DE2758823A1

DE2758823A1 - Vorrichtung und verfahren zum direktspinnen

Info

Publication number: DE2758823A1
Application number: DE19772758823
Authority: DE
Inventors: Teiji Nakahara
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1977-03-24
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1978-09-28
Also published as: DE2758823C2; GB1588343A; JPS53119334A; CH628095A5; JPS5631367B2; IT1092192B; FR2384874B1; BE865238A; US4142354A; FR2384874A1

Description

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1000 München 22 S t e i nsdo r f s t ra Be 21-22 Telefon 089 / 29 84 62

MURATA KIKAI KABUSHIKI KAISHA 3, Minami Ochiaicho, Kissholn, Minamiku, Kyotoshi, Japan

Vorrichtung und Verfahren zum Direktspinnen

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Vorrichtung und Verfahren zum Direktspinnen

Die Erfindung betrifft eine Direktspinnvorrichtung und ein Direktspinnverfahren zum Herstellen eines echtgedrehten Fadens.

In der Vorzeit haben unsere Vorfahren aus WoIl- oder Baumwollmassen Fäden mit der Hand gebildet. Das Prinzip eines hochentwickelten Spinnverfahrens, das aus diesem einfachen Handspinnverfahren infolge einer großen Anzahl verschiedener Fortschritte und Verbesserungen entstand, wird auf diesen einfachen handwerklichen Vorgang zurückgeführt.

Wenn unsere Vorfahren einen Faden mit der Hand herstellten, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist, nahmen sie das Fadenende zwischen die Finger der rechten Hand und drehten den Faden zwischen Daumen und Zeigefinger, um dem Faden Drehungen zu erteilen, während sich in der linken Hand eine Baumwollmasse befand, aus der die Fasern zugeführt wurden. Es wird dieser einfache Vorgang den nachfolgenden vier Spinnverfahren gedanklich zugrunde gelegt.

Das erste Verfahren ist eines, in dem der gebildete Faden in vollkommene Rotation versetzt wird, während er nach rechts (in der X-Richtung) gezogen wird, ohne von der Baumwollmasse abgetrennt zu werden, um dem Faden echte Drehungen zu erteilen. Dieses Verfahren ist als Ringspinnverfahren bekannt. Bei diesem Verfahren ist bekanntlich die Menge des gedrehten Fadens begrenzt und es ist auch, weil der Faden in Umdrehung versetzt wird, die Spinngeschwindigkeit begrenzt (diese beträgt 13 m/min im Falle eines Baumwollfadens der Numerierung Ne 45). Aus dem Umstand, daß die während langer Vorgeschichte erzielten

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Nummern Ne von Baumwollfäden im Bereich von 10 bis 100 lagen, ist verständlich, daß dieses Spinnverfahren Fäden hoher Qualität zur Verwendung bei Bekleidungsgegenständen ergab.

Das zweite Verfahren ist eines, bei dem eine Baumwollmasse in Umdrehung versetzt wird, im Gegensatz zum ersten Verfahren, bei dem der Faden rotiert. Dieses Verfahren ist theoretisch durchführbar, jedoch ist es nicht in der Praxis angewendet worden.

Das dritte Verfahren ist eine Abwandlung des zweiten Verfahrens, bei dem nacheinander sehr geringe Fasermengen von einer Baumwollmasse abgetrennt und dem Spinnvorgang zugeführt werden. Die auf diese Weise zugeführten Fasern werden am Ende des gesponnenen Fadens, das sich in freier Rotation befindet, erfaßt, um einen echt gedrehten gesponnenen Faden zu bilden. Dieses Verfahren ist als Off en-End-Spinnverfahren bekannt. Es sind mehrere sich dieses Prinzips bedienenden Verfahren bekannt, die sich in der Weise unterscheiden, in der geringe Fasermengen aus der Baumwollmasse abgetrennt werden. Als typisches Beispiel ist ein Offen-End-Spinnverfahren unter Verwendung eines Rotors zu erwähnen, wie es in der US-PS 3 368 340 beschrieben ist. Mehr als 5.000 Spinnmaschinen, die sich des Rotor-Offen-End-Spinnverfahrens bedienen, sind in der Praxis eingesetzt worden. In Anbetracht der in den letzten 10 Jahren in der Praxis erhaltenen Ergebnisse hat es sich jedoch herausgestellt, daß eine Erhöhung der Spinngeschwindigkeit aufgrund der durch den Energieverbrauch und die Fadenqualität gesetzten Grenzen schwierig ist. Ferner werden aus wirtschaftlichen und technischen Gesichtspunkten im Bereich von 6 bis 45 liegende Baumwollfadennummern Ne bevorzugt, und es wird angenommen, daß es sehr schwierig ist, Fäden von einer größeren Feinheit,als der Baumwollfadennummer Ne 40 entspricht, zu spinnen. Aus durch die Festigkeit

