DE3246960A1 - Verfahren und vorrichtung zum spinnen eines faserbuendelgarnes - Google Patents

Description

HOEGER,

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14- c ■ O 7000 STUTTGART I

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A 45 439 b Anmelder:

k - 189 Kabushiki Kaisha Toyoda

16. Dezember 1982 Seisakusho

1- Toyoda-cho 2-chome, Kariya-shi Aichi-ken, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Spinnen eines Faserbündelgarnes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnen eines Faserbündelgarnes, bei dem eine Lunte in Einzelfasern aufgelöst wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das Spinnen von Faserbündelgarnen betrifft ein Verfahren, bei dem ein Faserbündel, insbesondere ein bandförmiges Faserbündel, kontinuierlich einer Wirbeldüse zugeführt wird, wo dem Faserbündel mit Hilfe eines in einem Garnkanal der Wirbeldüse erzeugten Wirbels ein Falschdraht erteilt wird, wobei die Fasern in den Randbereichen des Faserbündels um den Kernteil desselben herumgeschlungen werden, um so ein Garn zu erzeugen, welches für verschiedene Verwendungszwecke eine hinreichende mechanische Festigkeit besitzt, obwohl im Kernteil des Garnes im wesentlichen keine Drehung vorhanden ist.

Die Entstehung eines sogenannten Faserbündelgarnes ist dabei auf folgende Effekte zurückzuführen: Das bandförmige Faserbündel besitzt in seinen Randbereichen eine Anzahl von Fasern mit freiem Ende,

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wobei darunter solche Fasern zu verstehen sind, deren eines Ende in den Kernteil des Faserbündels eingebettet ist und deren jeweils anderes Ende im wesentlichen frei und in·seinem Bewegungen nicht durch andere Fasern eingeschränkt ist. Wenn in einem solchen Faserbündel mit Hilfe eines (Luft-) Wirbels ein Falschdraht erzeugt wird, dann werden in Laufrichtung des Garns vor dem Wirbel sowohl die Fasern des Kernteils als auch die Fasern mit freiem Ende gedreht. Dabei bleiben die freien Enden der letztgenannten Fasern zu Beginn des Drehvorganges zunächst gerade und wickeln sich erst später um den Kernteil, wobei ihre Drehung jedoch kleiner bleibt als diejenige.des Kernteils selbst. Wenn der Falschdraht dann hinter dem Wirbel wieder aufgelöst wird, wird die Drehung des Kernteils des Faserbündels völlig aufgehoben, so daß der Anfangszustand mit der Drehung "NULL" wieder hergestellt wird. Die freien Faserenden werden dabei jedoch nicht nur bis in ihre Ausgangsstellung zurückgedreht, sondern da ihnen ja ein Teil der Drehungen des Kernteils fehlt, über den Ausgangspunkt hinaus in entgegengesetzter Richtung, so daß sie schließlich nach der Auflösung des Falschdrahts den drehungsfreien Kernteil umschlingen, so daß nunmehr aus dem zugeführten Faserband ein Faserbündelgarn geworden ist.

Ein solches Faserbündelgarn kann mit einer hohen Produktiorisgeschwindigkeit hergestellt werden, wenn man eine Luftwirbeldüse verwendet, in der ein Wirbel mit hoher Rotationsgeschwindigkeit erzeugt wird.

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Andererseits hat es sich gezeigt, daß die konventionellen Rollen- bzw. Riemchenstreckwerke, die üblicherweise zum Herstellen des Faserbandes eingesetzt werden, für die hohen Produktionsgeschwindigkeiten, die prinzipiell beim Spinnen von Faserbündelgarnen erreichbar wären, nicht geeignet sind, da die Mantel der Streckwalzen bzw. die Riemchen innerhalb kurzer Zeit einem ertiebli- . chen Verschleiß unterliegen.

Auf einem völlig anderen Gebiet der Spinntechnik ist ferner das Offen-End-Spinnen bekannt, bei dem die durch Auflösen einer Lunte erhaltenen· Einzelfasern einer Fasersammelf lache eines trommelförniigen, rotierenden Rotors zugeführt werden, um dort unter der Wirkung der auf die vereinzelten Fasern einwirkenden Zentrifugalkräfte Faserringe bzw. -schichten zu erzeugen. Diese Faserschichten werden dann kontinuierlich von der Fasersammeifläche abgezogen, während dem auf diese Weise gebildeten Faserbündel beim Abziehen aufgrund der Drehung des Rotors eine echte Drehung erteilt wird.

Da beim Offen-End-Spinnen kein Streckwerk benötigt wird, können die eingangs aufgezeigten Probleme, die bei solchen Streckwerken auftreten, vermieden werden. Außerdem hat auch dieses Spinnverfahren den Vorteil, daß eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden kann, da der trommeiförmige Rotor relativ leicht ist und mit hoher Drehzahl angetrieben werden kann. Das Offen-End-Spinnen ist andererseits jedoch nicht geeignet, besonders dünne Garne zu erzeugen, da bei diesen auf-

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grund der seh?: hohen Spannungen, die durch die Zentrifugelkräfte ^efursacht werden, allzu schnell ein Garnbruch eintritt.

