DE3804684C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lockerung und zum Ausfasern des Endes eines Textilgarnes, bei welchem dieses freie Ende des Garnes in einen Luftstrom gebracht und in dessen stromaufwärts gelegenem Teil gehalten wird.

Vorrichtungen zum knotenfreien Verbinden zweier Fäden sog. Spleißer verdrängen zunehmend die klassischen Knotvorrichtungen in allen textilen Anwendungsbereichen. Die erste Bedingung, die erfüllt sein muß, um eine Verbindung in einem Garn zu erhalten, die fest und gleichzeitig nicht sichtbar ist, besteht darin, die Enden des zu verbindenden Garnes richtig zu lockern und aufzudrehen, das heißt auszufasern. Da das Garn aus einer gewissen Verdrehung der Fasern entsteht, ist es theoretisch ausreichend, das Garn aufzudrehen, während es festgehalten wird um die Fasern zu entfernen, die sich von dem Abschnitt, in welchem das Garn gehalten wird, lösen. Obgleich dieses Verfahren ganz brauchbar für Garne ist, die durch Spinnen auf einer Ringspinnmaschine erhalten werden, wobei dann die Fasern parallel zueinander verdreht sind, ist es nicht mehr einsetzbar bei einem durch das Offen-End-Spinnverfahren erzeugten Garn. Dieses Verfahren ist weiterhin auch nicht einsetzbar für Zwirne. Ferner ist zu berücksichtigen, daß Garne mit einem Rechtsdrall oder einem Linksdrall erhalten werden können. Es ist demgemäß schwierig, gewisse Garnarten auszufasern.

Es ist ein Verfahren bekannt (US-PS 44 06 115), bei welchem zum Lockern und Ausfasern von Zwirnen auf das in einem kontinuierlichen Luftstrom befindlichen Garn geschlagen wird, um die zwischen den Fasern des Garnes vorhandenen Reibungskräfte zu verringern und den Faserverband zu lockern, wobei gleichzeitig eine axiale Spannung oder Zugkraft angelegt wird, um die Fasern nach dem Lockern durch die Wirkung der Schläge zu trennen. Hierbei können die Schläge durch eine elektrisch erregte Lamelle oder durch ein langgestrecktes biegsames Blatt hervorgerufen werden, welches durch den Luftstrom in Schwingung versetzt wird. Nachteilig ist es bei diesem Verfahren, daß die dem Garn erteilten Effekte nur unzureichend steuerbar sind, so daß ein effektives Ausfasern nicht gewährleistet werden kann.

Es ist auch ein Verfahren der einleitend genannten Art bekannt (DE-OS 34 17 367), bei welchem mit einer turbulenten Luftströmung gearbeitet wird, mittels welcher eine Schleuder-, Schlag- und Schwingwirkung auf das Garn ausgeübt wird, unter welcher das Garn gegen eine Prallplatte schlägt, wodurch eine Verringerung der zwischen den Fasern vorhandenen Reibungskräfte erhalten wird. Wenn hierbei ein Garn mit zwei entgegengesetzten Drehungen behandelt wird, wird zunächst die zweite Drehung zurückgedreht, indem das Garn einer Wirbelströmung ausgesetzt wird, die in einer Richtung kreist, die zur Drehrichtung der zweiten Drehung entgegengesetzt ist. Danach wird das Garn mittels turbulenter Luftströmung der genannten Schleuder-, Schlag- und Schwingwirkung ausgesetzt. Auch bei diesem bekannten Verfahren können die dem Garn erteilten Effekte nur unzureichend gesteuert werden, so daß wiederum eine wirksame Ausfaserung nicht gewährleistet werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart auszuführen, daß ein besonders wirksames Ausfasern erhalten wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das Ende des Garn mit einer Frequenz von mehreren hundert Hertz durch einen modulierten Luftstrom gezielt abwechselnd Zusammendreh- und Aufdrehvorgängen und synchron zu diesen gleichzeitig Zug- und Entlastungsimpulsen ausgesetzt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Garn abhängig von seiner Art den abwechselnden Zusammendreh- und Aufdrehvorgängen über einen Zeitraum zwischen 0,10 und 0,30 Sekunden unterworfen.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, umfassend einen an seinen beiden Enden offenen Gang, in welchem ein langgestrecktes biegsames Blatt angeordnet ist, welches durch einen Luftstrom in Schwingung versetzt wird. Eine solche Vorrichtung ist aus der bereits oben erläuterten US-PS 44 06 115 bekannt.

