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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spinnmaschine nach dem Oberbegriff
der unabhängigen
Ansprüche.
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Mit
einer derartigen Maschine kann Garn hoher Qualität hergestellt werden, das sich
hinsichtlich Haarigkeit, Reissfestigkeit usw. von herkömmlichen
Garnen absetzt. Gewisse Materialien, beispielsweise solche mit kräftigen Fasern
oder solchen mit hohen Reibwert, erfordern eine besonders wirksame
Verdichtung vor dem Eindrehen, damit die angestrebten Qualitätsparameter
auch erreicht werden.
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Aus
der
DE 4426278 A1 ist
eine Spinnmaschine dieser Gattung bekannt, bei der Saugschlitze
innerhalb eines Saugeinsatzes einer Siebtrommel bis über 10 mm
breit ausgeführt
werden, so dass sich der Verdichtungsbereich der Siebtrommel mindestens über die
Breite erstrecken muss, die der Breite der Saugzone bzw. der Saugschlitze
entspricht. Der Verdichtungsbereich wird so breit gewählt, da
eine Changiervorrichtung den Faserverband hin- und herbewegt. Weiter
ist aus der
DE 39 27
936 C2 eine Spinnmaschine derselben Gattung bekannt, bei
der Saugschlitze unterhalb einer Siebtrommel schräg geführt werden,
weshalb sich der Verdichtungsbereich der Siebtrommel mindestens über die
Breite erstrecken muss, die dem seitlichen Versatz der Saugzone
bzw. der Saugschlitze entspricht. Der Faserverband führt auf
seinem Weg über
die Siebtrommel ein seitliches Gleiten aus, wodurch der Verdichtungseffekt
verbessert werden soll.
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Aus
der
DE 882 066 B ist
bekannt, einen Faserverband innerhalb eines Streckwerks mittels
einer Saugeinrichtung an eine Führungsfläche anzusaugen,
mit dem Ziel, eine nicht gewünschte
Mitnahme von kurzen Fasern durch benachbarte längere Fasern zu verhindern.
Diese Einrichtung stellt aber keine Verdichtungseinrichtung im Sinn
der vorliegenden Erfindung dar. Es geht dabei nicht darum, Fasern,
wie in der Schrift dargelegt, fest gegen eine Führung zu saugen, sondern im
Gegensatz dazu seitlich zusammenzuschieben.
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Es
hat sich gezeigt, dass bei gattungsgemässen Spinnmaschinen mit breiten
Saugschlitzen nicht unter allen Bedingungen zufriedenstellende Ergebnisse
erzielt werden, woraus die Aufgabe resultiert, den Verdichtungsbereich
einer Spinnmaschine zu optimieren.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Spinnmaschine nach dem Gegenstand des bzw.
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Gegenüber
herkömmlichen
Spinnmaschinen mit einer Verdichtungseinrichtung kann die Garnqualität markant
gesteigert werden. Ausserdem nimmt damit die Neigung zu Fadenbrüchen während des Spinnprozesses
und des nachfolgenden Spulprozesses und der Weiterverarbeitung noch
werter ab.
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Die
verbesserte Spinnmaschine weist ein Streckwerk, eine Spinneinrichtung,
bevorzugt Ringspinneinrichtung und eine dazwischengeschaltete Verdichtungseinrichtung
mit einem Verdichtungselement auf, die einen Verdichtungsbereich
mit Durchbrüchen
oder Saugöffnungen
aufweist und dessen Innenraum an eine Saugeinrichtung mit einem
Saugelement angeschlossen ist, wobei die Breite des Verdichtungsbereichs,
der von Durchbrüchen
oder Saugöffnungen
belegt ist, höchstens
80%, bevorzugt 40....70% der Faserverbandsbreite des Faserverbands
beträgt,
und wobei die Faserverbandsbreite am Ausgang des Streckwerks gemessen
wird. Dabei verläuft
die innerhalb des Verdichtungselements befindliche Saugöffnung der
Saugeinrichtung in ihrer Längserstreckung
parallel zur Materialflussrichtung. Die Breite des Verdichtungsbereichs
kann auf zwei Arten definiert werden:
- – Als Breite
einer Saugöffnung
in einem Saugelement innerhalb des Verdichtungselements, wenn die Durchbrüche im Verdichtungselement
sich über
einen grösseren
Bereich quer zur Materialflussrichtung als die Breite der Saugöffnung erstrecken
- – als
Breite des Bereichs mit Durchbrüchen
oder Bohrungen im Verdichtungselement, wenn diese Breite kleiner
ist als die Breite der Saugöffnungen
im Saugelement.
