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"Vorrichtung zum Offenendspinnen"
Di(a Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Offenendspinnen von Fasern zu einem Faserverbund auf einer
bewegten Reiboberfläche oder zwischen zwei gegensinnig angetriebenen, miteinander
einen Spalt bildenden Reiboberflächen, die mit einemFaserleitkanal zum Führen der
zu verspinnenden Einzelfasern von einer Auflösekammer mit Auflösewalze zur Offenendspinnvorrichtung
versehen ist, wobei am Faserleitkanal seitlich einmündende, der Erzeugung einer
längs und quer zur Fadenleitkanalachse gerichtete Geschwindigkeitkomponenten und
Turbulenzen aufweisenden Luftströmung in Förderrichtung dienende Düsenkanäle angeordnet
sind.
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Die Er-Eindung geht aus von einem Stand der Technik, bei welchem das
zu- verspinnende Spinnkabel in Form von Faserbändern oder dergleichen einer in einer
Auflösekammer mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Auflösewalze zugef;dhrt wjrd,,
die auf ihrem Umfang mit Zähnen oder Nadeln besetzt ist Von dieser Auflöse kammer-werden
die Spinnfasern als sogenannte Faserwolke im wesentlichen mit Hilfe einer geeigneten,
entsprechend gerichteten I,uftströmung, zu Einzelfasern vereinzelt, und zur Stelle
der Eladenbildung geführt Die Fadenbildung erfolgt dabei vorzugsweise zwischen den
Mantelflächen zweier gleichsinnig angetriebener, perforierter, miteinander einen
durch jeweils eine Erzeugende begrenzten Spalt bildende Rotationskörper, indem die
in Einzelfasern aufgelöste Faserwolke in geeigneter Weise in .diesen Fadenbildungsspalt
geleitet wird. Dies geschieht nach dem Stand der Technik mit Hilfe eines Faserleitkanals,
der mit seitlich einmündenden Düsenkanälen zur Erzeugung einer im wesentlichen in
allgemeiner Faserförderrichtung verlaufenden Luft strömung versehen ist. Dabei sind
die Düsenkanäle derart angeordnet, daß zusätzlich zu der in Richtung der Faserleitkanalachse
gerichteten Geschwindigkeitskomponente auch Querkomponenten zur Faserleitkanalachse
und außerdem auch Turbulenzen innerhalb des Faserleitkanals entstehen (DE-OS 28
11 882)
Es wurde nun gefunden, daß der Art und Weise der Zuführung
der Fasern bzw. des Transports der Fasern zwischen Auflösevorrichtung und Fadenbildungsspalt
außerordentliche Bedeutung zukommt. Insbesondere hat sich herausgesteLlt, daß die
Art und Weise der Beschieunigung der Fasern im Faserleitkanal im Bereich der durch
die Düsenkanäle zuströmenden Luft von außerordentlicher Bedeutung ist. Der Erfolg,
d.h. das Entstehen eines hochwertigen, den gestellten Ansprüchen gerechtwerdenden
Fadengebildes bedingt dabei, wie sich gezeigt hat, daß die Förderung im Faserleitkanal
an eine Reihe von Komponenten, wie mittlere Faserlänge, Einzelfasertiter, Fasermaterial,
Faserquerschnitt, Art des Präparationsauftrages, usw. insbesondere im Rahmen der
durch die DE-OS 28 11 882 gegebenen Lehre, angepaßt werden muß.
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Die der. Erfindung æucJrunde:tiegende technische Aufgabe besteht demnach
darin, den die Auflösekammer mit dem Ort der Faden bildung verbindenden Faserleitkanal
derart auszugestalten, daß eine jeweilige Anpassung der Bedingungen bei der Faserförderung
zwischen Auflösekammer und Ort der Fadenbildung an das verwendete Material und die
Anforderungen an das fertige Fadengebilde möglich ist.
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Dies wird in der Vorrichtung zum Offenendspinnen von Fasern zu einem
Faserverbund nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch erreicht, daß in dem Beschleunigungsabschnitt
des in einen Beschleunigungs- und einen anschließenden Führungsabschnitt aufgeteilten
Faserleitkanal ein auswechselbarer, die Düsenkanäle aufweisender Leitkanaleinsatz
angeordnet ist) wobei die im mit zumindest einer Komponente in Faserflugrlchtung
weisenden Düsenkanalachsen in ihrer Verlängerung die Zeitz kanalinnenwandungen treffen
Es hat sich herausgestellt, daß der Lösung der technischen Aufgabe in hervorragendem
Maße ein Faserleitk.anal gerech-.
