DE19601958A1 - Verfahren zum Offenend-Spinnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Offenend-Spinnen, bei welchem bandförmig zugeführtes Fasermaterial zu Einzelfasern aufgelöst wird, diese Einzelfasern von einer umlaufenden Übertragungsfläche aufgenommen und vor Vollendung eines Umlaufs an eine Fadenbildungslinie einer Dralleinrichtung übergeben werden, von der die Einzelfasern als Faden mit einer Abzugsgeschwindigkeit abgezogen werden, die wenigstens der Umlaufgeschwindigkeit der Übertragungsfläche entspricht. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung dieser Art (EP 236 324 B1) ist die Übertragungsfläche als schmale Rille in der Umfangs­ fläche einer Übertragungswalze ausgebildet, deren Umfangsge­ schwindigkeit deutlich langsamer ist als die Geschwindigkeit der an der Übertragungswalze ankommenden Einzelfasern. Damit soll ein Bündeln der aufgelösten Einzelfasern und eine Dublierung in einer drehungsfreien Zone vor der Drallerteilung erfolgen. Von der Übertragungswalze wird der Faden tangential in Transportrichtung an die Fadenbildungslinie einer Dralleinrichtung übergeben.

Das Bündeln und Dublieren auf der Übertragungswalze hat zur Folge, daß die dort ankommenden Einzelfasern verlangsamt und somit gestaucht werden. Dieses Stauchen kann nur sehr unvoll­ kommen dadurch gemildert werden, daß die Abzugsgeschwindigkeit größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Übertragungswalze.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität des ersponnenen Fadens bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch zu verbessern, daß die Fasern auf ihrem gesamten Wege vom Fasermaterial bis zum Faden nirgends verlangsamt werden und daß durch den Wegfall der beim bekannten Verfahren stattfindenden Dublierung etwaige Verzugsfehler beim Auflösen des Fasermaterials auf andere Weise abgeschwächt werden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Übertragungsfläche wenigstens gleich groß ist wie die Geschwindigkeit der von der Übertragungsfläche aufgenommenen Einzelfasern, daß die Einzelfasern als quer zur Umlaufrichtung ausgebreiteter Faserschleier aufgenommen werden und daß sich die Fadenbildungslinie quer zur Umlaufrichtung der Übertragungsfläche erstreckt.

Dadurch, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Übertragungswalze wenigstens gleich groß ist wie die Geschwindigkeit der ankommenden Einzelfasern und daß ferner die Abzugsgeschwindigkeit wenigstens der Ankunftsgeschwindigkeit der Einzelfasern an der Fadenbildungslinie entspricht, findet während des gesamten Spinnverfahrens keine Verlangsamung der Einzelfasern, sondern im Idealfalle eine ständige Beschleunigung statt. Dadurch bleiben die Einzelfasern ständig gestreckt, was sich vorteilhaft auf die Qualität des ersponnenen Fadens auswirkt. Durch das Bilden eines quer zur Umlaufrichtung der Übertragungsfläche ausgebreiteten Faserschleiers entsteht eine lateral offene Faserformation, die bereits gleich viel oder sogar mehr Fasern enthält als der ersponnene Faden. In Verbindung mit der quer zur Umlaufrichtung der Übertragungsfläche sich erstreckenden Fadenbildungslinie führt dies zu einem axialen Versatz der Einzelfasern beim Einspinnen, wodurch etwaige beim Auflösen des Fasermaterials hervorgerufene Verzugsfehler abgeschwächt werden. Der axiale Versatz beim Einspinnen führt zu einer etwas härteren Drehung im Kern des Fadens und zu einer etwas weicheren Drehung am Mantel des Fadens. Beides ist jedoch infolge der festlegbaren Größe des axialen Versatz es vorherbestimmbar.

Die gesonderte, von der Fadenbildungslinie unabhängige Übertragungswalze hat mit der Drallerteilung selbst nichts zu tun und ist daher mit einer Geschwindigkeit betreibbar, die für das Zuführen des Faserschleiers zur Fadenbildungslinie günstig ist. Der kontrollierte Transport der aufgelösten Einzelfasern und die Drallerteilung sind funktionell voneinander getrennt. Dadurch wird es möglich, die jeweiligen Faserführungsflächen an der Übertragungswalze und an der Dralleinrichtung den jeweiligen Funktionen gezielt anzupassen.