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und Struktur des gesponnenen Fadens bedingten Gründen ist auch der endgültige Anwendungsbereich des nach diesem Spinnverfahren hergestellten Fadens erheblich eingeschränkt. Im Vergleich mit dem zuerst genannten Ringspinnverfahren ist dieses Verfahren jedoch in bezug auf die Spinngeschwindigkeit von Vorteil (bei einer Baumwollfadennummer Ne 45 beträgt die Fadenlaufgeschwindigkeit 40 m/min im Vergleich mit dem Ringspinnverfahren, in dem die gangbare Baumwollfadennummer Ne 45 ist). Bei einem weiteren Beispiel des Offen-End-Spinnverfahrens, das in der US-PS 3 851 455 beschrieben ist, werden die Fasern in einer Form zusammengefaßt, die der eines von einem Cowboy geworfenen Seils ähnlich ist, und das Prinzip dieses Spinnverfahrens unterscheidet sich nicht wesentlich von dem vorstehend beschriebenen Rotor-Offen-End-Spinnverfahren, was das Einsammelnder Fasern betrifft, jedoch kann die Spinngeschwindigkeit, weil ein pneumatisches Fluid verwendet wird, erhöht werden (auf 110 m/min bei einer Baumwollnummer von Ne 45 im Vergleich mit dem Ringspinnverfahren, in dem die gangbare Baumwollnummer Ne 45 ist). Es wird behauptet, daß die erzielbaren Baumwollnummern im Bereich von Ne 10 bis Ne 30 liegen.

Das vierte Verfahren ist eines, bei dem entweder die Baumwollmasse oder der entstehende Faden im Umdrehung versetzt wird. Die Verbindung der Fasern mit dem entstehenden Faden wird nicht abgebrochen und dem entstehenden Faden werden Falschdrehungen erteilt, um die Fasern zu bewegen und den gesponnenen Faden zurückzuerhalten. Dieses Verfahren ist als Falschdrehverfahren bekannt. Typische Beispiele dieses Spinnverfahrens sind beschrieben in den US-PS 3 079 746 und 3 978 648. Bei diesen bekannten Verfahren werden freie Fasern, die eine echte Drehung erhalten, um einen nicht gedrehten Fadenkern gewickelt. Dementsprechend ist es unerläßlich, daß die Baumwollmasse

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genügend aufgelöst 1st, um freie Fasern zu bUden,und die aufgelösten bandförmigen Stränge einander parallel zugeführt von einer Saugvorrichtung aufgenommen und In einer Falschdreheinrichtung gedreht werden. Das Spinnverfahren dieser Art entspricht dem Ringspinnverfahren darin, daß die Verbindung zwischen der Fasermasse und dem Faden aufrechterhalten wird, jedoch unterscheidet es sich vom Ringspinnverfahren darin, daß der entstehende Faden nicht vollkommen rotiert wird. Aus den oben angegebenen Patentschriften geht hervor, daß bei diesem Falschdrehverfahren die Spinngeschwindigkeit sehr hoch 1st, daß jedoch das Verfahren In unvermeidlicher Weise mit einem Nachteil behaftet ist, indem es zu einer ungenügenden Fadenfestigkeit führt, well die Fasern lediglich um den Fadenkern herum gewickelt und gewunden sind. Bei einem In der US-PS 3 443 370 beschriebenen Eigendrehungsverfahren wird ein Faden durch mechanische Falschdrehung gebildet. Es wird angegeben, daß erzlelbare Nummern Im Bereich von Ne 12 bis Ne 40 liegen und die Spinngeschwindigkeiten hoch sind (200 m/mln unter der Annahme, daß die Nummer Ne 45 beträgt, Im Vergleich mit dem Ringspinnverfahren, in dem die gangbare Nummer Ne 45 Ist).

Durch die Erfindung werden eine neue Vorrichtung und ein neues Verfahren vorgesehen, um einen gesponnenen Faden direkt aus Fasersträngen zu erhalten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Verzugseinrichtung für den Faserstrang, eine erste fluidangetriebene Dralldüse, eine Falschdreheinrichtung, deren Drehrichtung der Drehrichtung der fluldangetrlebenen Dralldüse entgegengesetzt 1st, und eine Aufwickeleinrichtung.

Gemäß der Erfindung werden eine Verzugseinrichtung der bekannten Spinnmaschine, eine fluidangetriebene Dralldüse, eine Falschdrehe In-

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richtung und eine Aufwickeleinrichtung in entsprechender Weise angeordnet und die Faserstränge von einer Vorderwalze der Verzugseinrichtung zugeführt. Bei der erfindungsgemäßen Direktspinnvorrichtung wird die Verbindung zwischen den Fasern eines von der Vorderwalze kontinuierlich zugeführten Faserstrangs und dem gesponnenen Faden abgebrochen durch das Umlaufen des Fadens Infolge einer durch die erste fluidangetrlebene Dralldüse verursachten Fadenballonbildung. Während die auf oben beschriebene Welse zugeführten Fasern Infolge der Drehung des Fadens, die durch die Erteilung von Falschdrehungen durch die Falscheinrichtung entsteht, am Fadenende erfaßt werden, findet eine Freigabe der durch die Drehung des Fadens erzeugten Umdrehungen am Fadenende statt, so daß ein mit echten Drehungen versehener Faden direkt aus dem Faserstrang erhalten wird.