Ausgehend vom Stande der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spinnen eines' Faserbündelgarnes anzugeben,. bei dem bzw. bei der mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit gearbeitet werden kann.

Diese Aufgabe wird, was das Verfahren . anbelangt, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man nach dem Auflösen der Lunte in Einzelfasern folgende Verfahrensschritte ausführt: .

a) man legt die vereinzelten Fasern an einer .Fasersammelflache ab, die an der Innenwand eines rotierenden trommeiförmigen Rotors vorgesehen ist und an der die vereinzelten Fasern durch eine Zentrifugalkraft als eine Faserschicht festgehalten werden;

b) man löst die Faserschicht von der Fasersammeifläche, um mit Hilfe eines koaxial zu dem trommeiförmigen Rotor, jedoch mit größerer Drehzahl als derselbe, rotierenden Führungselementes kontinuierlich ein Faserbündel zu erzeugen, welchem gleichzeitig eine Drehung erteilt wird, die zur Rotation des Führungselementes proportional ist, während das Faserbündel aus dem trommeiförmigen Rotor abgezogen wird;

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c) man verbreitert das Faserbündel durch Kontakt mit einer Ablenkvorrichtung zwischen der Fasersammelflache und dem Führungselement derart/ daß es eine bandförmige Gestalt erhält, und

d) man erzeugt in dem abgeflachten bandförmigen Faserbündel mit Hilfe eines das Faserbündel umgebenden Wirbels einen Falschdraht, um ein Faserbündelgarn zu erhalten.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich ferner eine Vorrichtung bewährt, die eine Auflösevorrichtung zum Auflösen einer Lunte aufweist und durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

a) es ist ein um eine Drehachse drehbarer, an einer Innenwand eine Faserfläche aufweisender trommeiförmiger Rotor vorgesehen;

b) es sind Antriebseinrichtungen zum Antreiben des Rotors zu einer Drehbewegung vorgesehen;

c) es ist ein Faserkanal vorgesehen, über den die ver-. einzelten Fasern mit einem Luftstrom zu der Fasersammelflache transportierbar sind;

d) es ist ein innerer Rotor mit einer um die Drehachse des trommeiförmigen Rotors drehbaren zentralen Welle vorgesehen, von deren freiem Ende, ein Arm in radialer Richtung absteht, an dessen äußerem, freiem Ende ein hohlzylindrisches Führungselement angeordnet

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ist, dessen Längsachse bezüglich der Drehachse derart geneigt ist, daß das eine Ende der Führung der Fasersammeifläche zugewandt ist;

e) es sind Antriebseinrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe der innere Rotor im gleichen Drehsinn wie der trommelförmige Rotor, jedoch mit höherer Drehzahl, antreibbar ist;

f) in das Führungselement ist eine Luftwirbeldüse mit einem durchgehenden Garnkanal eingesetzt, an dessen Innenwand mindestens eine Düsenöffnung zur Erzeugung eines Luftwirbels in dem Garnkanal endet;

g) es ist ein ringförmiges, die Drehachse umgebendes, von einer Innenwand einer Gehäuseanordnung nach innen vorspringendes Ablenkelement vorgesehen, welches derart angeordnet ist, daß einander gegenüberliegende Bereiche seiner Oberfläche einerseits der Innenwand des trommeiförmigen Rotors und andererseits einer vom äußeren Ende des Führungselements erzeugten Rotationsfläche in. einem vorgegebenen Abstand gegenüberliegen und daß die Längsachse des Führungselementes angrenzend an einen in Richtung auf diese Längsachse am weitesten vorspringenden Oberflächenbereich des ringförmigen Ablenkelements verläuft.

Der besondere Vorteil von Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß mit hoher Produktionsgeschwindigkeit ein Faserbündelgarn erzeugt werden kann, welches durchgehend eine echte Drehung besitzt. _ -J4 _

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Ein weiterer Vorteil von Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß durch die Verdoppelung gewisser Untereinheiten gleichzeitig zwei Faserbündelgarne erhalten werden können, die getrennt aufgespult . oder zu einem doppelten Garn vereinigt werden können, wobei letzteres in einem einzigen Produktionsschritt hergestellt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine bevorzugte

Ausführungsform einer Spinnvorrichtung gemäß der Erfindung; ,

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsdarstellüng durch die Spinnvorrichtung- gemäß Fig. 1 längs der wesentlichen Teile des Laufweges des Faserbündels bzw. des daraus entstehenden Garnes;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Spinnvorrichtung gemäß Fig. 1 längs der Linie X-X in dieser Figur zur Verdeutlichung von Teilen der Luftleiteinrichtungen der Spinnvorrichtung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Teilstück des

die in Fig. 2 gezeigte Strecke durchlaufenden Faserbündels und

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Fig. 5 einen der Fig. 1 entsprechenden Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform einer Spinnvorrichtung gemäß der Erfindung zum Herstellen eines Doppelgarnes.