Vorteilhaft werden die Einzelfasern unmittelbar nach dem Auflösen des Fasermaterials von der Übertragungsfläche aufgenommen. Dadurch wird verhindert, daß die Einzelfasern nach dem Auflösen so hoch beschleunigt werden, daß die noch höhere Abzugsgeschwin­ digkeit nicht mehr beherrschbar ist.

Zweckmäßig werden der Fadenbildungslinie die Einzelfasern mehrerer Faserbänder zugeführt. Dadurch lassen sich nicht nur gröbere Fäden spinnen, sondern es entsteht ein noch größerer axialer Versatz in der Fadenbildungslinie, wodurch etwaige Ungenauigkeiten in der Fadengleichmäßigkeit weiter verringert werden. Dabei ist es möglich, Faserbänder unterschiedlicher Bandnummern zuzuführen und gegebenenfalls zwischen zwei zugeführten Faserbändern einen geringen Freiraum zu belassen. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Fasern in den Kern und den Mantel des entstehenden Fadens einspinnen.

Bei einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist achsparallel zu einer Auflösewalze eine gegensinnig dazu rotierende Übertragungswalze vorgesehen, deren als Übertragungsfläche ausgebildete Umfangsfläche bis in die unmittelbare Nähe des Auflösebereichs heranreicht. Das Ende des von der Auflösewalze auszukämmenden Faserbartes kann dabei gegebenenfalls bereits Kontakt mit der Umfangsfläche der Übertragungswalze haben, so daß die Einzelfasern bereits unmittelbar nach ihrem Entstehen mit kontrollierter Geschwindigkeit transportiert werden.

Vorteilhaft ist die Übertragungswalze mit einer luftdurchlässigen Umfangsfläche versehen, die vom Auflösebereich bis zu einem Übergabebereich der Einzelfasern an die Dralleinrichtung besaugt ist. Dadurch nehmen die Einzelfasern praktisch schlupffrei die Umfangsgeschwindigkeit der Übertragungswalze an. Der Grad der Haftung auf der Übertragungsfläche kann durch die Größe der Besaugung eingestellt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung enthält die Dralleinrichtung ein Friktionswalzenpaar, welches achsparallel zur Übertragungswalze angeordnet ist. Derartige Friktionswalzen sind durch das Friktionsspinnen in verschiedenen Variationen Stand der Technik. Der Keilspalt des Friktionswalzenpaares definiert dabei die Fadenbildungslinie und die Fadenabzugsrichtung. Dabei kann vorgesehen sein, daß dem Friktionswalzenpaar als weiterer Drallgeber eine Luftdüse nachgeschaltet ist, welche die endgültige Drehung des ersponnenen Fadens festlegt. Die Zuordnung der Intensitäten der Friktionswalzen und der nachgeschalteten Luftdüse kann hinsichtlich der Drallerteilung dazu ausgenutzt werden, vorherbestimmbar unterschiedliche Fäden zu erspinnen.

Es kann vorgesehen sein, daß die Friktionswalzen lediglich den Einzelfasern eine Vorverfestigung erteilen, während die eigentliche Drallerteilung durch die nachgeschaltete Luftdüse geschieht. Die Friktionswalzen können jedoch alternativ den wesentlichen Umfang der Drehung des Fadens erzeugen, während die Luftdüse das Drallerteilungsverfahren nur hilfsweise abrundet. Die Luftdüse kann jedoch auch lediglich dazu verwendet werden, den bereits durch das Friktionswalzenpaar fertig gedrehten Faden lediglich nachzubehandeln, damit die Voluminösität vergrößert wird.

Zweckmäßig ist die Arbeitsbreite der Auflösewalze und die Arbeitsbreite der Übertragungswalze für mehrere nebeneinander vorgelegte Faserbänder ausgelegt. Dies führt nicht nur zu einem größeren Versatz der Einzelfasern in der Fadenbildungslinie, sondern ermöglicht auch ein Variieren in der Fadenfeinheit.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Auflösewalze, einer Übertragungswalze und einem Friktionswalzenpaar,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1, wobei einige Bauteile weggelassen sind und wobei zusätzlich eine Abzugs- und eine Aufspuleinrichtung dargestellt sind.

