DE3731854C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zum Spinnen eines Fadens und ein Ver­ fahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 zum Spinnen eines Fadens unter Verwendung der Vorrichtung.

Die CH 6 42 403 A5 beschreibt eine gattungsgemäße Spinnvor­ richtung und ein Spinnverfahren unter Verwendung der Vor­ richtung, bei denen ein mechanisches Falschdrallelement parallel orientierten Stapelfasern eines kontinuierlich zugeführten Faserbandes einen Falschdrall erteilt, während ein vorgeschaltetes, das Faserband umgebendes, rohrförmiges Umspinn-Drallelement gleichsinnig mit dem Falschdrallelement, jedoch mit höherer Geschwindigkeit rotiert. Entlang des Um­ spinn-Drallelementes ist ein Kopfstück mit Luftöffnungen zum Ableiten der von dem Faserband abgesaugten Verunreinigungen angeordnet. Im Innenraum des Umspinn-Drallelementes sind Um­ spinnrillen angeordnet, die die vom Faserband abstehenden Faserenden erfassen und um das Faserband herumwinden. Durch das Falschdrallelement soll dem Faserband durch Umorien­ tierung der Faserenden ein Echtdrall ohne Störung der Faser­ parallelität erteilt und eine hohe Granqualität erzielt werden. Dem Umspinn-Drallelement kann eine Druckluft-Vor­ dralldüse vorgeschaltet werden, die zum Anheben der Faser­ enden aus dem Faserband und zu deren Einführung in die Umspinnrillen des Umspinn-Drallelementes dient. Ist das Kopfstück an der Austrittsöffnung des Umspinn-Drallele­ mentes angeordnet, wird ein rotierender, in Faserbandlauf­ richtung abfließender Druckluftstrom über die ganze Länge des Umspinn-Drallelementes erzeugt.

Die DE-OS 26 20 118 beschreibt eine Spinnvorrichtung, bei der, in Faserstranglaufrichtung gesehen, hinter einem Streckwerk zwei pneumatische Drallorgane hintereinander angeordnet sind, die ineinander entgegengesetzten Richtungen kreisende oder wirbelnde, auf den Faserstrang einwirkende Druckluftströmungen erzeugen, wobei in beiden Drallorganen im Faserstrang Fadenballons entstehen. Die Stelle des zwischen den beiden Fadenballons entstehenden Knotenpunktes wird festgelegt. Zwischen dieser Stelle und dem ersten Drallorgan befindet sich ein Rohr, in dessen Innenwand in Längsrichtung verlaufende Rillen ausgebildet sind. Eine Fadenballonbildung innerhalb dieses Rohres führt dazu, daß mechanische Kollisionen zwischen dem dort gedrehten Faser­ strang und den Wänden des Rohres die Drehungen teilweise auflockern und entspannen. Dies führt dazu, daß die in das zweite Drallorgan einlaufende Fadenstrecke weniger stark, die aus dem zweiten Drallorgan auslaufende Fadenstrecke nach der dort stattfindenden Drehungsumkehr jedoch stärker in der anderen Richtung gedreht ist, so daß ein gesponnener Faden mit echten Drehungen entsteht. Nach dem Durchlaufen des zweiten Drallorgans winden sich infolge der Rück­ drehung des Fadens abgespreizte Faserenden um den Faden herum.

Dieses bekannte Spinnverfahren und die Spinnvorrichtung haben gewisse Nachteile. Eine genaue Untersuchung der hergestellten Fäden zeigt, daß diese eine faschinenar­ tige Struktur aufweisen und aus einem ungedrehten oder nur leicht gedrehten Kern aus Fasern bestehen, die von anderen, wendelförmig verlaufenden Fasern umhüllt sind. Durch Ändern der Spinnbedingungen kann das Verhältnis von Anzahl an Kernfasern zu Anzahl an umwindenden Fasern und der Zustand des Umwindens mehr oder weniger geändert werden, so daß sich physikalische Eigenschaften wie die Fadenfestigkeit der hergestellten Fäden ändern. Luft­ spinnmaschinen dieser Art können jedoch auf das Ver­ halten der die Kernfasern umwindenden Fasern kaum gleich­ mäßigend einwirken und lassen eine Verbesserung der Fadenqualität nur in begrenzter Weise zu. In zusätzlicher Weise entstehen aufgrund des hohen Druckluftverbrauchs der doppelt vorgesehenen Drallorgane relativ hohe Ener­ giekosten. Außerdem ist das Spinnvermögen bei relativ langen Stapelfasern wie Wollfasern unzulänglich.

Die DE-OS 20 42 387 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Stapelfasergarnes, bei denen ein mit einer mechanischen Falschdreheinrichtung vorgedrehter Faden über einen unter Hochspannung stehenden Kontaktbügel geführt wird, so daß sich sämtliche freien Faserenden vom Fadenkern abspreizen. Zwischen dem Kon­ taktbügel und der Falschdreheinrichtung sind mehrere pneumatische Drallorgane hintereinander angeordnet, wobei die Drallrichtung jedes Drallorganes beliebig sein kann. Die abgespreizten Faserenden werden in den Drallorganen um den Fadenkern herumgewickelt. Der so erzeugte Faden soll eine vollkommen unregelmäßige Drehungsstruktur auf­ weisen, die aber sowohl über den gesamten Querschnitt als auch die Länge verteilt ist.

