DE1510533B2 - Vorrichtung zum Verspinnen von Stapelfasern - Google Patents

Description

tung zum Verspinnen von Stapelfasern gelöst, daß die andere Elektrode des Feldes von den elektrisch leitenden, ein Drehröhrchen bildenden Teilen der Drehvorrichtung gebildet wird, und daß die beiden Elektroden an eine Hochspannungsqueile angeschlossen sind.

Auf diese Weise gelingt es einerseits die von der Zuführvorrichtung mit einer elektrostatischen Aufladung versehenen Fasern durch die auf sie von dem in Richtung ihrer Bewegungsbahn verlaufenden elektrostatischen Feld ausgeübten Kräfte voneinander zu trennen, so daß die" Vorbedingungen für die Durchführung eines »open-end«-Spinnverfahrens erfüllt werden und dieses mit der Vorrichtung ausübbar ist, und andererseits dafür zu sorgen, daß praktisch alle Fasern dem Drehröhrchen zugeführt und von diesem erfaßt werden, ohne daß· sich in störender Weise Faseransammlungen an isolierte Ladungen tragenden Teilen außerhalb des Drehröhrchens bilden können, die bei der Vorrichtung nach dem bereits erwähnten Vorschlag unvermeidlich sind.

Im einzelnen kann die Zuführvorrichtung von einem Streckwerk gebildet werden, dessen Ausgangswalzenpaar eine Eletrode bildet.

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung wird ein an sich bekanntes elektrostatisches Orientierungsfeld für die Vororientierung der Fasern verwendet, wobei sich das elektrostatische Feld zwischen der Stelle, an der die Fasern das Orientierungsfeld verlassen, und der Drehvorrichtung erstreckt.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Vorrichtung besteht die Hochspannungsquelle aus einem Van-de-Graaff-Generator, der eine im wesentlichen kugelförmige, isolierte Elektrode und ein Ladungstransportband aus isolierendem Werkstoff enthält, das von einer im Innern der Elektrode angeordneten und mit ihr elektrisch verbundenen ersten Rolle getragen und durch eine mit der Zuführvorrichtung elektrisch verbundene zweite Rolle in Bewegung gesetzt wird, wobei die Drehvorrichtung an einem der Enden der ersten Rolle in der Weise befestigt ist, daß der Einlauftrichter der Drehvorrichtung mit der Außenfläche der Elektrode abschneidet, während die erste Rolle eine axiale Bohrung für den Durchlaß des Garns und die Elektrode eine der axialen Bohrung gegenüberliegende und für den Durchlaß des Garns bestimmte Öffnung aufweist.

Die Vorrichtung zum Verspinnen von Stapelfasern nach der Erfindung wird nachstehend an Hand der schematisch Ausführungsbeispiele veranschaulichenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 eine erste Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine zweite Variante,

F i g. 3 eine besondere Anordnung eines Teiles der Vorrichtung und

F i g. 4 und 5 erläuternde schematische Darstellungen.

In F i g. 1 ist ein die Zuführvorrichtung der Fasern bildendes, aus den Riffelzylindern 1 α und 1 b bestehendes Streckzylinderpaar 1 und die Drehvorrichtung 2 für die Fasern dargestellt. Diese Drehvorrichtung besteht aus einer Vorrichtung 4, die mit Hilfe einer über einen Treibriemen 7 von einem Motor 6 angetriebenen Riemenscheibe 5 ihren Drehantrieb erhält. Diese Vorrichtung 4 besteht aus einem Trichter 8 aus isolierendem Werkstoff, dessen Aufgabe im Nachstehenden noch näher erläutert ist. Das Vorgarn 9 wird durch ein Riemensystem 10 mit den Riemchen 10 α und 10 b vorbewegt, die von dem Antriebszylinder 11 mit einer geringeren Geschwindigkeit als die tangentiale Geschwindigkeit des Riffelzylinders la und des Preßzylinders Xb angetrieben wird. Das Vorgarn 9 erfährt also in der zwischen dem Riemensystem 10 und dem Streckzylinderpaar 1 liegenden Zone sein letztes Verziehen oder Strecken, wobei die Fasern beim Austritt aus dem Streckzylinderpaar 1 praktisch zueinander parallel angeordnet sind. Das Garn 3 wird mit Hilfe von Führungswalzen 12 a und 12 b zu einer Aufwickelspule 13 geführt. Die Riffelzylinder des Streckzylinderpaares 1 sowie die Drehvorrichtung 4 sind aus elektrisch leitendem Werkstoff hergestellt oder an ihrer Oberfläche mit Hilfe eines geeigneten Belags elektrisch leitend gemacht.

