DE2145943C3 - Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Spinnen von Fasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum pneumati- ;chen Spinnen von Fasern, bei dem in einer nicht -otierenden rohrförmigen Spinnkammer eine spiralige 1 die auch mit Unterdruck

heiten^^TexTifpiaxis«, Januar 1966, Seiten 9 und 10 sol "Melliand-Textilberichte« 7/1970, Seite ⁷⁵Alltese^ntbekannten pneumatischen Spinnverfahren sind m wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die ΒΗώΓκ und Drehung des Garns in einem sp.ralform.g wirbdnden Luftstrom längs der Spinnkammerachse «folgeDasei bildet die Luft in der Spinnkammer erfolgen. ^u?» Richtung von der Druckluftquelle

Zr:Tl™Vl?TL Unterdruckquelle zu wandernden Wirbel. Zusammen mit der Luft bewegen S auf dem spiralförmigen Weg die in die Sp.nnkammer eingeführten Fasern. Das m die Kammer Sngeführte Ende des vorgeformten Garns rollt an den inntren Kammerwänden ab und nimmt dabei die SeS einer Spirale an, deren Steigung von der Steigung der Faserspirale verschieden ist. In den SchSpunkten der Faserspirale und der Garnspirale vXX sich eine gewisse Anzahl loser Fasern mit dem jeweiligen Abschnitt des aufzubauenden Garnes. Fasern Se den Weg des spiralförmig wirbelnden Gamabschnittes nicht überqueren, werden nicht an das Gam angesponnen (angedreht), sondern aus der Spinnkamme? ausgetragen und als Abfallfasern verwor-

^fe Diese bekannten pneumatischen Spinnverfahren bei denen die Garnbildung durch Abrollen herbeigeführt 1 haben nur geringe Spinnleistungen und fuhren zu ,tien Faserverlusten, die bis zu 50 % betragen können Aufgabe der Erfindung ist angesichts dieses Standes der Technik die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die wesentlich höhere Spinngeschwindigkeiten bzw. Spinnlösungen als die bekannten pneumatischen Spinnverfahren erlauben und dabei zugleich möglichst wenig Faserver-^1UZui Lösung dieser Aufgabe werden ein Verfahren der eingangs genannten Art, das die im Patentanspruch genannten Merkmale aufweist, und eine Vorrichtung vorgeschlagen, die die im Patentanspruch 3 genannter Merkmale aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen s.nc in den Untcransprüchen aufgeführt.

Der Vorteil der Erfindung beruht darauf, daß da: Aufspinnen des Fadens nicht durch ein Abrollen sondern durch ein Wirbeln in einem axial stationäre! Wirbelring und axiales Abziehen erfolgt. Dadurch is also nicht mehr das Abrollen der für die Spinngeschwin

idigkeit entscheidende Schritt, sondern lediglich di< Wirbelgeschwindigkeit in Kombination mit der Abzugs geschwindigkeit des fertigen Fadens. Dies ermöglich ein wesentlich schnelleres Abziehen des fert.gen Faden

und damit die Erzielung wesentlich höherer Spinnleistungen. Da außerdem sämtliche in die Spinnvorrichtung gegebenen Fasern so lange im V/irbelring verbleiben, bis sie versponnen im fertigen Faden abgezogen werden, treten keinerlei Faserverluste auf.

Der wesentliche Vorteil des Verfahrens der Erfindung in allen beschriebenen Varianten liegt insbesondere sowohl für Naturfasern als auch für Synthesefasern darin, daß diu Garnherstellung mit sehr hoher Abzugsgeschwindigkeit in einem breiten Nummern- und Drahtbereich erfolgen kann. Die einzelnen Garnkenndaten lassen sich dabei durch eine entsprechende Regelung der Querschnittfläche der Luftleitelemente, der Kanäle, der Luftströmungsgeschwindigkeit in der Kammer, der Stapelfasereinspeisung und der Abzugsgeschwindigkeit des fertigen Garnes einstellen. Diese Einstellung kann der Fachmann ohne weitere«, nach den Erfordernissen des Einzelfalls vornehmen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

F i g. 2 einen Schnitt nach A-A in F i g. 1;

F i g. 3 einen Schnitt nach B-B in F i g. 1;

F i g. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung mit variierter Faserzuführung;

