DE19548663A1 - Anspinnorgan - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Anspinnorgan und ein Verfahren für einen Anspinnvorgang für eine Spinnstelle einer Zentrifugenspinnmaschine oder Vakuumspinnmaschine mit zwei Druckluftkanälen, die in einer zur Zentrifugenachse senkrechten Projektionsebene tangential verlaufen.

Neben den zwei grundsätzlich verschiedenen Spinnverfahren des Ringspinnens und Rotorspinnens ist zum Beispiel aus der DE 9 17 562 oder aus der DE 29 37 016 das Zentrifugenspinnverfahren bekannt, das die Vorteile der beiden anderen Spinnverfahren in sich vereint. Das Ringspinnen ist ein relativ langsames Verfahren, das aber besonders feines und gleichmäßiges Garn liefert. Demgegenüber arbeitet das Rotorspinnen mit bis zu 4facher Geschwindigkeit, liefert aber Garn in einer geringeren Qualität.

Mit dem Zentrifugenspinnverfahren lassen sich Garne aus Wolle, Baumwolle, synthetischen Fasern, oder Mischungen hiervon, insbesondere im feineren Garnbereich spinnen. Dabei werden die Fasern in einer sich schnell drehenden Zentrifuge, in die sie aus einem Streckwerk als sogenanntes Faserbändchen zugeführt werden, durch Verdrehen zu Garn gesponnen. Dem Streckwerk werden die Fasern aus einer Kanne als Streckenband zugeführt.

Die Zentrifuge ist ein Spinntopf, in den das Faserbändchen über ein sich hin- und herbewegendes (changierendes) Rohr zugeführt wird und sich aufgrund der Fliehkraft an der Zentrifugenwandung anlegt. Sobald das gewünschte Garnvolumen in die Zentrifuge eingebracht worden ist, wird der Spinnvorgang unterbrochen und das Garn aus der Zentrifuge entnommen. Dazu greift ein sogenannter Doffer mit einer drehbar gelagerten Doffspindel in die rotierende Zentrifuge ein. Sodann wird die Drehzahl der Zentrifuge auf 0 oder bis auf eine geringe Drehzahl reduziert, bei der die Garnwicklung auf die Doffspindel oder eine darauf befindliche Hülse aufschrumpft, so daß sie zusammen mit dem Doffer entnommen werden kann.

Eine andere Möglichkeit zur Entnahme des Garns aus der Zentrifuge besteht darin, daß die Zentrifuge durch Umspulen des Garns geleert wird, wodurch dem Garn eine zusätzliche Drehung erteilt wird. Aus der DE 32 39 386 ist auch bekannt, daß das Garn bei weiterlaufender Zentrifuge umgespult werden kann.

Mit dem Zentrifugenspinnverfahren lassen sich bei hoher Garnqualität hohe Spindeldrehzahlen und damit eine hohe Ausbringung erreichen. Um die Leistung weiter zu optimieren ist es erforderlich, die Zentrifugendreh­ zahlen weiter zu erhöhen, was jedoch eine sehr hohen Energie- und Kapitaleinsatz verlangt. Zur Verringerung des Energieeinsatzes und zur Sicherstellung einer hohen Wirtschaftlichkeit sind verschiedene Verfahren getestet worden, von denen jedoch nur das Vakuum-Spinnverfahren zu zufriedenstellenden Ergebnissen führte.

Das Prinzip des Vakuumspinnverfahrens wird in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP94/01415 beschrieben. Ferner wird in dieser Anmeldung eine Vorrichtung hierzu beschrieben, bei der die Zentrifuge innerhalb eines Zentrifugengehäuses drehbar angeordnet ist, und der Innenraum zwischen der Zentrifuge und dem Gehäuse mit Unterdruck, vorzugsweise mit Vakuum beaufschlagbar ist. Innerhalb der Zentrifuge, in die bei sehr hohen Drehzahlen eingesponnen wird, herrscht normaler Luftdruck.