Gemäß der Erfindung ist eine solche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Gang zur Bildung einer Längsöffnung seitlich offen und an einem der beiden Enden des Ganges eine Lufteinspritzdüse angeordnet ist, daß das langgestreckte biegsame Blatt mit seinem einen Ende an einer Wand des Ganges befestigt ist und sich die Befestigung bezüglich des von der Lufteinspritzdüse austretenden Luftstromes im stromaufwärts gelegenen Teil des Ganges befindet, so daß sich das Blatt in den stromabwärts gelegenen Abschnitt des Ganges hineinerstreckt, daß das Blatt einen spitzen Winkel mit einer Ebene bildet, die durch die Längsachse des Ganges und den Mittelpunkt der Längsöffnung verläuft, daß sich diese Ebene und das Blatt schneiden und die Schnittlinie eine Querlinie bildet, deren Länge der Breite des Blattes entspricht, daß der Gang auf seiner der Längsöffnung gegenüberliegenden Seite einen Boden aufweist, und daß zwischen dem Boden und der benachbarten Längskante des Blattes ein Spalt vorgesehen ist.

Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Zeichnungen zeigen auf sehr schematische Weise ein Ausführungsbeispiel einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; es zeigt

Fig. 1 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung längs der Linie II-II der Fig. 1, und

Fig. 3 bis 7 Ansichten verschiedener Phasen des Verfahrens in bezug auf den Luftstrom vom stromabwärts liegenden Ende der Vorrichtung aus gesehen.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung weist einen Gang (1) mit rechteckigen Querschnitt und zwei offenen Enden (2, 3) auf, wobei sich eine seitlich verlaufende Längsöffnung (4) des Ganges über seine volle Länge erstreckt und einer Seite des rechteckigen Querschnittes des Ganges (1) entspricht. Beide Wände (5, 6), die die Seitenflächen dieses Ganges bilden, enthalten jeweils einen Schlitz (7, 8), die einander zugewandt sind und die das zu lockernde Garn positionieren. Eine der Wände (5, 6) ist mit einer Ausnehmung (9) versehen, die zwei rechtwinklig zueinander verlaufende Seiten hat, und von denen eine bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Winkel von 20° zur Wand des Ganges (1) angeordnet ist. Diese Ausnehmung (9) ermöglicht die Anordnung eines biegsamen Blattes (10), das sich quer zum Gang (1) erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der zur Herstellung des Blattes verwendete Werkstoff eine Neoprenfolie mit einer Shorehärte von 70, die eine gute Verschleißfestigkeit aufweist.

Der Gang (1) ist in seinem Boden (B), der der Längsöffnung gegenüberliegt, mit einer Erweiterung (11) versehen, die sich über den größten Teil der Ganglänge erstreckt und deren vorderes Ende näherungsweise der Stelle gegenüberliegt an welcher das biegsame Blatt (10) aus der Wand (6) hervorragt, in der es befestigt ist. Die Erweiterung (11) hat bei diesem Ausführungsbeispiel eine Tiefe von etwa 2 mm und die Entfernung zwischen dem Boden (B) und der benachbarten, parallelen Kante des Blattes (10) beträgt 3 mm.

Gemäß Fig. 2 ist eine Platte (12) an der Wand (5) des Ganges (1) anliegend befestigt und erstreckt sich vom freien Ende des Blattes (10) gegen das stromabwärts gelegene Ende (3) des Ganges (1). Diese Platte (12) dient dazu, den Querschnitt des Ganges zu verkleinern, um den Abfall der Luftgeschwindigkeit zu kompensieren und soweit wie möglich die auf das Garn ausgeübte Kraft zu vergrößern. Eine Lufteinstrahldüse (13) ragt geringfügig in das stromaufwärts liegende Ende des Ganges (1) hinein. Sie ist mit einer (nicht dargestellten) Druckluftquelle verbunden.