Die DE 32 37 990 A1 beschreibt eine Dralldüsenspinnvor­ richtung mit einem Gehäuse, in dessen Vorderteil ein Luft­ strahldrallorgan angeordnet ist, welches nahe an den Spalt zwischen den Vorderwalzen eines einen Faserstrang zuführen­ den Streckwerkes heranbringbar ist. Der Vorderteil des Drallorgans ist von einer Kappe des Gehäuses umgeben, inner­ halb der eine Kammer zum Stabilisieren der Druckluftströmung in das Drallorgan vorgesehen ist. Zwischen dem Drallorgan und einem in einem Hinterteil des Gehäuses vorgesehenen zweiten Drallorgan ist ein Ausschnitt im Gehäuse vorgesehen, durch den die Luft aus dem ersten Drallorgan in Radialrich­ tung nach außen entweicht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5 vorzusehen, bei denen das Spinnvermögen bei längeren Stapelfasern wie Wollfasern verbessert ist und die aus dem Faserbündel herausge­ trennten Faserendteile gleichmäßiger um den Umfang des Kerns des Faserbündels herumgewunden sind.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 bzw. 5.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungs­ gemäßen Verfahren läßt sich eine Faden überlegener Quali­ tät spinnen, der kaum Fehlerstellen wie Flaumstellen oder Stellen ungleichmäßiger Dicke aufweist. Die Vorrichtung und das Verfahren ermöglichen ein erfolgreiches Verspinnen mit hoher Geschwindigkeit von Fasern, die nur unter Schwierig­ keiten mit einer üblichen pneumatischen Spinnmaschine ver­ spinnbar sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden an einer Stelle, an der ein verstreckter Faserstrang oder verstrecktes Faser­ bündel vorbeigeführt wird, die hinteren Endteile, gesehen in Faserbündellaufrichtung, einiger Fasern des Faserbündels mittels das Faserbündel umkreisenden oder umwirbelnden Druckluftströmungen vom Faserbündel getrennt, herausgezogen oder gespreizt und dann durch Anwendung einer in einer das Faserbündel umkreisenden Richtung wirkenden mechanischen Kraft um den Außenumfang des Faserstrangs oder Faserbündels herumgewunden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird von einem verstreckten Faserstrang oder Faserbündel geradlinig durchlaufen. Die Vorrichtung umfaßt ein Rohr mit einem Faserbündeldurchlaß, d. h., daß der Faserstrang oder das Faserbündel entlang der Achse des Rohres durch das Rohr hindurchführbar ist, Luft­ strahldüsen zum Erzeugen von Druckluftströmungen, die vor dem Faserbündeleinlaßende des Rohres die verlängerte Rohr­ achse bzw. das Faserbündel umkreisen oder umwirbeln und die hinteren Endteile, in Faserbündellaufrichtung gesehen, von einigen Fasern des Faserbündels vom Faserbündel abtrennen oder aus diesem herausziehen, und ein das Einlaßende des Rohres umgebendes Luftführungselement, dessen Flächen die Druckluft vom Einlaßende des Rohres entlang der Außenseite des Einlaßteils des Rohres in Faserbündellaufrichtung nach außen ableiten. Ein oder mehrere Abfließkanäle für die aus den Luftstrahldüsen ausgestrahlte Druckluft sind in zusätz­ licher Weise auf einem um die Achse des Rohres drehbaren Körper oder Element in der Weise ausgebildet, daß sie die von der abfließenden Druckluft aufgenommenen, in die Abfließkanäle mit hineingezogenen, abstehenden Faserendteile bei ihrer Drehbewegung um die Achse des Rohres mitnehmen. Somit werden die beim Weiterlaufen des Faserbündels aus den Abfließkanälen herausgezogenen Faserendteile mechanisch um den Faserstrang oder das Faserbündel herumgewunden. Es können das Rohr mit dem Durchlaß oder das Luftführungselement für die abfließende Druckluft als der drehbare Körper oder das drehbare Element mit den Abfließkanälen ausgestaltet sein.

Die im mittleren Teil des aus den Vorderwalzen eines Streck­ werkes austretenden Faserbündels liegenden Fasern laufen durch den Durchlaß des Rohres, ohne von den Druckluftströmungen anders beeinflußt als leicht gedreht zu werden. Die am Umfang des Faserbündels liegenden Fasern werden jedoch der Einwirkung von Kräften der aus den Luftstrahldüsen ausgestrahlten Druck­ luftströmungen unterzogen, so daß die hinteren Endteile dieser Fasern, die den Druckluftströmungen ausgesetzt sind, voneinander und vom restlichen Faserbündel getrennt oder aus diesem herausgezogen werden, zusammen mit den Druckluft­ strömungen in den oder die Abfließkanäle hineingezogen werden, vom drehbaren Körper herumgewirbelt und um die restlichen Fasern des in den Faserbündeldurchlaß des Rohres hineinlaufenden Teils des Faserbündels herumgewunden werden.