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Die
Breite des Verdichtungsbereichs, der von einer Anzahl Durchbrüche oder
Saugöffnungen
belegt ist, kann auch in Abhängigkeit
von der Garnnummer Ne folgender Massen näherungsweise berechnet werden: 0.8 × (A/Ne
+ B) ≤ SB ≤ 1.2 × (A/Ne
+ B)mit
- A = 30 mm
- B = 0.5 mm
- Ne = Garnnummer Ne
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Sofern
an die Verdichtungseinrichtung angeschlossen eine Drehungserteilungseinrichtung
in Form eines Rings und eines Läufers
mit einer Spindel vorgesehen ist, im Falle einer Ring spinnmaschine,
soll die Breite des Verdichtungsbereichs zwischen 2 und 6% des Ringdurchmessers
betragen. Im Verdichtungsbereich ist mindestens eine Lochreihe vorgesehen,
bevorzugt aber mindestens zwei oder mehr als zwei Lochreihen nebeneinander,
die in Materialflussrichtung orientiert sind. Die einzelnen Durchbrüche bzw.
Saugöffnungen
der Lochreihen im Verdichtungselement sind bevorzugt nicht quer
zur Materialflussrichtung nebeneinander angeordnet, sondern liegen
jeweils schräg
zueinander versetzt, so dass sich keine Stege zwischen einzelnen Durchbrüchen in
Materialflussrichtung, sondern unter einem spitzen Winkel zur Materialflussrichtung,
ergeben. Der mittlere Durchmesser der Durchbrüche bzw. Saugöffnungen
beträgt
bevorzugt zwischen 0.8 und 1.0 mm. Die Distanz zwischen zwei Durchbrüchen in
Materialflussrichtung soll zwischen 120 und 180% des Durchmessers
einer Saugöffnung
betragen, und der Achsabstand der Bohrungen zwischen zwei Lochreihen
quer zur Materialflussrichtung gemessen soll nur 110 bis 130% des
mittleren Durchmessers einer Saugöffnung bzw. eines Durchbruchs
betragen. Aus fabrikatorischen Gründen wird bevorzugt eine kreisrunde
Form der Saugöffnungen
angestrebt. Das Verdichtungselement ist bevorzugt eine kreiszylindrische
drehbare Trommel, welche eine angetriebene Walze am Ende des Hauptverzugsfeldes
eines Streckwerks ist. Das Verdichtungselement kann aber auch ein über mehrere
Umlenkungen angetriebenes perforiertes Riemchen sein.
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Weitere
Merkmale der Spinnmaschine gemäss
der Erfindung sind den Ansprüchen
zu entnehmen.
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Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass Saugzonen oder Verdichtungsbereiche, welche
enger als die Faserverbandsbreite am Streckwerksausgang sind, und
geradlinig und parallel zur Faserflussrichtung verlaufen, eine sehr
gute Verdichtungswirkung aufgrund der seitlich konzentriert einströmenden Luft
ergeben. Die Breite der Saugzone muss der Fasermasse angepasst werden.
Je gröber
also das zu spinnende Garn ist, desto breiter sollte die Saugzone
im Idealfall sein. Dabei kann die Breite der Saugzone wie oben angedeutet
durch zwei Massnahmen beeinflusst werden, nämlich durch die Breite eines
Bereichs von Durchbrüchen,
quer zur Materialflussrichtung gemessen, in einem Verdichtungselement, über welches
der Faserverband läuft,
oder durch die Breite einer Saugöffnung
eines im Inneren des Verdichtungselements sich befindenden Saugelements.
Die einzelnen nebeneinanderliegenden Öffnungen, bevorzugt kreiszylindrische
Bohrungen, im Verdichtungselement sollen einen mittleren Durchmesser
von ca. 1.5 mm nicht überschreiten,
damit die Tendenz zum Absaugen abstehender Fasern innerhalb eines
Faserverbands nicht zunimmt.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung im Detail beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Spinneinheit einer Spinnmaschine
mit einer Verdichtungseinrichtung.
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2 eine
Seitenansicht eines Verdichtungselements.
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3 den
Verdichtungsbereich eines Verdichtungselements.