Die Offenend-Spinnvorrichtung nach Fig. 1 und 2 enthält als wesentliche Bestandteile eine Zuführwalze 1 für mehrere nebeneinander angeordnete, zu verspinnende Faserbänder 2, eine Auflösewalze 3, eine Übertragungswalze 4, eine Dralleinrichtung 5, eine Abzugseinrichtung 6 sowie eine Aufspuleinrichtung 7.

Die Faserbänder 2 sollen derart zu einem Faden 8 versponnen werden, daß die Einzelfasern 9 zu keinem Zeitpunkt verlangsamt, sondern im Idealfall sogar ständig beschleunigt werden. Entsprechend sind in noch zu beschreibender Weise die Geschwindigkeiten zwischen der Zuführwalze 1, der Auflösewalze 3, der Übertragungswalze 4 und der Abzugseinrichtung 6 gewählt.

Die in Drehrichtung A angetriebene Zuführwalze 1 größerer Breite dient der Zufuhr von einer Mehrzahl von Faserbändern 2 in Zuführrichtung B. Über einen Einlauftrichter 10 werden die Faserbänder 2 in den Klemmspalt zwischen der Zuführwalze 1 und einem Zuführtisch 11 in an sich bekannter Weise eingeführt. Der Zuführtisch 11 ist mittels einer Feder 12 an die Zuführwalze 1 angedrückt und um eine ortsfeste Schwenkachse 13 schwenkbar. Der Einlauftrichter 10 liegt bei Betrieb auf dem Zuführtisch 11 von oben auf. Zwischen der Zuführwalze 1 und der Auflösewalze 3 ist eine stationäre Faserbartstütze 14 vorgesehen, die mit Seiten­ führungen für den sehr breiten auszukämmenden Faserbart 17 versehen ist. Die Auflösewalze 3 entspricht mit ihrer Dreh­ richtung C der Drehrichtung A der Zuführwalze 1, läuft jedoch mit wesentlich höherer Geschwindigkeit. Die Garnitur 15 der Auflöse­ walze 3 kämmt in einem Auflösebereich 16 den Faserbart 17 zu Einzelfasern 9 aus.

Die Übertragungswalze 4 ist achsparallel und dicht benachbart zur Auflösewalze 3 angeordnet. Ihre Umlaufrichtung D ist der Dreh­ richtung C der Auflösewalze 3 entgegengerichtet. Die Umfangs­ fläche der Übertragungswalze 4 ist als Übertragungsfläche 18 zum Aufnehmen der aufgelösten Einzelfasern 9 ausgebildet. Diese Übertragungsfläche 18 ist in unmittelbarer Nähe des Auflöse­ bereichs 16 angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein, daß das Ende des Faserbartes 17 Kontakt mit der Übertragungsfläche 18 hat.

Damit die Einzelfasern 9 an der Übertragungsfläche 18 gehalten und von ihr transportiert werden können, ist die Umfangsfläche der Übertragungswalze 4 mit einer Perforation 19 versehen, wie sie durch das Friktionsspinnen bekannt ist. Im Innern der Übertragungswalze 4 befindet sich ein Saugrohr 20, auf welchem die Übertragungswalze 4 in nicht gezeichneter Weise gelagert ist. Das Saugrohr 20 trägt einen Dichtungseinsatz 21, der eine Saugöffnung 22 frei läßt, die etwa vom Auflösebereich 16 bis zu einem Übergabebereich 23 reicht, an welchem die Einzelfasern 9 die Übertragungsfläche 18 wieder verlassen.

Dadurch, daß die Einzelfasern 9 bereits im Auflösebereich 16 auf die Übertragungsfläche 18 gelangen, wird verhindert, daß die Einzelfasern 9 zu hoch durch die Auflösewalze 3 beschleunigt werden.

Bei der Übernahme der Einzelfasern 9 auf der Übertragungsfläche 18 wird ein Faserschleier 24 gebildet, der sich quer zur Umlaufrichtung D der Übertragungswalze 4 erstreckt. Die Übertragungsfläche 18 läuft dabei mit etwas höherer Geschwindigkeit um, als es der momentanen Geschwindigkeit der Einzelfasern 9 bei der Aufnahme durch die Übertragungswalze 4 entspricht.

