DE3626723C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Friktionsspinnvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Mit Vorrichtungen dieser Art werden Garne aus natürlichen und/oder synthetischen Stapelfasern gesponnen, wobei eine Garnformationsfläche am Faserzuführkanal zum Be­ fördern der Fasern auf die Formationsfläche, Mittel zum Bewegen dieser Fläche zwecks Verzwirnung der auf der Fläche abgelegten Fasern und Ausbildung eines Garnes sowie Mittel zum Abziehen des Garnes quer zur Bewe­ gungsrichtung der Formationsfläche vorgesehen sind.

Bei einer bekannten Friktionsspinnvorrichtung werden die Fasern in ein Maul oder eine Öffnung eingespeist, die zwischen den benachbarten Umfangsflächen zweier paralleler, in gleicher Richtung umlaufender Walzen ausgebildet ist. Durch Reibungskontakt mit den sich be­ wegenden Walzenoberflächen werden die Fasern in der Öffnung zu einem Garn verzwirnt, welches anschließend quer zur Bewegungsrichtung der Walzenoberflächen abge­ zogen wird.

Ein ernstes Problem bei einer solchen Reibungsspinnvor­ richtung besteht darin, daß die der Öffnung zwischen den Walzen zugeleiteten Fasern im Bereich des rückwärtigen Endes eines gerade gesponnenen Faserbündels nur in unbe­ friedigender Weise abgelegt und inkorporiert werden.

Zur Lösung dieses Problemes zeigt die DE 29 43 063 A1 eine Vorrichtung, bei welcher neben einem Saugstrom, der die Fasern an der Walzenoberfläche hält, ein zusätz­ licher Luftstrom durch eine Saugquelle in Richtung all­ gemein parallel zur Garnachse und an einer Stelle er­ zeugt wird, welche in der Nähe der verzwirnenden Ober­ fläche in einem Faserzuführkanal angeordnet ist, um die Fasern direkt dem Bereich zuzuleiten, von dem das Garn abgezogen wird, so daß ein Teil der Fasern in Garn­ richtung gestreckt wird und die korrekte Ablage der Fasern in das Garn verbessert ist (Fig. 14). Diese Vor­ richtung hat jedoch den Nachteil, daß eine beträchtliche Menge der Fasern durch den zusätzlichen Strom herausge­ saugt wird, so daß ein größerer Abfall verursacht wird. Weiterhin haben die Fasern die Tendenz, sich an einem Drehpunkt des Stromes auf der Innenwand des Faserzuführ­ kanals abzuscheiden.

Bei einer anderen Spinnvorrichtung mit Rotor nach der CH 4 64 026 wird Druckluft in einen Faserleitkanal injiziert, um den durch den Umlauf des Rotors erzeugten Saugstrom zu verstärken, wodurch der Fasertransport zum Rotor hin verbessert wird. Bei dieser Vorrichtung wird jedoch der Luftstrom nicht in Fasertransportrichtung, also parallel zur Achse eines Speisekanals injiziert, sondern quer dazu, so daß Wirbelbildung auftreten kann. Hierdurch werden die Fasern leicht an die Innenwand des Speisekanals herangeführt, so daß ihre axiale Ausrichtung gestört wird.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung gemäß DE 27 20 625 A1 (Fig. 12 und 13) werden die Fasern über einen Faserzuführweg an eine Garnformationsfläche heran­ geführt und dabei intermittierend von einer Scheibe mit Sägezahnumfang geschlagen. Die Scheibe rotiert in einer Ebene senkrecht zur Flugrichtung der Fasern, während die Spitzen der Sägezähne in den Faserzuführkanal durch eine Führungswand hindurch ragen, die an sich den Faser­ zuführweg begrenzt. Die Fasern werden zu einer Einrichtung hingesaugt, die dem Abzug des gebildeten Garnes an der Garnformationsfläche dient, so daß die Orientierung der Fasern so verbessert wird, daß sie parallel zur Garn­ achse verläuft. Diese Vorrichtung ist jedoch kompliziert und störanfällig, und zwar wegen der rotierenden Scheibe, welche eigene Antriebsmittel benötigt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vor­ richtung so auszubilden, daß die Orientierung der Fa­ sern im Garn aufgrund besonderer Ausbildung eines Faser­ leitmittels verbessert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Friktionsspinn­ vorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang einer Ebene S-S in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang einer Ebene R-R in Fig. 3;

