DE2732678C2

DE2732678C2 -

Info

Publication number: DE2732678C2
Application number: DE19772732678
Authority: DE
Inventors: Erich Dr.-Ing. Lenk; Herbert Ing.(Grad.) 5630 Remscheid De Turk; Herbert 5609 Hueckeswagen De Schiminski
Original assignee: W Schlafhorst AG and Co
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1977-07-20
Filing date: 1977-07-20
Publication date: 1989-06-22
Also published as: DE2732678A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spinnen eines Fadens aus Einzelfasern mit gleichsinnig rotierenden, miteinander einen engsten Spalt bildenden Walzen, von denen wenigstens eine einen porösen Mantel aufweist und eine Luftabsaugeinrichtung enthält, deren Mündungsfläche im Bereich des engsten Spaltes gegen den Innenumfang gerichtet ist und die durch den porösen Mantel hindurch ein Druckgefälle vom Walzenäußeren zum Walzeninneren erzeugt, und mit einer Zuführ- und Auflöseeinrichtung für Faserband, die mit dem Bereich des engsten Spaltes über einen Faserzuführkanal verbunden ist, der als Strömungskanal für einen Druckluftstrom ausgebildet ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (JP-OS 52-12 338) werden die Fasern, die wahrscheinlich von einem Streckwerk kommen, mittels eines Druckluftstromes aufgelöst und über einen Faserzuführkanal dem Garnbildungsbereich zugeführt, der von zwei einen Keilspalt miteinander einschließenden Walzen gebildet wird.

Bei einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung (DE 27 14 089 A1) wird vorgesehen, daß in den Faserspeisekanal unmittelbar nach der Auflösewalze ein Druckluftstrom eingeblasen wird, der einen höheren Wert aufweist als der die Walzen umgebende Druck, die innen besaugt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Erhöhung der Spinngeschwindigkeit bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zu ermöglichen und das Spinnergebnis zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zuführ- und Auflöseeinrichtung eine mit einer Zahngarnitur versehene Auflösewalze enthält, die in einer unter Überdruck setzbaren Auflösekammer angeordnet ist, die zu dem Faserzuführkanal hin offen ist.

Der Vorteil der Erfindung besteht vor allem darin, daß längs des Weges der Fasern vom Einlaß des Faserbandes bis zu der Garnbildungsstelle eine kaskadenartige Stufung des Luftdruckes erfolgt, der sich in allen Stufen des Spinnprozesses in eine funktionsgerechte Luftströmung umsetzt. Diese verbesserte Luftführung gewährleistet, daß das der Spinnvorrichtung vorgelegte Faserband in statistisch gleichmäßiger Verteilung zu Einzelfasern zerlegt wird, daß die Einzelfasern parallelisiert und gestreckt und in eben dieser Konfiguration mit hoher Geschwindigkeit der Garnbildungslinie zugeführt werden, d. h. dem zwischen den Walzen gebildeten Keilspalt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß in den Faserzuführkanal in Faserflugrichtung gerichtete Luftinjektoren münden. Diese Luftinjektoren dienen zur weiteren Ausrichtung der Luftströmung mit divergierenden Luftstrahlen, deren Aufgabe es ist, die durch den Druckabfall in dem Strömungskanal entstehende Luftströmung so auszurichten, daß die Wolke der aus dem Faserband gelösten Einzelfasern weit und gleichmäßig über den Strömungskanal verteilt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Spinnvorrichtung entlang der Fadenbildungslinie;

Fig. 2 einen Querschnitt durch dieselbe Vorrichtung;