Lange bevor die Übertragungsfläche 18 der Übertragungswalze 4 einen Umlauf getätigt hat, gelangen die Einzelfasern 9 zum Übergabebereich 23, von wo sie an eine erste Friktionswalze 25 überführt werden. Die Friktionswalze 25 nimmt die Einzelfasern 9 an ihrer besaugten Oberfläche auf und transportiert sie in Pfeilrichtung E bis zu einer Fadenbildungslinie 27, die durch den Keilspalt der Friktionswalze 25 mit einer dicht benachbarten weiteren Friktionswalze 26 gebildet wird. Die jeweils besaugten Oberflächen der zwei Friktionswalzen 25 und 26 berühren sich nicht. Die Friktionswalze 26 ist in Pfeilrichtung F angetrieben und somit mit der ebenfalls angetriebenen Friktionswalze 25 gleichlaufend.

Die zur Fadenbildungslinie 27 transportierten Einzelfasern 9 werden längs dieser Fadenbildungslinie 27 mit einer Abzugsgeschwindigkeit abgezogen, die wenigstens der Ankunftsge­ schwindigkeit der Einzelfasern 9 an der Fadenbildungslinie 27 entspricht.

Dadurch, daß die Einzelfasern 9 als Faserschleier 24 auf der Übertragungsfläche 18 abgelegt wurden, entsteht beim Einspinnen in der Fadenbildungslinie 27 ein axialer Versatz, der etwaige durch den Auflösevorgang hervorgerufene Verzugsfehler abschwächt. Dieses Abschwächen ist umso größer, je mehr Faserbänder 2 verwendet werden.

Die Umfangsflächen der Friktionswalzen 25 und 26 sind jeweils ebenfalls mit einer Perforation 28 bzw. 29 versehen. Jede Friktionswalze 25, 26 ist auf einem Saugrohr 30, 31 gelagert, auf welchem im Innern der zugehörigen Friktionswalze 25, 26 jeweils ein Dichtungseinsatz 32, 33 vorgesehen ist, der einen gegen die Fadenbildungslinie 27 gerichteten Saugschlitz 34 bzw. 35 frei läßt.

Wie in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet, kann dem Friktions­ walzenpaar 25, 26 zur Drallerteilung eine nur strichpunktiert angedeutete Luftdüse 36 nachgeschaltet sein. Im Zusammenspiel der Intensitäten der Friktionswalzen 25, 26 mit der Luftdüse 36 sind unterschiedliche Intensitäten der Drallerteilungen möglich. Es kann vorgewählt werden, ob der größte Anteil der Drallerteilung bereits im Keilspalt der Friktionswalzen 25, 26 oder erst später durch die Luftdüse 36 geschieht.

Die Funktionstrennung zwischen der Übertragungswalze 4 und den Friktionswalzen 25, 26 sowie gegebenenfalls der Luftdüse 36 erlaubt es, die Oberflächenbeschaffenheit der Übertragungswalze 4 und der Friktionswalzen 25, 26 jeweils den Gegebenheiten ideal anzupassen. Dies gilt beispielsweise für die Größe und Beschaffenheit des Lochbildes oder die Oberflächenbeschaffenheit durch eine etwaige Beschichtung.

Der entstehende Faden 8 wird in Fadenabzugsrichtung G längs der Fadenbildungslinie 27 durch die Abzugseinrichtung 6 abgezogen. Diese besteht aus einem den Pfeilrichtung H angetriebenen Unterzylinder 37, auf dem eine Druckwalze 38 aufliegt. Der Abzugseinrichtung 6 folgt eine Aufspuleinrichtung 7 nach, die aus einer in Drehrichtung K angetriebenen Wickelwalze 39 und einer nicht dargestellten Fadenchangiereinrichtung besteht. Die in ebenfalls nicht gezeichneten Spulenhaltern gehaltene Auflaufspule 40 liegt auf der Wickelwalze 39 auf.

Der Dichtungseinsatz 21 im Innern der Übertragungswalze 4 ist derart verstellbar, daß die Saugöffnung 22 an unterschiedliche Stapellängen unpaßbar ist. Dabei kann auch eingestellt werden, ob die transportierten Einzelfasern 9 früher oder später an dem Übergabebereich 23 die Übertragungswalze 4 verlassen.

Die genannten Bauteile sind in einem Gehäuse 41 angeordnet, welches mit einer Abdeckung 42 versehen ist, die zu Wartungszwecken um eine Achse 43 abschwenkbar ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Arbeitsbreite Y der Übertragungswalze 4 größer als die Arbeitsbreite X der Auflösewalze 3. Die Faserbänder 2 sollen, bevor sie die Klemmlinie an der Zuführwalze 1 erreichen, möglichst dicht zusammengeführt werden, so daß sie gut zu Einzelfasern 9 aufgelöst werden können.