Fig. 5 bis 11 Querschnittsansichten einer Faserleitein­ richtung entlang Ebenen U-U, V-V, W ₁-W ₁, W ₂-W₂, W ₃-W₃, X-X bzw. Z-Z in Fig. 1 und

Fig. 12 bis 14 einige Einzelheiten des Standes der Technik.

Fig. 3 zeigt ein Paar von Walzen 10, 12, welche ein Flächenbe­ wegungsmittel darstellen, sowie eine Fasersaugeinrichtung gemäß der Erfindung. In einem Maschinengestell 1 sind einander benachbarte Öffnungen 2, 3 vorgesehen. Zwei rohrförmige Träger 4 und 5 sind ortsfest in den Öffnun­ gen 2 bzw. 3 gehalten. Eine (nicht dargestellte) Saug­ quelle ist mit dem einen Ende des Trägers 5 verbunden. Der Träger 5 weist in seiner Umfangswand einen Schlitz 5 a auf, der in Längsrichtung oder axial mit Bezug auf die Walze 12 verläuft, so daß der Träger 5 wie ein Saugrohr wirkt. Im Innern des rohrförmigen Trägers 4 sind zwei Lager 6 befestigt, zwischen welche eine Welle 8 derart eingesetzt ist, daß sie sich relativ zum Träger 4 bewegt, wobei ein Ende der Welle 8 aus dem Träger 4 herausragt. Das Saugrohr 5 weist an seinem oberen Ende einen Ab­ schnitt mit kleinerem Innendurchmesser auf, in den ein Gehäuse 7 a eingesetzt ist. Das Gehäuse 7 a enthält zwei Lager 7, die der Lagerung einer Welle 9 dienen, so daß letztere relativ zum Gehäuse 7 a drehbar ist. Ein Ende der Welle 9 steht über das Gehäuse 7 a hinaus vor.

Eine Walze 10 mit glatter Oberfläche ist so angeordnet, daß sie den Träger 4 so umschließt, daß ein Hals 11 der Trommel 10 fest auf dem vorstehenden Teil der Welle 8 sitzt. Auf diese Weise ist die Walze 10 relativ zum Trä­ ger 4 drehbar, wenn die Welle 8 umläuft. Die Außenfläche der Walze 10 ist mit einem elastischen Mantel 10 a über­ zogen, beispielsweise aus Polyuretan o. dgl. Eine per­ forierte Walze 12, die an ihrer Außenseite mit zahlrei­ chen Durchbrechungen versehen ist, ist so angeordnet, daß sie das Saugrohr 5 umgibt, wobei ein Hals 13 der Walze 12 fest auf dem vorstehenden Teil der Welle 9 sitzt. Auf diese Weise ist die Walze 12 relativ zum Saugrohr 5 ver­ drehbar, wenn die Welle 9 rotiert.

Die beiden Walzen 10, 12 sind parallel zueinander ange­ ordnet, wobei ein schmaler Spalt zwischen ihren Außen­ flächen vorgesehen ist. Beide Walzen werden gleichsinnig durch einen Riemen 14 angetrieben, der am Umfang der Halsabschnitte 11, 13 anliegt. Eine Garnfor­ mationsfläche ist durch ein Maul oder eine Öffnung Q be­ stimmt, die von den Flächen der beiden Walzen 10, 12 ge­ bildet wird. In dieser Hinsicht ist das Saugrohr 5 so angeordnet, daß der Schlitz 5 a der Öffnung Q gegenüber­ liegt und ein Saugstrom, der in die perforierte Walze 12 fließt, an der Öffnung Q seine Wirkung entfaltet.