Die erfindungsgemäße Direktspinnvorrichtung enthält eine Vorderwalze einer Verzugseinrichtung, eine Verzugseinrichtung, eine erste fluidangetrlebene Dralldüse, die an Ihrer Fadeneinlauf- und Fadenauslaufselte Einengungen mit Öffnungen von geringerer Größe als die eines Fadendurchlasses aufweist, der durch die Verzugseinrichtung hindurchläuft, eine Falschdreheinrichtung zum Drehendes Fadens In entgegengesetzter Richtung zur Umlauf richtung eines Fadenballons, der von der ersten fluldangetrlebenen Dralldüse erzeugt wird, und eine Aufwickeleinrichtung.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung des Prinzips des Spinnens;

Flg. 2a - 2c vergrößerte Ansichten eines ringgesponnenen Fadens, eines falschgedrehten Fadens bzw. eines erfindungsgemäß hergestellten Fadens;

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Fig. 3 eine Darstellung des Prinzips der Erfindung;

Fig. 4 und 5 diagrammartige Querschnitte durch Ausführungsbeispiele der Erfindung;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen

dem Fadenballondurchmesser und der Nummer des gesponnenen Fadens bei der Erfindung;

Fig. 7a - 7d Beispiele der Einengung an der Fadeneinlaufseite der ersten fluidangetriebenen Dralldüse der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 8a - 8c Beispiele der Einengung an der Fadenauslaufseite der ersten fluidangetriebenen Dralldüse der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 9 eine Querschnittsansicht eines Beispiels der erfindungs-

gemäßen fluidangetriebenen Dralldüse.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 soll das Prinzip der Erfindung beschrieben werden. Um dem Faden 1 Drehungen zu erteilen, wird dieser zwischen dem Daumen und dem Zeigefinger der rechten Hand gedreht. Wird der Faden Im stillgehaltenen Zustand betrachtet, so werden die Drehungen In der linken sowie in der rechten Richtung erzeugt, wobei die zwischen dem Daumen und dem Zeigefinger gehaltene Stelle die Grenze darstellt. Von der in der linken Hand gehaltenen Baumwollmasse 2 werden geringe Fasermengen mit dem Daumen und dem Zeigefinger zugeführt. In diesem Fall wird das Ende des mit der rechten Hand gedrehten Fadens In Richtung des Pfeils A gedreht und die Drehungen werden am Fadenende freigegeben. Es ist erforderlich, daß sich

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an dieser Stelle das Fadenende im geöffneten oder freien Zustand befindet, d.h. von den Fasern der Baumwollmasse 2 abgetrennt ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die dem Faserende zugeführten Fasern in den Faden eingedreht. Bei der Erfindung wird demgemäß ein Faden kontinuierlich gesponnen, während drei Bedingungen erfüllt werden, nämlich die Zufuhr der Fasern, das Drehen des Fadens und die Freigabe von Drehungen am Fadenende, das im freien Zustand gehalten wird. Insbesondere, wie aus einem einfachen Versuch verständlich wird, bewirkt die Drehung des Fadens 1 die Funktion des Einfangens von Fasern am Fadenende, und wenn der Faden mit der rechten Hand in eine Richtung bewegt wird, um das Abreißen des Fadens von der Baumwollmasse zu verursachen, stellt sich die Funktion des Abbrechens der Verbindung zwischen dem Faden und den Fasern der Baumwollmasse ein. Die linke Hand übt die Funktion des Zuführens von Fasern in für die gewünschte Fadendicke geeigneten Mengen aus. Am wichtigsten ist es dementsprechend, daß das Fadenende im freien Zustand gehalten wird und daß von den linken und rechten Drehungen, die durch die Finger der rechten Hand erzeugt werden, die auf der linken Seite befindlichen Drehungen, d.h. auf der Seite der Baumwollmasse, vom freien Ende des Fadens freigegeben und echte Drehungen im gebildeten Faden zurückbleiben.

