DE2311173A1

DE2311173A1 - Vorrichtung und verfahren zum spleissen von garnen und faserstraengen

Info

Publication number: DE2311173A1
Application number: DE19732311173
Authority: DE
Inventors: Isern Carlos Pujol
Original assignee: PUJOL ISERN CARLOS
Current assignee: SCHWEITER MASCHINENFABRIK AG HORGEN-OBERDORF CH
Priority date: 1973-01-19
Filing date: 1973-03-07
Publication date: 1974-07-25
Also published as: ATA42474A; DE2311173B2; NL7400667A; FR2214764A1; JPS5343218B2; GB1470787A; IN141104B; DD110065A5; AT334256B; BE809896A; ZA74103B; SE406755B; US3903680A; SU585805A3; IT1003429B; BR7400389D0; NL172470C; CA1016730A; AR200508A1; AU6443374A

Description

DIPL.-INQ. A. GRÜNECKER DR.-ING. H. KINKELDEY DR.-ING. W. STOCKMAIR₁Ae.

PATENTANWÄLTE

8OOO MÖNCHEN 22 Moxlmlllonitroe. 43 Tatofon 397100/290744 T«l*gromiii· Monopol Mündi*n Τ·Ι·χ 05-383*0

P 5954-

7. März 1973

Carlos PUJOL ISERN

Santalo, 148 - Barcelona, Spanien

Vorrichtung und Verfahren zum Spleißen von Garnen und Fasersträngen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spleißen von Garnen oder Fasersträngen unter axialem Verdrillen.

Das miteinander Verbinden oder Aneinanderhangen von Garnen ist ein allgemein bekannter Vorgang, für dessen Durchführung es zwar schon verschiedenartige mechanische Vorrichtungen

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gibt, wobei es jedoch bisher nicht gelang, eine glatte, kontinuierliche Verbindung unter Einhaltung des Querschnitts des Garns und seiner mechanischen Eigenschaften zu erzielen.

Bei Garnen aus diskontinuierlichen Fasern ergibt sich die Zugfestigkeit aus der durch die Zwirnung verstärkten Haftreibung der Fasern untereinander. Beim Aufdrillen eines solchen Garns tritt eine erhebliche Verringerung der Haftreibung ein, so daß ein relativ leichter Zug an um wenigstens die Länge der Einzelfasern auseinanderliegenden Punkten ausreicht, die Fasern auseinander zu ziehen, wobei man zwei offene, unregelmäßige Enden erhält. Aufgrund der in Längsrichtung des Garns ungeordneten Verteilung der einzelnen Fasern sind an allen zwischen den um eine Faserlänge voneinander entfernten Punkten gelegenen Stellen im wesentlichen gleich viele Einzelfasern in einem Querschnitt durch beide offenen Enden vorhanden. Daraus ergibt sich also eine größtmögliche Kontakt- oder Haftreibungsfläche zv/isehen den beiden Enden.

Durch das Aufdrillen von zwei Garnenden, durch Ineinanderschieben der beiden offenen, unregelmäßigen Erden und durch Verdrillen der ineinander geschobenen Fasern kann man ein durchgehendes Garn erhalten, bei welchem die Verbindungsstelle die gleichen Eigenschaften, den gleichen Querschnitt und die gleiche mechanische Festigkeit aufweist wie jede andere Stelle des Garns.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spleißen von Garnen und Fasersträngen unter axialem Verdrillen, wobei die Verbindungsstelle das Gefüge des übrigen Garns mit dessen Querschnittsgröße und mechanischen Eigenschaften erhält.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung der genannten Art gekennzeichnet durch eine innere, einen Einbringer bildende und durch ein Führungsrohr verlängerte Garnführung, durch eine äußere, einen Aufnehmer bildende Garnführung, welche

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einen mit dem Führungsrohr koaxialen und mit seiner engeren öffnung dem Führungsrohr zugewandten Führungstrichter aufweist, durch einen Antrieb zum Drehen der inneren Garnführung um ihre Achse, durch einen Vorschub- und Rückholantrieb für die äußere Garnführung zum Bewegen derselben unter Einhaltung der koaxialen Ausrichtung mit der inneren Garnführung und durch in der inneren und der äußeren Garnführung vorhandene Greifereinrichtungen zum Festhalten des durch sie hindurchgeführten Garns.

Eine metallische Einfassung der öffnung an der äußeren Garnführung ist an einen Pol einer elektrischen Spannungsquelle angeschlossen, deren anderer Pol mit einem die engere öffnung des Führungstrichters umgebenden offenen Ring und mit den in der äußeren Garnführung vorhandenen Greifereinrichtungen verbunden ist. Die Greifereinrichtung in der inneren Garnführung ist ihrerseits elektrisch leitend mit der metallischen Einfassung des Führungstrichters an der äußeren Garnführung verbunden.