Eine Hochspannungsquelle 20 ist einerseits an den Riffelzylinder la und an den Preßzylinder Ib des Streckzylinderpaares 1 und andererseits an die Drehvorrichtung 4 angeschlossen, und zwar mit Hilfe von an Kollektoren 23 a, 23 b bzw. 24 anliegenden Schleifbürsten 21 α, 216 bzw. 22, so daß zwischen den Kollektoren ein durch eine Anhäufung von Kraftlinien 25 dargestelltes elektrisches Feld entsteht. Im dargestellten Beispiel ist der Pluspol der Spannungsquelle 20 an das Streckzylinderpaar 1 angeschlossen, während ihr Minuspol an die Drehvorrichtung 4 angeschlossen ist. Der Pluspol der Spannungsquelle 20 ist außerdem zweckmäßigerweise geerdet.

Die Zuführvorrichtung 1 ist so eingerichtet, daß

die Fasern sie voneinander getrennt, d. h. ohne sich gegenseitig zu berühren, verlassen, damit zwischen dem Vorgarn 9 und dem Garn 3 keine mechanische Verbindung besteht. Da die Zuführvorrichtung geerdet ist, laden sich die Fasern mit ihrem Eintreten in das elektrische Feld 25 mittels Influenz auf. Beim Verlassen der Zuführvorrichtung 1 sind die Fasern also Träger einer positiven elektrischen Ladung. Jede dieser Fasern unterliegt mehreren Kräften, die sich in ihrem Schwerpunkt auf eine die Faser bis an den Einlauf der Drehvorrichtung 4 vortreibenden Resultierenden und ein sie zu dem elektrischen Feld parallel orientierendes Moment verringert, das, nachdem die Faser orientiert ist, auf die Faser eine Zugkraft ausübt. Folglich begeben sich die Fasern einzeln zum Einlauf der Drehvorrichtung 4, wo sie zugleich zur Achse der Drehvorrichtung, also zur Zusammendrehachse, parallel orientiert und gestreckt ankommen.

Sie befinden sich also jeweils in dem zum Bilden eines Garns 3 mit regelmäßiger Drehung erforderlichen Zustand. Der Einlauftrichter 8 verhindert, daß die elektrisch geladenen Fasern an der Außenwand der Drehvorrichtung 4 niederschlagen, von der sie, nachdem sie sich dort entladen haben, zurückgestoßen wurden, und zwingt sie. in die Zusammendrehvorrichtung einzulaufen.

Da das elektrische Feld die Fasern gesondert einzeln, also ohne sich gegenseitig zu berühren, vortreibt, ist die durch die Drehvorrichtung 4 ausgeübte Torsion ohne Auswirkung auf das Vorgarn 9. Es ist also nicht erforderlich, die Drehbewegung der Drehvorrichtung zu der Drehbewegung der Aufwickelspule in Beziehung zu setzen, um zu verhindern, daß das Vorgarn beim Zusammendrehen des Garns aufgedreht wird. Die Erfindung ermöglicht also, die Bewegungen dieser beiden Vorrichtungen voneinander unabhängig zu machen, ohne auf die durch das vor-

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stehend erörterte aerodynamische Verfahren beding- eine positive Ladung auf, so daß sie nunmehr von

ten Schwierigkeiten zu stoßen. Seiten des Feldes 25 einer Anziehungskraft unter-

Die in F i g. 2 gezeigte Variante der erf indungsge- worfen sind, die sie einzeln in Richtung auf die Drehmäßen Vorrichtung ist bei dem aus der Karde austre- vorrichtung 4 führt, an deren Einlauf sie gestreckt tenden Flor anzuwenden. Da diese Fasern nicht 5 und orientiert ankommen. In diesem Falle bildet also zueinander parallel geordnet sind, müssen sie zu- das Hilf sförderband 35, und zwar genauer gesagt sein nächst mit Hilfe einer anderen Vorrichtung paralleli- Arbeitstrum 36, die Zuführvorrichtung. Die in F i g. 2 siert werden. Die Erfindung sieht die Zuhilfenahme gezeigte Ausführung hat den Vorteil, daß die das eines als Orientierungsfeld bezeichneten elektrischen allmähliche Orientieren oder Richten der Fasern be-Hilfsfeldes vor. Das eigentliche Spinnen geschieht io wirkenden Streckzylinderpaare in Fortfall kommen dann erst in einem zweiten elektrostatischen Feld. können. Daraus ergibt sich eine Einsparung von