Die Fig. 3 stellt eine Grundausführungsform der Erfindung dar, die aus dem in der Fig. 1 dargestellten Handspinnverfahren abgeleitet ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Faden, anders als beim Handverfahren, kontinuierlich gesponnen. Der Faden 1 wird in Richtung des Pfeils A durch einen üblicherweise in einer bekannten Falschdrehmaschine oder ähnlichen verwendeten Rotor oder durch eine pneumatische Kraft gedreht. Um den Faden 1 von einem Faserstrang 3 abzutrennen, der von einer üblichen Verzugseinrichtung, wie sie in einer üblichen Ringspinnmaschine gemäß einem üblichen Verfahren Verwendung findet, zugeführt

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wird, ist eine mit hoher Geschwindigkeit betriebene Vibriereinrichtung vorgesehen. Der Faden 1 wird von einer bekannten Abzugswalze In Richtung des Pfeils X abgezogen und dann aufgewickelt. Bei der mit hoher Geschwindigkeit betriebenen Vibriereinrichtung 4 können Stifte auf einer Scheibe vorgesehen sein, um die Verbindung zwischen dem Fadenende und den Fasern zu unterbrechen. Die Vibriereinrichtung 4 übt zusammen mit einem Fadenballon die Funktion der rechten Hand In der Flg. aus, nämlich die des Ziehens des Fadens.

Bei dem In der Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird anstelle der mit hoher Geschwindigkeit betriebenen Vibriereinrichtung 4 eine fluidangetriebene Dralldüse 5 verwendet. Um dem Faden 1 Drehungen zu erteilen, wie dies in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 gezeigt ist, kann ein bekannter Rotor eingesetzt werden. Insbesondere sind alle bekannten Dreheinrichtungen, die mit einem Stift versehen sind, mit Reibungskräften arbeiten oder eine Klemmwirkung ausüben,und fluldangetr!ebene Dralldüsen verwendbar. Diese bekannten Einrichtungen werden durch den hler verwendeten Begriff "Falschdrehelnrlchtungen" umfaßt. Als Fluid, das der fluidangetrlebenen Dralldüse zugeführt wird, ist jedes geeignete Gas verwendbar, jedoch ist es von Vorteil, von leicht erhältlicher Druckluft Gebrauch zu machen. Obwohl die Verbindungsstelle zwischen dem Faden und den Fasern Im In der Flg. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Schlagwirkung durch die mit hoher Geschwindigkeit betriebene Vibriereinrichtung 4 unterliegt, bewirkt ein in der fluidangetrlebenen Dralldüse erzeugter Fadenballon, d.h. ein Umlaufen des Fadens, zusammen mit dem durch die Drehung verursachten Schrumpfen oder Zusammenziehen des Fadens ein Abbrechen der Verbindung zwischen den Fasern und dem Faden. Hierbei wird angenommen, daß die schräge lage der Einstrahlöffnungen der Dralldüse zum Fadendurchlaß auch zu dieser Wirkung betträgt, wenn auch nur Im geringen Ausmaß. Es ist jedoch schwierig, den Einfluß dieser Schräg-

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lage auf die Wirkung des Abbrechens der Verbindung, d.h. die öffnende Wirkung zu erfassen, so daß zur Zeit unter Vorbehalt angegeben wird, daß der Neigungswinkel vorzugsweise bis zu 90° betragen soll. Es wird auch angenommen, daß das Umlaufen des Fadens, das durch die dem Faden erteilten Drehungen bewirkt wird, einem geringen Einfluß der Falschdrehungen unterliegt, die durch die Berührung des Fadens mit der Dralldüse oder einem Teil davon entstehen. Infolge der Bildung eines Fadenballons bestimmter Form im Inneren der Dralldüse bildet das Fadenende 6 einen Fadenballon bestimmter Form, und die Steuerung des Fadenballons im Inneren der Dralldüse wirkt sich direkt als eine Steuerung des Ballons am Fadenende 6 aus. Im in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Drehung des Fadens in Richtung des Pfeils A durch die Falschdreheinrichtung, und die entstehenden Drehungen laufen zum Fadenende 6 weiter. Es ist zu beachten, daß das Umlaufen des Fadens von der fluidangetriebenen Dralldüse 5 verursacht wird. Die Drehrichtung der fluidangetriebenen Dralldüse 5 ist entgegengesetzt zur Richtung der dem Faden von der FaLschdreheinrichtung erteilten Drehungen. Es wird nämlich eine Bremswirkung auf die Funktion des Eindrehens der Fasern in den Faden ausgeübt. Bei dem in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Einstelleinrichtung vorgesehen, um die Drehgeschwindigkeit des Fadens 1 auf die Laufgeschwindigkeit des Fadens 1 abzustimmen. Eine derartige Einstellung läßt sich aufgrund einfacher Versuche unter Verwendung einer bekannten Vorrichtung vom Fachmann durchführen.

Bei dem in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeisplel werden anstelle der In der Fig. 3 gezeigten Vibriereinrichtung 4 und als Falschdrehelnrlchtung für eine Anordnung gemäß der Flg. 4 fluidangetriebene Dralldüsen 5 bzw. 7 eingesetzt. Selbstverständlich lassen sich auch andere Dreheinrichtungen und fluidangetriebene Dralldüsen verwenden.

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Ein von einer Vorderwalze 8 abgezogener Faserstrang 3 wird weitergeleitet durch zwei fluidangetriebene Dralldüsen 5 und 7, deren Drehrichtungen einander entgegengesetzt sind, und auf diese Weise zu einem Faden 1 verarbeitet. Der Faden 1 wird von einer Abzugswalze 9 abgezogen und von einer Aufwickeleinrichtung 10 bekannter Art auf eine Spule aufgewickelt.