Fig. 3 Ausführungsbeispiel für den Faserbandeinlaß;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Die Spinnvorrichtung nach Fig. 1 besteht aus den Walzen 1 und 2, deren Mäntel durchlässig sind (Lochung 3). Die Walzen sind fliegend gelagert und an der einen Seite durch die Wellen 4, Riemenscheibe 6, Treibriemchen 7 und Motor 5 gleichsinnig angetrieben. Sie können vorteilhaft auch als Hyperboloide ausgebildet sein, die asymmetrisch sind und ihren kleinsten Durchmesser am Fadenausgang besitzen. Die Faserzufuhreinrichtung 8 weist die Auflösekammer 14 mit Faserbandeinlaßöffnung 9 für das Faserband 10 auf. Durch diese wird das Faserband 10 mittels Förderwalze 11 eingezogen und durch Auflösewalze 12 in Einzelfasern zerlegt. Die Auflösewalze 12 weist auf ihrem Umfang eine Zahnung 13 auf, durch die das Faserband 10 gekämmt und die Einzelfasern 15 aus dem Faserband 10 gelöst werden. Durch Zentrifugal- und Luftströmungskräfte werden die Einzelfasern 15 von der Auflösewalze 12 abgelöst und in den Strömungskanal 16 gefördert. Durch die Ausbildung des Strömungskanals 16 und die erfindungsgemäße Luftführung werden die Fasern 15 parallel zu der Mündung 17 ausgerichtet und verstreckt. Die Fasern 15 verlassen die Mündung 17 des Strömungskanals 16 auf diese Weise unter einem möglichst geringen Winkel zur Fadenbildungslinie und fliegen frei der Fadenbildungslinie zu. Dort werden sie durch Berührung mit den Walzen 1, 2 in dem zwischen diesen gebildeten Zwickel unter Einwirkung der die Wandungen durchdringenden Luftströmungen zum Faden 18 verzwirnt. Die Luftströmungen in bezug auf beide Walzen 1, 2 werden durch Luftabsaugeinrichtungen 22 und 23 mit Unterdruck P₃ über Luftabsaugstutzen 21 im Bereich der Mündungsflächen 24 bzw. 25, die sich dem Innenumfang der Walzen 1, 2 anschmiegen, erzeugt. Die Mündungsflächen 24, 25 sind in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 - in Drehrichtung der jeweiligen Walzen gesehen - im wesentlichen vor dem zwischen den Walzen 1 und 2 gebildeten engsten Spalt angeordnet. Dabei sollen sich die Mündungsflächen 24, 25 überlappen, wobei ein bevorzugter Überlappungsbereich zwischen 0 bis 10mal Fadendurchmesser liegt. Hierbei wird ein theoretischer Fadendurchmesser d zugrundegelegt, der nach der Formel

berechnet wird. In dieser Formel bedeuten:

γ = spezifisches Gewicht in g/cm³
Nm = Nummer metrisch in Meter pro Gramm.

Der Überlappungsbereich ist vorzugsweise 0 bis 10mal Fadendurchmesser vor dem engsten Spalt - von der Mündung 17 des Strömungskanals 16 aus gesehen - angeordnet. Die Mündungen 24, 25 erstrecken sich über eine gewisse Länge, die im wesentlichen der Länge des luftdurchlässigen Teils der Walzen 1, 2 entspricht, parallel zu der Fadenbildungslinie.

Es sei bemerkt, daß mit der Erfindung auch eine Verbesserung derjenigen Spinnvorrichtungen erzielt werden konnte, welche nur eine luftdurchlässige Walze und eine darin angeordnete Luftabsaugeinrichtung aufwiesen, sowie derjenigen Spinnvorrichtungen, die zwar zwei Walzen, jedoch eine andere Anordnung der Mündungen der Luftabsaugeinrichtungen aufwiesen.

Besonders gute Ergebnisse werden jedoch insbesondere bei Verwendung von zwei Walzen 1, 2 mit der hier angegebenen Anordnung der Mündungen 24, 25 erzielt. Hierbei wird ein besonders sicherer Betrieb und gutes Produkt erzielt bei Verwendung von Hyperboloiden als Walzen, die asymmetrisch sind und vom Faden mit Richtung vom dicken zum dünnen Ende durchlaufen werden.

Erfindungsgemäß ist die Faserzufuhreinrichtung 8 von einem luftdichten Überdruckgehäuse 49 umgeben. Die Wandungen dieses Gehäuse werden lediglich von dem Strömungskanal 16, den Wellen der Auflöse- und Förderwalzen 12 bzw. 11 sowie der Faserbandeinlaßöffnung 41, dem Luftzufuhrstutzen 47 und einer Meßöffnung 26 durchdrungen.

In dem Gehäuse 49 wird ein vorzugsweise konstanter Druck P _ü aufrechterhalten, wozu über Meßeinrichtung 26 und Drucklufterzeuger 48 eine Regelung des Luftdrucks erfolgen kann. Zwischen dem Überdruckgehäuse 49 und der Kammer der Auflösewalze 12 ist ein Verbindungskanal 40 und weitere nach Zweckmäßigkeit angebrachte Kanäle vorgesehen.

