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Friktionsspinnvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Friktionsspinnvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bei gattungsgemaßen Frikti ons sp innvorri chtungen werden die Spinnfasern
entweder in den Spinnzwickel hinein oder auf die Oberfläche eines der beiden Friktionselemente
gespeist. In beiden Fällen gelingt es nicht, die Fasern in gestreckter Lage in die
Spinnzone beziehungsweise in den Spinnzwickel zu bringen, so daß die Fadenbildung
unbefriedigend ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen
und die Qualität des Fadens, insbesondere die Fadenstruktur, zu verbessern. Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst.
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Dadurch, daß eine Fasereintragstrommel angeordnet ist, besteht nicht
mehr die Gefahr der Verwirbelung der Fasern durch Luftwirbel in Verbindung mit der
großen Umfangsgeschwindigkeit der Friktionselemente. Die Fasereintragstrommel hat
einen Effekt der beruhigten Faserablage in gewünschter Faserausrichtung, wobei die
Fasern anschließend geordnet vor den Spinnzwickel und nicht in den Spinnzwickel
gelangen, sie werden vom Ende des Spinnzwickels her von der Fasereintragstrommel
gezogen. Dadurch tritt nochmals ein Strecken der Fasern ein, so daß alles in allem
das Spinnergebnis besser ist.
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Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
beschrieben. Durch eine Vielzahl von Einzelmaßnahmen wird das Spinnergebnis weiter
verbessert, wobei durch geschickte Kombination der Einzelmaßnahmen die Friktionsspinnvorrichtung
jeweils auf die Faserart,
die Faserlänge, die Faserstruktur, die
Oberflächenstruktur der Fasern, die Oberflächenrauhigkeit der Fasern, die Stapellänge,
den Feuchtigkeitsgehalt der Fasern, den Grad der elektrostatischen Aufladung der
Fasern, den Schlichtegehalt und den Fremdkörpergehalt der Fasern optimal angepaßt
werden kann.
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Die Art und die Wirksamkeit der Faserfesthaltemittel der Fasereintragstrommel
ist äußerst gestaltungsfahig.
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Die Faserfesthaltemittel können zum Beispiel aus einem perforierten,
von innen her mit Saugluft beaufschlagten Trommelmantel bestehen. Statt dessen oder
zusätzlich können Faserfesthaltemittel vorgesehen sein, die aus elektrostatisch
aufladbarem Isolierstoff bestehen. Unabhängig davon, ob die Faserfesthaltemittel
aus Isolierstoff bestehen oder nicht, können sie aus einer Vielzahl oder Mehrzahl
von der Oberfläche der Fasereintragstrommel vorstehender Erhebungen gebildet sein.
Bei den Erhebungen kann es sich um linienförmige Gebilde handeln, die entweder aus
Nadeln oder aus Fäden oder Fasern bestehen. Diese linienförmigen Gebilde können
mit einer Unterlage verbunden sein, die auf den Mantel der Fasereintragstrommel
aufgezogen ist. Diese Unterlage kann luftdurchlässig ausgebildet sein, so daß in
Verbindung mit einem perforierten Trommelmantel Saugluft auf die Faserfesthaltemittel
beziehungsweise die daran anlegbaren Fasern zur Einwirkung gebracht werden kann.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die linienförmigen
Gebilde zu einem plüschartigen Flor vereinigt. Webplüsch kann zum Beispiel um die
Fasereintragstrommel herumgelegt sein. Das Grundgewebe ist luftdurchlässig und die
Luftansaugung erfolgt durch den Plüsch hindurch.
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Außerdem ist das textile Material, aus dem der Plüsch besteht, mehr
oder weniger stark elektrostatisch aufladbar.
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Durch entsprechende Wahl des Materials, aus dem die Fasern des Plüschs
bestehen, kann großer Einfluß auf den Grad der elektrostatischen Aufladung ausgeübt
werden. Die Aufladung erfolgt im allgemeinen durch Reibung, wobei zusätzliche Reibelemente
nicht unbedingt erforderlich sind.
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Unabhängigkeit von dem spinnbetriebsmäßigen Antrieb der Friktionselemente
und deren Beaufschlagung durch Saugluft erhält die Fasereintragstrommel durch eine
eigene Antriebsvorrichtung und/oder eine eigene Saugvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung
der Fasereintragstrommel ist vorteilhaft steuerbar.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Fasereintragstrommel
mindestens so lang wie die Stapellänge beziehungsweise Faserlänge der aufgespeisten
Fasern.