Die erste fluidangetriebene Dralldüse 5 erzeugt einen Fadenballon und die zweite fluidangetriebene Dralldüse 7 erteilt dem Faden Drehungen. Infolge der umlaufenden Wirkung des von der Dralldüse 5 erzeugten Fadenballons wird der von der Vorderwalze 8 in eine flache Form gedrückte Faserstrang auf- und abwärts sowie nach rechts und links gebogen und die Verbindung zwischen den Fasern 3 und dem Faden 1 abgebrochen. An diesem Punkt kann ein Stift oder eine Nadel quer durch die Verbindungsstelle zwischen den Fasern und dem im Spinnvorgang befindlichen Faden hindurchgeführt werden. In diesem Umstand wird ein Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Spinnverfahren und dem vierten Verfahren - Beschreibung nachfolgend -, nämlich dem Falsch -drehspinnverfahren, gesehen. Infolge dieses Vorgangs, bei dem das Fadenende geöffnet oder frei wird, werden die dem Faden von der Falschdreheinrichtung, z.B. der Dralldüse 7, erteilten Falschdrehungen freigegeben und es verbleiben im Faden echte Drehungen, deren Anzahl der Anzahl der auf diese Weise freigegebenen Drehungen entspricht. Auf diese Weise wird ein Faden gebildet, bei dem sogar dem Kern echte, in einer bestimmten Richtung verlaufende Drehungen erteilt worden sind.

Bei dem in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält jede der Dralldüsen 5 und 7 einen Fadendurchlaß 12 bzw. 13, der jeweils als zylinderförmiger Durchlaß gezeichnet ist. Der von der Dralldüse 5 erzeugte Fadenballon und der von der Dralldüse 7 erzeugte Fadenballon

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werden durch die Durchmesser der Fadendurchlässe 12 bzw. 13 begrenzt. Wenn die Größe der Fadenballons die Größe der Durchmesser der Fadendurchlässe 12 und 13 erreicht hat, entstehen anstatt eines weiteren Anwachsens der Ballondurchmesser zweite Fadenballons 11 und 13 auf der rechten Seite des Fadenballons 15 bzw. auf der linken Seite des Fadenballons 16. Da die Drehrichtungen der Dralldüsen 5 und 7 einander entgegengesetzt sind, entsteht eine Störung in einer dazwischenliegenden Fadenstrecke 17. Zwischen dem Fadenballon 11 und dem Fadenballon 15 entsteht ein Knotenpunkt P auf der linken Seite der ballonbildenden Dralldüse 5. Der Fadenballon 11 entsteht entlang einer Strecke 1 zwischen der Vorderwalze 8 und dem Knotenpunkt P. Die Lage des Knotenpunkts P ist nicht nur von der Fadendicke, der Fadenlaufgeschwindigkeit und dem Fluiddruck, sondern auch von anderen Faktoren, wie die Störung in der Fadenstrecke 17 zwischen einem durch die Dralldüse 7 gebildeten Fadenballon und einem durch die Dralldüse 5 gebildeten Fadenballon, abhängig.

Wie bereits erwähnt, findet eine Steuerung des Fadenballons 11 über die Steuerung des Fadenballons 15 statt. Die bezüglich des Fadenballons 11 einzuhaltenden Bedingungen sollen nun beschrieben werden.

Es wurde gefunden, daß das Spinnen gemäß der Erfindung möglich ist, wenn die Drehzahl des Fadenballons 11 mindestens 60.000 U/min beträgt.

Als Folge von Versuchen wurde bestätigt, daß im Falle einer Baumwollnummer Ne 45 die bezüglich des Fadenballons 11 einzuhaltenden Bedingungen, um ein Offen-End-Spinnen gemäß der Erfindung zu ermöglichen, darin bestehen, daß die Strecke 1 zwischen der den Faserstrang abziehenden Vorderwalze 8 und dem Fadenballonknotenpunkt P 10 - 12 mm und die Drehzahl des zwischen der den Faserstrang abziehenden Vorderwal-

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ze 8 und dem Knotenpunkt P entstehenden Fadenballons mindestens 60.000 U/min beträgt. Die Beziehung zwischen dem Durchmesser des Fadenballons und der Fadennummer geht aus der Fig. 6 hervor.

Es ist hervorzuheben, daß es bei der Erfindung grundsätzlich wichtig ist, den Fadenballon 11 zu stabilisieren. Dementsprechend ist es anzustreben, den Fadenballon 14 gegen Änderungen des Fadendurchmessers auf der Seite der Vorderwalze 8 zu stabilisieren, obwohl die Wirkung der Fadennummer als veränderlicher Faktor auf der Seite der Vorderwalze 8 noch weiterer Untersuchung bedarf .Bezüglich der Struktur der Dralldüse 5 als Mittel zum Erzeugen des Fadenballons 11 wird die im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 4 gezeigte Dralldüse 5 als Grundart vorgeschlagen.