Fig.5 im Axialschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.6 im Axialschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Umspinnen eines Kerngarns;

Fig.7 im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Faserzuführung, die dem in F i g. 4 gezeigten Prinzip entspricht; j₅

F i g. 8 im Axialschnitt die in F i g. 7 gezeigte Vorrichtung mit veränderter radialer Trennwand und

Fig.9 im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung der in F i g. 7 gezeigten Art mit variierter Faserzuführung.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 1 bis 3 dargestellt. Am Kopf einer senkrechten zylindrischen Spinnkammer 1 ist eine radiale Trennwand 2 angeordnet, die Lufteintrittskanäle 3 aufweist oder zur Spinnkammerwand freiläßt. Unterhalb der Trennwand 2 ist in Form von Luftleitelementen 6 ein weiterer Lufteintritt in die Spinnkammer geschaffen. In dem in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Aufgabe der zu verspinnenden Fasern 8 über einen Faserzuführungskanal 7, der in der radialen Ebene liegt und tangential in die Spinnkammer 1 mündet. Die Mündung des Faserzuführungskanals 7 liegt axial zwischen der Trennwand 2 und den Luftleitelementen 6. Das Abziehen des fertig ersponnenen Fadens 10 erfolgt über einen axialen Fadenabzugskanal 4, der in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel in der Trennwand 2 ausgebildet ist. Die Spinnkammer 1 ist an ihrem Fuß an eine Saugleitung 5 angeschlossen.

Bei Beaufschlagung der Spinnkammer 1 mit Unterdruck über die Saugleitung 5 tritt Luft an drei Stellen in die Spinnkammer ein, nämlich über die tangential angeordneten Luftleitelemente 6, über die Luftkanäle 3 am Kopf der Spinnkammer und über den Faserzuführungskanal 7 zusammen mit den zu verspinnenden Fasern. Durch die geometrische Ausbildung und gegenseitige Abstimmung dieser drei Luftzutritte zur Spinnkammer entstehen in dieser drei Luftströmungs-Wnmnonenten, nämlich eine Tangentialkomponente, eine axial aufwärts gerichtete Strömungskomponente, die im wesentlichen durch die Luftleitelemente 6 erzeugt wird, und eine axial abwärts gerichtete Strömungskomponente, die durch die Luftzutrittskanäle

3 hervorgerufen wird. Während sich die tangentialen Komponenten aller Luftströmungen zu einer gleichsinnigen Wirbelkomponente addieren, kompensieren sich die einander entgegengesetzten axialen Komponenten, so daß an einer bestimmten Stelle in der Spinnkamnier t die axiale Strömungsgeschwindigkeit Null herrscht. Im Bereich dieses Strömungszustandes erfolgt die Faseraufgabe. Die in den Luftstrom in der Spinnkammer eingeführten Fasern 8 werden in diesem Bereich in einen Wirbelring 9 gezogen, der axial stationär in der Spinnkammer 1 steht. Lediglich die in diesem Punkt wirksamen Tangentialkräfte der Luftströmung bewirken ein heftiges Wirbeln oder Rotieren der Luftströmung und des Faserringes. Aus diesem wirbelnden Faserring wird axial der fertig ersponnene Faden 10 abgezogen, und zwar in dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel aufwärts durch einen Abzugskanal

4 hindurch, der in der Trennwand 2 ausgebildet ist.

Zu Beginn des Spinnprozesses wird zunächst durch den Kanal 4 in die Kammer 1 ein bereits fertiggestelltes Garnende eingeführt. Dessen Ende stößt auf den wirbelnden Faserring 9 und wird mit diesem Ring zusammen gedreht. Dabei werden Fasern aus dem Ring 9 vom Garnende aufgenommen und mit diesem versponnen. Das Fertiggarn 10 wird in an sich bekannter Weise über den Kanal 4 aus der Spinnkammer 1 abgezogen.