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Durch diese Längenbemessung der Fasereintragstrommel ist gewährleistet,
daß die Fasern in ihrer ganzen Länge achsparallel aufgespeist werden können. Hierbei
ist es vorteilhaft, wenn die Mündung des Faserleitkanals, im Querschnitt betrachtet,
eine langgestreckte Form hat und die Mundungslänge mindestens der Stapellänge beziehungsweise
Faserlänge der den Faserleitkanal durchströmenden Fasern entspricht. Spätestens
an der Mündung orientieren sich die Fasern entsprechend der langgestreckten Form
des Faserleitkanals, so daß die Ausbildung der Mündung des Faserleitkanals einen
großen Einfluß auf das Ausrichten der Fasern beim Ablegen auf die Fasereintragstrommel
ausübt.
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Auch die Richtung des Faserleitkanals beeinflußt sehr die Faserablage
auf die Fasereintragstrommel und damit das gesamte Spinnergebnis. Der Faserleitkanal
ist beispielsweise gegen die Rotationsachse der Fasereintragstrommel
gerichtet.
Er kann aber auch zumindest angenähert tangential gegen die Fasereintragstrommel
gerichtet sein, wobei es vorteilhaft ist, ihn gegen die Drehrichtung der Fasereintragstrommel
zu richten. Eine verstellbare Anordnung des Faserleitkanals ermöglicht es, die Faserspeiserichtung
zweckentsprechend einzustellen. Dabei ist auch eine schräg tangentiale oder radiale
Anströmung der Fasereintragstrommel unter Umständen vorteilhaft. Die Winkellage
der Mündung des Faserleitkanals, bezogen auf die Längsachse der Fasereintragstrommel,
sollte möglichst einstellbar sein, was durch die vorgeschlagene Verstellbarkeit
des Faserleitkanals möglich wäre.
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Obwohl die Fasereintragstrommel mit dem zweiten Friktionselement keinen
eigentlichen Spinnzwickel, sondern gewissermaßen einen "Fasereintragszwickel" bildet,
ist es doch vorteilhaft, wenn die Fasereintragstrommel achsgleich mit dem ersten
Friktionselement rotiert. Ist die Rotation der Fasereintragstrommel gleichsinnig
mit der Rotation der Friktionselemente, so wird hierdurch die Rotation des offenen
Endes des gesponnenen Fadens unterstützt.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Umfangsgeschwindigkeit
der Fasereintragstrommel kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit der Friktionselemente.
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Hierbei bewirkt die Fasereintragstrommel einen Doublierungseffekt,
das heißt die Faserpackung auf ihrem Umfang ist mehrschichtig, was zur Vergleichmäßigung
des Fadens beitragen kann.
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Der Umfang der Fasereintragstrommel, gemessen über die Enden der Faserfesthaltemittel,
falls solche Mittel über den eigentlichen Trommeldurchmesser vorstehen, ist vorteilhaft
gleich groß oder kleiner als der Umfang des ersten Friktionselements. Da die beiden
Friktionselemente ohne
wechselseitige Berührung rotieren, ist dies
auch zwischen der Fasereintragstrommel und dem zweiten Friktionselement gewährleistet,
obwohl der Abstand der Teile voneinander so gering wie möglich gemacht werden kann.
Unter Umständen ist es aber auch unschädlich beziehungsweise sogar besser, das zweite
Friktionselement durch die Faserfesthaltemittel der Fasereintragstrommel berühren
zu lassen. Eine Garnitur aus Plüsch mit verhältnismäßig hohem Flor gewährleistet
dies. Dabei kann eine elektrostatische Entladung des Flors an dem zum Beispiel aus
Metall bestehenden und geerdeten zweiten Friktionselement vor sich gehen.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Saugvorrichtung der Fasereintragstrommel verstellbar beziehungsweise relativ zur
Saugvorrichtung des zweiten Friktionselements verstellbar angeordnet ist. Die Verstellbarkeit
kann sich beispielsweise auf die Breite oder die Abmessungen der Saugzone beziehen
oder auf die Lage und die Richtung der Saugzone in Bezug auf Lage und Richtung der
Saugzone der benachbarten Saugvorrichtung des zweiten Friktionselements. Durch die
Verstellbarkeit der Saugvorrichtung kann auf den Faserfluß am Übergang von der Fasereintragstrommel
auf das zweite Friktionselement Einfluß genommen werden.
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Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele soll
die Erfindung noch näher beschrieben und erläutert werden.
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Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele in schematischer Darstellung.
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Fig. 1 zeigt die perspektivische Teilansicht einer Friktionsspinnvorrichtung.
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Fig. 2 zeigt in einer Ansicht von oben ausschnittsweise eine zweite
Friktionsspinnvorrichtung mit einer nadelbestückten Fasereintragstrommel.