Merkmale dieser Düse sind, daß an der Fadeneinlauf- und der Fadenauslaufseite Einengungen 18 bzw. 19 vorgesehen sind.

Beispiele der Einengung 18 auf der Fadeneinlaufseite sind in den Fig. 7a, 7b, 7c und 7d gezeigt, und Beispiele der Einengungen an der Fadenauslaufseite sind in den Fig. 8a, 8b und 8c dargestellt.

Der Öffnungsdurchmesser dl der Einengung 18 ist kleiner als der Durchmesser D des Fadendurchlasses 12. Demgemäß wird durch die Einengung 18 ein Verschieben des Knotenpunkts P verhindert und der Fadenballon 11 stabilisiert, auch wenn der Durchmesser des Fadenballons 15 bei dem in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel aus irgendeinem Grund verändert wird. Die in den Fig. 7a bis 7d gezeigten Beispiele unterscheiden sich voneinander darin, daß die Form der Öffnung 20 zylindrisch, stumpfkegelförmig, umgekehrt stumpfkegelförmig bzw. gewölbt ist. Bei diesen Öffnungsformen wird bevorzugt, daß

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jede der Kanten El und E2 rechteckig ist. Versuche haben bestätigt, daß die in der Fig. 7a gezeigte Öffnungsform zur Stabilisierung des Fadenballons vorzuziehen ist. Zur Verhinderung einer Beschädigung des Fadens oder aus anderen Betriebsgründen sind die Kanten El und E2 selbstverständlich etwas abgerundet. In Reihenfolge der bevorzugten Formen steht die in der Fig. 7c gezeigte Form an nächster Stelle, danach kommen die in den Fig. 7b und 7d gezeigten Formen. Es wurde gefunden, daß zur Erzielung eines stabilen Umlaufs des offenen Endes im Fadenballon 11 die Größe H (Fig. 7a) vorzugsweise 3-5 mm beträgt. Infolge der Berührung des ballonbildenden Fadens mit dieser Einengung ist die Erzeugung von Falschdrehungen zu erwarten. Da jedoch ein abriebfestes (geringe Reibung aufweisendes) keramisches Material verwendet wird, entsteht aus dieser Berührung kein größerer Beitrag zur Erzeugung von Falschdrehungen.

Der Öffnungsdurchmesser d2 der Einengung 19 an der Fadenauslaßseite ist kleiner als der Durchmesser D des Fadendurchlasses 12. Der auf der rechten Seite der Dralldüse 5 gebildete Fadenballon wird stabilisiert, auch wenn Änderungen im Fadenballon 15 auftreten oder bewirkt werden, und die Einengung 19 wirkt als Sperre gegenüber Störbewegungen oder Einflüssen, die aus der Fadenstrecke 17 kommen. Da das Fluid in der Dralldüse 5 schräg zur Fadenlaufrichtung (die Z-Richtung in der Fig. 5) und tangential zum Fadendurchlaß ausströmt, wird es,um die Wirksamkeit des Fluids zu erhöhen, bevorzugt, daß die Querschnittsfläche der Öffnung 20 an der F ade neinlauf seite kleiner ist als der Querschnitt der Öffnung 21 an der Fadenauslaufseite. Beispiele einer Öffnung 21 mit größerem Querschnitt sind In den Fig. 8a bis 8c gezeigt. Inder Fig. 8a Ist der Durchmesser der Öffnung 21 gegenüber dem Durchmesser der Öffnung 20 vergrößert, während in der Flg. 8b kleine Öffnungen 22 zusätzlicherweise um die öffnung 21 herum ausgebildet sind, und in der Flg. 8c Rillen 23 um die Öffnung 21

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herum geformt sind. Es läßt sich nicht mit Bestimmtheit behaupten, daß irgendeines dieser Beispiele besonders bevorzugt ist, jedoch wird es zur wirksamen Stabilisierung des Fadenballons bevorzugt, daß die Öffnung 21 keinen allzu großen Durchmesser aufweist. Für die Öffnung 21 können alle der in den Fig. 7a bis 7d gezeigten Formen verwendet werden. Eine zylindrische Form wird besonders bevorzugt.

Die Fig. 9 zeigt eine Dralldüse mit den in den Fig. 7a und 8c gezeigten Verengungen.

Eine diese Konstruktion aufweisende Dralldüse 5 wurde bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5 verwendet. Mit dieser Anordnung wurden Betriebsdaten bestimmt.

Insbesondere wurde 1 kg eines Faserstrangs unter Änderung des Abstands zwischen der Vorderwalze 8 und der Einengung 18 verarbeitet, wobei die Häufigkeit von Fadenbrüchen und die Zugfestigkeit des gebildeten Fadens bestimmt wurden. Es wurden die in der Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse erhalten.