Unter Berücksichtigung der großen Anzahl zu lockernder Textilfasern und der verschiedenen vorausgehend erörterten Merkmale derselben, sowie der Schwierigkeiten bezüglich der Verfahrensanalyse im Hinblick auf die in Frage kommenden hohen Frequenzen (1000 Hz für die Schwingung des biegsamen Blattes (10)), ist die Abstimmung des Verfahrens und der Vorrichtung zu ihrem Gebrauch auf systematischen Versuchen begründet.

Sobald annehmbare Ergebnisse erhalten wurden, erfolgte eine gleichzeitige Betrachtung mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und einer stroboskopischen Beleuchtung um die Gründe besser zu verstehen, die eine Lockerung und ein Ausfasern von unterschiedlichen Garnen mit konstanten Ergebnissen ermöglichen. Diese Vorgehensweise ermöglicht es, das luftdynamische Verhalten des Garnes und des Blattes (10) im Gang (1) zu beschreiben. Dies ist in den Fig. 3 bis 7 dargestellt.

Soll ein Garn gelockert und ausgefasert werden, so wird es in die Schlitze (7, 8) eingelegt und die Lufteinstrahldüse (13) in das stromaufwärts gelegene Ende (2) des Ganges (1) eingeführt. Das Garn wird auf einer Seite des Ganges mit einem (nicht dargestellten) Messer auf die gewünschte Länge abgeschnitten, während es auf der anderen Seite des Ganges (1) gehalten wird. Anschließend wird Druckluft der Lufteinstrahldüse (13) zugeführt und die erste Wirkung der ausströmenden Luft besteht darin, das Garn in den Gang (1) einzuführen. Infolge der Schlitze (7, 8) legt sich das Garn selbsttätig zwischen den Boden (B) des Ganges (1) und der diesem benach­ bart liegenden Längskante des biegsamen Blattes (10) ein. Gleichzeitig beginnt das Blatt (10) sehr schnell mit einer Frequenz von etwa 1000 Hz zu schwingen. Diese Schwingungen des Blattes zwischen den einander gegenüberliegenden Wänden (5, 6) des Ganges (1) führen zu einer Bewegung des Garnes mit einer der Blattbewegung entgegengesetzten Phase. Aufgrund des Vorliegens der Seitenöffnung (4) des Ganges (1) kann ein Teil der Luft seitlich aus dem Gang entweichen. Infolgedessen kann das Garn zurückkehren, nachdem es sich jeweils um das biegsame Blatt (10) (Fig. 4 und 6) sowie unter dem Blatt (Fig. 5) und über demselben (Fig. 7) bewegt hat. In diesen Figuren zeigen die Pfeile (F₁, F₂) jeweils Bewegungen des Blattes (10) und des Garnes. Wie angegeben, wird das Garn während eines vollständigen Zyklus (Fig. 3 bis 7) zwei hinsichtlich einer Längsachse entgegengesetzt gerichteten Drehungen unterworfen. Diese Drehungen entsprechen dem Drehen und Aufdrehen der Fasern, womit erklärt ist, warum das Verfahren für alle Arten von Garnen brauchbar ist.