Anhand der Figuren wird die Erfindung an bevorzugten Aus­ führungsformen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen in Längsrichtung verlaufenden Senkrecht­ querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung;

Fig. 2 eine Vorderansicht, gesehen in Faserbündellauf­ richtung, eines drehbaren Rohres, auf dem eine Scheibe befestigt ist, der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine Vorderansicht eines Düsenkörpers der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4a bis 4d in Längsrichtung verlaufende Senkrecht­ querschnitte durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 4b′ eine Perspektivansicht des in der Fig. 4b dar­ gestellten Rohres;

Fig. 5 eine schematisch dargestellte Spinnstelle einer Spinnmaschine, bei der die Erfindung zur Anwendung kommt;

Fig. 6 eine Darstellung eines erfindungsgemäß gesponnenen Fadens zur Erläuterung seines Aussehens;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Spinngeschwindigkeit und der Fadenfestigkeit eines erfindungsgemäß gesponnenen Fadens; und

Fig. 8 bis 10 in Längsrichtung verlaufende Senkrechtquerschnitte durch andere Ausführungsformen der erfindungsge­ mäßen Spinnvorrichtung.

Nachstehend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 und 5 beschrieben.

Bei der in der Fig. 5 dargestellten Spinnanordnung, die sich zum Spinnen eines Wollfaserfadens oder Wollfasergarns eignet, wird ein auf einer Lieferspule aufgewickeltes ungedrehtes Faserbündel S, bei dem es sich um ein Kammgarn-Vorgarn handeln kann, durch ein Streckwerk 5 hindurchgeführt, das ein Paar Hinterwalzen 1, ein Paar mit Laufriemchen 2 versehene Mittelwalzen und ein Paar Vorderwalzen 4 umfaßt. Das Faser­ bündel S wird dann durch eine erfindungsgemäße Spinnvor­ richtung 6 hindurchgeführt, in der es zu einem Faden Y ge­ sponnen oder gedreht wird, dann von einem Paar Lieferwalzen 7 abgezogen und auf eine von einer Reibwalze 8 in Umdrehung versetzte Fadenspule P aufgewickelt.

Der Aufbau der in der Fig. 5 gezeigten Spinnvorrichtung 6 ist in der Fig. 1 dargestellt. Der Laufweg des Faserbündels S bzw. des gesponnenen Fadens Y ist mit sich abwechselnden langen und kurzen Linien dargestellt. Eine Tragplatte 11 ist an einem nicht dargestellten Rahmen einer Spinnstelle oder Spinnmaschine befestigt. An der Tragplatte 11 ist ein hohler zylinderförmiger Flansch 13 mittels mehrerer Schrauben 12 befestigt. Ein hohler, an einem Ende scheibenartig ausge­ bildeter Düsenkörper 15 ist mittels der Schrauben 12 über Abstandsstücke 14 am Flansch 13 befestigt. Am Düsenkörper 15 ist eine hohle Kappe 16 befestigt. Ein Rohr 19 ist in Lagern 17 und 18 drehbar gelagert, die in den inneren zylinderförmigen Raum des Flansches 13 eingepaßt sind. Eine hohle Rolle 21 ist auf den Auslaßendteil des Rohres 19 zwi­ schen einer auf den Auslaßendteil des Rohres 19 aufgeschraub­ ten Mutter 22 und einem inneren Ring des Lagers 17 fest aufgesetzt, so daß die Rolle 21 beidendig angedrückt ist. Ein von einem nicht dargestellten Motor angetriebener Treibriemen 23 umläuft die Rolle 21 zum Antreiben der Rolle 21 und des drehbaren Rohres 19 mit hoher Geschwindigkeit.

Ein mittlerer Hohlraum des Rohres 24 bildet einen Durchlaß 24 für das Faserbündel S. Der Faserbündellaufweg verläuft gerad­ linig durch die Spinnvorrichtung 6 hindurch, wobei die Achsen des Durchlasses 24, d. h. des Rohres 19, der hohlen Teile des Düsenkörpers 15 und der Kappe 16 im Faserbündellaufweg liegen. Der Abstand zwischen einer Einlaßöffnung 19a des Rohres 19 und der Klemmstelle N der Vorderwalzen 4 des Streckwerks ist einstellbar und wird so eingestellt, daß er kürzer ist als die mittlere Stapelfaserlänge der das Faser­ bündel S bildenden Stapelfasern.

Bei dieser Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Faser­ bündeldurchlasses 24, d. h. der Innendurchmesser des drehbaren Rohres 19 am Einlaßendteil, der die Einlaß­ öffnung 19a umfaßt und in der Fig. 1 am rechten Ende des Rohres 19 dargestellt ist, etwa 1,8 mm. Am übrigen Teil des Rohres 19 beträgt der entsprechende Durchmesser etwa 3,0 mm. Die Innendurchmesser der zylinderförmigen Hohlräume des Düsenkörpers 15 und der Kappe 16 sind ausreichend groß. Der Außendurchmesser des drehbaren oder rotierbaren Rohres 19 ist am Einlaßende, d. h. an der Einlaßöffnung 19a kleiner und ent­ lang eines nachfolgenden Teils vergleichsweise größer. Der Außenumfang des nachfolgenden Teiles ist mit vier Nuten oder Ausschnitten 25 versehen, die in der Fig. 2 dargestellt sind und jeweils parallel zum Durchlaß 24 verlaufen.