Eine andere Art der Faserzuführung in die Spinnkammer 1 ist schematisch in der Fig.4 dargestellt. Die Zufuhr der Fasern 8 durch den Kanal 7 hindurch erfolgt nicht tangential durch die Spinnkammerwand hindurch, sondern über einen axial in der Spinnkammer 1 stehenden, aufwärts offenen Kanal 7. Bei dieser Anordnung werden die Fasern 8 gleichmäßig auf den wirbelnden axial stationären Faserring 9 gegeben. Dies führt zu einer gleichmäßigen und gut parallelen Faseranordnung im Wirbelring und damit zu einer verbesserten Parallelisierung der Fasern im Fertiggarn. Dies wiederum bewirkt eine um etwa 70 % höhere Garnfestigkeit, einer verminderten Überdehnbarkeit des Garnes und zu einer gleichmäßigeren Stärke. Wie im zuvor gezeigten Ausführungsbeispiel liegt das entscheidende Merkmal darin, daß die Fasern in einer axial stationären rotierenden Wirbel eingeführt werden In diesem Bereich, in dem auch die Fasern zugeführt werden, ist die axiale Strömungsgeschwindigkeit de; Luftstroms in der pneumatischen Spinnkammer Null.

Eine weitere Variante ist in der F i g. 5 dargestellt. Dif Richtung der Zufuhr der Fasern 8 in die Spinnkammer l und das Abziehen des Fertiggarns 10 über der Abzugskanal 4 erfolgt in Luftabsaugrichtung. Dii Fasern 8 werden über einen Faserzuführungskanal 7 ii die Spinnkammer 1 eingeführt, der in der radialei Trennwand 2 ausgebildet ist. Der Abzugskanal 4 ist al axiales Rohr im Inneren der Kammer 1 im wesentliche senkrecht stehend und am Fuß der Kammer abgeknick ausgeführt ausgebildet.

Eine weitere Variante des Verfahrens der Erfindunj bei der kein Garn ersponnen, sondern ein Kerngar umsponnen wird, ist in der F i g. 6 dargestellt. Da Kerngarn oder das nicht verzwirnte MuUifilamentgar 12 wird unter einer gewissen Vorspannung durch ein öffnung 11 in die Spinnkammer 1 eingeführt. Nach der Durchlaufen der Spinnkammer gelangt das Garn in de

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aus den Stapelfasern 8 gebildeten Wirbelring 9. Die Stapelfasern werden durch den Faserzuführungskanal 7 in die Spinnkammer 1 eingeführt. Die Aufgabe der Stapelfasern erfolgt zwischen den Luftleitelementen 6 und der Trennplatte 2 im Bereich des Wirbelrings 9. Wenn das als Kern dienende Garn 12 den Wirbelring 9 erreicht, wird es aufgrund fehlender axialer Luftströmungskomponenten in diesem mitgewirbelt. Dabei nimmt es auf der gesamten Umfangfläche des Ringes (und nicht nur auf einer bestimmten Schnittstelle oder Kreuzungsstelle) Stapelfasern 8 aus dem Ring auf und wird mit diesen umsponnen. Die eigentliche feste und dauerhafte Umflechtung oder Umspinnung des Kerngarns 12 mit den Stapelfasern 8 erfolgt dann jedoch erst beim Abziehen des umsponnenen Fertiggarns 10 durch den Axialkanal 4. Durch das Wirbeln bzw. hochtourige Rotieren des Faserringes 9 wird nämlich das axial abgezogene umsponnene Garn einer weiteren Verzwirnung ausgesetzt, die zur festen Bindung der Stapelfasern führt.

Das auf diese Weise erhaltene Kerngarn zeichnet sich vor allem durch eine hohe Gleichmäßigkeit der aufgetragenen Umflechtung und durch eine besonders dauerhafte Verbindung der Stapelfasern mit dem Kernfaden aus. ²S