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Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Fasereintragstrommel und
das zweite Friktionselement der Friktionsspinnvorrichtung nach Fig. 2.
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Fig. 4 zeigt in einer Ansicht von oben ausschnittsweise eine dritte
Friktionsspinnvorrichtung mit einer plüschbestückten Fasereintragstrommel.
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Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Fasereintragstrommel und
das zweite Friktionselement der Friktionsspinnvorrichtung nach Fig. 4.
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Die Fig. 6 bis 8 zeigen mehrere Varianten einer mehr tangentialen
Faseraufspeisung.
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Die Fig. 9 bis 11 zeigen drei Beispiele einer gegen die Rotationsachse
der Fasereintragstrommel gerichteten Faseraufspeisung.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besitzt die Friktionsspinnvorrichtung
1 ein erstes Friktionselement 2 und ein zweites Friktionselement 3. Die beiden Friktionselemente
2 und 3 sind als perforierte Trommeln ausgebildet, die gemeinsam einen Spinnzwickel
4 bilden, in dem der
gedrehte Faden 5 entsteht. Der Faden 5 wird
in Richtung des Pfeils 6 durch hier nicht dargestellte Fadenabzugsmittel laufend
abgezogen.
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Die beiden trommelartigen Friktionselemente 2 und 3 werden von innen
her mit Saugluft beaufschlagt, und zwar so, daß sich die Saugluft im wesentlichen
nur auf den Spinnzwickel 4 konzentriert. Hierzu besitzt das Friktionselement 2 eine
Saugvorrichtung 7 und das Friktionselement 3 eine Saugvorrichtung 8. Die Saugvorrichtung
7 ist mit einem gestellfest gelagerten Tragrohr 9, die Saugvorrichtung 8 mit einem
gestellfest gelagerten Tragrohr 10 verbunden. Die beiden Tragrohre 9 und 10 haben
eine Doppelfunktion.
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Sie sind an eine gemeinsame, hier nicht dargestellte Saugvorrichtung
angeschlossen, und sie tragen außerdem die beiden Friktionselemente 2 und 3, die
rotierbar auf den Tragrohren 9 und 10 gelagert sind.
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Zum Zweck des Rotationsantriebs ist das Friktionselement 2 mit einer
Treibscheibe 11 und das Friktionselement 3 mit einer Treibscheibe 12 verbunden.
Die Treibscheiben 11 beziehungsweise 12 werden durch Treibriemen 13 beziehungsweise
14 so angetrieben, daß die Friktionselemente 2 und 3 in Richtung der gebogenen Pfeile
15 beziehungsweise 16 rotieren. Die Rotationsachsen 17 und 18 der beiden Friktionselemente
2 und 3 liegen parallel zueinander.
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Fig. 1 läßt erkennen, daß das zweite Friktionselement 3 am hinteren
Ende in axialer Richtung über das erste Friktionselement 2 hinausragt. Dem über
das erste Friktionselement hinausragenden Endstück gegenüber ist eine gleichsinnig
mit dem zweiten Friktionselement 3 rotierbare Fasereintragstrommel
19
so angeordnet, daß sie gemeinsam mit dem zweiten Friktionselement 3 einen Zwickel
20 bildet, der in Längsrichtung an den Spinnzwickel 4 anschließt. Die Fasereintragstrommel
19 ist mit Faserfesthaltemitteln versehen, die aus einem perforierten, von innen
her mit Saugluft beaufschlagten Trommelmantel 21 bestehen. Der Trommelmantel 21
hat den gleichen Durchmesser und damit auch die gleiche Umfangslänge wie der Trommelmantel
des Friktionselements 2.
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Die Fasereintragstrommel 19 rotiert achsgleich mit dem ersten Friktionselement
2. Ihre Umfangsgeschwindigkeit ist allerdings kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit
der Friktionselemente 2 und 3. Um dies zu erreichen, besitzt die Fasereintragstrommel
19 eine eigene Antriebsvorrichtung, bestehend aus einer Treibscheibe 22 und einem
Treibriemen 23. Außerdem besitzt die Fasereintragstrommel 19 eine eigene Saugvorrichtung
24, die an ein gestellfest gelagertes Tragrohr 25 angeschlossen ist. Die Saugvorrichtung
24 ist demgemäß auch gestellfest gelagert und reicht im Inneren der Fasereintragstrommel
19 über einen Winkel von angenähert 90 Grad. Nur in diesem Winkelbereich kommt die
Saugluft auf den Trommelmantel 21 zur Einwirkung.