Anschließend an den mit den Nuten oder Ausschnitten 25 ver­ sehenen Teil des Rohres 19 ist das Rohr 19 mit einer seinen Umfang konzentrisch umgebenden Scheibe 26 versehen, die vor dem Lager 18 angeordnet ist. Die Scheibe 26 liegt zwischen dem Flansch 13 und dem Düsenkörper 15. Der Durchmesser der Scheibe 26 ist ausreichend klein, um die Abstandsstücke 14 nicht zu berühren, jedoch groß genug, um das Lager 18 abzu­ decken.

Die einen inneren Hohlraum umgebenden Innenwände des Düsen­ körpers 15 sind abgestuft, so daß sie den Einlaßteil des Rohres 19, d. h. einen Teil der Nuten oder Ausschnitte 25 und die Einlaßöffnung 19a zylinderförmig umgeben. Wie in der Fig. 3 dargestellt, ist der Düsenkörper 15 mit vier Luft­ strahldüsen 27 versehen. Diese sind vor der Einlaßöffnung 19a des Rohres 19 angeordnet und schräg auf diese gerichtet. Darüber hinaus münden die Luftstrahldüsen 27 in Tangential­ richtung in einen vor der Einlaßöffung 19a liegenden zylinder­ förmigen Hohlraum des Düsenkörpers 15 ein.

Ein mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbundener Luftschlauch 29 ist an einem Drucklufteinlaß 28 der Kappe 16 angeschlossen. Die aus dem Schlauch 29 zugeführte Druckluft fließt in eine Luftkammer 31, die zwischen dem Düsenkörper 15 und der Kappe 16 ausgebildet ist. Die Druckluft wird dann aus den mit der Luftkammer 31 verbundenen Luftstrahldüsen 27 in den vor der Einlaßöffnung 19a des Rohres 19 liegenden zylinderförmigen Hohlraum des Düsenkörpers 15 eingestrahlt und erzeugt darin in der Umgebung der Einlaßöffnung 19a wirbelnde oder kreisende Druckluftströmungen. Die Druckluft fließt dann durch den Zwischenraum zwischen dem Rohr 19 und dem Düsenkörper 15 entlang den als Abfließkanäle wirkenden Nuten oder Ausschnitten 25 und wird von einem als Führungs­ element ausgebildeten Teil des Düsenkörpers 15 zur Scheibe 26 hingeführt und dann in Radialrichtung nach außen an den Ab­ standsstücken 14 vorbei aus der Vorrichtung 6 ausgetragen. Gleichzeitig erzeugen die Druckluftströmungen eine Saug­ luftströmung, die aus der Richtung der Klemmstelle N der Vorderwalzen 4 des Streckwerks 5 durch eine Öffnung der Kappe 15 in den vor der Einlaßöffnung 19a des Rohres 19 liegenden zylinderförmigen Hohlraum des Düsenkörpers 15 hineinfließt.

Nachstehend wird ein Verfahren zum Spinnen eines Fadens Y unter Verwendung der vorstehend beschriebenen erfindungsge­ mäßen Spinnvorrichtung anhand der Fig. 4a bis 4d beschrieben. In diesen Figuren sind nur die Vorderwalzen 4 des Streckwerkes 5, der Düsenkörper 15 und das drehbare oder rotierbare Rohr 19 dargestellt. Eine einzelne Faser f 1 des Faserbündels S bzw. des Fadens Y, die in Nähe der Oberfläche oder am Außen­ umfangsteil des Faserbündels S liegt, ist mit einer durch­ gezogenen Linie dargestellt.

Das in der Fig. 4a dargestellte, vom Streckwerk 5 verstreckte und von den Vorderwalzen 4 gelieferte Faserbündel S wird von der Saugluft, die im inneren Hohlraum des Düsenkörpers 15 zur Wirkung kommt, in die Spinnvorrichtung 6 hineingezogen und nach dem Durchlaufen des Durchlasses 24 des Rohres 19 von den Lieferwalzen 7 abgezogen. Hierbei wird das Faserbündel S der Einwirkung von Druckluft unterzogen, die aus den Luft­ strahldüsen 27 in der Nähe des Einlasses des Rohres 19 aus­ gestrahlt wird und in Richtung des in der Fig. 4b′ darge­ stellten Pfeiles 32 den zylinderförmigen Hohlraum vor der Einlaßöffnung 19a des Rohres 19 umkreist. Das Faserbündel S wird dabei in Richtung des Pfeiles 32 leicht falsch gedreht.

Die im mittleren Teil des Faserbündels S liegenden Fasern sind den Luftströmungen nicht direkt ausgesetzt und drehen sich sofort nach dem Durchlaufen der Einlaßöffnung 19a des Rohres 19 in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Die am Umfang oder in der Nähe des Umfangs des Faserbündels S liegenden Fasern f 1 sind dagegen den Luftströmungen direkt ausgesetzt und unterliegen Kräften, die dahingehend wirken, diese Fasern f 1 aus dem Faserbündel S herauszutrennen. Vordere Enden, gesehen in Faserbündellaufrichtung, der Fasern f 1 im Faserbündel S , die sich am Einlaß oder der Einlaßöffnung 19a des Rohres 19 befinden, unterliegen der Falschdreheinwirkung und lassen sich nur mit Schwierig­ keit vom Faserbündel S abtrennen. Hierbei werden die hinte­ ren Endteile der Fasern f 1 zwischen den Vorderwalzen 4 einge­ klemmt oder sie liegen noch im Abstand vor den Luftstrahl­ düsen 27, so daß sie von den Luftströmungen weniger beein­ flußt und nicht aus dem Faserbündel S herausgetrennt werden.