Wie aus Fig. 1, 2 und 4 hervorgeht, umfaßt ein Faser­ leitmittel in seinem oberen Bereich einen Faserkanal 16 und einen sich hieran anschließenden Kanal 15 mit einer Ausstoßmündung 15 a. Die Gestalt der Ausstoßmündung 15 a ist zu derjenigen der Öffnung Q komplementär. Die Mündung 15 a ist auf einer Seite der Walzen 10, 12 derart angeordnet, daß sie gegen den Schlitz 5 a des Saugrohres 5 gerichtet ist. Faserzuführmittel 18 umfassen eine Kämm­ walze 19 in der Nähe des Faserkanals 16. Die Kämmwalze 19 ist so angeordnet, daß sie eine Spinnlunte 23, die mittels einer geriffelten Walze 20 und einer von einer Feder 21 vorgespannten Preßeinrichtung 22 zugeführt wird, in dis­ krete Fasern öffnet und diese dem Faserkanal 16 zuleitet, und zwar ausgehend vom Umfang der Kämmwalze 19, die in den oberen Bereich des Kanals 16 hineinragt.

Der Faserkanal 16 hat in dem Bereich, in dem die Kämmwalze 19 in ihn hineinragt, eine rechteckige Querschnittsform, die, wie in Fig. 5 dargestellt, entlang der Breite der Kämmwalze langgestreckt ist, so daß die von der Kämmwalze 19 geöffneten Fasern glatt in den Faserkanal 19 überführt werden. Der Faserkanal 16 bildet an seinem vorderen Ende, auf welches das hintere Ende des Kanals 15 aufgesetzt ist, eine Düse mit Doppelrohrstruktur. Die Düse 17 bildet ein inneres Rohr, der Kanal 15 bildet im Überlappungsbe­ reich ein äußeres Rohr. Ein an eine (nicht dargestellte) Druckluftquelle angeschlossene Leitung 26 steht mit einer Seitenwand des Kanals 15 im erwähnten Bereich in Verbin­ dung, so daß Druckluft in einen ringförmigen Spalt oder Ringraum 17 a zwischen Düse 17 und Kanal 15 eingeleitet wird. Die Luft wird aus diesem Raum entlang einer Innen­ wand des Kanals 15 in Faserförderrichtung ausgestoßen. Entsprechend diesem Doppelrohraufbau werden die von der Kämmwalze 19 geöffneten und durch den Faserkanal 16 ge­ förderten Fasern beschleunigt, wenn sie durch die Düse 17 hindurchlaufen, und zwar durch eine Saugkraft, die von dem aus dem Ringraum 17 a ausgestoßenen Luftstrom er­ zeugt wird. Diese Beschleunigung der Fasern bewirkt, daß sie in ihrer Längsrichtung gedehnt oder gestreckt werden und sich über die Mündung 15 a auf der Öffnung Q ablegen, wobei sie in gestrecktem Zustand gehalten sind. Diese Beschleunigung wird durch die Reduktion der Quer­ schnittsfläche des Kanals 15 in Richtung auf die strom­ abwärts gelegenen Bereiche verbessert, wie in Fig. 8, 9 und 10 dargestellt.

Die Achse Z-Z des Faserleitmittels (die im wesentlichen derjenigen der Düse 17 entspricht), schneidet die Achse der Garnformationsfläche Y-L in einen spitzen Winkel innerhalb eines Bereiches von 10 bis 45° bezüg­ lich der Garnabzugsrichtung. Hierdurch ist eine sichere Landung der Fasern auf der Trommelfläche im wesentlichen parallel zur Garnformationsachse gewährleistet, ohne daß dabei der gestreckte Zustand der Fasern gestört wird. Die Fasern werden auf der Walzenfläche dadurch sicher gehalten, daß durch die Durchbrechungen der perforier­ ten Walze 12 hindurch eine Saugkraft angreift und außerdem der Druck des aus dem Ringraum 17 a injizierten Druckluftstromes. Somit werden die Fasern durch die Rei­ bung zwischen ihnen und den rotierenden Walzen 10, 11 verzwirnt und bilden ein Garn Y. Anschließend wird das Garn von der Garnformationsfläche (Öffnung Q) abgezogen. Hierzu sind Förderwalzen 24 vorgesehen. Das fertige Garn wird von einer Aufnahmewalze 25 zu einer Packung P aufgewickelt.