Die beiden Garnführungen sind im übrigen aus einem Material, welches das so erzeugte elektrostatische Feld nicht beeinflußt . Zum Zubringen der Garnenden und als Führung 'für eine Einrichtung zum Auskämmen des in der äußeren Führung festgehaltenen Garnendes ist eine in Längsrichtung gerillte und sich zu ihrer Mündung hin verjüngende Nut vorgesehen.

Eine in Wirkbeziehung zur inneren Garnführung in Verlängerung von deren Führungsrohr angeordnete Greifereinrichtung dient dazu, das Garn in einem wahlweise einstellbaren Abstand von der Greifereinrichtung der Garnführung festzuhalten, während sich diese um ihre Achse dreht. Bei ihrer Rückkehr in eine Ruhestellung unter dem Antrieb einer herkömmlichen Rückholeinrichtung hält die Greifereinrichtung das Garn weiterhin fest und zieht dadurch dessen Fasern auseinander, so daß sich ein offenes, unregelmäßiges Garnende bildet. Vor dem der beweglichen Greifereinrichtung gegenüberliegenden Ende des Führungsrohrs ist in Wirkbeziehung zur inneren Garn-

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führung ein weiterer Greifer zum Festhalten des Garns sowie eine Zuführung vorgesehen.

In Verbindung mit der äußeren, den Aufnehmer "bildenden Garnführung, in deren vorderes Ende das Führungsrohr einführbar ist, ist eine bewegliche, einstellbare Greifereinrichtung auf einer Welle drehbar angeordnet. Bei ihrer Rückkehr in die Ruhestellung unter dem Antrieb einer herkömmlicher Rückholeinrichtung hält die Greifereinrichtung das Garn weiterhin fest und zieht dabei dessen Fasern auseinander, so daß sich ein offenes, unregelmäßiges Ende bildet. An der anderen Seite der äußeren Garnführung ist eine weitere Greifereinrichtung zum Festhalten jeweils eines Garnstücks von bestimmter Länge vorgesehen. Diese Greiferanordnung ist mittels Gleitschuhen verschieblich und hat einen Drehantrieb, wobei das Garn während der Drehung festgehalten wird.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß man jeweils ein Stück der miteinander zu verbindenden Garne an zwei vorzugsweise um wenigstens die Länge einer Einzelfaser auseinanderliegenden Stellen festhält, daß man das zwischen den beiden Stellen verlaufende Garnstück jeweils aufdrillt, daß man die Garnstücke unter Bildung offener, unregelmäßiger Enden auseinanderzieht, daß man die Garne an jeweils einer Stelle weiter festhält, daß man das offene , unregelmäßige Ende des einen Garns nach dem Schlichten der Fasern strahlenförmig auf spreizt, daß man die Fasern des offenen Endes des anderen Garns soweit in die aufgespreizten Fasern des anderen Endes einführt, daß die Stellen, an denen die beiden Garne gehalten sind, wiederum um eine Faserlänge voneinander entfernt sind, daß man die Fasern des eingeführten Endes unter gleichzeitigem axialem Verdrillen der beiden Garne strahlenförmig aufspreizt und daß man die beiden so miteinander verspleißten Garne freigibt.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht in vorteilhafter Weise die Durchführung eines solchen Verfahrens, indem sie die Garne in die zum Spleißen erforderliche gegenseitige Stellung bringt und die Enden der Garne zur Bildung von offenen Faserbündeln aufdrillt und abreißt. Die dann einander gegenüberstehenden offenen Garnenden lassen sich unter Nachbildung des Garngefüges miteinander verbinden, zu welchem Zweck die Fasern ineinanderkämmend zusammengeschoben werden. Dieses Ineinanderkämmen der Pasern ist bei der Vorrichtung durch einen elektrostatischen Effekt erzielbar, aufgrund dessen die freien Fasern des einen Garnendes zu einem strahlenförmigen Bündel aufgespreizt werden, in welches die Fasern des anderen Garnendes dann eingeführt werden können. Nach dem Einführen der Fasern des anderen Garnendes in das aufgespreizte Faserbündel werden sie zur Bildung eines mit diesem ineinanderkämmenden strahlenförmigen Faserbündels ebenfalls aufgespreizt.