Wenn das hintere Ende der Faser f 1 die Vorderwalzen 4 ver­ läßt und sich den Luftstrahldüsen 27 nähert, wird es der Einwirkung der kräftigen Druckluftströmungen aus den Luft­ strahldüsen 27 unterzogen und aus dem Faserbündel S heraus­ getrennt oder abgelöst. Hierbei befinden sich die vorderen Endteile der Fasern f 1 im teilweise falsch gedrehten Zustand innerhalb des sich drehenden oder rotierenden Rohres 19. Die vorderen Endteile der Fasern f 1 werden von den Druckluft­ strömungen weniger oder gar nicht beeinflußt und somit nicht aus dem Faserbündel S herausgezogen. Dagegen werden die hinteren Endteile der Fasern f 1, die der Falschdrehein­ wirkung fast gar nicht unterliegen, aus dem Faserbündel S herausgetrennt. Die abgetrennten oder herausgezogenen hinte­ ren Endteile der Fasern f 1 werden infolge der Wirkung der Druckluftströmungen einmal oder mehrmals um den Einlaßteil des sich drehenden Rohres 19 herumgewunden, durch die Nuten oder Ausschnitte 25 gezogen und nach dem Ver­ lassen der Nuten oder Ausschnitte 25 um den Außenumfang des Rohres 25 herumgewunden und erstrecken sich entlang der Fläche der Scheibe 26, wie dies anhand der Fig. 4b und 4b′ ersichtlich ist.

In der Fig. 4b′ ist der die Einlaßöffnung 19a aufweisende Teil kleineren Außendurchmessers des Rohres 19 mit A und der mit den Nuten oder Ausschnitten 25 versehene Teil größeren Durchmessers des Rohres 19 mit B bezeichnet. Die Strecke der Faser f 1, die sich um den Teil A kleineren Außendurchmessers des Rohres 19 windet, ist mit f 1a und die Strecke der Faser f 1, die sich um den Teil B größeren Außendurchmessers windet, ist mit f 1b bezeichnet. Die Strecke f 1a ist von der aus den Luftstrahldüsen 27 ausgestrahlten, in Richtung des Pfeiles 32 wirbelnden oder kreisenden Luftströmung um den Teil A kleine­ ren Außendurchmessers des Rohres 19 in der gleichen Richtung wie die Richtung des Kreisens oder Wirbelns der Luftströmung herumgewunden worden. Die andere Faserstrecke f 1b, die teil­ weise von einer stirnseitigen Kante des Rohres 19 bzw. einer Nut oder eines Ausschnitts 25 erfaßt worden ist, ist in der Drehrichtung des Rohres 19 um den Teil B größeren Durch­ messers des Rohres 19 herumgewunden worden.

Wie in der Fig. 4c gesehen, läuft das Faserbündel S nach links und das Rohr 19 dreht sich oder rotiert in Richtung des dargestellten Pfeiles 34, so daß die hinteren Endteile der Fasern f 1 folglich aus den Nuten oder Ausschnitten 25 her­ ausgezogen werden, während sie um das Faserbündel S herum gedreht oder gewirbelt werden. Folglich werden die hinteren Endteile der Fasern f 1 schraubenlinienförmig um das Faser­ bündel S herumgewunden, wie dies in der Fig. 4d dargestellt ist, wodurch das Faserbündel S zum Faden Y wird, der durch den Durchlaß 24 des Rohres 19 hindurchläuft.

Im Verlauf der vorstehend beschriebenen Vorgänge beim Spinnen des Fadens Y werden Fadenendteile der Fasern f 1 entlang der gesamten Länge des Faserbündels S aus dessen Umfang herausge­ trennt, wodurch andere, tiefer im Faserbündel S liegende Fasern den Druckluftströmungen ausgesetzt werden. Somit werden Faserendteile in größerer Anzahl kontinuierlich aus dem Faserbündel S herausgezogen oder abgelöst. Die auf diese Weise herausgetrennten Faserendteile werden in gleich­ mäßiger Verteilung in die Nuten oder Ausschnitte 25 herein­ gezogen und dann gleichmäßig um den Umfang der den Kern des Faserbündels S bildenden Fasern herumgewunden. Die Umwindungs­ richtung der Fasern f 1 hängt von der Drehrichtung des Rohres 19 ab. Das heißt, daß die dem Pfeil 34 entsprechende Dreh­ richtung oder die umgekehrte Drehrichtung des Rohres 19 zu einem Umwinden des Faserbündels S in Z-Richtung bzw. S-Rich­ tung führen. Die von den Luftstrahldüsen 27 bestimmte Wirbel- oder Umkreisungsrichtung der Druckluftströmungen ist vorzugs­ weise die gleiche wie die Drehrichtung des Rohres 19, so daß Störungen der Umwindungsrichtung der Fasern f 1 und ein Abtrennen der vorderen Endteile der Fasern f 1 aus dem Faser­ bündel S aufgrund eines Herumwirbeln der hinteren Endteile der Fasern f 1 vermieden werden.