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wird, der in zwei in bezug auf die Gestaltung.des Faserleitkanals
aneinander angepaßte voneinander lösbare Abschnitte aufgeteilt ist. Von diesen Abschnitten
dient der erste, inder Nähe der Auf lösekammer liegende Abschnitt der notwendigen
Beschleunigung, Verteilung und Ausrichtung der Fasern, während der anschließende
Führungsabschnitt diese im Beschleunigungsabschnitt in den gewünschten Zustand gebrachte
Faserwolke so formt, daß sie durch einen langen schmalen dem Fadenbildungsspalt
angepaßten Schlitz in diesen Spalt austreten kann.
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Unter Beachtung der in der DE-OS 28 11 882 gegebenen Lehre ergibt
sich bezüglich der übrigen Parameter, die bei der Wahl des Beschleunigungsabschnittes
zu beachten sind, ein verhältnismäßig breiter Bereich, innerhalb dessen die für
die jeweils verarbeitenden Fasern am besten geeigneten Einstellungen zu wählen sind
Als eine günstige Art.der Anordnung der Düsenkanäle hat sich diejenige. herausgestellt,
bei welcher die Düsenkanäle beispielweise - im Querschnitt des Faserleitkanals betrachtet
- in sich diagonal gegenüberliegenden Ecken des mit abgerundeten Ecken versehenen
Querschnittes des Beschleunigungsabschnittes befinden und einen Winkel zwischen
80 und'250 zwischen Düsenkanalachse und Leitkanallängsachse bilden. Zwar ergibt
sich auch bei geingfügiger Unter- oder Überschreitung des angegebenen Bereichs mindestens
bei bestimmten Faserarten noch ein Faden yuter Qualität, es hat sich jedoch gezeigt,
daß de an den entstehenden Faden zu s.tellenden Ansprüche insbesondere bezüglich
Festigkeit und Gleichmäßigkeit die Wahl eines Winkels innerhalb der angegebenen
Grenzen angeraten sein lassen.
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Dabei sind vorzugsweise die in einem Teil des Beschleunigungsabschnittes
angebrachten Düsenkanäle im gleichen Winkel zur Längsachse des Leitkanals angeordnet.
Als erfolgreich bezüglich der Auswirkungen auf die Fadenqualität hat sich dabei
ene Anordnung der Düsenkanäle bewährt1 bei der die Austrittsöffnungen
der
jeweils diagonal gegenüberliegenden Düsenkanäle noch gerade vollständig im Bereich
einer der Querschnittsseiten liegen, ihre jeweiligen Achsen parallel zu der entsprechenden
angrenzenden Wandfläche verlaufen und mit den entsprechenden Projektionen der Leitkanallängsachse
einen Winkel von 80 bis 250 bilden. Mit dieser Anordnung istesmöglich, sowohl optimale
Beschleunigungsverhältnisse als auch eine genügend große Abweichung der Einzelfasern
von der strengen Parallellage zu erzeugen, um einen den Ansprüchen genügenden Faden
zu erhalten.
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Besonders günstige Ergebnisse konnten erzielt werden, wenn der Anstellwinkel
der Düsenkanäle im Bereich von 120 bis 200 gewählt wurde, während sich als ein wensentliches
Merkmal für die Anpassung an die jeweils zu verarbeitende Faserart oder verarbeitenden
Faserarten beispielsweise die paarweise Anordnung der jeweils diagonal gegenüberliegenden
Düsenkanäle sowie die Anzahl der.Düsenkanalpaare darstellen. Erfolge wurden dabei
erzielt bei der Anordnung von 1 bis.5 Düsenkanalpaaren, wobei sich besonders zweckmäßig
die Anordnung von 2 oder 3 Düsenkanalpaaren gezeigt hat.
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Ein weiterer für die Anpassung des Beschleunigungsteils an die jeweils
zu verarbeitende Faserart wesentlicher Parameter wurde in der Längenabmessung des
Beschleunigungsabschnitts gefunden. Je nach Art und Länge bzw. mittlerer Länge der
verwendeten Fasern wurden dabei Erfolge in einem Bereich von dem 0,4 bis 2-fach
der mittleren zu verarbeitenden Faserlänge erzielt, wobei sich die Wahl des der
Länge des Beschleunigungsabschnittes im Bereich des 0,7 bis 1,5-fachen der mittleren
zu verarbeitenden Faserlänge als besonders vorteilhaft herausgestellt hat.