Das Gehäuse 49 wird im Bereich der Faserbandeinlaßöffnung 41 durch die Walzen 42 und 43 abgedichtet. Die Walze 42 ist in dem Gehäuse 49 ortsfest gelagert und mit konstanter, der Fördergeschwindigkeit des Faserbandes 10 angepaßter Geschwindigkeit angetrieben. Die Walze 43 ist auf dem Schwenkarm 44 frei drehend gelagert und wird gegen die Walze 42 gedrückt. Beide Walzen 42, 43 sind aus einem elastisch-weichen Material hergestellt, so daß sie sich dem einlaufenden Faserband 10 anschmiegen. Gegenüber dem Gehäuse 49 sind beide Walzen 42, 43 durch federnd abgestützte Dichtleisten 45 und 46 abgedichtet.

Die beschriebene Vorrichtung erlaubt nun folgende Arbeitsweise:

Mittels Drucklufterzeuger 48 wird in dem Gehäuse 49 ein konstanter Luftdruck P _ü erzeugt, der sich über die Faserbandeinlaßöffnung 9 und die Verbindungsöffnung 40 sowie evtl. weitere Öffnungen auch in der Auflösekammer 14 einstellt. Infolge des in dem Strömungskanal 16 von P _ü über P₁ bis P₀ eintretenden Druckabfalls stellt sich dort eine definierte Luftströmung ein. Diese Luftströmung führt dazu, daß das Faserband 10 hinter der Förderwalze 11 durch die Auflösewalze 12 mit Zahnung 13 zu Einzelfasern 15 aufgelöst wird, daß die einzel nen Fasern 15 von der Auflösewalze 12 als frei fliegende Faser wolke abgeschleudert und abgeblasen, sodann parallelisiert, ausgerichtet und gestreckt sowie mit hoher Geschwindigkeit zur Fadenbildungslinie gefördert werden. Im Bereich der Fadenbildungslinie herrscht Atmosphärendruck P₂=P₀. Im Bereich des engsten Spaltes zwischen den Walzen 1 und 2 werden nun die Einzelfasern 15 vor den Mündungsflächen 24 und 25 der Absaugeinrichtung 22, 23 gesammelt und zu einem Faden 18 zusammengedreht. In den Luftabsaugeinrichtungen 22, 23 herrscht ein Unterdruck P₃, welcher kleiner als der Atmosphärendruck P₀ ist.

Die Luftdrücke P _ü, P₁, P₂ und P₃ sind also kaskadenartig gestuft und den einzelnen Prozeßschritten des Spinnverfahrens angepaßt. Der Druck P₁ im Strömungskanal 16 nimmt dabei vom Be ginn bis zur Mündung 17 des Strömungskanals 16 von P _ü bis P₀ ab und ist insofern höher als der atmosphärische Luftdruck P₀, während der in der Absaugeinrichtung 22, 23 entstehende Luftdruck P₃ stets geringer als der atmosphärische Luftdruck P₀ ist. Geeignete Wer te für den Druck P _ü liegen bei 200 bis 1000 mm Ws Überdruck mit den günstigsten Werten im unteren Bereich. Günstige Werte für den Druck P₃ liegen bei 1000 bis 2500 mm Ws Unterdruck.

In Fig. 3 ist eine weitere bevorzugte Möglichkeit zur Abdich tung der Faserbandeinlaßöffnung 41 des Überdruckgehäuses 49 gezeigt.

Das Dichtelement ist als Trichter 51 ausgeführt. Der engste Querschnitt ist dem Querschnitt des Faserbands 10 angepaßt. Deswegen ist der Trichter 51 austauschbar. Der Trichter 51 erstreckt sich bis unmittelbar vor die Förderwalze 11. Durch diese einfache Maßnahme werden Druckluftverluste im Bereich des Faserband einlasses fast vollständig vermieden und das leichte Einfüh ren des Faserbandes 10 bis an die Förderwalze 11 gewährleistet.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dar gestellt. Die Faserzufuhreinrichtung 8 ist von einem Über druckgehäuse 49 umgeben. Wegen der weiteren Einzelheiten wird auf die Beschreibung zu den Fig. 1 und 3 verwiesen. Der Strömungskanal 16 mündet im Zwickel zwischen den in Fig. 2 dargestellten Walzen 1, 2, wobei er jedoch ein Unterdruck gehäuse 19 durchdringt. In dem Unterdruckgehäuse 19 wird über Auflaßöffnung 32 ein konstanter Unterdruck eingestellt, wozu eventuell eine Meßöffnung dient. In den Walzen 1, 2 be finden sich die hier nicht sichtbaren Mündungen der Luftab saugeinrichtungen 22 und 23, welche an den Luftabsaugstutzen 21 angeschlossen sind. Der Faden 18 verläßt das Unterdruck gehäuse 19 durch die Fadenauslaßöffnung 20. Dieser gegenüber liegend kann auf der Fadenbildungslinie eine Eingangsöffnung für einen Kernfaden vorgesehen sein.