Aus der PCT/EP94/01415 ist es weiterhin bekannt, hinter den Ausgangswalzen des Streckwerks ein Anspinnorgan vorzusehen, das zwei luftbeaufschlagte Tangentialkanäle aufweist. Über diese Tangentialkanäle tritt Preßluft in das Anspinnorgan und in das sich daran anschließende Fadenleitrohr und bildet darin einen Wirbel, in dessen Zentrum Unterdruck herrscht. Dadurch wird das Faserbändchen angesaugt, verdreht und durch das Fadenleitrohr in ein changierendes Fadenführerrohr geleitet.

Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß sich durch Überdrehung Kringel aus einzelnen Fasern am Fadenanfang ausbilden, wenn nur rein tangential verlaufende Druckluftkanäle vorhanden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache, preiswerte und leicht handhabbare Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sowohl eine Drehungserteilung auf das Faserbändchen als auch die Förderung des Faserbändchens in die Zentrifuge gewährleistet, ohne daß dabei der Fadenanfang überdreht wird und sich Kringel ausbilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckluftkanäle mit der Projektionsebene einen Winkel bilden, wobei die Austrittsöffnungen der Druckluftkanäle näher an der Zentrifuge sich befinden als die Eintrittsöffnungen der Druckluftkanäle und/oder zusätzliche Druckluftkanäle im Anspinnorgan vorgesehen sind, deren Austrittsöffnungen näher an der Zentrifuge sich befinden als deren Eintrittsöffnungen.

Dadurch wird ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Drehungserteilung und Förderung des Faserbändchens hergestellt, so daß keine Gefahr der Kringelausbildung durch Überdrehung des Fadenanfangs besteht. Die Konstruktion und Handhabung sind einfach und das Anspinnorgan ist preiswert herzustellen.

Zur Unterstützung des Fadentransportes in die Zentrifuge ist dabei vorgesehen, entweder die Druckluftkanäle nicht nur tangential, sondern auch schräg in Strömungsrichtung anzuordnen oder das erste Druckluftkanalpaar mit weiteren schräg angeordneten Druckluftkanälen zu kombinieren. Der Rotationswirbel wird dadurch in seiner Strömungsrichtung in Richtung Zentrifuge unterstützt, so daß ein besserer Fadentransport gesichert ist.

Um die Strömungsverhältnisse weiter zu verbessern und zu gewährleisten, daß der Fadenanfang sicher aus dem Spinnrohr austritt und sich an die Innenwandung der rotierenden Zentrifuge anlegt, ist es besonders vorteilhaft, wenn während des Anspinnvorganges Unterdruck in der Zentrifuge angelegt wird. Die über die Druckluftkanäle und das Anspinnorgan für den Anspinnvorgang zugeführte Druckluft kann so besonders strömungsgünstig wieder aus der Zentrifuge abgeführt werden. Das Unter- und Überdruckniveau sowie die verschiedenen Durchmesser der Kanäle des Anspinnorganes müssen dabei genau aufeinander abgestimmt werden, damit es zu einem sicheren Anlegen des Faserbändchens an die Zentrifugenwandung kommt.

Dieser Vorgang dauert nur wenige Sekunden und nachdem sich der Faden an der Zentrifugenwandung angelegt hat, kann die Druckluftzufuhr zum Anspinnorgan und das Anlegen von Unterdruck in der Zentrifuge aufgehoben werden. Günstig ist es, wenn die Changierbewegung des Spinnrohres erst nach einem erfolgreichen Anspinnvorgang gestartet wird.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Druckluftzufuhr zum Anspinnvorgang zumindest nach einem erfolglosen Anspinnvorgang wiederholt wird. Auch kann dann erneut Unterdruck in der Zentrifuge angelegt werden. Dazu ist es vorteilhaft, wenn das Anspinnorgan einen Sensor als Fadenwächter aufweist, der den Ablauf des Anspinnvorganges überwacht und gegebenenfalls nach einem erfolglosen Anspinnvorgang ein Signal an die Steuereinheit der Spinnstelle übergibt, die daraufhin den Anspinnvorgang wiederholt.

