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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
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eines gesponnenen~Fadens Die Erfindung betrifft ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Herstellung eines gesponnenen Fadens gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
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Die Erfindung dient zum Herstellen eines gesponnenen Fadens durch
Drehen und Einbinden eines Stapelfaserbündels.
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Zur Erhöhung von Spinngeschwindigkeit, Vereinfachung der Verfahrensweise
und Verbesserung der Fadenqualität sind verschiedene Spinnverfahren entwickelt worden,
die das übliche Ringspinnverfahren ersetzen sollen. Hierzu sind z.B. das Offenendspinnen,
das pneumatische Spinnen oder Luftdrallspinnen und das Drehen eines Fadens unter
mechanischer Berührung beschrieben worden. Von den in der Praxis durchführbaren
Verfahren wird insbesondere das pneumatische Spinnverfahren in der gesamten Welt
als eines der günstigsten Verfahren verwendet, weil es das Spinnen bei einer um
das Mehrfache erhöhten
Geschwindigkeit gestattet. Ein Beispiel
einer pneumatischen Spinnvorrichtung ist in der US-PS 4 142 354 beschrieben.
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Durch Erhöhen des Druckes der den Strahldüsen pneumatischer Spinnvorrichtungen
zugeführten Druckluft läßt sich die Spinngeschwindigkeit noch weiter erhöhen, jedoch
ergibt sich hierbei in der Praxis die Schwierigkeit, daß zur Erhöhung der Spinngeschwindigkeit
der Energieverbrauch der Vorrichtungen rasch ansteigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spinnverfahren und eine Spinnvorrichtung
vorzusehen, die das Spinnen mit größerer Geschwindigkeit als übliche pneumatische
Spinnverfahren bzw. pneumatische Spinnvorrichtungen gestatten.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5.
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Bei der Erfindung wird ein Stapelfaserbündel in ein Luftstrahldrallorgan
eingeführt, in dem eine kreisende Luftströmung in der Weise auf das Stapelfaserbündel
einwirkt, daß darin eine Fadenballonbildung entsteht und die einzelnen Fasern alle
gegeneinander verschoben werden. Danach wird das
laufende Stapelfaserbündel
zwischen den Oberflächen von zwei in verschiedenen Richtungen laufenden Laufriemen
oder Endlosriernen eingeklemmt und rückgedreht.
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Anhand der Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erläuterung des
erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 den Aufbau einer bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung verwendeten Falschdreheinrichtung mit Laufriemen; und Fig. 3 eine Darstellung
zur Erläuterung der von der Falschdreheinrichtung auf ein Stapelfaserbündel ausgeübten
Kräfte.
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In der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird ein Stapelfaserbündel
S in einem Streckwerk zu vorbestimmter Dicke verstreckt. Das Streckwerk umfaßt Hinterwalzen
1, mit Laufriemchen 2 versehene Mittelwalzen 3, die ein Riemchenstreckwerk 5 bilden,
und Vorderwalzen 4. Danach wird das Stapelfaserbündel S in ein in Reihe mit dem
Streckwerk angeordnetes Luftstrahldrallorgan 6 eingeführt. Im Luftstrahldrallorgan
6
wird Druckluft in den Fadenkanal eingestrahlt, so daß eine kreisende oder wirbelnde
Luftströmung entsteht, die das Stapelfaserbündel S in Richtung des Pfeils 7 dreht
und in Umlauf versetzt.
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Das Stapelfaserbündel S wird in Schwingungen versetzt, wobei es am
Klemmpunkt der Vorderwalzen 4 festgehalten wird. Es entstehen Fadenballons 8, die
in Richtung des Pfeils 7 umlaufen. Das aus dem Luftstrahlorgan 6 geradlinig herausgezogene
Stapelfaserbündel S wird in eine Falschdreheinrichtung oder -spindel 10, die mit
Laufriemen versehen ist, eingeführt und falsch gedreht. Danach wird das Stapelfaserbündel
10 als gesponnener Faden Y von Lieferwalzen 11 abgezogen und auf eine Aufwickelspule
P aufgewickelt, die von einer Reibwalze 12 in Umlauf versetzt wird.
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In der in der Fig. 2 dargestellten Falschdreheinrichtung 10 umlaufen
zwei X-förmig gekreuzte Laufriemen oder Endlosriemen 13 und 14 jeweils eine Antriebrolle
15 und eine Laufrolle 16.