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Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Spinnvorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Gehäuse 1, an dessen Oberseite ein zylindrischer Kragen 2 mit einer Mittelachse 0-0 ausgebildet ist. Ein trommeiförmiger Rotor 3 ist mittels Lagern 5, die an seinem Umfang vorgesehen sind, an der Innenwand des Kragens 2 konzentrisch zur Achse 0-0 gelagert. Der Rotor 3 wird über eine Antriebswelle (nicht dargestellt) mittels eines Riemens 6 angetrieben, der an seiner Umfangsflache 4 anliegt. An der Innenwand des Rotors 3 ist eine vertiefte Fasersammeifläche 7 vorgesehen, die ringförmig ausgebildet ist' und einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Achse 0-0 ist die Drehachse der Fasersammeifläche 7.

In den vom Kragen 2 umgrenzten Raum ragt ferner ein Stützteil 8 hinein, dessen Oberfläche der Fasersammelflache 7 in einem gewissen Abstand gegenüberliegt. An der Unterseite des Gehäuses 1 ist unterhalb des Stützteils 8 ein offener Einschnitt 9 vorgesehen. Ferner ist ein Faserkanal 10 vorgesehen, der von einer Wand des Einschnittes 9 zu der Fasersammeifläche 7 reicht. Der Faserkanal 7 kann zur Umgebung offen'oder mit einer Druckluftquelle verbunden sein, beispielsweise mit einem Gebläse, wenn dies erforderlich ist.

In einer Aussparung 11 des Gehäuses 1 ist ferner eine Auflöserwalze 12 drehbar gelagert, welche im Gegenuhrzeigersinn antreibbar ist, wie dies durch einen Pfeil angedeutet ist. Der Auflöserwalze 12 wird mittels einer ebenfalls in der Aussparung 11 montierten Speisewalze

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eine Lunte 100 zugeführt_r wobei gegen die Speisewalze 13 mittels einer Druckfeder 14 ein Andrückelement 15 vorgespannt ist. Die Lunte 100 wird durch einen Sägezahndraht 16 od.dgl. am Umfang der Auflöserwalze 12 in einzelne Fasern 101 aufgelöst. Die vereinzelten Fasern 101 werden mit einer Luftströmung durch den Faserkanal 10 zur FasersammeIflache 7 des Rotors 3 transportiert.

Im mittleren Teil., des Stützteils 8 ist koaxial zur Achse 0-0 eine Stufenbohrung 18 vorgesehen. Eine Mittelwelle eines inneren Rotors 19 ist in der Stufenbohrung 18 mittels Lagern 21 gelagert. Das untere Ende der Welle 20 steht in den Einschnitt 9 vor und bildet dort einen Wirtel 22. Der innere Rotor wird über eine Antriebswelle (nicht dargestellt) von einem Riemen 23 angetrieben, der an dem Wirtel 22 anliegt, und dreht sich im gleichen Drehsinn,.jedoch mit höherer Drehzahl als der Rotor 3.

Vom oberen Ende der Welle 20 steht ein Arm 24 ab, an dessen äußerem Ende ein hohles zylindrisches Führungselement 25 vorgesehen ist, an dessen Innenwand eine Ringnut vorgesehen ist, die als Luftkainmer 26 dient. In.das Führungselement 25 ist eine Wirbeldüse 29 mit einem Garnkanal 27 und mehreren Düsenöffnungen 28 dichtend eingesetzt, und zwar derart, daß die Luftkainmer 26 mit den Düsenöffnungen 28 in Verbindung steht. Der Garnkanal 27 ist einerseits gegen die Fasersammelflache 7 gerichtet und andererseits derart· bezüglich der Achse 0-0 geneigt, daß seine Längsachse P-P bezüglich der Drehachse 0-0 schräg nach oben und innen geneigt ist.

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Die Düsenöffnungen 28 sind in der Wand der Wirbeldüse 29 in Umfangsrichtung in gleichen Abständen so gebohrt·, daß sie bezüglich der Wand des Garnkanals 27 eine gewisse Schräglage einnehmen, derart, daß ihre Projektion in eine die Achse P-P enthaltende Ebene diese Achse unter einem vorgegebenen spitzen Winkel von beispielsweise 45 schneidet. Außerdem sind die Düsenöffnungen 28 so angeordnet, daß sie gegenüber der Achse P-P um einen gewissen Abstand versetzt sind,, so daß sich im Garnkanal 25 ein die Achse P-P umschließender Wirbel ergibt.

Eine Einlaßöffnung 30 der Wirbeldüse 2 9 ist konisch ausgebildet und mit dem Garnkanal 27 über eine öffnung verbunden, die einen kleineren.Durchmesser als der Garnkanal 27 besitzt. Folglich kann eine von der Einlaßöffnung 30 zum Garnkanal 27 verlaufende Saugströmung erzeugt werden, wenn Druckluft aus der Luftkammer 26 über die Düsenöffnungen 28 in den Garnkanal 27 einströmt.