Nachdem die Fasern der beiden Garnenden in dieser Weise ineinandergeschoben sind, werden die beiden Garnstücke ohne Änderung der gegenseitigen Stellung der Faserbündel gegeneinander verdreht, worauf die zur Erzielung des elektrostatischen Effekts angelegte Spannung abgeschaltet werden kann. Durch das Verdrehen oder Verdrillen erhält die Spleißstelle ein dem des übrigen Garns entsprechendes Gefüge mit gleichem Querschnitt und gleichen mechanischen Eigenschaften.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.. Darin zeigen:

Fig. Λ bis 7 schematisierte Darstellungen von Verfahrensschritten beim Spleißen von zwei Garnstücken,

Fig. 8 eine schematisierte Schrägansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und 409830/0681

Fig. 9 bis 11 schematisierte Darstellungen von Teilen der Vorrichtung "beim Ineinanderschieben von zwei Faserbündeln, beim strahlenförmigen Aufspreizen und beim Verdrillen derselben.

Fig. 1 zeigt einen ersten Verfahrensschritt, bei welchem jeweils ein Stück 1 zweier miteinander zu verspleißender Garne an zwei wenigstens um die Länge einer Einzelfaser auseinander liegenden Stellen mittels schematisch dargestellter Greifereinrichtungen 2 ergriffen und festgehalten wird.

Im zweiten, in Fig. 2 dargestellten Verfahrensschritt wird jeweils eine der beiden jeweiligen Greifereinrichtungen in Richtung des Pfeils 4 in Drehung versetzt, wodurch das zwischen den Greifereinrichtungen verlaufende Garnstück 3 aufgedrillt wird.

Fig. 3 zeigt einen dritten Verfahrensschritt, in welchem

jeweils eine der beiden jeweiligen Greifereinrichtungen 2 in Richtung der Pfeile 5 wegbewegt wird, wobei die die Garnstücke bildenden Fasern auseinandergezogen werden. Dadurch entstehen an den weiterhin an einer Stelle festgehaltenen Garnstücken einander zugewandte offene, unregelmäßige Faserbündel oder Enden 4.

Fig. 4 zeigt die beiden in gegenseitiger Ausrichtung gehaltenen, aufgedrillten Enden der miteinander zu verbindenden Xjarnstücke. Eines der Enden ist zu einem strahlenförmigen Faserbündel 5 aufgespreizt.

Während das aufgespreizte Faserbündel 5 unbeweglich festgehalten wird, wird das andere offene Garnende 4 in dem in Fig. 5 gezeigten Verfahrensschritt so auf dieses zu bewegt, daß dessen Fasern darin eindringen. In Fig. 6 sind die Fasern des so eingeführten Garnendes 4 unter Einwirkung eines elektrostatischen Effekts zu einem strahlenförmigen Faserbündel 6 aufgespreizt, welches mit dem Faserbündel 5 ineinanderkämmt, worauf die beiden Garnstücke in

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Richtung der Pfeile gegeneinander verdreht werden, so daß die Verbindungsstelle ein dem des übrigen Garns entsprechendes Gefüge erhält. Fig. 7 zeigt das gespleißte Garn in Form einer durchgehenden Linie 7 sowie die nun geöffneten Greifereinrichtungen 2 na.cn dem Freigeben des Garns.

Fig. 8 zeigt in einer schematisierten Schrägansicht die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie in weit gestrichelten Linien die elektrischen Verbindungen einiger dieser Teile. Man erkennt eine äußere Garnführung 8 und eine innere Garnführung 9. Die innere Garnführung 9 ist durch ein Führungsrohr 10 verlängert. Die äußere Garnführung 8 weist an der Austrittsseite einen metallischen Führungstrichter 11 auf, dessen äußere, engere öffnung von einem offenen Ring 12 umgeben ist. Ferner ist an der äußeren Garnführung 8 eine bewegliche Halterung 13 für einen Greifer zum Festhalten des Garns mit einem Klemmteil 14 vorgesehen. Die innere Garnführung 9 weist ebenfalls eine Greifereinrichtung 15 auf. Gegenüber den inneren und äußeren Garnführungen 9 bzw. 8 ist jeweils eine bewegliche Greifereinrichtung 17 bzw. 16 angeordnet. Die Greifereinrichtung 17 gegenüber der äußeren Garnführung ist mittels einer Rolle 18 drehend antreibbar. Ebenso ist die innere Garnführung 9 über eine Rolle 19 drehend antreibbar. Eine hinter der äußeren Garnführung 8 vorgesehene Greiferanordnung 20 zum Festhalten und Abteilen eines bestimmten Garnstücks ist frei drehbar auf einem Gleitstück angeordnet. Eine vor der inneren Garnführung 9 angeordnete Greifereinrichtung 21 dient zum Festhalten des einen Garnstücks und verhindert so ein Fortpflanzen der zum Aufdrillen und/oder Verdrillen über die innere Garnführung 9 erzeugten Drehbewegung entlang der weiteren Länge des Garns. Die beweglichen Greifereinrichtungen 16 und 17 sind in Lagern 22 schwenkbar gelagert. Die Dreh- und Bewegungsrichtungen der verschiedenen Teile sind in Fig. 8 durch Pfeile angedeutet.