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Vi;

Tabelle 1

Abstand I (mm)	Häufigkeit der Fadenbrüche (pro kg Faserstrang)
8	3
9	1
10	0,1
11	0,1
12	0,1
13	1
14	2
15	3
20	5

Fadenfestigkeit

180 200 280 280 280 260 250 240 150

Aus den in der Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen zeigt es sich, daß gute Bedingungen für das erfindungsgemäße Spinnverfahren gegeben sind,
wenn der Abstand 1 im Bereich von 10-12 mm liegt.

Es wurden Beziehungen gesucht zwischen der Baumwollnummer Ne und dem Durchmesser r des Fadenballons 11, die zu optimalen Spinnbedingungen führen, wobei die in der Fig. 6 gezeigten Ergebnisse erhalten
wurden, in der die Abszisse die Baumwollnummer Ne und die Ordinate den Durchmesser r des Fadenballons 11 darstellt.

Als Ergebnis wurde für die optimalen Bedingungen die nachfolgende Beziehung erhalten:

^r ? ¹⁶⁸

₁₀Ö,Ö2Ne

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Unter Anwendung dieser Beziehung wurde im Falle eines gemischten Faserstrangs aus 65/35 Polyester/Baumwolle ein gesponnener Faden mit einer Zugfestigkeit von 280 g bei einer Baumwollnummer Ne 45 erhalten. Die Spinngeschwindigkeit betrug 150 m/min.

Die bei der Erfindung verwendbaren Fasern umfassen natürliche Fasern, wie Baumwoll-, WoIl-, Seide-, Ramie-, Flachs-, Jute- und Hanffasern, sowie synthetische Fasern, wie Polyester-, Polyamid-, Acryl-, Polyäthylen-, Polypropylen- und Polyvlnylfasern.

Es hat sich gezeigt, daß die Spinngeschwindigkeit bis zu 150 - 200 m/mln beträgt und daß die Nummer Ne des gesponnenen Fadens im Bereich von 10-70 liegt. Die Verwendung von Filament- oder Stapelfasern führt in beiden Fällen zu Fäden von hoher Zugfestigkeit. Die erfindungsgemäß hergestellten Fäden können bei im wesentlichen allen Endprodukten verwendet werden, und das Spinnen läßt sich ohne erhebliche Lärmentwicklung durchführen. Ferner kann mit der erflndungsgemäßen Spinnvorrichtung ein übliches Spinnverfahren ohne größere Verbesserung oder Abänderung auegeführt werden.

Es Ist nicht bekannt, zu welcher der als Stand der Technik beschriebenen vier Arten von Spinnverfahren die Erfindung zuzuordnen 1st, Jedoch kann die Erfindung mit allen diesen Verfahren verglichen werden.

Es erfolgt zunächst ein Vergleich mit dem ersten Verfahren. Da der mit der Erfindung erhaltene gesponnene Faden ein echt gedrehter Faden ist, so ähnelt die Struktur des erhaltenen Fadens der Struktur des gemäß dem ersten Verfahren gesponnenen Fadens. Das erste Verfahren unterscheidet sich jedoch von der Erfindung, bei der der gebildete Faden mit Fasern verbunden und die Verbindung ohne Umdrehung des gesamten gedrehten, gesponnenen Fadens abgebrochen wird. Die Er-

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findung weist gegenüber dem Ringspinnverfahren den Vorteil auf, daß bei einer Baumwollnummer Ne 45 die Spinngeschwindigkeit 180 m/min beträgt und größer ist als die Spinngeschwindigkeit des Ringspinnverfahrens. Was die Häufigkeit des Auftretens von Fadenbrüchen und die Fadenfestigkeit betrifft, so ist die Erfindung mit dem Ringspinnverfahren vergleichbar.

Wird das erfindungsgemäße Spinnverfahren verglichen mit dem dritten Verfahren, so ergibt sich, daß die Erfindung anders ist als das Qffen-End-Spinnverfahren, bei dem geringe Fasermengen von einer Baumwollmasse abgetrennt und zu Ringen gebildet werden. Bei der Erfindung werden wie beim Ringspinnverfahren die Fäden direkt aus einer Baumwollmasse hergestellt. Bei der Herstellung von Faserringen mit dem Offe η-End -Spinnverfahre η muß auf die Entfernung von in der Baumwolle enthaltenen Blättern und Samenkörnern und von Staub geachtet werden, während dies bei der Erfindung überhaupt nicht erforderlich 1st. Ferner läßt sich bei der Erfindung die Verzugseinrichtung einer üblichen Ringspinnmaschine direkt und ohne irgendeine Abwandlung verwenden, was den Vorteil ergibt, daß eine bestehende Ringspinnmaschine mit nur geringer Abwandlung eingesetzt werden kann. Die Erfindung ähnelt dem dritten Verfahren darin, daß der erhaltene Faden ein echt gedrehter Faden ist, jedoch unterscheidet sich die Erfindung vom dritten Verfahren darin, daß bei der Erfindung die Fadenfestigkeit hoch und die zu erzielende Nummer (Ne 10 - 70) Innerhalb eines breiten Bereiches liegen kann. Ferner beträgt bei der Erfindung die Spinngeschwindigkeit 150 bis 200 m/mln und unterscheidet sich dadurch von der Spinngeschwindigkeit des Offen-End-Spinnverfahrens.