Wenn die Drehrichtung des Rohres 19 und die Umkreisungs­ richtung der Luftströmungen gleich sind, wie dies in der Fig. 4b′ dargestellt ist, dann ist die Anzahl der Windungen, d. h. die Anzahl der Drehungen im gesponnenen Faden Y, gleich der Gesamtanzahl der Anzahl von Drehungen, die durch das Umlaufen des Rohres 19 erhalten werden, und der Anzahl der Drehungen, die durch das Umwickeln des Teils A kleineren Außendurchmessers des Rohres 19 erhalten werden. Das Ver­ hältnis der beiden Anzahlen an Drehungen hängt von der Dreh­ geschwindigkeit des Rohres 19 und dem Druck der einge­ strahlten Luft ab. Die Wirkung der Drehgeschwindigkeit des Rohres 19 überwiegt jedoch und die Anzahl der Drehungen, die infolge von Umdrehungen des Rohres 19 entstehen, ist größer als die Anzahl der aufgrund anderer Faktoren entstehenden Drehungen. Da die Anzahl der Drehungen des Fadens Y größer ist, als diejenige, die infolge der Umdrehung des Rohres 19 erhalten wird, läßt sich ein Faden Y mit einer größeren Anzahl an Drehungen und einer ausreichenden Festigkeit bei einem nur geringen Energieverbrauch erhalten.

Nachstehend wird der gemäß dem vorstehend erläuterten Ver­ fahren gesponnene Faden Y anhand der Fig. 6, die das Aus­ sehen des Fadens Y zeigt, beschrieben. Der gesponnene Faden Y weist eine Grundstruktur auf, bei der umwindende Fasern oder Hüllfasern f 1 um Kernfasern f 2 herumgewunden sind. Die Fasern f 1 und f 2 beider Arten sind weniger unge­ ordnet, als dies bei gemäß üblichen pneumatischen Spinn­ verfahren gesponnenen Fäden der Fall ist. Die Verteilung der Hüllfasern f 1 entlang der Länge des Fadens Y und die Winkel zwischen der Verlaufsrichtung der Hüllfasern f 1 und der Fadenachse sind gleichmäßig, so daß der Faden Y eine gleich­ mäßigere Dicke und weniger Flaumbildung oder weniger flaum­ artige Schleifen aufweist. Bei dem in der Fig. 6 dargestell­ ten, in Laufrichtung von rechts nach links gesponnenen Faden Y ist der Anzahl der nach rechts abstehenden Faserenden größer als die Anzahl der nach links abstehenden Faserenden, wobei das Verhältnis etwa 10 : 1 beträgt.

Diese Merkmale des Fadens Y sind auf das in den Fig. 4a bis 4d dargestellte Spinnverfahren zurückzuführen. In anderen Worten, der Faden Y verdankt seine Eigenschaften dem Umstand, wonach die Hüllfasern f 1 nicht in willkürlicher Verteilung um die Kernfasern f 2 herumgewunden sind, sondern mechanisch in der Weise um die Kernfasern f 2 herumgewunden sind, daß die hinteren Faserendteile der Hüllfasern f 1 aus dem Faser­ bündel S herausgetrennt und infolge der Umdrehungen der Nuten oder Ausschnitte 25 um das Faserbündel S herumge­ wirbelt werden, wobei die Nuten oder Ausschnitte 25 die hinteren Faserendteile der Hüllfasern f 1 zurückhalten, um diese um die Kernfasern f 2 zu wickeln. Auf diese Weise werden richtungsabhängige Eigenschaften, Gleichmäßigkeit und eine Zuverlässigkeit des Verhaltens der Hüllfasern f 1 gewähr­ leistet.

Bei dem Spinnen eines Fadens Y unter Verwendung der erfin­ dungsgemäßen Spinnvorrichtung könnte vermutet werden, daß die vorderen Endteile der am Umfang des Faserbündels S liegenden Fasern f 1 ebenfalls aus dem Faserbündel S herausgetrennt und um dieses herumgewunden werden. Aus bisher durchgeführten Beobachtungen von mit einer erfindungsgemäßen Spinnvorrich­ tung gesponnenen Fäden Y erscheint es jedoch, daß die Anzahl von Fasern f 1, die auf diese Weise um die Kernfasern f 2 herumgewunden worden sind, vergleichsweise klein ist, und daß der größte Teil der Hüllfasern f 1 nach einem Abtrennen ihrer hinteren Endteile aus dem Faserbündel S um die Kernfasern f 2 herumgewunden wird, wie dies anhand der Fig. 4a bis 4d beschrieben worden ist.