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Ein weiterer Parameter, der sowohl für die Auswirkung auf den Fasertransport
als auch für den Luftverbrauch von wesentlicher Bedeutung ist, ist der Durchmesser
der Düsenkanäle.
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Wenn diese auch ansich in den jeweiligen Paaren unterschiedliche Durchmesser
aufweisen können und die je nach der ausgeführten Länge des Beschleunigungsabschnitts
auch gewisse Verbesserungen herbei führen kann, so hat sich doch als in der Regel
vorteilhaft herausgestellt, wenn die Düsenkanäle eines Beschleunigungsabschnitts
gleichen Durchmesser aufweisen. Die Wahl der Durchmesser im Bereich von 0,4 bis
2,5 mm führte je nach verarbeiteter Faser zu guten Erfolgen, wobei die Wahl des
Düsenkanaldurchmessers in einem Bereich von 0,8 bis 1,5 mm sich als besonders vorteilhaft
herausstellte.
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Insgesamt'konnte mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Arbeiten
innerhalb der angegebenen Parametergrenzen ein erheblicher Fortschritt in bezug
auf die, Fadenbildung gegenüber dem bekanntgewordenen Stand der Technik erzielt
werden.
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Unabhängig von der Wahl der e:Lnzelnen Parameter in Angleichung bzw.
Anpassung an die zu verarbeitende Fase.r wurde als wesent liche Lehre für alle Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung gefunden, daß keiner der in den Beschleunigungsteil
eingeleiteten Luft Gasstrahlen in seiner Verlängerung in den Austrittsspalt des
Fadenleitkanals bzw. in Freie bläst.
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Anhand der beigegebenen Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 Längsschnitt durch den Faserleitkanal, Fig. 2 isometrische
Darstellung eines aufgeschnittenen Leitkanaleinsatzes; Fig. 3 Querschnitte durch
zwei verschiedene Ausführungs.
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Fig. 4 formen des Leitkanaleinsatzes, Fig. 5 vergrößerter Teilbereich
des Schnittes A-B in Fig. 3.
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Der sich unmittelbar an die Auf lösekammer 3 (Fig. 1) anschlie ßende
Faserleitkanal ist in einen Beschleunigungsabschnit 1
und einen
anschließenden Führungsabschnitt 2 aufgeteilt. Der Beschleunigungsabschnitt 1 besteht
aus dem Gehäuse 4 mit einem Anschlußstutzen 6, der über eine Leitung 7 mit einer
Druckluftquelle verbunden ist, und einem in das Gehäuse 4 dichtend eingepaßten Leitkanaleinsatz
5, welcher die Düsenkanäle 10 enthält.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform liegen die
beiden Flansche 20 an der Innenwand des Gehäuses 4 an und sind mit Hilfe entsprechender
Eindrehungen 8 durch sogenannte O-Ringe abgedichtet. Der zwischen den beiden Flanschen
liegende Teil des Leitkanaleinsatzes 5 bildet mit der Innenwand des Gehäuses 4 eine
Luftkammer 15, in welche der Anschlußstutzen 6 mündet.
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Ausgehend von der Luftkamrner i weist der Beitkanaleinsat.z 5 Düsenkanäle
10 auf. Ihre Anordnung wird anhand der Fig. 3 bis 5 beschrieben Die Düsenkanä3.e-10
sind im Querschnitt gesehen an sich diagonal.
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gegenüberliegenden Ecken des im wesentlichen rechteckigen Querschnitts
angeordnet. Mit der Projektion der Leltkanal° längsachse auf die den jeweiligen
Düsenkanälen 10 angrenzende Querwandfläche bilden die Düsenkanalachsen einen Winkel
19, der 80 bis 250 und vorzugsweise 120 bis 200 beträgt.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, abhängig vom zu verarbeitenden
Material eines bis fünf diagonal gegenüberliegend angel ortnete Düsenkanalpaare
10, auf die Länge des Luftkanaleinsatzes 5 gleichmäßig verteilt, vorzusehen. In
der Regel werden jedoch zwei bis drei Düsenkanalpaare den Anforderungen gerecht.
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Im allgemeinen wird für alle Düsenkanäle 10 eines Leitkanaleinsatzes
5 der Winkel 19 (Fig. 5) gleichgroß gewählt und so festgelegt, daß die Achsen der
der Fadenbildungslinie zunächst liegenden Düsenkanäle 10 in ihren Verlängerungen
11, 12 noch
auf die Leitkanalinnenwandungen 22 treffen. Im Interesse
einer möglichst großen Förderkomponente kann es in manchen Fällen jedoch vorteilhaft
sein, wie in Fig. .1, Pos. 1,1 und 12 angeln deutet, unterschiedl.iche Winkel 19
zu wählen und diese so zu bemessen, daß auch die Verlängerung 12 der Achse des letzten
Düsenkanals der unteren Düsenkanäle 10 ebenfalls gerade noch auf die längere Innenwand
22 des Führungsabschnittes 2 auftrifft.