Zusätzlich zur Bewegung des Garnes wirkt die Bewegung des Blattes (10) auf die Luftströmung ein. Wie ersichtlich, öffnet das Blatt (10), wenn es von einer Wand (5) zur anderen Wand (6) des Ganges (1) schlägt, und umgekehrt, periodisch die Bahn für die aus der Lufteinstrahldüse (Fig. 3) austretende Luft und schließt periodisch den Gang (1) ab und lenkt die Luft seitlich ab (Fig. 5). Da in der in Fig. 5 dargestellten Lage das freie Ende des Garnes unter dem Blatt (10) liegt, verringert sich der auf das Garn ausgeübte Zug zunächst und steigt dann an (Fig. 7 und 3). Infolgedessen wird das Garn synchron mit den aufeinanderfolgenden Dreh- und Aufdrehvorgängen Zugimpulsen unterworfen, die sich mit einer Freigabe abwechseln. Die Impulsnatur der Dreh- und Aufdrehbewegung und die Zugimpulse erklären zweifellos, warum das vorausgehend beschriebene Verfahren wirksam ist. Wie ersichtlich, gestattet es das Vorliegen der Längsöffnung (4), die sich seitlich des Garnes erstreckt, dem Garn, sich gleichzeitig nicht nur von einer Seite des Ganges zur anderen des Ganges zu bewegen, sondern auch, daß die Zugwirkung auf das Garn moduliert wird und die Luft gemäß Fig. 5 seitlich nach außen durch die Längsöffnung (4) des Ganges (1) abgelenkt wird.

Es ist zweckmäßig, einige wenige Daten bezüglich einiger kritischer Abmessungen der Vorrichtung anzugeben, die eine korrekte Durchführung des Verfahrens ermöglichen.

Der Gang (1) sollte nicht zu kurz sein, da sonst die Fasern, die sich über sein stromabwärts gelegenes Ende hinauserstrecken, sich verschlingen können und kleine Knoten bilden und damit die Fasern daran hindern, sich in gewünschter Weise tau­ artig zu öffnen. Versuche haben ergeben, daß die Länge dieses Ganges zwischen etwa 30 und 35 mm liegen sollte. Die Länge des biegsamen Blattes (10) beträgt etwa ein Drittel der Ganglänge. Ein wichtiges Merkmal ist der Abstand zwischen der dem Boden (B) benachbarten Längskante des biegsamen Blattes (10) und dem Boden (B) des Ganges (1) selbst. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Abstand (a) 3 mm, während der Abstand vom nicht-erweiterten Boden bis zur benachbarten Längskante des biegsamen Blattes (10) ((b) in Fig. 3) 0,5 bis 1 mm beträgt. Die Breite des Blattes (10) beträgt dabei 5 mm. Die Lufteinstrahldüse hat einen Innendurchmesser von 2 mm. Vorzugsweise ist die Lufteinstrahldüse, wie dargestellt, geringfügig verformt, um eine längliche Öffnung von einer Breite von 1 mm zu bilden. Diese Variante hat dann ausgezeichnete Ergebnisse geliefert, wenn die längere Achse der oval gestalteten Öffnung in der gleichen Richtung wie die Höhe des rechteckförmigen Querschnittes des Ganges (1) verläuft. Es hat den Anschein, daß dabei der Laminarströmungsparameter der aus der Lufteinstrahldüse austretenden Luftströmung verbessert wird.

Die Zeitspanne der Lufteinstrahlung zur Lockerung und zum Ausfasern ändert sich bei verschiedenen Faserarten. Für kurzfaseriges Baumwollgarn ist diese Zeitspanne etwa 0,15 Sekunden, gegebenenfalls 0,10 Sekunden. Für wollartige Garne mit langen Fasern scheint die Einstrahlzeit in direkter Beziehung zur Art des Garnes (klassisches "Offen-End") und des Garntiters zu stehen und schwankt zwischen 0,15 und 0,30 Sekunden.

Baumwolldoppelgarn lockert sich verhältnismäßig schnell bei einer Einstrahlzeit von 0,15 Sekunden. Eine gewisse Gefahr besteht dadurch, daß sich kleine Knoten am Ende bilden, falls die Zeitspanne nicht richtig ist. Woll-Doppelgarne sind schwieriger zu lockern und auszufasern. Ist die Lufteinspritzdauer richtig eingestellt, so ist die Gefahr einer Knotenbildung sehr gering. Diese Dauer variiert von 0,15 bis 0,30 Sekunden.