Da der Anspinnvorgang keine nachteilige Wirkung auf andere Vorgänge des Spinnverfahrens hat, ist alternativ auch eine fest vorgegebene zwei- oder mehrmalige Wiederholung der Druckluftzufuhr zum Anspinnorgan möglich.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen

Fig. 1 Querschnitt durch ein Anspinnorgan entlang der Schnittlinie B-B aus Fig. 2 und

Fig. 2 Schnittansicht des Anspinnorgans entlang der Schnittlinie A-A aus Fig. 1.

Das Anspinnorgan 1 kommt bei einer nicht näher dargestellten Vakuumspinnmaschine zum Einsatz, die in Längsbauweise ausgeführt ist. Dabei können bis zu 100 oder mehr Spinnstellen an einer Längsseite der Maschine in einem Spinnstellenabstand t (Teilung) nebeneinander angeordnet sein. Unterhalb der Spinnstellen befinden sich die Kannen, aus denen den einzelnen Spinnstellen das Streckenband über ein Streckwerk von unten zugeführt wird.

An jeder Spinnstelle befindet sich eine in einem Gehäuse um eine senkrechte Achse 2 rotierende Zentrifuge, innerhalb der der eigentliche Spinnvorgang stattfindet. Das aus dem Streckwerk einer Spinnstelle austretende Faserbändchen wird der Zentrifuge von unten her über ein sich hin- und herbewegendes (changierendes) Spinnrohr zugeführt. Die Zentrifugen rotieren in den Zentrifugengehäusen unter Unterdruck (idealerweise Vakuum), wobei Drehzahlen bis zum 72 000 U/min möglich sind.

Das in Fig. 1 dargestellte Anspinnorgan 1 ist mit einem Außengewinde 3 in das Innengewinde 4 einer Halterung 5 eingeschraubt, die oberhalb der Streckwerksausgangswalzen und unterhalb des changierenden Spinnrohres an der Spinnstelle befestigt ist. Das Anspinnorgan 1 ist rotationssymmetrisch zur Achse 2 und aus Stahl gefertigt. Es weist einen flanschförmig nach außen überstehenden Kragen 6 auf, der an der unteren Stirnseite der Halterung 5 anliegt.

In seiner oberen Hälfte ist das Anspinnorgan 1 kreiszylindrisch als Stutzen 7 ausgebildet, wobei der Durchmesser dieses Stutzen 7 nur etwa die Hälfte des unteren in die Halterung 5 eingeschraubten Teils des Anspinnorgans 1 beträgt. Dadurch ist außen um den Stutzen 7 ein ringförmiger Hohlraum 8 in der Halterung 5 gebildet. Eine Bohrung 9 führt von außen durch die Halterung 5 in den Hohlraum 8 und dient als Anschluß für eine Druckluftleitung.

Im Zentrum des Anspinnorgans 1 befindet sich ein über die gesamte Höhe des Anspinnorgans 1 durchgehender zur Achse 2 koaxialer Kanal 10, der im Bereich des Stutzens 7 einen doppelt so großen Innendurchmesser aufweist, wie auf dem unteren Bereich des Anspinnorgans 1. An der unteren Stirnseite 11 des Anspinnorgans 1 sind die unteren Kanten des Kanals 10 durch eine Abrundung 12 zum besseren Einlauf des Faserbändchens abgerundet.

Im Stutzen 7 befinden sich zwei Druckluftkanäle 13, die von dem Hohlraum 8 in der Halterung 5 zum Kanal 10 des Anspinnorgans 1 führen. Die beiden Druckluftkanäle 13 sind dabei so angeordnet, daß ihre Austrittsöffnungen 14 oberhalb der Eintrittsöffnungen 15 an der Mantelfläche des Stutzens 7 liegen. Dadurch bilden beiden Druckluft­ kanäle 13 mit einer senkrecht zur Achse 2 verlaufenden Ebene 16 jeweils einen Winkel von etwa 30°.

Die Projektionen der Druckluftkanäle 13 in eine zur Zentrifugenachse 2 senkrechte Ebene 16 verlaufen tangential zum Querschnitt des Kanals 10. Durch die Bohrung 9 zugeführte Druckluft wird über den Hohlraum 8 und die Druckluftkanäle 13 in den Kanal 10 geführt, wo sie einen Rotationswirbel bildet, der nach oben zum Spinnrohr strömt.