Ein offenes Ende der Faserbänder 2 kann nicht nur durch den hohen Verzug der Auflösewalze 3 erreicht werden, sondern auch dadurch, daß ein genügend breiter Faserschleier 24 gebildet wird. Man spricht hier von einer sogenannten lateralen Auflösung, wobei die Faserzahl in der Breite etwa der Faserzahl im Querschnitt des späteren Fadens 8 entspricht. Erst an der Fadenbildungslinie 27 werden die Einzelfasern 9 des Faserschleiers 24 zu einem faden­ ähnlichen Gebilde zusammengeführt, jedoch mit einem ausgeprägten Versatz in Fadenabzugsrichtung G. Diejenigen Einzelfasern 9, die im Bereich der Fadenspitze auftreffen, werden zwangsläufig mehr gedreht als diejenigen Einzelfasern 9, die - in Fadenabzugs­ richtung G - später auf den halbfertigen Faden auftreffen. Der Faden 8 wird somit im Kern und im Mantel unterschiedlich gedreht, wobei diese Unterschiede durch die Arbeitsbreite X der Auflösewalze 3 jedoch vorherbestimmbar sind.

Nachfolgend sei bezüglich der Geschwindigkeitsverhältnisse ein Zahlenbeispiel gegeben:
Es sei angenommen, daß die Zuführwalze 1 die Faserbänder 2 mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,8 m pro Sekunde zuführt. Es werde ferner angenommen, daß eine Einzelfaser 9, die den Faserbart 17 gerade verlassen hat, eine Geschwindigkeit von 8 m pro Sekunde habe. Die Übertragungswalze 4 sollte dann eine Umlaufgeschwindigkeit von etwa 9 m pro Sekunde haben. Mit dieser Geschwindigkeit kommen die Einzelfasern 9 an der Fadenbildungs­ linie 27 an. Von dort werden sie in Pfeilrichtung G vorteilhaft mit einer Abzugsgeschwindigkeit von etwa 11 m pro Sekunde abgezogen. Dies entspricht einer Lieferung des ersponnenen Fadens 8 von 660 m pro Minute.

Claims (8)

1. Verfahren zum Offenend-Spinnen, bei welchem bandförmig zugeführtes Fasermaterial zu Einzelfasern aufgelöst wird, diese Einzelfasern von einer umlaufenden Übertragungsfläche aufgenommen und vor Vollendung eines Umlaufs an eine Fadenbildungslinie einer Dralleinrichtung übergeben werden, von der die Einzelfasern als Faden mit einer Abzugsgeschwindigkeit abgezogen werden, die wenigstens der Umlaufgeschwindigkeit der Übertragungsfläche entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Übertragungsfläche wenigstens gleich groß ist wie die Geschwindigkeit der von der Übertragungsfläche aufgenommenen Einzelfasern, daß die Einzelfasern als quer zur Umlaufrichtung ausgebreiteter Faserschleier aufgenommen werden und daß sich die Fadenbildungslinie quer zur Umlaufrichtung der Übertragungsfläche erstreckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfasern unmittelbar nach dem Auflösen des Fasermaterials von der Übertragungsfläche aufgenommen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenbildungslinie die Einzelfasern mehrerer Faserbänder zugeführt werden.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß achsparallel zu einer Auflösewalze (3) eine gegensinnig dazu rotierende Übertragungswalze (4) vorgesehen ist, deren als Übertragungsfläche (18) ausgebildete Umfangsfläche bis in die unmittelbare Nähe des Auflösebereichs (16) heranreicht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswalze (4) mit einer luftdurchlässigen Umfangsfläche versehen ist, die vom Auflösebereich (16) bis zu einem Übergabebereich (23) der Einzelfasern (9) an die Dralleinrichtung (5) besaugt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dralleinrichtung (5) ein Friktionswalzenpaar (25, 26) enthält, welches achsparallel zur Übertragungswalze (4) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Friktionswalzenpaar (25, 26) eine Luftdüse (36) nachgeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbreite (X) der Auflösewalze (3) und die Arbeitsbreite (Y) der Übertragungswalze (4) für mehrere nebeneinander vorgelegte Faserbänder (2) ausgelegt ist.