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. 8

Fig. 9 zeigt einen Teil der äußeren Garnführung. Durch das Anlegen einer Spannung mit einer ersten Polarität an das darin geführte Garnende und an den die engere öffnung des Führungstrichters 11 umgebenden offenen Ring 12 und einer Spannung mit einer der ersten entgegengesetzten Polarität an den Führungstrichter 11 ist ein strahlenförmiges Aufspreizen des Faserbündels 5 an diesem Garnende erzielbar. Das Führungsrohr 10 der inneren Garnführung mit dem daraus hervorstehenden Faserbündel 4- des anderen Garnendes ist von der dem aufgespreizten Faserbündel 5 gegenüberliegenden Seite her in die äußere Garnführung eingeführt. < >' ,

Fig. 10 zeigt die gleichen Einzelteile bei einem fortgeschrittenen Stand des Verfahrens mit zum Teil aufgespreizten Fasern des eingeführten offenen Garnendes. Fig. 11 zeigt das Verdrillen der aufgespreizten, ineinanderkämmenden Faserbündel 6 durch Verdrehen unter gleichzeitigem Hervorziehen aus der inneren Garnführung. Dadurch entsteht an der Verbindungsstelle ein dem des übrigen Garns antspre- chendes Gefüge.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen; Zunächst wird das Ende eines Garns in die innere Garnführung 9 eingeführt und mittels des beweglichen Greifers 16, des Greifers 15 der Garnführung und des feststehenden Greifers 2.1 festgesetzt. Das Ende eines anderen Garns wird in die äußere Garnführung 8 eingeführt und mittels der beweglichen Greifereinrichtung 17* 18, der Greifereinrichtung 13, 14- und des verschieblichen greifers 20 festgehalten.

Darauf werden die zwischen den Greifern festgehaltenen Garnstücke durch Antrieb der Rollen 18 und 19 aufgedrillt. Dann werden die beweglichen Greifer 16 und 17 in Richtung der gestrichelt gezeichneten Pfeile in Fig. 8 ausgeschwenkt, wobei die in Fig. J dargestellten offenen Enden an den beiden Garnstücken entstehen. Diese werden nun mittels

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(nicht gezeigter) herkömmlicher Einrichtungen, z.B. mittels eines Kamms, geschlichtet.

Anschließend wird die äußere Garnführung zur inneren Garnführung hin bewegt, wobei deren führungsrohr 10 in der in Fig. 9 bis 11 gezeigten Weise in die äußere Garnführung eindringt. Durch Drehantrieb des hinter der äußeren Garnführung angeordneten Greifers 20 wird nun der Spleißvorgang abgeschlossen, woraufhin sich die äußere Garnführung unter Mitnahme des gespleißten und von den Greifern der inneren Garnführung freigegebenen Garns zurück in die Ausgangsstellung bewegt.

Bei den vorstehend beschriebenen Vorgängen treten die folgenden wichtigen Erscheinungen auf: Durch die Drehung der Rolle 19 der inneren Garnführung erhält das in dem Greifer 21 festgehaltene Garnstück zwischen diesem und dem Greifer 15 eine übermäßige Drillung, welche sich bei der Freigabe des Garns durch den Greifer 15 auf die Spleißstelle bis hin zur Greifereinrichtung 13, 14 überträgt. Aufgrund des Drehantriebs des Greifers 20 bleibt die verstärkte Drillung nach Freigabe des Garns durch die Greifereinrichtung 13, 14- auf die Spleißstelle beschränkt. An den vor der Ausmündung der äußeren Garnführung angeordneten offenen Ring ist eine elektrische Spannung mit einer Polarität gelegt, welche der einer an ein metallisches Teil des Führungstrichters gelegten Spannung entgegengesetzt ist. Die mit dem Führungstrichter in Berührung kommenden Fasern werden daher von dem offenen Ring angezogen, wobei sie sich durch gegenseitige Abstoßung glätten und auslachten.

Die Hilfseinrichtungen für den Bewegungsantrieb der einzelnen Teile sowie zum Anlegen und Unterbrechen der für den elektrostatischen Effekt erforderlichen Spannungen können von beliebiger herkömmlicher Art sein. Sie sind nicht eigentlich Teil der Erfindung und daher nicht im einzelnen dargestellt und beschrieben.