Bei dieser Vorrichtung werden folgende Drücke eingestellt:

P₂<P₀<P _ü<P₁<P₂<P₃.

Anhand der Fig. 1 sei noch auf die besondere Ausgestaltung der Injektoren hingewiesen. Die Injektorenmündungen 50 befin den sich paarweise in jeder der oberen und unteren Begrenzungs wand des Strömungskanals 16. Jedes Paar der Injektoröffnungen 50 ist so angeordnet, daß die Öffnungen 50 unter einem spitzen Winkel auseinanderlaufen. Dadurch wird die infolge des Druckab baues im Strömungskanal 16 sich ausbildende Luftströmung in einer gewünschten Weise gelenkt. Die Anordnung der Öffnungen 50 hinsichtlich ihrer Lage im Strömungskanal 16 und ihrer Aus laßrichtung muß im Versuch so festgelegt werden, daß die Wolke der Einzelfasern 15 möglichst gleichmäßig verteilt wird. Es hat sich herausgestellt, daß durch die Anordnung der Öffnungen 50 der Injektoren im zweiten Drittel der Länge des Strömungs kanals 16 besonders vorteilhafte Wirkungen erzielt werden können. In Vergleichsversuchen wurde ein Faden Nm 40 aus DIOLEN 12 (Handelsname der Firma ENKA für Polyäthylenterephtha latfäden) Stapeln 40 mm erzeugt. Dabei ergeben sich Werte, wie aus der beigefügten Tabelle ersichtlich.

Claims

1. Vorrichtung zum Spinnen eines Fadens aus Einzelfasern mit zwei gleichsinnig rotierenden, miteinander einen engsten Spalt bildenden Walzen, von denen wenigstens eine einen porösen Mantel aufweist und eine Luftabsaugeinrichtung enthält, deren Mündungsfläche im Bereich des engsten Spaltes gegen den Innen umfang gerichtet ist und die durch den porösen Mantel hindurch ein Druckgefälle vom Walzenäußeren zum Walzeninneren erzeugt, und mit einer Zuführ- und Auflöseeinrichtung für Faserband, die mit dem Bereich des engsten Spaltes über einen Faserzuführ kanal verbunden ist, der als Strömungskanal für einen Druckluft strom ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführ- und Auflöseeinrichtung (8) eine mit einer Zahngarnitur versehe ne Auflösewalze (12) enthält, die in einer unter Überdruck setz baren Auflösekammer (14) angeordnet ist, die zu dem Faserzuführ kanal (16) hin offen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Faserzuführkanal (16) in Faserflugrichtung gerich tete Luftinjektoren (50) münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zuführ- und Auflöseeinrichtung (8) mit einem unter Überdruck setzbaren Überdruckgehäuse (49) umgeben ist, das eine oder mehrere Öffnungen (40) zur Auflösekammer (14) und eine durch Dichtelemente (42 bis 46; 51) abgedichtete Faser bandeinlaßöffnung (41) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtelemente der Faserbandeinlaßöffnung (41) zwei auf einander abrollende und relativ zu einander nachgiebig gelagerte Walzen (42, 43) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (42, 43) gegenüber dem Gehäuse (49) durch Dicht leisten (45, 46) abgedichtet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Walzen (42, 43) aus einem durch das Faserband (10) eindrückbaren Material bestehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente als Dichtleisten ausgebildet sind, welche aus einem durch das Faserband (10) eindrückbaren Material bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement ein Trichter (51) ist, dessen engster Querschnitt dem Querschnitt des Faserbandes (10) angepaßt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (51) das Überdruckgehäuse (49) durchdringt, und unmittelbar vor einer Förderwalze (11) mündet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2 und einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftinjekto ren (50) paarweise in den Wandungen des Faserzuführkanals (16) derart angeordnet sind, daß ihre Mündungsachsen jeweils unter einem spitzen Winkel auseinander laufen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Luftinjektoren (50) im zweiten Drittel der Länge des Faserzuführkanals (16) liegen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (1, 2) und die längs der Fadenbildungslinie angeordnete, längliche Mündung des Faserzuführkanals (16) in einem Gehäuse (19) eingeschlossen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (19) ein einstellbares oder steuerbares Ventil für die Einstellung eines definierten Vakuums in dem Gehäuse (19) aufweist.