An der Oberseite des Gehäuses 1 bzw. am oberen Ende des Kragens 2 ist eine Platte 33 mit einer Mittelöffnung 32 montiert, in der der innere Rotor 19, der auch als Führungseinrichtung bezeichnet werden könnte, umlaufen kann. Auf der Außenseite der Platte 33 ist ferner ein Deckel 36 montiert, der eine Kammer 34 mit einer Auslaßöffnung 35 bildet. Die Platte 33 und der Deckel 36 sind an dem Gehäuse 1 mit Schrauben 37 befestigt. Die Platte 33 trägt, angrenzend an die öffnung 32, einen dem Rotor 3 zugewandten Ablenkring 40, der konzentrisch zur Achse 0-0 verläuft. Der Ablenkring 40 besitzt in

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einer die Achse 0-0 enthaltenden Ebene einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und abgesehen von einem .Fußteil, an dem er in die Platte 33 übergeht, eine thorusförmige " Außenfläche 41. Der Ablenkring 40 liegt zwischen einer imaginären Rotationsfläche, welche durch die umlaufende Einlaßöffnung 30 beschrieben wird, und der Innenwand des trommeiförmigen Rotors 3 und besitzt zu beiden Teilen einen geringen Abstand derart, daß kein mechanischer Kontakt mit den genannten Teilen erfolgt. Weiterhin liegt der vom Fußteil am weitesten entfernte Teil der kreisringförmigen Oberfläche 41 in der Nähe der Achse P-P des Garnkanals 27 derart, daß die Achse P-P vorzugsweise tangential zu der Fläche 41 verläuft oder diese schneidet. Gemäß Fig. 2 verläuft die--Kreisringfläche 41 des Ablenkringes 40 tangential zu der Achse P-P.

Die -Welle 20 des inneren Rotors 19 ist von einer Ringnut 46 in der Wandung der Stufenbohrung 18 umgeben. Die Ringnut 46 dient als. Luftkammer und fluchtet mit einer Ringnut 45 der Achse 20. Diese Ringnut 45 und die LUftkammer 26 stehen über Kanäle 47 und 48 in Form einer radialen bzw. einer axialen Bohrung der Welle 20 und einen weiteren Kanal 49 in dem Arm 24 (siehe Fig. 3) in Verbindung. Andererseits ist die als Luftkammer dienende Ringnut 46 über einen Kanal 50 mit einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) verbunden.

Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Leitungssystems kann die von der Druckluftquelle gelieferte Druckluft

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der als Luftkammer dienenden Ringnut 26 zugeführt werden, von wo sie durch die Düsenöffnungen 28.austritt, um im Garnkanal 27 einen Wirbel zu erzeugen. An der Fasersammeifläche 7 des Rotors 3 sind mehrere Saugöffnungen 51 vorgesehen. Die Saugöffnungen 51 stehen über einen ringförmigen Kanal 52 mit einer Saugleitung 53 in Verbindung, die sich zum oberen Rand des Rotors 3 öffnet. Die Saugleitung 53 ist über einen Ringkanal 54 an der Unterseite der Platte 33 mit einer Unterdruckquelle (nicht dargestellt) verbunden. Auf diese Weise kann an der Fasersammeifläche 7 des Rotors 3 ein Unterdruck erzeugt werden. Der Rotor 3 ist gegenüber der Platte 3 3 mittels einer Dichtung 55 abgedichtet.

Wie Fig. 1 ferner zeigt, ist auf der Außenseite der Öffnung 35 ein Fadenführer 56 vorgesehen, hinter dem in Abzugsrichtung eine Abzugswalze 57 und eine Friktionswalze 58.od.-dgl. angeordnet sind, mit deren Hilfe eine Spule bzw. ein Kops 5 9 antreibbar sind, um das Garn aufzuspulen. Diese Einrichtungen können wie bei einer konventionellen Spinnmaschine ausgebildet sein.

Nachstehend wird nunmehr die Funktion der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung näher erläutert.

Die Lunte 100, welche über die Speisewalze 13 und das Andrückelement 15 zugeführt wird, wird an der Auflöserwalze 12 in einzelne Fasern 101 vereinzelt, die der Fasersammeifläche 7 des Rotors 3, der sich mit hoher

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Drehzahl dreht, zusammen mit einem Luftstrom über den Faserkanal 10 zugeführt werden.

Da die Fasersammelflache 7 konkav gekrümmt ist, ändert die Luftströmung aus dem Faserkanal 10 an der Fasersammeifläche 7 ihre Richtung, wobei die vereinzelten Fasern 101 gleichmäßig auf der Fasersammeifläche 7 abgelegt werden und dort einen Faserring 102 bilden. Dabei wird der Faserring aufgrund der Zentrifugalkraft sowie aufgrund der Saugwirkung an den Saugöffnungen 51 an der Fasersammelf lache festgehalten.

Sobald an der Fasersammeifläche 7 ein Faserring 102 ausgebildet ist, läßt man durch den Garnkanal 27 hindurch ein Garnende in den Faserring 102 eintauchen. Durch das Garnende werden die Fasern des Faserrings 102 erfaßt und dann kontinuierlich von der Fasersammelflache 7 abgezogen, wobei zunächst ein Faserbündel 103 erhalten wird. Das Faserbündel. 103 wird aus dem Rotor 3 über den Garnkanal 27 von der Abzugswalze 57 abgezogen auf den Kops 59 aufgespult. Auf diese Weise erreicht man einen kontinuier-? liehen Spinnvorgang.