Die den Flor 30 bildenden, nicht orientierten Fa- mehreren mechanischen Teilen, deren Instandhaltung sern werden mit Hilfe eines Förderbandes 31 aus lei- aufwendig ist. Dieser Vorteil zusätzlich zu der durch tendem Werkstoff befördert, das sie in das zwischen das Trennen der Drehbewegung von der Aufwickeleiner Elektrode 33 α und dem Förderband 31 ge- 15 bewegung möglich werdenden Produktionssteigerung schaffene Orientierungsfeld 32 führt. Ein Hilfs- macht dieses Verfahren besonders interessant,
förderband 35 aus isolierendem Werkstoff ist so an- Bei beiden vorstehend beschriebenen Vorrichtungeordnet, daß sein Arbeitstrum 36 das Orientierungs- gen wird mindestens eine Hochspannungsquelle, die feld 32 durchläuft. das Feld 25 erzeugen soll, benötigt. Die Erfindung

Dieses Feld wird durch eine elektrische Hochspan- 20 sieht gemäß Fig. 3 eine besondere Anordnung vor, nungsquelle erzeugt, von der ein Pol an die Elektrode die in der Kombination dieser Hochspannungsquelle 33 α und der andere Pol an eine auf einem mit dem mit der Drehvorrichtung 2 besteht, und zwar unter Förderband 31 in elektrischem Kontakt stehenden Verwendung eines Van-de-Graaffschen Generators Kollektor 39 schleifende Bürste 34 angeschlossen ist. als Stromquelle. Die elektrostatische Maschine ist ein Der Abstand zwischen der Elektrode 33 α und dem 25 Van-de-Graaffscher Generator bekannter Bauart, der Trum 36 des Hilfsförderbandes 35 ist so gewählt, daß eine kugelförmige Elektrode enthält, die von einem jeder elektrische Durchschlag über dieses Trum 36 auf einer Grundplatte 42 befestigten isolierenden vermieden wird. Das Trum 36 des Hilfsförderbandes Ständer 41 getragen wird. Ein isolierendes Transport-35 bewegt sich auch durch das zwischen einer Elek- band 43 wird über eine mit der Grundplatte 42 elektrode 33 b und der Drehvorrichtung 2 erzeugte Feld 30 trisch verbundene untere Rolle 44 und eine mit der 25. Die Elektrode 33 b befindet sich in sehr geringem Kugel 40 elektrisch verbundene obere Rolle 45 ge-Abstand von dem Trum 36 des Förderbandes 35, so führt. Kämme 46 bzw. 47 sind dazu bestimmt, die daß ein elektrischer Durchschlag über das Trum 36 von dem absteigenden bzw. hochsteigenden Trum des möglich ist. Es ist zweckmäßig, diese beiden Felder, Transportbandes 43 getragenen elektrischen Ladund. h. das Orientierungsfeld 32 und das elektrostati- 35 g^{en von} entgegengesetztem Vorzeichen zur Grundsche Feld 25, mit HiMe einer einzigen Stromquelle 20 platte 42 bzw. zur Kugel 40 hin abzuführen. Das zu erzeugen. In diesem Falle ist der Minuspol dieser Transportband wird mit Hilfe der Rolle 44, die ihrer-Stromquelle an die dem Förderband 31 zugeordnete seits von einem Motor 48 angetrieben wird, in Bewe-Schleif bürste 34 und an die der Drehvorrichtung 2 gung gesetzt. Die obere Rolle 45 ist zu einer Drehvorzugeordnete Schleifbürste 22 angeschlossen, während 40 richtung 4 ausgebildet, welche mit einem isolierenden ihr Pluspol an die Elektroden 33 α und 33 b ange- Trichter 8 versehen ist. Die Rolle 45 ist mit einer schlossen ist. Die beiden Elektroden sind dann zwei Bohrung 49 versehen, die dazu dient, das durch die Teile einer einzigen Elektrode 33. Außerdem ist der Zusammendrehvorrichtung 4 erzeugte Garn 3 durchMinuspol der Stromquelle 20 geerdet. treten zu lassen, wobei eine isolierende Hülse 50 das