In den in den Fig. 1, 5, 6, 7 und 9 gezeigten Ausführungsbeispielcn der Erfindung ist die nicht rotierende Spinnkammer 1 am Kopf durch eine radiale Wand 2 abgeschlossen, wobei dieser Abschluß in jedem Fall in einer Weise erfolgt, die einen Lufteintritt in die Spinnkammer 1 noch ermöglicht. In den genannten Figuren ist die Trennwand 2 zu diesem Zweck mit schraubenförmigen Kanälen 3 für die Luftzuführung zur Spinnkammer 1 ausgestattet. Zwischen der Absauglcitung 5 am Fuß der Spinnkammer 1 sind der Einlaß des Garnzuführungskanals 7 und die öffnungen der Luftlcitelemcntc 6 angeordnet, und zwar in der Weise, daß der Zuführungskanal 7 axial zwischen der Trennwand 2 und den Luftlcitclcmenlcn 6 liegt, während die öffnungen der Luftlcitclcmcntc 6 zwischen dem Einlaß des Fascrzuführungskanals 7 und der Absiuigleiuing 5 liegen. Die Anzahl der Luftleitelcmente, ihr Öffnungsquerschnitt und ihre Anordnung ist von der Art des zu verarbeitenden Fnscrmatcrials abhängig. So erfordert beispielsweise ein Garn mit 1,5 dtcx zur Verwirbelung eine deutlich geringere Bewegungsenergie als ein Gum aus dem gleichen Material mit einer Starke von 5 dtcx. Gleicherweise wird bei gleicher CurnsUlrke beispielsweise für Wolle oder Leinen eine wesentlich höhere Bewegungsenergie als für die wesentlich leichteren und weniger steifen Buumwollfa· scm oder Viskosefusern benötigt. Die Bewegungsenergie ist dabei eine Funktion des Volumens und der Strömungsgeschwindigkeit, in zweiter Linie aber auch der Strömungsrichtung der durch den Unterdruck angesaugten Luft. Bei gleicher Ansuuglclstung kann dann die erforderliche Bewegungsenergie in einfacher Weise durch eine Veränderung der Anzahl der Luftlcitelcmcnte oder Ihres Querschnitts eingestellt werden.

Gleicherweise wird die Bildung des Wirbelringes durch die Anordnung und Ausbildung des FoscrzufUh· rungskanals beeinflußt. Dieser Kanal kann beispielsweise radial, tangential oder unter einem beliebigen Winkel Wirbelring 9 und damit auch im Fertigfaden beeinflußt werden.

Unabhängig von diesen Variationsmöglichkeiten, die der Fachmann nach den Erfordernissen des Einzelfalls einstellen kann, bleibt als wichtigstes kennzeichnendes Element der Erfindung der axial stationär festliegende tangential wirbelnde Faserring 9 erhalten. Diese axial stationäre Lage des Wirbelringes 9 entspricht der Stelle in der nichtrotierenden Spinnkammer 1, an der sich eine axial abwärts gerichtete Luftströmungskomponente und eine axial aufwärts gerichtete Luftströmungskomponente gerade kompensieren, so daß die resultierende axiale Strömungskomponente Null ist. Die axial aufwärts gerichtete Strömungskomponente wird dabei durch die Luftleitelemente 6 erzeugt, während die axial abwärts gerichtete Strömungskomponente durch die Zuluftkanäle 3 in oder an der Trennwand 2 erzeugt wird. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig.7 dargestellt. In der auch in Fig.4 gezeigten Weise erfolgt die Zuführung der Fasern 8 durch den Faserzuführungskanal 7 zentralaxial aufwärts in der Spinnkammer 1. Die am Kopf der Spinnkammer 1 angeordnete Trennwand 2 weist Zuluftkanäle 3 auf, die die axial abwärts gerichtete Strömungskomponentc erzeugen. Die obere Fasereinlauföffnung des Faserzuführungskanals 7 befindet sich oberhalb der axialen halben Höhe der Luftleitelemente 6 und unterhalb der Trennwand 2. Die Trennwand 2 kann wie in dem in F i g. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel mit Luftleitkanälen 3 ausgestattet sein, kann aber auch in der in Fig.8 gezeigten Weise als reine Verschlußscheibe ausgebildet sein. Bei dieser Ausbildung wird die axial abwärts gerichtete Luftströmungskomponente durch den Staudruck erzeugt. Bei der als Verschlußelement 2a (F i g. 8) ausgebildeten radialen Trennwand der Spinnkammer 1 ist diese Trennwand 2« lediglich mit einem konzentrisch angeordneten Abzugskanal 4 für das fertige Garn IO verschen.

Bei der Verwendung von Spinnkammern der in den F i g. 7 und 8 gezeigten Art werden Garne erhalten, die besonders günstige Qualilätsmcrkinale und Fcstigkcitskcnnwcrtc aufweisen.