Während des vorstehend beschriebenen Abziehens wird in dem Faserbündel 103 innerhalb des Garnkanals 27 ein Falschdraht erzeugt, um ein Faserbündelgarn zu. erhalten, während gleichzeitig aufgrund der Drehung des inneren Rotors 19 mit der Wirbeldüse 29 zwischen dem Ablenkring 40 und der Abzugswalze 57 eine echte Drehung in dem Faserbündel 103 erzeugt wird, so daß man ein gedrehtes Faserbündelgarn 104 erhält.

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Wie Fig. 2 zeigt, wird das Faserbündel 103, welches in die Einlaßöffnung 30 und die Öffnung 31 der Wirbeldüse 29 eingeführt.wird, einer Saugströmung ausgesetzt, welche durch die aus den Düsenöffnungen ausströmende Luft bewirkt wird, so daß sich eine Zugkraft T ergibt, die in den Garnkanal 27 gerichtet ist. Hierdurch wird das Faserbündel 103 gegen die gekrümmte Oberfläche 41 des Ablenkringes 40 gezogen, an dem es mit einer Kraft t anliegt, für die folgende Gleichung gilt:

t = T.sin *

wobei (X der Winkel zwischen der Achse P-P und einer Verbindungslinie zwischen zwei Punkten A und B ist, wobei die Kraft T in Richtung der Achse P-P wirkt und wobei der Punkt A derjenige Punkt ist, an dem der Faserring 102 von der Fasersammelflache 7 gelöst wird, während der Punkt B derjenige Punkt ist, an dem das Faserbündel 103 die Oberfläche 41 des Ablenkringes berührt. Aufgrund der Kraft t wird das Faserbündel 103 abgeflacht und erreicht seine größte Breite auf seinem Laufweg zwischen dem Punkt A und einem weiteren Punkt C, an dem sich das Faserbündel 103 yon der gewölbten Oberfläche 41 des Ablenkringes 40 löst.

Fig. 4 zeigt, wie die vereinzelten Fasern 101 einen Faserring 103 bilden, der als Faserbündel 103 abgezogen wird, wobei jeweils eingezeichnet ist, über welchen Teil des Fasergebildes sich die Fasersammelflache 7, der Ablenkring 40 und die Wirbeldüse 29 erstrecken. Man er-

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kennt, daß das Faserbündel 103 längs eines Wegstückes zwischen den Punkten A und B auf eine Breite W aufgefächert wird, was für die Herstellung eines Garnes mit gutem Bündelungseffekt sehr nützlich ist.

Die aus den Düsenöffnungen 28 in den Garnkanal 27 austretenden Luftströme bilden dort einen Wirbel, der dem Faserbündel 103 eine Drehung erteilen kann, die dieselbe Richtung hat wie die echte Drehung, die sich aufgrund der Rotation des Rotors ergibt. Der Wirbel kann sich aber nicht nur in dieser Richtung drehen, sondern auch in entgegengesetzter Richtung umlaufen, und zwar in Abhängigkeit von bestimmten Spinnbedingungen, beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors, vom Druck der zugeführten Druckluft und von der Abzugsgeschwindigkeit für das Garn.

Das Faserbündel 103, welches durch den Kontakt mit dem Ablenkring breit aufgefächert wurde, wird dem Garnkanal 27 zugeführt und durch den Wirbel im stromaufwärts gelegenen Teil desselben gedreht. Dabei wird die dem Faserbündel erteilte Drehung im Kernteil desselben größer und im Randbereich desselben kleiner, wie dies oben beschrieben wurde. Die dem Faserbündel im stromaufwärts gelegenen Teil des Faserkanals erteilte Drehung löst sich im stromabwärts gelegenen Teil desselben wieder auf, da im Faserkanal ein Falschdraht erzeugt wird. Nach der Auflösung des Falschdrahts umschlingen die Fasern des äußeren Teils den nicht gedrehten Kernteil mit einer Drehung, deren Richtung, derjenigen des 7uyor erzeugten Falschdrahts entgegengesetzt ist und mit einer Anzahl von Windungen, die der

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Differenz zwischen der Drehung des Kernteils und des äußeren Bereichs in der Falschdrahtzone entspricht. Gleichzeitig erhält der genannte Teil der Faserbündels 103 aufgrund der Rotation des Rotors 3 eine echte Drehung. Auf diese Weise wird folglich ein Garn 104 erhalten, welches die Struktur eines konventionellen Faser- · bündelgarnes besitzt und einen nicht gedrehten Kernteil aufweist und welches zusätzlich eine Drehung mit einem solchen Drehsinn aufweist, daß der Faserbündelungseffekt verstärkt wird.