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Die mit der Fasereintragstrommel 19 verbundene Treibscheibe 22 ist
auf dem Tragrohr 25 rotierbar gelagert. Das Tragrohr 25 ist an einen besonderen,
hier nicht dargestellten Sauglufterzeuger angeschlossen. Der Sauglufterzeuger selbst
oder die Verbindung zum Tragrohr 25 kann aus-und einschaltbar, außerdem auch noch
steuerbar sein, so daß die Intensität der Sauglufteinwirkung auf den Trommelmantel
21 einstellbar beziehungsweise steuerbar ist.
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Die Friktionsspinnvorrichtung 1 ist mit einer Faserauflösevorrichtung
26 versehen. Fig. 1 gestattet einen Einblick
in die während des
Betriebes geschlossene Faserauflösevorrichtung. Es ist eine Einzugswalze 27 erkennbar,
gefolgt von einer nadelbestückten Auflösewalze 28. Ein zugeführtes Faserband 29
wird mit Hilfe der Einzugswalze 27 der Auflösewalze 28 zugeführt. Die Auflösewalze
28 löst Einzelfasern aus dem Faserband 29 heraus und transportiert sie in einen
Faserleitkanal 30, der radial gegen die Fasereintragstrommel 19 gerichtet ist. Die
Mündung 31 des Faserleitkanals 30 hat, im Querschnitt betrachtet, eine langgestreckte
Form, wobei die Mündungslänge 1 mindestens der Stapellänge der den Faserleitkanal
30 durchströmenden Fasern entspricht.
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Die den Faserleitkanal 30 durchströmenden Fasern werden durch einen
schwachen Saugluftstrom getragen, der aus dem in der Saugvorrichtung 24 herrschenden
Unterdruck resultiert. In Verlängerung des Faserleitkanals 30 führt ein Einströmkanal
32 ins Freie.
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Die Mündung 31 des Faserleitkanals 30 besitzt zwei seitliche Öffnungen
31' zum seitlichen Ableiten der Transportluft.
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Die Öffnungen haben die Form nach unten offener Schlitze.
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Die durch die Schlitze zur Seite hin austretende Transportluft trägt
zur Faserausrichtung bei. Die Mündung 31 endet mit geringem Abstand vor dem Trommelmantel
26 der Fasereintragstrommel 19.
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Während des Spinnbetriebs rotieren die beiden Friktionselemente 2
und 3 mit wesentlich größerer Umfangsgeschwindigkeit als die Fasereintragstrommel
19. Die aufgespeisten Fasern 33 orientieren sich im wesentlichen parallel zur gemeinsamen
Rotationsachse 17 der Fasereintragstrommel 19 und des Friktionselements 2. Indem
die Fasern durch pneumatische
Kräfte auf der Oberfläche des Trommelmantels
21 festgehalten werden, gelangen sie in den Zwickel 20, aus dem heraus sie durch
das offene Ende des Fadens 5 unter Drehungserteilung herausgezogen und in den Spinnzwickel
4 eingebracht werden, wo der Faden 5 seine endgültige bleibende Drehung erhält.
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Fig. 1 läßt erkennen, daß die Fasern 33, sobald sie in den Zwickel
20 gelangen, in den Einfluß der Saugvorrichtung 8 des Friktionselements 3 gelangen.
Wenn hier der Saugunterdruck größer ist als in der Saugvorrichtung 24, was in der
Regel der Fall ist, werden die Fasern an die Oberfläche des-zweiten Friktionselements
3 angelegt und müssen nun an der Oberfläche entlang in den Spinnzwickel 4 hineinwandern.
Das geschieht unter Drehungserteilung.
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Varianten der Ausrichtung des Faserleitkanals 30 auf die Fasereintragstrommel
19 und Gestaltungsformen der Mündung des Faserleitskanals 30 sind in den Fig. 6
bis 11 dargestellt.
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In Fig. 6 ist die Mündung 34 tangential in Drehrichtung 15 gegen die
Fasereintragstrommel 19 gerichtet. Die Mündung 35 ist ebenfalls tangential, aber
gegen die Drehrichtung 15 gerichtet. Die Mündung 36 ist schräg tangential mit einer
axialen Komponente und gegen die Drehrichtung 15 auf die Fasereintragstrommel 19
gerichtet.
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Normalerweise ist nur eine der drei Mündungen vorhanden, es ist aber
auch denkbar, zwei oder alle drei Mündungen vorzusehen, wobei von zwei bis drei
Faserauflösevorrichtungen unterschiedlich strukturiertes und/oder unterschiedlich
eingefärbtes
Fasermaterial zugeführt werden kann. Dies wiederum beeinflußt die Fadenbildung sehr
stark, zumal auch die Faserrichtung an der Ablagestelle auf der Fasereintragstrommel
19 variiert werden kann, wie es Fig. 6 zeigt.