An deinem oberen Ende weist das Anspinnorgan 1 eine Ausnehmung 17 auf, in die ein Rohr 18 einliegt, dessen Innendurchmesser genauso groß ist, wie der Durchmesser des Kanals 10 im Bereich des Stutzens 7. Das Rohr 18 ist von oben durch die Halterung 5 hindurchgeführt und mündet mit seinem oberen Ende um das untere Ende des changierenden Spinnrohres.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Anspinnorgans 1 beschrieben.

Das Anspinnorgan 1 wird jeweils nur kurzzeitig zum erneuten Starten eines Spinnvorganges nach Abschluß des vorherigen Spinnvorganges benötigt. Wenn das Spinngut aus einer gefüllten Zentrifuge entnommen worden ist, wird die Zentrifuge erneut in Rotation versetzt.

Nach dem Erreichen der Arbeitsdrehzahl, wird die Streckenband-Stopvorrichtung vor den Eingangswalzen des Streckwerks deaktiviert und das Streckenband läuft in das Streckwerk ein. Der erste Teil des aus den Ausgangswalzen des Streckwerks austretenden Faserbändchens wird solange von Düsen einer Absaugvorrichtung abgesaugt, bis sich nach wenigen Sekunden stabile Verzugsverhältnisse eingestellt haben.

Anschließend wird das Anspinnorgan 1 durch Druckluftzufuhr aktiviert, wodurch das Faserbändchen erfaßt wird und die gewünschte Formung durch das Anspinnorgan 1 erhält. Das Anspinnorgan 1 ist dabei in seiner Saugwirkung wesentlich stärker als die Absaugvorrichtung, so daß das aus dem Streckwerk austretende Faserbändchen problemlos von dem Anspinnorgan 1 übernommen wird.

Durch den Rotationswirbel im Kanal 10 des Anspinnorgans 1 wird das Faserbändchen verdreht und durch das Rohr 18 und das sich daran anschließende changierende Spinnrohr nach oben in die Zentrifuge geführt, wo es sich an die Innenwandung der Zentrifuge anlegt. Um dabei die Strömungsverhältnisse innerhalb der Zentrifuge günstig zu beeinflussen, kann zusätzlich Unterdruck in der Zentrifuge angelegt werden.

Nachdem sich das Faserbändchen an die Innenwand der Zentrifuge angelegt hat, ist der Anspinnvorgang beendet und die Druckluftzufuhr zum Anspinnorgan 1 und gegebenenfalls die Unterdruckzufuhr in die Zentrifuge können abgestellt werden. Sodann beginnt die Changierbewegung des Spinnrohres, und der Spinnvorgang kann wie oben beschrieben durchgeführt werden.

Claims (4)

1. Anspinnorgan für eine Spinnstelle einer Zentri­ fugenspinnmaschine oder Vakuumspinnmaschine mit zwei Druckluftkanälen, die in einer zur Zentrifugenachse senkrechten Projektionsebene tangential verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftkanäle (13) mit der Projektionsebene (16) einen Winkel (α) bilden, wobei die Austrittsöffnungen (14) der Druckluftkanäle (13) näher an der Zentrifuge sich befinden als die Eintrittsöffnungen (15) der Druckluft­ kanäle (13) und/oder zusätzliche Druckluftkanäle im Anspinnorgan (1) vorgesehen sind, deren Austrittsöffnungen näher an der Zentrifuge sich befinden als deren Eintrittsöffnungen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anspinnorgan (1) einen Sensor als Fadenwächter aufweist.

3. Verfahren zum Anspinnen in einer Zentrifuge einer Zentrifugenspinnmaschine oder Vakuumspinnmaschine mittels eines Anspinnorganes mit zwei Druckluftkanälen, die in einer zur Zentrifugenachse senkrechten Projektionsebene tangential verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß während des Anspinnvorganges Unterdruck in der Zentrifuge angelegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftzufuhr zum Anspinnorgan (1) zumindest nach einem erfolglosen Anspinn­ vorgang wiederholt wird.