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Das in einem Führungsring 17 geführte Stapelfaserbündel S wird an
der Kreuzungsstelle der beiden Endlosriemen 13 und 14 zwischen den Außenoberflächen
der beiden Endlosriemen 13 und 14 eingeklemmt. Die Endlosriemen 13 und 14 werden
von den jeweiligen Antriebsrollen 10 in Richtung der Pfeile 18 bzw.
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19 laufend angetrieben. Die von jedem Endlosriemen 13 bzw. 14
auf
das Stapelfaserbündel F übertragene Kraft läßt sich aufteilen in eine Komponente
F1, die das Stapelfaserbündel S dreht, und eine Komponente F2, die das Stapelfaserbündel
S liefert, d. h. in Laufrichtung des Stapelfaserbündels S auf dieses einwirkt und
das Stapelfaserbündel S weiterbefördert.
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Die Komponenten F, F1 und F2 sind in der Fig. 3 dargestellt.
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Die Drehrichtungen der Antriebsrollen 15 sind derart ausgewählt, daß
die Drehungskomponenten F1 bzw. das auf das Stapelfaserbündel S wirkende Drehmoment
entgegengesetzt zur Drehrichtung (Pfeil 7) der Druckluft im Luftstrahldrallorgan
6 auf das Stapelfaserbündel S einwirkt.
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Die dem Stapelfaserbündel S von der Falschdreheinrichtung 10 erteilten
Falschdrehungen laufen entlang des Stapelfaserbündels S zurück zu den Vorderwalzen
4. Die dem Stapelfaserbündel S von der Falschdreheinrichtung 10 erteilte Drehung
ist am stärksten in der Strecke des Stapelfaserbündels S zwischen der Falschdreheinrichtung
10 und einem ersten Ballondämnring 20, der zwischen der Falschdreheinrichtung 10
und dem Luftstrahldrallorgan 6 vorgesehen ist. In der Nähe der Vorderwalzen 4 ist
die Drehung weniger stark. Je näher sich die Drehungen zu den Vorderwalzen 4 befinden,
desto lockerer sind die Drehungen. Während sich der erste Ballondänmring 20 an der
Austrittseite des Luftstrahldrallorgans 6 befindet, ist ein zweiter Ballondämmring
21 an der
Eintrittseite des Luftstrahldrallorgans 6 angeordnet.
Beide Ballondäninringe 20 und 21 haben eine kleine Durchlaßöffnung für das Stapelfaserbündel
S, so daß an den Ballondämnringen 20 und 21 die Knotenpunkte der Fadenballons 8
festgelegt werden. Die Knotenpunkte des ersten Fadenballons 8 befinden sich somit
an den Ballondänmringen 20 und 21, während sich die Knotenpunkte des zweiten Fadenballons
8 am Klemmpunkt der Vorderwalzen 4 und am Ballondänmring 21 befinden. Am Ballondänmring
21 ist der Knotenpunkt bei den Fadenballons 8 gemeinsam. Die Bewegung des Stapel-faserbündels
S in Form der Fadenbal lons 8 verursacht innerhalb des gesamten Querschnitts des
Stapelfaserbündels S, d. h. von der inneren Schicht bis zur äußeren Schicht des
Stapelfaserbündels S, ein Verschieben der einzelnen Fasern gegeneinander, wobei
die Verschiebungen ein Lockern und teilweises Ablösen aller Fasern bewirken. Die
Wirkung der Verschiebungen ist stärker an der äußeren Schicht des Stapelfaserbündels
S als an der inneren Schicht. An der äußeren Schicht besteht das Ablösen der Fasern
hauptsächlich aus einem vol lkommenen Abtrennen und einer Flaumbildung der Fasern.
Das von den Fadenballons 8 bewirkte Verschieben der Fasern wird durch die Wirkung
der kreisenden Luftströmung des Luftstrahldral lorgans 6 und auch durch die Berührung
des Stapelfaserbündels S mit den ersten und zweiten Ballondänmringen 20 und 21 gefördert.