Unter Einwirkung des Orientierungsfeldes richten 45 Garn bei seinem Austritt aus der Kugelelektrode 40 sich die Fasern parallel zu den Feldlinien, laden sich führt. Beim Betrieb des Van-de-Graaffschen Generanegativ auf und haften, indem sie durch die positive tors wird die Kugel 40 und mit ihr die elektrisch mit Elektrode 33 a angezogen werden, mit einem ihrer ihr verbundene Drehvorrichtung 4 auf eine hohe Enden an dem Arbeitstrum 36 des Hilfsförderbandes Spannung aufgeladen, wobei die Drehvorrichtung 4 35. Das Hilfsförderband 35 befördert die zueinander 50 einen Drehantrieb erhält, da sie mit der oberen Rolle parallel orientierten Fasern, wie es für die Fasern 37 45 fest verbunden ist. Diese Anordnung vereint also dargestellt ist, und bringt sie in das elektrostatische die Hochspannungsquelle 20 und die Drehvorrich-FeId 25. Beim Hineinwandern in dieses Feld befinden tung2 nach Fig. 1 in einem einzigen Teil. Da die sich die Fasern sehr nahe der Elektrode 336. Das Kugelelektrode 40 in der Weise angebracht ist, daß Feld zwischen dem Ende der Fasern und der Elek- 55 die Drehvorrichtung 2 die in F i g. 1 dargestellte Lage trode 33 b übersteigt die Durchschlagsfestigkeit des einnimmt, genügt es zum Erzeugen des elektrostatiisolierenden Förderbandes 35, so daß eine gewisse sehen Feldes 25 die Grundplatte 42 der elektrostatigeringe Entladung stattfindet. Die Fasern verlieren sehen Maschine an die Schleifbürsten 21 α und 21 b ihre negative Ladung und nehmen in dem Feld 25 elektrisch anzuschließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verspinnen von Stapelfasern, bei welcher die Fasern vereinzelt von einer Zuführvorrichtung bis zu einer mit einem aus Isoliermaterial bestehenden Einlauftrichter versehenen Drehvorrichtung unter Einwirkung eines elektrostatischen Feldes bewegbar sind, dessen eine Elektrode von der Zuführvorrichtung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrode des Feldes von den elektrisch leitenden, ein Drehröhrchen bildenden Teilen der Drehvorrichtung (2) gebildet wird, und daß die beiden Elektroden (1 und 2) an eine Hochspannungsquelle (20) angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (1) von einem Streckwerk gebildet wird, dessen Ausgangswalzenpaar (1 a, 1 b) eine Elektrode bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes elektrostatisches Orientierungsfeld (32) für die Vororientierung der Fasern, wobei sich das elektrostatische Feld (25) zwischen der Stelle, an der die Fasern (30) das Orientierungsfeld (32) verlassen und der Drehvorrichtung (2) erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß die Hochspannungsquelle aus einem Van-de-Graaff-Generator (43, 44, 46) besteht, der eine im wesentlichen kugelförmige, isolierte Elektrode (40) und ein Ladungstransportband (43) aus isolierendem Werkstoff enthält, das von einer im Innern der Elektrode (40) angeordneten und mit ihr elektrisch verbundenen ersten Rolle (45) getragen und durch eine mit der Zuführvorrichtung (1) elektrisch verbundene zweite Rolle (44) in Bewegung gesetzt wird, wobei die Drehvorrichtung (4) an einem der Enden der ersten Rolle (45) in der Weise befestigt ist, daß der Einlauftrichter (8) der Drehvorrichtung (4) mit der Außenfläche der Elektrode (40) abschneidet, während die erste Rolle (45) eine axiale Bohrung (49) für den Durchlaß des Garns (3) und die Elektrode (40) eine der axialen Bohrung (49) gegenüberliegende und für den Durchlaß des Garns (3) bestimmte Öffnung (50) aufweist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspinnen von Stapelfasern, bei welcher die Fasern vereinzelt von einer Zuführvorrichtung bis zu einer mit einem aus Isoliermaterial bestehenden Einlauftrichter versehenen Drehvorrichtung unter Einwirkung eines elektrostatischen Feldes bewegbar sind, dessen eine Elektrode von der Zuführvorrichtung gebildet wird.