Wenn die Drehzahl des Rotors 3 zunimmt, verbessert sich die Gleichmäßigkeit des Faserringes 102, der auf der Fasersammeifläche abgelegt wird aufgrund des Verdoppelungseffektes. Eine hohe Drehzahl des Rotors 3 führt jedoch zu einer hohen Zentrifugalkraft, bei der eine hohe Spannung erforderlich ist, um das Garn von der Fasersammeifläche abzuziehen, so daß beim Spinnen dünnerer Garne ein Fadenbruch bzw. Garnbruch auftreten kann. Die Drehzahl des Rotors 3 sollte somit so gewählt werden, daß die vorstehend beschriebenen Zusammenhänge hinreichend berücksichtigt werden.

Bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung wurde festgestellt, daß die Mindestdrehzahl für einen Rotor 3 mit einem Innendurchmesser von 100 mm bei etwa 1000 Upm liegen sollte. Andererseits sollte sich der innere Rotor 19 mit einer Drehzahl drehen, bei der der Faserring 102 von der Fasersammeifläche 7 mit einer Geschwindigkeit abgezogen wird, die der Garnab-

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Zugsgeschwindigkeit entspricht. Wenn im betrachteten Fall die Garnabzugsgeschwindigkeit 200 m/min beträgt, dann beträgt die Drehzahl des inneren Rotors .19 vorzugsweise 1000 + 636 = 1636 Upm.

Für einen bevorzugten Satz von Spinnbedingungen gelten beispielsweise folgende Werte:

Drehzahl von trommelförmigen Rotors 3: 5000 Upm Drehzahl des inneren Rotors 19: 6000 Upm

Garnabzugsgeschwindigkeit: 314 m/min

Weiterhin sollte der Abstand 1 zwischen dem Ablösepunkt A des Faserbündels vom Rotor 3 und dem Kontaktpunkt B des Faserbündels 103 mit dem Ablenkring 40 gleich der mittleren Länge der Stapelfasern gewählt werden, aus denen die Lunte 100 besteht, um so einen stabilen Spinnvorgang zu gewährleisten.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt, wo entsprechende Teile wieder mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie in Fig. 1. . Auf eine detaillierte Beschreibung dieser Teile wird hier verzichtet.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel steht ein weiterer Arm 124 radial vom oberen Ende der Welle 20. ab, und zwar in entgegengesetzter Richtung wie der Arm 24 bezüglich der Achse 0-0. Am äußeren Ende des zweiten Arms 124 ist wieder ein hohlzylindrisches Führungs-

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element 125 vorgesehen. An der Innenwand des Führungselementes 125 ist eine als Luftkammer dienende Ringnut

126 vorgesehen. Eine Wirbeldüse 129 mit einem Garnkanal

127 und Düsenöffnungen 128 ist derart fest in das Führungselement 125 eingesetzt, daß die Luftkammer 126 mit der Außenseite der Düsenöffnungen 128 in Verbindung steht. Die von einer Druckluftquelle (nicht dar- · gestellt) zugeführte Luft strömt über einen Kanal 149 in Form einer Bohrung in dem Arm 127, die mit dem Kanal 128 in der Mitte der Welle 20 verbunden ist, zu den Düsenöffnungen 128 und erzeugt in dem Garnkanal 127 einen Wirbel. Dabei hat die Wirbeldüse 129 dieselbe Größe und Schräglage wie die Wirbeldüse 2 9 und ist symmetrisch zu dieser angeordnet.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist bezüglich der Achse 0-0 symmetrisch zu der Aussparung 11 eine weitere Aussparung 111 vorgesehen. In dieser sind eine Auflösewalze 112, eine Speisewalze 113 und ein gegen diese drückendes Andrückelernent 115 angeordnet, welches von einer Druckfeder 114 beaufschlagt wird. Die von dem Sägezahndraht 116 od.dgl. am Umfang der Auflöserwalze 112 vereinzelten Fasern werden getrennten Bereichen der Fasersammelflache 7 des Rotors 3 über einen Faserkanal 110 zugeführt. Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden die vereinzelten Fasern 101 und 101', die von den zwei Auflöserwalzen 12 bzw. 112 zugeführt werden, symmetrisch zur Achse 0-0 in getrennten Bereichen der Fasersammelflache 7 des Rotors 3 abgelegt und von dort unter Bildung von Faserbündeln 103, 103' abgezogen. Die Bündelung der Faserbündel 103, 103' erfolgt dabei mit

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Hilfe der beiden Wirbeldüsen 29 bzw. 129 während des Abziehvorganges, während in beiden Faserbündeln gleichzeitig auf der gesamten Länge derselben aufgrund der Drehung des Rotors 3 eine Drehung erzeugt wird, so daß zwei .Garne 104 bzw: 104' erhalten werden.

Die so erhaltenen Garne 104 bzw. 104' können mit Hilfe der üblichen Spulvorrichtungen auf zwei getrennte Kopse aufgespult werden oder, wie dies die Zeichnung zeigt, in Form eines doppelten Garnes 105 auf eine gemeinsame Spule bzw. einen gemeinsamen Kops. Im erstgenannten Fall kann dabei die Produktivität der Spinnvorrichtung gemäß Fig. 5 gegenüber derjenigen gemäß Fig. 1 verdoppelt werden. Im zweiten Fall wird dagegen im Zuge eines einzigen Spinnvorgangs ein doppeltes Garn erhalten.