Anstelle einer Änderung der Zeitdauer der Lufteinstrahlung ist es ferner möglich, die Geschwindigkeit der durch die Düse während der gleichen Zeitspanne eingestrahlten Luft zu verändern. Diese Geschwindigkeitsveränderung der Luftströmung gestattet es ferner, das Verfahren an verschiedene Garnarten anzupassen. Beispielsweise können bei Baumwolle und Doppelgarnen mit einer runden Düsenöffnung von 1,5 mm die Geschwindigkeiten jeweils 75 l/Min. und 140 l/Min. betragen.

Was die Größe der Platte (12) betrifft, die stromabwärts des biegsamen Blattes (10) an einer Wand des Ganges anliegt, so soll ihre Dicke derart sein, daß bei einer ovalen Düse (13) das Verhältnis zwischen der Breite des Querschnittes der Düse und der Dicke näherungsweise 1 : 2 ist.

Es wurden Versuche mit biegsamen Blättern (10) durchgeführt. Diese zeigten, daß ein Blatt aus Neopren mit einer Shorehärte von 70 mehr als 400 000 Betriebsvorgänge aushält, wenn eine Düse mit 1,5 mm Durchmesser und eine Luftströmungsgeschwindigkeit von 105 l/Min. verwendet wird und jeder Betriebsvorgang 0,18 Sekunden dauert.

Claims (8)

1. Verfahren zur Lockerung und zum Ausfasern des Endes eines Textilgarns, bei welchem dieses freie Ende des Garnes in einen Luftstrom gebracht und in dessen stromaufwärts gelegenem Teil gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Garnes mit einer Frequenz von mehreren Hundert Hertz durch einen modulierten Luftstrom gezielt abwechselnd Zusammendreh- und Aufdrehvorgängen und synchron zu diesen gleichzeitig Zug- und Entlastungsimpulsen ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn abhängig von seiner Art den abwechselnden Zusammendreh- und Aufdrehvorgängen über einen Zeitraum zwischen 0,10 und 0,30 Sekunden unterworfen wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2, umfassend einen an seinen beiden Enden (2, 3) offenen Gang (1), in welchem ein langgestrecktes biegsames Blatt (10) angeordnet ist, welches durch einen Luftstrom in Schwingung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Gang (1) zur Bildung einer Längsöffnung (4) seitlich offen und an einem der beiden Enden des Ganges (1) eine Lufteinspritzdüse (13) angeordnet ist,
• - daß das langgestreckte biegsame Blatt (19) mit seinem einen Ende an einer Wand (6) des Ganges befestigt ist und sich die Befestigung bezüglich des von der Lufteinspritzdüse (13) austretenden Luftstromes im stromaufwärts gelegenen Teil des Ganges befindet, so daß sich das Blatt (10) in den stromabwärts gelegenen Abschnitt des Ganges (1) hineinerstreckt,
• - daß das Blatt einen spitzen Winkel mit einer Ebene bildet, die durch die Längsachse des Ganges und den Mittelpunkt der Längsöffnung (4) verläuft,
• - daß sich diese Ebene und das Blatt schneiden und die Schnittlinie eine Querlinie bildet, deren Länge der Breite des Blattes entspricht,
• - daß der Gang (1) auf seiner der Längsöffnung (4) gegenüberliegenden Seite einen Boden (B) aufweist, und daß zwischen dem Boden (B) und der benachbarten Längskante des Blattes (10) ein Spalt (a) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gang (1) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und die Längsöffnung (4) an einer der Schmalseiten dieses rechteckigen Querschnittes liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (B) des Ganges (1) zwischen dem vorderen Ende des freien Abschnittes des biegsamen Blattes (10) und dem stromabwärts gelegenen Ende des Ganges eine Erweiterung (11) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite des rechteckigen Querschnittes des Ganges (1) im stromabwärts gelegenen Teil verringert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinspritzdüse (13) einen langgestreckten Querschnitt aufweist und daß die größere Achse dieses langgestreckten Querschnittes parallel zur größeren Achse des rechteckigen Querschnittes des Ganges (1) liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des stromaufwärts gelegenen Endes des Ganges (1) mit Schlitzen (7, 8) versehen ist, um das Garn in einer Richtung quer zur Längsachse dieses Ganges zu führen.