Wird die Erfindung mit dem vierten Verfahren verglichen, so zeigt sich, daß die Erfindung zum Teil dem vierten Verfahren ähnlich ist, jedoch

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sich in nachfolgender Hinsicht davon unterscheidet. Der gemäß der Erfindung erhaltene Faden ist ein echt gedrehter Faden, bei dem keine getrennten Lagen,bestehend aus den Fasern des Kerns und der Oberflächenumwicklung, vorkommen, wie sie bei einem verstärkten oder gefestigten Faden zu sehen sind. Dieser Unterschied ist aus den Fig. 2a bis 2c leicht verständlich, in denen die Fig. 2a einen verstärkten oder gefestigten Faden, die Fig. 2b einen ringgesponnenen Faden und die Flg. 2c einen erfindungsgemäß erhaltenen (zunächst als AVS-Faden bezeichneten) Faden darstellt. Bei dem verstärkten oder gefestigten Faden ist ein endloses FaserbOndel um einen Kern gewickelt, so daß folglich die Fadenfestigkeit gering ist. Es ist anzunehmen, daß hier keine genügende Fadenfestigkeit zu erwarten ist; es sei denn, daß die Fasereinbetten eine erhebliche Länge aufweisen. Der Unterschied geht auch aus dem Umstand hervor, daß es bei der erfindungsgemäßen Anordnung von Dralldüsen nicht notwendig ist, den Faserstrang In die Form eines Bandes zu bringen. Im Gegensatz hierzu weist der Faden an der EInlaufseite der Dralldüse eine etwas gerundete Form auf.

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-U-

Le e rs e i t e

Claims

Liedl· Ü°,HZeitlBrNeueTeL-Nr. Ü39/229441 München 22 ■ Steinsdorfstraße 21 - 22 Telefon 089 / 29 84 62 Patentansprüche

1. Direktspinnvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Verzugs -einrichtung mit Vorderwalze (8), eine erste fluidangetriebene Dralldüse (5) mit zylinderförmigem Fadendurchlaß (12), an dessen Fadeneinlauf- und Fadenauslaufseiten Einengungen (18, 19) mit öffnungen von geringerer Größe als die des Fadendurchlasses (12) vorgesehen sind, eine Falschdreheinrichtung zum Drehen des Fadens in entgegengesetzter Richtung zur Umlauf richtung eines Fadenballons, der von der ersten fluidangetriebenen Dralldüse (5) erzeugt wird, und eine Aufwickeleinrichtung (10).

2. Direktspinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einengung (18) an der Fadeneinlaufseite der ersten fluidangetriebenen Dralldüse (5) mit einer zylinderförmigen öffnung (20) versehen ist.

3. Direktspinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der öffnung (20) der Einengung (18) an der Fadeneinlaufseite der ersten fluidangetriebenen Dralldüse (5) geringer ist als die Querschnittsfläche der Öffnung (21) der Einengung (19) an der Fadenauslaufseite der ersten fluidangetriebenen Dralldüse (5).

4. Direktspinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (dl) der öffnung (20) der Einengung (18) an der Fadeneinlaufseite der ersten fluidangetriebenen Dralldüse (5) der gleiche ist wie der der Öffnung (21) der Einengung (19) an deren Fadenaus laufseite, und daß eine Mehrzahl von kleinen öffnungen (22)

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zusätzlicherweise um die Öffnung (21) an der Fadenauslaufseite herum gebildet sind.

5. Direktspinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Falschdreheinrichtung als fluidangetriebene Dralldüse (7) ausgebildet ist.

6. Direktspinnverfahren zum Herstellen eines echt gedrehten Fadens unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die kontinuierliche Zufuhr von Fasern aus der Vorderwalze, Drehen des Fadens mit der ersten Dralldüse zur Bildung eines Fadenballons und Erzeugung eines Umlaufens des Fadens, Falschdrehen der Fasern des Fadens mit der Falschdreheinrichtung und Aufnehmen des hergestellten Fadens auf einer Aufwickeleinrichtung, wobei die Fasern eines Faserstrangs beim Umlaufen des Fadens von den erteilten Falschdrehungen am Fadenende erfaßt werden, und die Verbindung zwischen dem Faden und den Fasern durch das Umlaufen des den Fadenballon bildenden Fadens gelockert und abgebrochen wird, so daß die durch das Umlaufen des Fadens erzeugten Drehungen am abgebrochenen Ende des Fadens freigegeben und echte Drehungen des Fadens gebildet werden.