Da.erfindungsgemäß kontinuierlich ein Faserbündel aus einer Faserschicht bzw. einem Faserring erzeugt wird, der auf einer Fasersammeifläche eines trommeiförmigen Rotors abgelegt wird, ohne daß ein Rollen- bzw. Riemchenstreckwerk verwendet werden müßte, kann im Vergleich zu den' üblichen Spinnvorrichtungen zum Spinnen von Faserbündelgarnen eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit erreicht werden, während gleichzeitig eine gute Gleichmäßigkeit des gesponnenen Garns aufrechterhalten wird.

Da das Faserbündel außerdem unmittelbar nach dem Abziehen der Fasern von der Fasersammeifläche mit Hilfe

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einer Ablenkvorrichtung und unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft und der Zugkraft einer Saugluftströmung abgeflacht wird, um ein flaches Faserband zu erhalten, ergeben sich in den Randbereichen desselben zahlreiche freie Faserenden, so daß ein Faserbündelgarn mit gutem Bündelungseffekt erhalten werden kann. Da in dem Zwischengarn, welches aus der Luftwirbeldüse abgezogen wird, außerdem aufgrund der Rotation des trommelförmigen Rotors eine Drehung erzeugt wird, kann man erfindungsgemäß ein Garn mit hoher mechanischer Festigkeit spinnen.

In Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können ferner durch den Einsatz zweier getrennter Auflösevorrichtungen und zweier getrennter Luft-Wirbeldüsen bei nur einem trommeiförmigen Rotor zwei getrennte Garne gleichzeitig gesponnen werden oder auch in einem einstufigen Spinnprozeß - ein doppeltes Garn.

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Claims (9)

HOEGER, PATENTANWÄLTE UHLANOSTRASSE 14 c ■ D 70OO STUTTGART 1 A 45 439 b Anmelder: k - 189 Kabushiki Kaisha Toyoda 16. Dezember 1982 Seisakusho 1, Toyoda-cho 2-chome, Kariya-shi Aichi-ken, Japan Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Faserbündelgarnes, bei dem zunächst eine Lunte in Einzelfasern aufgelöst wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) man legt die vereinzelten Fasern an einer Fasersammelf lache ab, die an der Innenwand eines rotierenden trommeiförmigen Rotors vorgesehen ist und an der die vereinzelten Fasern durch eine Zentrifugalkraft als eine Faserschicht festgehalten werden;

b) man löst die Faserschicht von der Fasersammeifläche, um mit Hilfe eines koaxial zu dem trommeiförmigen Rotor, jedoch mit größerer Drehzahl .als derselbe, rotierenden Führungselementes kontinuierlich ein Faserbündel zu erzeugen, welchem gleichzeitig eine Drehung erteilt wird, die zur Rotation des Führungselementes proportional ist, während das Faserbündel aus dem trommeiförmigen Rotor abgezogen wird;

c) man verbreitert das Faserbündel durch Kontakt mit einer Ablenkvorrichtung zwischen der Fasersammeifläche und dem Führungselement derart, daß es eine bandförmige Gestalt erhält, und

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" d) man erzeugt in dem abgeflachten bandförmigen Faserbündel mit Hilfe eines das Faserbündel umgebenden Wirbels einen Falschdraht, um ein Faserbündelgarn zu erhalten.

2.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Hilfe des Wirbels eine Drehkraft und eine Zugkraft auf das Faserbündel ausübt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserschicht an der Fasersammeifläche einer Saugkraft aussetzt, welche mittels Saugöffnungen an der Fasersammeifläche erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig eine weitere Lunte in Einzelfasern auflöst, daß man die vereinzelten Fasern der zweiten Lunte an der Fasersammeifläche des trommeiförmigen Rotors ablegt, um eine zweite Faserschicht zu erzeugen, daß man mit Hilfe eines zweiten Führungselementes und eines zweiten Wirbels ein zweites Faserbündelgarn erzeugt und daß man die beiden Faserbündelgarne zu einem doppelten Garn vereinigt.

5. Vorrichtung zum Spinnen eines Faserbündelgarns mit Auflösereinrichtungen zum Auflösen einer Lunte in Einzelfasern, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

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a) Es ist ein um eine Drehachse (0-0) drehbarer,

an einer Innenwand eine FasersamneIflache (7) auf-' weisender trommeiförmiger Rotor (3) vorgesehen;

b) es sind Antriebseinrichtungen (6) zum Antreiben des Rotors (3) zu einer Drehbewegung vorgesehen;

c) es ist ein Faserkanal (10) vorgesehen, über den die vereinzelten Fasern (101) mit einem Luftstrom zu der Fasersammeifläche (7) transportierbar sind;

d) es ist ein innerer Rotor (19) mit einer um die Drehachse (0-0) des trommeiförmigen Rotors (3) drehbaren zentralen Welle (20) vorgesehen, von deren freiem Ende ein Arm (24) in radialer Richtung absteht, an dessen äußerem, freiem Ende ein hohlzylindrisches Führungselement (25) angeordnet ist, dessen Längsachse (P-P) bezüglich der Drehachse (0-0) derart geneigt ist, daß das eine Ende der Führung (25) der Fasersammeifläche (7) zugewandt ist;

e) es sind Antriebseinrichtungen (23) vorgesehen, mit deren Hilfe der innere Rotor ( 19) im gleichen Drehsinn wie der trommeiförmige Rotor (3), jedoch mit höherer Drehzahl, antreibbar ist;

f) in das Führungselement (25) ist eine Luftwirbeldüse (29) mit einem durchgehenden Garnkanal (27) eingesetzt, an dessen Innenwand mindestens eine Düsenöffnung (28) zur Erzeugung eines Luftwirbels in dem Garnkanal (27) endet;