Der in der Fig. 1 dargestellte Ballondämnring 20 weist in Laufrichtung
des
Stapelfaserbündels S eine größere Länge als der ballondämnring 21 auf. Das Stapelfaserbündel
S mit den verschobenen Fasern erfährt entlang einer Strecke 22 zwischen dem ersten
Ballondämnring 20 und der Falschdreheinrichtung 10 eine starke Drehung, wobei das
Stapelfaserbündel S in Richtung quer zu seiner Längsrichtung stark zusammengezogen
wird und die Fasern miteinander verschlungen werden. Nach dem Durchlaufen der Falschdreheinrichtung
10 wird das Stapelfaserbündel S stark rückgedreht. Beim Drehen der verschobenen
Fasern werden insbesondere die Fasern an der Außenschicht, die vom Stapelfaserbündel
S teilweise abgetrennt oder abgelöst sind, um die Fasern der inneren Schichten des
Stapelfaserbündels S fest herumgewunden, so daß ein gesponnener Faden Y mit echten
Drehungen und miteinander verschlungenen Fasern gebildet wird.
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Da die laufriemenbetriebene Falschdreheinrichtung 10 das Stapelfaserbündel
S direkt einklemmt, entsteht infolge der die Drehungen erteilenden Kraftkomponenten
Fl ein kräftiges Drehen des Stapelfaserbündels S innerhalb der Strecke 22 und ein
kräftiges Rückdrehen des Stapelfaserbündels S nach dem Durchlaufen der Falschdreheinrichtung
10. Ein Spinnen mit hoher Geschwindigkeit wird infolge der in Laufrichtung des Stapelfaserbündels
S wirkenden Kraftkomponente F2 erzielt.
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Die laufriemenbetriebene Falschdreheinrichtung 10 ist in der
Weise
ausgelegt, daß das Verhältnis von Kraftkomponente F1 zu Kraftkomponente F2 durch
Verändern des Kreuzungswinkels 8 der Endlosriemen 13 und 14 wahlweise einstellbar
ist. Hierdurch läßt sich eine geeignete Drehwirkung entsprechend der Art und Numerierung
des Fadens Y auswählen.
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Versuche haben bestätigt, daß mit der Erfindung eine Spinngeschwindigkeit
von ungefähr 300 m/min im Vergleich zu Spinngeschwindigkeiten von 150 - 180 m/min
bei üblichem pneumatischen Spinnen erzielen läßt. Die hierbei entstehende Festigkeit
und Gleichförmigkeit des gesponnenen Fadens Y sind denen auf übliche Weise gesponnenen
Fäden nicht unterlegen und der erfindungsgemäß gesponnene Faden Y ist von gleicher
Erscheinung und weicher Griffigkeit wie ein üblicher, mit dem Ringspinnverfahren
erhaltener Faden.
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Anstelle der laufriemenbetriebenen Falschdreheinrichtung 10 lassen
sich andere Falschdreheinrichtungen mit Reibkontakt einsetzen, jedoch unterscheidet
sich die laufriemenbetriebene Falschdreheinrichtung 10 erheblich von den anderen
Falschdreheinrichtungen darin, daß die in Laufrichtung des Stapelfaserbündels S
wirkenden Kraftkomponenten F2 auftreten, die die Differenz zwischen den unterschiedlichen
Zugspannungen des Stapelfaserbündels S zu beiden Seiten des Klelm)-punktes oder
der Klemmstelle der Falschdreheinrichtung 10
reduziert, so daß
eine hohe Zugspannung des Stapelfaserbündels S innerhalb der Strecke 22 aufrecht
erhalten und das Stapelfaserbündel S kräftig eingebunden wird. Infolge dessen ist
beim Rückdrehen des Stapelfasers S der Faden Y ausreichend eingebunden.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird bei der Erfindung ein
Stapelfaserbündel S, in dem alle Fasern infolge der Wirkung einer kreisenden Luftströmung
in einem Luftstrahldrallorgan 6 verschoben worden sind, zwischen zwei Endlosriemen
13 und 14 eingeklemmt, die sich in verschiedenen Richtungen bewegen und an einer
Stelle kreuzen, um das Stapelfaserbündel zu drehen bzw. rückzudrehen, so daß die
verschobenen Fasern eine kräftige Drehung erfahren und ein gesponnener Faden Y von
guter Festigkeit und Gleichförmigkeit mit überraschend hoher Geschwindigkeit herstellbar
ist.