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In Fig. 7 ist die Mündung 37 schräg in Drehrichtung 15 gegen den Trommelmantel
21 gerichtet. Die Fasern werden schrägliegend auf den Trommelmantel 21 abgelegt,
wie es Fig. 7 zeigt.
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Gemäß Fig. 8 ist die Mündung 38 schräg gegen die Drehrichtung 15 gerichtet,
wobei die abgelegten Fasern, wie durch Striche angedeutet ist, eine andere Schräglage
einnehmen.
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Nach Fig. 9 ist die Mündung 39 und der ganze Faserleitkanal gegen
die Rotationsachse 17 der Fasereintragungstrommel 19 gerichtet, aber nicht genau
radial, sondern schräg. Die Ablage der Fasern erfolgt parallel zur späteren Fadenabzugsrichtung.
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Bei der Ausführung nach Fig. 10 ist die Mündung 40 und der ganze Faserleitkanal
radial gegen die Rotationsachse 17 gerichtet. Die Fasern werden schrägliegend auf
den Trommelmantel 21 abgelegt, wie durch Striche angedeutet ist.
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Bei der Ausführung nach Fig. 11 ist die Mündung 41 und der ganze Faserleitkanal
gegen die Rotationsachse 17 gerichtet, jedoch schräg zur späteren Fadenabzugsrichtung.
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Die abgelegten Fasern liegen etwa parallel zur Rotationsachse 17 auf
dem Trommelmantel 21.
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Bei den Ausbildungen nach den Fig. 6 bis 11 handelt es sich um Varianten
der Ausbildung nach Fig. 1.
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Eine hiervon abweichende Ausbildung hat die Fasereintragstrommel 42
bei der Ausbildung nach Fig. 2 und 3. Bei sonst gleicher Ausbildung der Friktionsspinnmaschine,
was durch übereinstimmende Bezugsziffern zum Ausdruck kommt, besitzt die hier vorhandene
Fasereintragstrommel 42 Faserfesthaltemittel in Form von Erhebungen, die aus der
Oberfläche der Fasereintragstrommel nach außen vorstehen. Es handelt sich um linienförmige
Gebilde in Gestalt von Nadeln 44, die in parallelen Reihen über den Umfang verteilt
angeordnet sind. Es handelt'sich um eine Nadelgarnitur in Verbindung mit einem perforierten
Trommelmantel 45.
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Fig. 3 läßt erkennen, daß die Saugvorrichtung 24' hier nicht ganz
bis in den Zwickel 20 reicht. Die auf dem Trommelmantel 45 aufliegenden Fasern geraten
zunächst aus dem Einfluß der Saugvorrichtung 24', bevor sie in den Einfluß der Saugvorrichtung
8 des zweiten Friktionselements 3 gelangen. Fig. 3 zeigt auch, daß der Zwickel 20
genau in Verlängerung des anschließenden Spinnzwickels 4 liegt, in dem sich der
Faden 5 bildet.
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Die Ausbildung der Fasereintragstrommel 43 des Ausführungsbeispiels
nach den Fig. 4 und 5 weicht wiederum von der Ausbildung der Fasereintragstrommel
42 nach Fig. 2 und 3 ab. Die Fasereintragstrommel 43 ist hier mit Faserfesthaltemitteln
in Form linienförmiger Gebilde aus Fäden und Fasern versehen, die einen plüschartigen
Flor 46 bilden.
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Fig. 4 deutet das Grundgewebe 46' an, um zu veranschaulichen, daß
eine Luftdurchlässigkeit besteht. Der Plüsch 46 ist in Form eines Mantels auf den
perforierten Trommelmantel 45' aufgezogen. Er ist elektrostatisch aufladbar, weil
seine Fasern aus elektrostatisch aufladbarem Isoliermaterial bestehen.
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Die Erfindung soll nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
eingeschränkt sein. Die in den Fig. 3 und 5 dargestellte Saugvorrichtung 24' kann
beispielsweise verstellbar angeordnet sein, das gilt auch für die Saugvorrichtung
8. Die Saugvorrichtungen könnten zum Beispiel um die Rotationsachsen der Fasereintragstrommel
beziehungsweise des zweiten Friktionselements schwenkbar sein. Unter Umständen würde
es genügen, von der Saugvorrichtung 24' nur die zum Zwickel 20 hin weisende Wand
verstellbar zu machen.