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g) es ist ein ringförmiges, die Drehachse (0-0) umgebendes, von einer Innenwand einer Gehäuseanordnung (1, 2, 33, 36) nach innen vorspringendes Ablenkelement (40) vorgesehen, welches derart angeordnet ist, daß einander gegenüberliegende Bereiche seiner Oberfläche (41) einerseits der Innenwand des trommeiförmigen Rotors (3) und andererseits einer vom äußeren Ende des Führungselements (25) erzeugten Rotationsfläche in einem vorgegebenen Abstand gegenüberliegen und daß die Längsachse (P-P) des Führungselementes (25) angrenzend an einen in Richtung auf diese Längsachse (P-P) am.weitesten vorspringenden Oberflächenbereich des ringförmigen Ablenkelements (40) verläuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der trommeiförmige Rotor (3) mittels Lagern (5) gelagert ist, die zwischen einer Innenwand der Gehäuseanordnung (1, 2, 33, 36) und einer Außenwand (4) des trommeiförmigen Rotors (3) angeordnet sind, und daß die zentrale Welle (20) des inneren Rotors (19) in einer Stufenbohrung (18) eines· einen Bestandteil der Gehäuseanordnung (1, 2, 33, 36) bildenden Stützteils (8) mittels Lagern (21) gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Fasersammeifläche (7) mehrere mit einer Unterdruckquelle verbundene Saugöffnungen (51) vorgesehen sind.

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8. Vorrichtung zum Spinnen von Faserbündelgarn mit Auflösereinrichtungen zum Auflösen von Luntenmaterial in Einzelfasern, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Es sind zwei getrennte Auflöseranordnungen (12 bis 16; 112 bis 116) zum Auflösen je einer Lunte (100) in Einzelfasern vorgesehen;

b) es ist ein um eine Drehachse (0-0) drehbarer, an einer Innenwand eine Faserfläche (7) aufweisender trommeiförmiger Rotor (3) vorgesehen;

c) es sind Antriebseinrichtungen (6) zum Antreiben des Rotors (3) zu einer Drehbewegung vorgesehen;

d) es sind zwei Faserkanäle vorgesehen, über die die vereinzelten Fasern jeweils mit einem Luftstrom zu Bereichen der Fasersammeifläche (7) transportierbar sind;

e) es ist ein innerer Rotor (19) mit einer um die Drehachse (0-0) des trommeiförmigen Rotors (3) drehbaren zentralen Welle (20) vorgesehen, von deren freiem Ende einander diametral gegenüberliegend zwei Arme (24, 124) in radialer Richtung abstehen, an deren äußeren, freien Enden jeweils ein hohlzylindrisches Führungselement (25, 125) angeordnet ist, dessen Längsachse (P-P) bezüglich der Drehachse (0-0) derart geneigt ist, daß das eine Ende jeder Führung (25, 125) der Fasersammeifläche (7) zugewandt ist;

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f) es sind Antriebseinrichtungen (23) vorgesehen, mit deren Hilfe der innere Rotor (19) im gleichen Drehsinn wie der trommeiförmige Rotor (3), jedoch mit höherer Drehzahl antreibbar ist;

g) in jedes der Führungselemente (25, 125) ist eine Luftwirbeldüse (29, 129) mit einem durchgehenden Garnkanal (27, 127) eingesetzt, an dessen Innenwand mindestens eine Düsenöffnung (28, 128) zur Erzeugung eines Luftwirbels in dem Garnkanal (27, 127) endet;

h) es ist ein ringförmiges, die Drehachse (0-0) umgebendes, von einer Innenwand einer Gehäuseanordnung (1, 2, 33, 36) nach innen vorspringendes Ablenkelement (40) vorgesehen, welches derart angeordnet ist, daß einander gegenüberliegende Bereiche seiner Oberfläche (41) einerseits der Innenwand des trommeiförmigen Rotors (3) und andererseits einer vom äußeren Ende der Führungselemente (25, 125) erzeugten Rotationsfläche in einem vorgegebenen Abstand gegenüberliegen und daß die Längsachsen (P-P) der Führungselemente (25, 125) angrenzend an in Richtung auf die Längsachse (P-P) am weitesten vorspringende Oberflächenbereiche des ringförmigen Ablenkelements (40) verlaufen.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Aufwickeleinrichtungen (56 bis 59) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die zwei erzeugten Faserbündel-Garne (104) zu einem Doppelgarn (105) zusammenführbar und aufspulbar' sind.

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