Das nachstehende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

Ein Baumwollgarn wurde unter Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 250 m/min gesponnen. Die Länge der Mündung des Ka­ nals betrug 60 mm. Diejenige des Saugschlitzes des Saug­ rohres war 65 mm. Der Winkel α zwischen der Achse des Faserleitmittels und der Garnformationsfläche betrug 15°.

Ein Blindversuch wurde in der gleichen Weise ausgeführt mit der Ausnahme jedoch, daß der Luftausstoß aus dem Ringraum 17 a in diesem Abschnitt eliminiert war.

Es ergaben sich folgende Ergebnisse:

Ohne Luftinjizierung:
Bruchfestigkeit 235 g, U % 12,5;

Mit Luftinjizierung:
Bruchfestigkeit 280 g, U % 11,3.

Da, wie oben festgestellt, die Düse 17 erfindungsgemäß im mittleren Teil des Faserleitmittels vorgesehen ist und die Luft aus dem ringförmigen Raum 17 a um den Aus­ laß der Düse 17 herum so ausgestoßen wird, daß die Fasern, welche die Düse durchlaufen, von der Luft einge­ hüllt werden, sind die transportierten Fasern daran gehindert, die Wandflächen des Kanals 15 zu berühren. Da die Achse des Faserleitmittels die Achse der Garn­ formationsfläche in einem spitzen Winkel a schneidet, können die Fasern sicher auf der Garnformationsfläche landen, ohne ihre gegenseitige parallele Ausrichtung zu stören. Somit hat das resultierende Garn eine aus­ gezeichnete Gleichförmigkeit bezüglich seiner Stärke und eine hohe Bruchfestigkeit.

Ferner verbessert der aus dem Ringraum 17 a injizierte Luftstrom die Streckung der Fasern, ohne daß dabei die Nachteile einer komplizierten Vorrichtung gemäß dem Stande der Technik in Kauf genommen werden müßten. Insbesondere ist dieser Vorteil dadurch bedingt, daß im Faserleitmittel keine sich bewegenden Teile vorlie­ gen. Da das Faserleitmittel in diesem Bereich kreisför­ migen Querschnitt hat, ist es leicht, dieses Mittel mit hoher Genauigkeit herzustellen und es mit den anderen Teilen zu verbinden, was seinerseits dazu führt, daß keine Fasern am Verbindungsteil im Faserleitmittel ab­ geschieden werden.

Da die Positionen des Saugschlitzes im Innern der per­ forierten Walze und der Ausstoßmündung des Kanals ein­ ander entlang der Achse der Garnformationsfläche ent­ sprechen, so daß die Saugwirkung in wirksamer Weise aufgebracht werden kann, können sich die Fasern gleich­ förmig auf der Fläche abscheiden und werden dort sicher gehalten.

Da das Halten der Fasern an der Garnformationsfläche durch den erhöhten Luftdruck an der Außenseite der perforierten Walze aufgrund des durch die Injizierung der Druckluft hinzugefügten Luftstromes verbessert ist, ist auch die Wirksamkeit der Verzwirnung verbessert, d.h. ein Schlupf des Faserbündels an der Trommeloberfläche während des Verdrillens ist verringert, wodurch eine Ab­ nutzung der Walzenoberfläche herabgesetzt ist. Dies be­ deutet auch, daß die relative Umlaufgeschwindigkeit der Walze im Vergleich zum Stande der Technik herabgesetzt werden kann, um dabei ein Garn mit der gleichen Ver­ zwirnung und mit der gleichen Garnabzugsgeschwindigkeit zu erhalten. Auf diese Weise läßt sich auch Produktions­ energie einsparen.