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Die
Materialvorlage 7 besteht bei einer herkömmlichen
Spinnmaschine entweder aus einer Kanne oder Vorgarnspule. Aus der
Kanne wird ein Faserband 71 (gestrichelt gezeichnet) dem
Streckwerk zugeführt. Im
Falle einer Vorgarnspule wird Vorgarn vom Umfang der Spule abgezogen. Über eine
Umlenkvorrichtung kommt der Faserverband, nämlich das Vorgarn oder das
Faserband, in den Bereich eines Streckwerks 1. Das Streckwerk
umfasst mehrere Paare von Lieferwalzen 11, vorzugsweise
zum Teil mit Riemchen ausgestattet. Der Faserverband 71 wird
zwischen dem ersten und zweiten Lieferwalzenpaar 11 nur
schwach und zwischen dem zweiten und nachfolgenden Walzenpaar 31 und 33 stark
verzogen, wobei das Verzugsverhältnis
insgesamt den Wert 100 übersteigen
kann. Zwischen einer Klemmwalze 33 und einem Verdichtungselement 31 wird der
verstreckte Faserverband geklemmt, und nachfolgend in der Verdichtungseinrichtung 3 verdichtet.
Der das Streckwerk 1 verlassende Faserverband weist eine
Breite FB gemäss 2 auf,
die während
des Verdichtens abnimmt. Entlang der Verdichtungszone 31' kann eine Führung 39 bevorzugt
in Form eines Schirmes den Faserverband an der Oberfläche des
Verdichtungselements 31 begleiten. Abschlie ssend ist in
der Verdichtungszone eine Sperrwalze 35 vorgesehen, welche
an das Verdichtungselement angedrückt ist und so die Drehungserteilung
von einer Spinneinrichtung 5 her entgegen der Materialflussrichtung
begrenzt. Im Inneren des Verdichtungselements 31 befindet
sich ein Saugelement 37, welches an eine Saugeinrichtung 4 angeschlossen
ist.
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Zwischen
dem Streckwerk 1 und der Spinneinrichtung 5 befindet
sich ein Fadenführer 55,
der im Falle einer Ringspinneinrichtung den Fadenballon des Garns 73 gemäss 1 nach
oben hin begrenzt. Im unteren Bereich der Spinneinrichtung wird
das Garn 73 mittels eines Läufers 53 auf einem
Ring, der auf einem Ringrahmen 51 befestigt wird, durch
die Drehung einer Spindel 59 mit Antrieb auf eine Garnpackung 75 aufgewickelt.
Die Höhe
der Garnpackung wird durch den Bewegungsbereich eines Ringrahmenantriebs 57 bestimmt, der
den Ringrahmen 51 in vertikaler Richtung gemäss 1 auf
und ab versetzt.
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In 2 und 3 ist
ein Verdichtungselement 31 schematisch in der Seitenansicht
gezeichnet, wobei 3 ein Ausschnitt aus 2 ist.
Bevorzugt ist das Verdichtungselement als eine Trommel mit Bohrungen
ausgeführt,
die wie die anderen Lieferwalzen des Streckwerks um ihre Rotationsachse
angetrieben wird. Anstelle einer Trommel kann auch ein perforiertes
Riemchen verwendet werden. Im Inneren der Trommel bzw. des Riemchens,
befindet sich das stationäre
Saugelement 37 mit einer Ansaugöffnung 371. Am Umfang
des Verdichtungselements befinden sich gemäss 2 zwei durch
die Ansaugöffnungen 371 gegebene
Verdichtungsbereiche 311, so dass mit einem Verdichtungselement 31 zwei
Faserverbandstränge
von zwei Einheiten der Materialvorlage 7 verdichtet werden
können.
Es sei angenommen, dass aus dem Bereich des Streckwerks 1 ein
bzw. zwei Faserverbände 71 bzw. 71' über den
Umfang des Verdichtungselements vom Streckwerk 1 zur Spinneinrichtung 5 hin
geführt
werden. Gemäss 2 sind
je ein Verdichtungsbereich 311, 311' einem Faserverband 71, 71' zugeordnet.