Ein vorderer Endteil einer Faser kann auf folgende Weise aus dem Faserbündel S herausgezogen und um dieses gewickelt werden. Die Faser liegt mit ihrem vorderen Endteil an der Oberfläche des Faserbündels S und mit ihrem hinteren Endteil im Kern des Faserbündels S. Folglich ist der vordere Endteil der Faser leicht vom Faserbündel S abtrennbar, während der hintere Endteil fest verankert und nicht abtrennbar ist. Treffen die Druckluftstrahlen aus den Luftstrahldüsen 27 auf das Faserbündel S auf, wird der vordere Endteil der Faser vom Faserbündel S abgetrennt, ehe er die Einlaßöffnung 19a des Rohres 19 erreicht und in eine Nut oder einen Ausschnitt 25 hineingezogen und um das Rohr 19 herumgewickelt wird. Hier­ bei wird der hintere Endteil der Faser nicht aus dem Faserbün­ del S herausgetrennt, sondern in diesem festgehalten, so daß bei Weiterlaufen des Faserbündels S der vordere Faserendteil auf­ grund der Umdrehungen des Rohres 19 schraubenlinienförmig um das Faserbündel S herumgewunden wird. Die Gesamtanzahl der Windungen der Hüllfasern und deren Steigungswinkel sind die gleichen wie im Falle des Heraustrennens der hinteren Faser­ endteile.

In der Fig. 7 sind die Festigkeiten von erfindungsgemäß er­ haltenen Fäden Y, von denen ein Beispiel in der Fig. 6 dar­ gestellt ist, in Abhängigkeit von der Fadenlaufgeschwindig­ keit beim Spinnen dargestellt. Die aus 100% Wollfasern gesponnenen Fäden metrischer Nummern (Nm) bis zu 27 wurden bei einem Druck der aus den Luftstrahldüsen 27 aus­ gestrahlten Druckluft von 29,4 N/cm² und einer Drehzahl des Rohres 19 von 16 000 U/min hergestellt. Wenn die Fadenlaufge­ schwindigkeit unterhalb von 35 m/min lag, wurde die Dreh­ zahl des Rohres 19 auf einen geringfügig unterhalb von 16 000 U/min liegenden Wert eingestellt. Die angegebenen Festig­ keitswerte entsprechen der Reißlänge in km.

Der graphischen Darstellung ist entnehmbar, daß die erfin­ dungsgemäß gesponnenen Fäden Y eine Festigkeit aufweisen, die mit der Festigkeit von auf Ringspinnmaschinen gesponnenen Fäden vergleichbar ist. Auf einer Ringspinnmaschine wird ein Faden aus 100% Wollfasern im allgemeinen mit einer Geschwin­ digkeit von 15 bis 20 m/min hergestellt, so daß in ersicht­ licher Weise ein Faden erfindungsgemäß mit einer Geschwindig­ keit gesponnen werden kann, die das Zwei- oder Dreifache der Spinngeschwindigkeit einer Ringspinnmaschine beträgt. Die Anzahl an Dünnstellen, Dickstellen und Nissen pro 500 m eines mit einer Geschwindigkeit von 50 m/min erfindungsgemäß gesponnenen Fadens wurden anläßlich einer Uster-Prüfung bestimmt, wobei sich der Wert U zu 13,01% ergab. Die Anzahl an Flaumstellen mit Längen von 2, 3 und 4 mm oder mehr pro 200 m des Fadens betrugen 32, 5 bzw. 2.

Diese Ergebnisse zeigen, daß ein erfindungsgemäß gesponnener Faden aufgrund weniger Fehler- und Flaumstellen überlegen ist. Die Qualität der Fäden läßt sich durch Abändern des Mechanismus der Spinnvorrichtung und Änderungen der Spinn­ bedingungen verbessern. Die Erfindung ist bei einem Faser­ bündel S, das aus einem aus einem Streckwerk 5 erhaltenen ungedrehten Faserbändchen besteht, oder zum Spinnen von Polyester/Baumwolle-Mischfäden und Fäden verschiedener Faser­ arten, sowie zum Spinnen von Wollfaserfäden anwendbar und gestattet im Rahmen der jeweils einzuhaltenden Spinn­ bedingungen ein Beschleunigen des Spinnvorgangs.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und läßt sich bei verschiedenen Vorrichtungen abgeänderter Bauart anwenden. Während z. B. bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 die Druckluft-Abfließ­ kanäle die Form von Nuten oder Ausschnitten 25 annehmen, ist bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 8 hinter einem am Außenumfang des Einlaßteiles des Rohres 19 befestigten Flansch eine Öffnung 36 im Rohr 19 vorgesehen.

Bei der in der Fig. 9 dargestellten Ausführungsform sind Nuten oder Ausschnitte 37 an der Innenumfangswand des zylinderförmigen, die Achse des Düsenkörpers 15 umgebenden Hohlraum, in den das Einlaßende des Rohres 19 eingeführt ist, als Abfließkanäle ausgebildet. Das Rohr 19 ist fest­ stehend und der Düsenkörper 15 dient als um die Achse des Rohres 19 drehbarer Körper. Hierbei entsteht eine mechani­ sche Kraft, die in einer den Faserstrang umkreisenden Rich­ tung wirkt und die aus dem Faserbündel S herausgezogenen hinteren Faserendteile um das Faserbündel S herum wickelt, wenn der Düsenkörper 15 um seine Achse rotiert.

Bei der in der Fig. 10 dargestellten Ausführungsform sind in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 9 Nuten oder Ausschnitte 38 als Abfließkanäle an der Innenum­ fangswand des zylinderförmigen Hohlraumes des Düsenkörpers 15 vorgesehen. Der Düsenkörper 15 ist jedoch zweigeteilt, und zwar in einen mit den Luftstrahldüsen 27 versehenen Teil 15a und einen mit den Nuten oder Ausschnitten 38 versehenen Teil 15b, der alleine gegenüber dem feststehenden Rohr 19 und dem feststehenden Teil 15a um die Achse des Rohres 19 herum in Umdrehung versetzbar ist. Hierbei werden die aus dem Faser­ bündel S abgetrennten hinteren Endteile von Fasern um die Achse des Rohres 19 herum gedreht.