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Claims

Patenten Sprüche

. Verfahren zum Spleißen von Garnen oder Fasersträngen unter axialem Verdrillen derselben, dadurch gekennzeichnet, daß man jeweils ein Stück der miteinander zu verbindenden Garne an zwei vorzugsweise um wenigstens die Länge einer Einzelfaser auseinanderliegenden Stellen festhält, daß man das jeweils zwischen den beiden Stellen verlaufende Garnstück aufdrillt, daß man die Garnstücke

unter Bildung offener, unregelmäßiger Enden auseinanderzieht, daß man die Garne an jeweils einer Stelle weiter festhält, daß man das offene, unregelmäßige Ende des einen Garns nach dem Schlichten der Fasern strahlenförmig aufspreizt, daß man die Fasern des offenen Endes des anderen Garns soweit in die aufgespreizten Fasern des ersteren Endes einführt, daß die Stellen, an denen die beiden Garne gehalten sind, wiederum um etwa eine Faserlänge voneinander entfernt sind, daß man die Fasern des eingeführten Endes unter gleichzeitigem axialem Verdrillen der beiden Garne strahlenförmig aufspreizt und daß man die beiden so miteinander verspleißten Garne freigibt.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine innere, einen Einbringer bildende und durch ein Führungsrohr (10) verlängerte Garnführung (9)» durch eine äußere, einen Aufnehmer bildende Garnführung (8), welche einen mit dem Führungsrohr koaxialen und mit seiner engeren Öffnung diesem zugewandten Führungstrichter (11) aufweist, durch einen Antrieb (19) zum Drehen der inneren Garnführung um ihre Achse, durch einen Vorschub- und Rückholantrieb für die äußere Garnführung zum Bewegen derselben unter Einhaltung der koaxialen Ausrichtung mit der inneren Garnführung und durch an der inneren und der äußeren Garnführung vorhandene Greifereinrichtungen (15* 21 bzw. 13/"^ 20) zum Festhalten des durch sie hindurchgeführt;en Garn;

liä.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Garnführung (8) an ihrer Austrittsseite eine metallische Einfassung (11) aufweist, welche an einem Pol einer elektrischen Spannungsquelle angeschlossen ist, daß am' anderen Pol der Spannungsquelle ein die Austrittsöffnung umgebender offener Ring (12) angeschlossen ist und daß die Greifereinrichtung (15) der inneren Garnführung (9) elektrisch leitend mit der Einfassung an der Austrittsseite der äußeren Garnführung verbunden ist, wobei die beiden Garnführungen aus einem das entstehende elektrostatische Feld nicht verändernden Material bestehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Garnführungen (8, 9) eine in Längsrichtung gerillte und sich zu ihrer Mündung hin verjüngende Nut für die Aufnahme jeweils eines Garnstücks und als Führung für eine Einrichtung zum Auskämmen der Fasern des Garnendes aufweisen.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Wirkbeziehung zur inneren Garnführung (9) zunächst dem Ende des Fohrungsrohrs (10) eine bewegliche und einstellbare Greifereinrichtung (16, 22) zum Festhalten des Garns in einem wahlweise bestimmbaren Abstand von der Greifereinrichtung (15) der inneren Garnführung während deren Drehung angeordnet ist, welche zum Auseinanderziehen der das Garn bildenden Fasern und somit zur Bildung eines offenen, unregelmäßigen Garnendes mittels herkömmlicher Rückführeinrichtungen zusammen mit dem festgehaltenen Garn in eine Ruhestellung bewegbar ist, und daß an der dem Führungsrohr abgewandten Seite der inneren Garnführung eine weitere Greifereinrichtung (21) und eine Zuführung angeordnet sind.

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6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Wirkbeziehung zum vorderen Ende der äußeren Führung (8), in welches das Führungsrohr (10) der inneren Garnführung (9) einführbar ist, eine bewegliche, einstellbare und auf einer drehbaren Welle sitzende Greiferanordnung (17 > 18), welche zum Auseinanderziehen der das Garn bildenden Fasern und somit zur Bildung eines offenen, unregelmäßigen Garnendes mittels herkömmlicher Rückführeinrichtungen zusammen mit dem fectgehaltenen Garn in eine Ruhestellung bewegbar ist, und daß an der anderen Seite der äußeren Garnführung eine drehbare und in Axialrichtung verschiebliche Greifereinrichtung (20) zum Festhalten und Abteilen eines Garnstücks angeordnet ist.

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