Bereits vorgeschlagene Vorrichtungen dieser Art sind so ausgebildet, daß bei ihnen die andere Elektrode des auf die Stapelfasern einwirkenden elektrostatischen Feldes von dem Außenumfang eines aus Hartgummi od. dgl. bestehenden, zylindrischen, am Einlauf des Drehröhrchens, diesen umgebend an dem Drehröhrchen befestigten Kragens besteht, wobei dem Außenumfang des Kragens eine aus leitendem Werkstoff bestehende, leitend mit der Zuführvorrichtung verbundene und geerdete, ortsfeste Bürste reibend anliegt. Die auf diese Weise in der Außenfläche des Kragens triboelektrisch erzeugte Ladung bleibt wegen der isolierenden Eigenschaft des Kragenwerkstoffs auf diese Außenfläche beschränkt und führt deshalb zum Haftenbleiben der aus der Zuführvorrichtung kommenden Stapelfasern an dieser Fläche,

ίο so daß praktisch so gut wie keine Stapelfasern in das Drehröhrchen gelangen und ein wirksamer Spinnvorgang deshalb mit der vorgeschlagenen Vorrichtung undurchführbar ist.
Bei einer bekannten, unter Verwendung eines elektrostatischen Feldes arbeitenden Vorrichtung zum Verspinnen von Stapelfasern werden die Fasern in zu der Richtung der Kraftlinien des elektrostatischen Feldes senkrechter Richtung von der nicht als Feldelektrode ausgebildeten Zuführvorrichtung in das Feld eingeführt. Die Fasern, die bei ihrem seitlichen Eintritt in dieses nicht aufgeladen sind, werden unter der Wirkung des Feldes zwar polarisiert, unterliegen jedoch keiner, ihre gegenseitigen Abstände verändernden, geschweige denn sie voneinander trennenden Kraft. Die bekannte Vorrichtung eignet sich deshalb nicht zur Durchführung eines einwandfreien »openend«-Spinnverfahrens, vielmehr besteht bei ihr ständig eine mechanische Verbindung zwischen den jeweils im Eingriff mit dem Drehröhrchen und den vorher im Bereich des elektrischen Feldes befindlichen Fasern, was zu den bekannten, durch das hier nicht uneingeschränkt »open-end«-Spinnverfahren vermeidbaren Nachteilen führt.

Eine andere bekannte, unter Verwendung eines elektrostatischen Feldes arbeitende Stapelfaser-Spinnvorrichtung ist ebenfalls nicht zur Ausübung des »open-end«-Spinnverfahrens geeignet, weil bei ihr die Fasern ungeordnet auf einem Förderband quer zur Richtung der Kraftlinien des eiektrostatisehen Feldes in dieses bewegt und dann unter der Wirkung des letzteren zum Anhaften an ein zweites Förderband gebracht werden, von dem aus sie in Form einer vorgeordneten, zusammenhängenden Lunte, gegebenenfalls unter Mitwirkung eines dritten Förderbandes, dem Einlauftrichter der Drehvorrichtung zugeführt werden. Da die aus den unter Einwirkung des Feldes vorgeordneten Fasern bestehende Lunte, die entweder aus einer Walze, über die die Lunte läuft, oder aus dem dritten Förderband bestehende Zuführvorrichtung ständig ununterbrochen mit der Drehvorrichtung verbindet und irgendeine Trennung der Fasern in ihrer Bewegungsrichtung auf die letztere zu weder vorgesehen noch möglich ist, läßt sich auch mit dieser bekannten Spinnvorrichtung trotz der darin erfolgenden Anwendung eines elektrostatischen Feldes kein »open-end«-Spinnverfahren durchführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verspinnen von Stapelfasern der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß praktisch die gesamte Menge der zugeführten Stapelfasern in wirksamen Eingriff mit dem Drehröhrchen gelangt, und daß die Fasern vor ihrem Eintritt in dieses so voneinander getrennt werden, daß ihre Verarbeitung im Wege des »open-end«-Spinnverfahrens gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine solche Ausbildung der eingangs erwähnten Vorrich-