Während somit bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 das Rohr 19 mit dem Faserbündeldurchlaß 24 gleichzeitig mit dem drehbaren Körper zu einem Körper vereint oder als der dreh­ bare Körper ausgebildet ist, sind bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 9 und 10 das Rohr 19 und der drehbare Körper voneinander getrennt, wobei der Düsenkörper 15 oder ein Teil 15b davon mit dem drehbaren Körper vereint oder als drehbarer Körper ausgebildet ist. In beiden Fällen ist annähernd die gleiche Wirkung erzielbar.

Claims (6)

1. Verfahren zum pneumatischen Spinnen eines Fadens aus einem verstreck­ ten Faserbündel, das geradlinig die Vorrichtung durchläuft, mit

• - einem Rohr, durch das das Faserbündel hindurchgeführt wird,
• - Luftstrahldüsen zum Einstrahlen von Druckluft in einen vor der Einlaßöffnung des Rohres liegenden zylinderförmigen Hohlraum zum Erzeugen von wirbelnden Druckluftströmungen, die vor dem Faserbündeleinlaßende des Rohres das Faserbündel umkreisen, so daß Faserendteile am Umfang des Faserbündels aus diesem herausgetrennt werden,
• - einem Drehelement zum Ausüben einer Wirbelkraft auf die herausgetrennten Faserendteile, das um die Achse des Rohres herum drehbar ist, wobei die Wirbelrichtung der Luftströmun­ gen der Drehrichtung des Drehelementes gleich ist, und ein oder mehrere Abfließkanäle für die Druckluft auf dem Dreh­ element in der Weise ausgebildet sind, daß sie die von der abfließenden Druckluft aufgenommenen, in die Abfließkanäle mit hineingezogenen, abstehenden Faserendteile bei ihrer Drehbewegung mitnehmen und mechanisch um das Faserbündel herumwinden, und
• - einem das Rohr umgebenden Luftführungselement, dessen Flä­ chen die in Faserbündellaufrichtung abfließende Druckluft nach außen ableiten,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die in Tangentialrichtung in den zylinderförmigen Hohl­ raum einmündenden Luftstrahldüsen (27) zur Einlaßöffnung (19a) des Rohres (19) hin gerichtet sind, und
• - daß das Einlaßteil des Rohres (19) von dem Luftführungs­ element (Düsenkörper 15) umgeben ist, das die Druckluft vom Einlaßende des Rohres (19) entlang der Außenseite des Ein­ laßteils des Rohres (19) in Faserbündellaufrichtung ablei­ tet,
• - und daß das Rohr (19) als das drehbare Element mit den Ab­ fließkanälen (Nuten oder Ausschnitte 25) oder einem Ab­ fließkanal (Öffnung 36) an seinem Außenumfang oder das Luftführungselement (Düsenkörper 15) als das drehbare Element mit den Abfließkanälen ausgestaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des als drehbares Element ausge­ stalteten Rohres (19) an der Einlaßöffnung (19a) kleiner und entlang eines nachfolgenden Teiles, dessen Außenumfang mit Nuten oder Ausschnitten (25) oder einer Öffnung (36) als Abflußkanäle bzw. Abflußkanal versehen ist, vergleichsweise größer ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an dem mit den Nuten oder Ausschnitten (25) oder der Öffnung (36) versehenen nachfolgenden Teil des Rohres (19) das Rohr (19) mit einer seinen Umfang konzen­ trisch umgebenden Scheibe (26) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Düsenkörper (15) mit zylinderförmigen Hohlräumen vorgesehen ist, wobei die Achsen der hohlen Teile des Düsenkörpers (15) im Faserbündellaufweg liegen,
• - daß Innenwände des Düsenkörpers (15) abgestuft sind, so daß sie den Einlaßteil des Rohres (19) und die Einlaß­ öffnung (19a) zylinderförmig umgeben,
• - daß der vor der Einlaßöffnung (19a) liegende Hohlraum, in den die Luftstrahldüsen tangential einmünden, ein Hohl­ raum des Düsenkörpers (15) ist, und
• - daß ein Teil des Düsenkörpers (15) als das Luftführungs­ element ausgebildet ist, das die in den vor der Einlaß­ öffnung (19a) liegenden Hohlraum eingestrahlte Druckluft, die durch den Zwischenraum zwischen dem Rohr (19) und dem Düsenkörper (15) entlang dem oder den Abfließkanälen fließt, zur Scheibe (26) hinführt, wonach die Druckluft in Radial­ richtung nach außen austragbar ist.

5. Verfahren zum pneumatischen Spinnen eines Fadens aus einem verstreck­ ten Faserbündel unter Verwendung der Vorrichtung des An­ spruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Einlaßöffnung des Rohres und der Klemmstelle der Vorderwalzen des Streckwerkes, durch das das Faserbündel hindurchgeführt wird, kürzer als die mittlere Länge der das Faserbündel bildenden Stapelfasern eingestellt wird.