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Im Querschnitt gesehen sind verschiedene Anordnungen er Düsenkanäle
10 bezogen auf die Leitkanallängsachse möglich Es ist jedoch darauf zu achten, daß
die Verlängerungen der Düsenkanalachsen in ihrer Projektion gemäß den Fig. 3 und
4 auf der jeweiligen Ausgangsseite an der Längsachse des Faserleitkanals 1, 2 vorbeilaufen.
Dabei ist es vorteilhaft, einen Mindestabstand 21 einzuhalten; der nicht kleiner
als etwa 1/8 der l1eitkanalbreite an der Einmündungsstelie.des jewei..l.iyen Düsenkanals
in den ist. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei in vielen Pillen eine Anordnung
gemäß Fig. 4 erwiesen, bei der die Achsen der Düsenkanäle 10 parallel zu den jeweils
angrenzenden Querwandflächen verlaufen.
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Die beschriebene Anordnung der Düsenkanäle 10 hat zur Folge, daß eine
kräftige Förderkomponente in Längsrichtung des Faserleitkanals 17 2 entsteht, und
außerdem der Faserstrom im Kanal in Rotation - etwa entsprechend den Pfeilen 16
und 17 -- versetzt wird. Dabei ist es vorteilhaft, die Drehrichtung so zu wählen,
daß sie der Drehrichtung des in der sogenannten Fadenbildungslinie entstehenden
Fadens entspricht.
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Für die angestrebte Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat
sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Länge 23 des Leit kanaleinsatzes 5 und damit
des Beschleunigungsabschnittes 1 abhängig von der mittleren Länge und der Art der
zu ve.rarbeitenden Fasern festgelegt wird. Als besonders geeignet hat sich eine
Länge
des Leitkanaleinsatzes 5 erwiesen, welche dem 0,4 bis 2-fachen, vorzugsweise den
0,7- bis 1,5-fachen der mittleren zu verarbeitenden Faserlänge entspricht.
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Vorzugsweise weisen die Düsenkanäle 10 eines Leitkanaleinsatzes 5
gleichen Durchmesser 18 auf. Dieser liegt zweckmäßig zwischen etwa 0,4 und 2,5 mm
und vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,5 mm.
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Die Zeichnung stellt zum Zwecke der Erläuterung eine besondere Ausbildungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Andere Ausführungsformen sind jedoch ebenfalls
möglich. So können beispielsweise Gehäuse 4 des Beschleunigungsabschnittes 1 und
Führungsabschnitt 2 ein!einziges Teil bilden, wobei dann der Leitkanaleinsatz 5
von der an die Auf lösekammer 3 anschließenden Seite her eingeschoben wird. Desgleichen
ist es möglich, die Luftkammer. 15 in das Gehäue A-- ei-nzuarbeiten und den LeiL.
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kanaleinsatz 5 als glattes Einschubteil auszubilden Es hat sich erwiesen,
daß sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Fadenqualität durch Optimierung
der Strömungsverhältnisse im Fadenführungskanal bei nur geringem zusåtzlichen maschinellen
Aufwand erheblich verbessert werden kann.
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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Beschleunigungsteil des Faserleitkanals
2 Führungsteil des Faserleitkanals 3 Auflösekammer 4 Gehäuseteil des Beschleunigungsteils
1 5 Leitkanaleinsatz 6 Anschlußstutzen 7 Leitung 8 Eindrehnung für die dichtenden
O-Ringe 9 Düsenkanalachse 10 püsenkanal 11) Verlängerung der Achsen der in Faserförderrichtung
12) letzten Düsenkanale 13 Befestigungsflansch des Gehäuses 4 14 Befestigungsfl.nsch
des FührungsteilFj 2 15 Luftkammer 16) Ri 17) chtungspfeiler 18 Düsenkanaldurchmesser
19 Winkel zwischen Düsenkanalachse und Längsachse des Faserleitkanals 20 Flansche
des Leitkanaleinsatzes 5 21 Mindestabstand .zwischen Düsenkanalachsen und Längsachse
des Faserleitkanals, im Querschnitt gesehen 22 Innenwand des Führungsabschnittes
2 23 Länge des Leitkanaleinsatzes 5