Diese Faserverbände
werden eingangsseitig des Streckwerks 1 durch die Changiervorrichtung 9 in
Richtung der Walzenachsen der Lieferwalzen 11 und der Verdichtungseinrichtung 3 hin und
her bewegt, um den Verschleiss von bzw. auf gummibeleg ten Walzen
zu vermindern. Dabei kann die Faserverbandbreite FB des Faserverbands 71 die
Breite SB des Verdichtungsbereichs 311 übertreffen. Die Changierung
des Faserverbandes bzw. der Faserverbände in Längsrichtung der Lieferwalzen
bzw. der Walzen der Verdichtungseinrichtung 3 setzt sich
bis in den Bereich der Verdichtungseinrichtung 3 fort,
so dass der Faserverband 71 bzw. 71' auch auf der Oberfläche des
Verdichtungselements 31 einen Versatz quer zur Materialflussrichtung
im Wechsel nach links und nach rechts erfährt. Für das Ergebnis der Verdichtung
spielt es dabei keine Rolle, wenn ein Faserverband 71 auf
der Einlaufseite des Verdichtungselements 31 ausserhalb
des Verdichtungsbereichs 311 bzw. 311' gerät. Im Gegenteil,
das Verdichtungsergebnis ist sogar besser, wenn die Breite SB des
Verdichtungsbereichs 311 geringer ist als die Breite FB
eines Faserverbandes 71 am Ausgang des Streckwerks 1.
Die Grösse
des Hubes CH in der Changiervorrichtung 9 kann so bemessen
sein, dass der Faserverbandsversatz V gemäss 2, also
die Verschiebung eines Faserverbandes 71 von der Mitte
des Verdichtungsbereichs 311 weg, bis zu 5 mm betragen
kann. Die Changierung kann symmetrisch bis zu ± 5 mm zur Mitte des Verdichtungsbereichs
oder auch asymmetrisch bis zu 5 mm von der Mitte des Verdichtungsbereichs
weg erfolgen.
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Bevorzugt
wird der Verdichtungsbereich 311 bzw. 311' als perforierter
Bereich des Verdichtungselements 31 mit Durchbrüchen bzw.
Saugöffnungen 313 gestaltet.
Der mittlere Durchmesser D einer Saugöffnung beträgt vorzugsweise 1 mm. Bevorzugt
werden kreisrunde Durchbrüche
in den Mantel des Verdichtungselements 31 gebohrt, welche
als Lochreihen in Materialflussrichtung längs des Verdichtungsbereichs 311 einen Abstand
DV von bis zu 1.5 mm und quer dazu eine Querdistanz DH im Bereich
1 mm aufweisen. Der mittlere Durchmesser D sowie die Längsdistanz
DV in Materialflussrichtung und die Querdistanz DH werden vorzugsweise
in Abhängigkeit
von der Faserverbandsbreite FB bzw. von der Garnnummer des Garns 73 festgelegt.
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Gemäss 3 ist
der Verdichtungsbereich 311 durch zwei Lochreihen nebeneinander
gegeben, wobei die Saugöffnungen 313 einen
Bereich der Breite SB bedecken. Anstatt zwei Reihen können beispielsweise drei
oder vier Reihen vorteilhaft sein. Die Breite der Ansaugöffnung 371 ist
grösser
zu wählen
als das Mass SB.
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Der
Beginn des Verdichtungsbereichs 311, 311' auf der Zulaufseite
des Faserverbands 71 in der Verdichtungseinrichtung 3 ist
durch eine Kante 371A in einem Saugelement 37 in
der Verdichtungseinrichtung 3 gegeben, wobei das Saugelement 37 und
somit die Kante 371A gegenüber der Klemmlinie Z zwischen
einer Klemmwalze 33 ausgangseitig des Streckwerks und einem
Verdichtungselement 31 so verschoben werden kann, dass
die Kante 371A in Laufrichtung des Faserverbands 71 entweder
vor der Klemmlinie, auf Höhe
der Klemmlinie Z oder erst nach der Klemmlinie Z zu liegen kommt.
Ein Saugelement 37 ist verschwenkbar und arretierbar an
einer Saugeinrichtung 4 im Bereich der Verdichtungseinrichtung 3 befestigt.
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Die
Lochform der Saugöffnungen 313 ist
bevorzugt kreisrund oder oval, und das Verhältnis Lochdurchmesser zu Lochhöhe ist zwischen
0.25 und 0.5 zu wählen.
Die Querdistanz DH ist im Verhältnis
zum Lochdurchmesser D so festzulegen, dass sich keine durchgehenden
Stege in Materialflussrichtung ergeben.
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Die
Wertebereiche der nachfolgenden Tabelle sind bevorzugt anzuwenden
(Abmessungen in mm):
| Garnnummer
(Ne) | Faserverbandsbreite FB | Verdichtungsbreite SB | Mittl.
Durchmesser D | Längsdistanz
DV | Querdistanz DH | Faserverbandsversatz V/Changier-hub
CH |
| 10...60 | 3.0...1.0 | 2.5...1.0 | 1.0...0.8 | 1.5...1.2 | 1.3...1.0 | bis
5/10 |