Claims (4)

1. Friktionsspinnvorrichtung mit einer Garnformations­ fläche, mit Faserzuführmitteln zum Zuführen diskreter Fasern zur Formationsfläche, bestehend aus einer Kämm­ walze zum Öffnen einer Spinnlunte in einzelne, diskrete Fasern, mit einem Faserleitmittel zum Befördern der Fa­ sern von den Faserzuführmitteln zur Garnformationsfläche, wobei ein Teil des Umfangs der Kämmwalze frei im oberen Bereich des Faserleitmittels liegt, mit Flächenbe­ wegungsmitteln zum Bewegen der Garnformationsfläche derart, daß die dieser Fläche zugeführten und auf sie abgelegten, diskreten Fasern zur Ausbildung eines Garnes verdrillt werden, mit Garnabzugsmitteln zum Abziehen des gebildeten Garnes von der Formations­ fläche in Richtung quer zur Bewegungsrichtung dieser Fläche und mit Faseransaugmitteln zum Erzeugen eines Luftstromes innerhalb des Faserleitmittels, um die diskreten Fasern anzusaugen und von den Faserzuführ­ mitteln zur Garnformationsfläche durch das Faser­ leitmittel hindurchzubewegen, wobei die Achse des Faser­ leitmittels, welche tangential am frei liegenden Um­ fangsteil der Kämmwelle vorbei und zur Garnformations­ fläche hin verläuft, die Achse des auf dieser Fläche gebildeten und von ihr abgezogenen Garnes in einem bezüglich der Garnabzugsrichtung spitzen Winkel schnei­ det, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserleitmittel in seinem mittleren Bereich als Doppelrohrdüse mit zueinander konzentrischen äuße­ ren und inneren Rohren (15 bzw. 17) ausgebildet ist, wobei ein Auslaßende des inneren Rohres (17) zur Garn­ formationsfläche (10, 12) hin gerichtet ist und im Abstand vor dieser endet, daß eine Druckluftquelle (26) mit einem Ringraum (17 a) zwischen dem inneren Rohr (17) und dem äußeren Rohr (15) verbunden ist und einen Luftstrom in Fasertransportrichtung injiziert, und daß die das in­ nere Rohr (17) durchlaufenden Fasern durch den Luft­ strom aus diesem Rohr herausgesaugt und in gestreck­ tem Zustand im äußeren Rohr (15) zur Garnformations­ fläche bewegt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Faserleitmittel (15, 16, 17) in seinem oberen Bereich in der Nähe des Umfangs der Kämmwalze (19) eine rechteckige oder ovale Querschnittsform hat, die entlang der Breite der Kämmwalze langgestreckt verläuft, daß die Querschnittsform im mittleren Bereich nahe der Doppelrohrdüse kreisförmig ist, und
daß das Faserleitmittel in seinem unteren Bereich eine spaltförmige, der Garnformationsfläche direkt gegenüberliegende und entlang dieser Fläche langge­ streckte Auslaßmündung (15 a) aufweist, wobei die Querschnittsfläche des Faserleitmittels vom mitt­ leren zum unteren Bereich hin allmählich abnimmt, um die Geschwindigkeit der geförderten Fasern zu er­ höhen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbewegungsmittel ein Paar zueinander paralleler, gleichsinnig umlaufender Walzen (10, 12) umfassen, von denen die eine (10) eine glatte und die andere (12) eine perforierte, mit zahlreichen Durch­ brechungen versehene Oberfläche aufweisen, und daß die Faseransaugmittel ein Saugrohr (5) umfassen, wel­ ches im Innern der perforierten Walze (12) angeordnet ist und einen Schlitz (5 a) entlang der Breite dieser Walze aufweist, so daß ein Saugstrom vom Schlitz über die Durchbrechungen zum Faserleitmittel hin erzeugt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßmündung (15 a) des Faserleitmittels dem Schlitz (5 a) des Saugrohrs (5) gegenüberliegt.