umlaufende, den
Drall erteilende Spindel, von der in 1 lediglich
ein Spinnkops 16 teilweise dargestellt ist. Den Spinnkops 16 umgibt eine
sich aufwärts
und abwärts
bewegende Ringbank 17 mit einem Spinnring 18 und
einem Ringläufer 19.
Mit dieser insgesamt als Drallorgan 2 bezeichneten Einrichtung
wird dem in Lieferrichtung B transportierten Faden 20 der
Spinndrall erteilt.
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Die
bereits erwähnte
Faserverband-Verdichtungseinrichtung 3 enthält ein Lieferwalzenpaar 21, dessen
Ausgestaltung von derjenigen des eingangs zitierten Standes der
Technik deutlich abweicht.
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Das
erfindungsgemäße Lieferwalzenpaar 21 enthält einen
durchgehenden angetriebenen Unterzylinder 22, der sich über mehrere
Spinnstellen a, b erstreckt und an jeder Spinnstelle a, b in besonderer Weise
ausgebildet ist, sowie pro Spinnstelle a, b eine mit einem elastischen
Bezug 24 versehene Druckwalze 23. Die Achse 25 des
Unterzylinders 22 verläuft
parallel zur Achse 26 der Unterwalze 9 des Ausgangswalzenpaares 8 des
Streckwerks 1. Die Achsen 27 und 28 der
Druckwalzen 23 des Lieferwalzenpaares 21 hingegen
sind unter einem spitzen Winkel α zur
Achse 25 des Unterzylinders 22 geneigt.
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Es
sei hier angemerkt, dass in der Darstellung nach 2 die
durch den Unterzylinder 22 und die Druckwalze 23 gebildete
Klemmlinie mit der Darstellung der Achsen 27, 28 zusammenfällt. Mit
X und Y sind hier deshalb die Endpunkte der jeweiligen Klemmlinie
des Lieferwalzenpaares 21 bezeichnet. Das Zusammenfallen,
der Klemmlinie X-Y mit den Achsen 27, 28 ist jedoch
nicht zwingend.
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Erfindungsgemäß ist nun
der angetriebene Unterzylinder 22 des Lieferwalzenpaares 21 im
Bereich der Spinnstellen a, b... konkav ausgebildet. Diesem pro
Spinnstelle a, b konkaven Bereich 29 ist jeweils eine zylindrische
Druckwalze 23 mit einem elastischen Bezug 24 zugeordnet.
Die Konkavität
ist so gewählt,
dass eine möglichst
gerade Klemmlinie entsteht, welche in der Draufsicht nach 2,
wie erwähnt,
mit den Achsen 27 und 28 deckungsgleich ist. Geringfügige Fehler
von der theoretischen Klemmlinie lassen sich durch die Elastizität des Bezuges 24 leicht
ausgleichen. Dank der erfindungsgemäßen Konkavität des Bereiches 29 ist
die Deformation des elastischen Bezuges 24 nur ein verschwindend
geringer Bruchteil derjenigen des eingangs zitierten Standes der
Technik. Die Konkavität
kann vorteilhaft eine elliptische Kontur aufweisen.
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In
der Praxis wählt
man einen spitzen Winkel α in
der Größenordnung
von etwa 10°.
Der Durchmesser d des angetriebenen Unterzylinders 22 kann bei
25 mm liegen, wobei dem konkaven Bereich 29 ein Durchmesser
der Druckwalze 23 von etwa 28 mm zugeordnet sein kann.
Die Konkavität
selbst ist so gering, dass der Durchmesser d des Unterzylinders
22 im konkaven Bereich 29 um weniger als einen Millimeter
verringert ist.
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Bei
größeren Neigungswinkeln α kann es zweckmäßig sein,
einen besonders elastischen Bezug 24 zu verwenden. Darunter
wird ein Bezug 24 mit einer Shore-Härte A nach DIN 53505 von 44
bis etwa 50 verstanden. Dadurch lassen sich auch größere Toleranzfehler überbrücken.
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Wie
aus 2 ersichtlich, würden die gepunktet dargestellten
Fadenwege 32 und 33 zu sehr vom gewünschten
Verlauf des Fadens 20 abweichen. Aus diesem Grunde ist
es vorteilhaft, wenn wenigstens dem Lieferwalzenpaar 21 ein
Verdichter 31 vorgeordnet wird, der nicht primär dem Verdichten, sondern
dem Verhindern einer zu großen
Abweichung des Fadenlaufs infolge der Achsenneigung dient. Einen ähnlichen
Zweck kann ein dem Ausgangswalzenpaar 8 vorgeordneter Verdichter 30 haben.