Die Umkehrung dieser Anordnung ist in der Fig. 5 gezeigt. Hier erfolgt die Faserzuführung durch die Trennwand 2 hindurch, die ebenfalls in der in F i g. 8 gezeigten Weise als Vcrschlußschcibc 2« ohne Luftkanille ausgebildet sein kann. Wenn die Trennwand 2 mit Luftkanalcn für die Zuluftlcitung ausgerüstet ist, können die Stapelfasern 8 auch über diese Luftleitkanalc 3 in die Spinnkammer 1 eingeführt werden.

Die Einlauföffnung des Fadenabzugskanals 4 befindet sich zentralaxial in der Spinnkammer 1 zwischen den tangcntialen Luftleilelemcnten 6 und der Trennwand 2 unterhalb des wirbelnden Faserringes 9. Der Auslauf des Abzugskanals 4 ist in den Fuß der Spinnkammer 1 zwischen die Luflleitelcmentc 6 und die Absauglcitung 5 verlegt.

Ein weiteres AusfUhrungsbelspicl der Erfindung ist schließlich in der F i g. 9 gezeigt. Sowohl der Faserzuführungskanal 7 als auch der Fadcnabzugskanal 4 sind in der Trennwand 2 angeordnet. Dabei liegt der Fudenabzugskanal 4 für den Abzug des Forliggarns konzentrisch zur Spinnkammer I in der Trennwand 2,

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wtlhrend der Fase'rzuführungskanal 7, durch den das

gegen die Wand der Splnnknmmcr 1 zwischen diesen 65 Fasermaterlal 8 in die Spinnkammer t eingeführt wird, beiden Grcnzstellungen In die Spinnkammer I münden. exzentrisch am Rand der Spinnkammer 1 bzw. am Rand Durch diese Stellungen kann die Faserverieilung Im der Trennwand 2 liegt.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum pneumatischen Spinnen von Fasern, bei dem in einer nicht rotierenden rohrförmigen Spinnkammer eine spiralige Luftströmung in Axialrichtung der Spinnkammer erzeugt wird, in die Fasern zugeführt und zu einem Garn versponnen werden, das anschließend axial zur Spinnkammer abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (8) zwischen einer Trennwand (2) und der Luftzuführung über Luftleitelemente (6) in die Luftströmung in der Spinnkammer (1) in einem Bereich zugeführt werden, in dem die axiale Komponente des Luftstromes gleich Null ist, und daß das Garn aus dem sich bildenden, in Axialrichtung stationären Faserring abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (8) durch einen Kanal (7) auf dem ganzen Umfang des wirbelnden Faserringes (9)

in die Spinnkammer (1) eingeführt werden (F i g. 7).

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer an eine Unterdruckquelle angeschlossenen, nicht rotierenden Spinnkammer, die auf ihrem Umfang tangentia-

Ie luftzuführende Leitelemente besitzt und mit einem Faserzuführungskanal ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserzuführungskanal (7) in die Spinnkammerwand (1) unter einem beliebigen Winkel mündet und zwischen der Trennwand (2) und den Luftleitelementen (6) liegt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer an eine Unterdruckquelle angeschlossenen nicht rotierenden Spinnkammer, die auf ihrem Umfang äangentia-

Ie luftzuführende Leitelemente besitzt und mit einem Faserzuführungskanal ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserzuführungskanal (7) in einer zur Querschnittfläche der Spinnkammer (1) senkrechten Ebene angeordnet ist und die Trennwand (2) durchsetzt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (2) auf ihrem Umfang einen oder mehrere schraubenform!- ge Kanäle (3) besitzt, die die Luft in die Spinnkammer (1) einführen.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (2) mit nur einem konzentrischen Kanal (4) für den Abzug des erzeugten Garnes (10) gestaltet ist (F i g. 8).

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenabzugskanal (4) für das fertige Garn (10) innerhalb der Spinnkammer (1) in einer zur Querschnittsfläche der Kammer (1) senkrechten Ebene angeordnet ist und daß dessen Einlauföffnung zwischen den Luftleitelementen (6) und der Trennwand (2) liegt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Faserzuführungskanal (7) als auch der Fadenabzugskanal (4) die Trennwand axial durchsetzen.

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beso w5e mit Kamelhaaren oder Angora-Der durch ein rohrförm.gesί Umspinnstuck Faden wird während des Durchlaufens in ielseini schraubenförmig geleiteten Druck- £S den Fasern umsponnen und anschließend !n eber oder mehreren Stufen einer zusätzlichen