DE3805083C2 - - Google Patents
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01H—SPINNING OR TWISTING
- D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
- D01H1/11—Spinning by false-twisting
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung
eines gesponnenen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Pneumatische Spinnmaschinen ermöglichen das Spinnen bei hohen
Geschwindigkeiten, die das Mehrfache der Spinngeschwindigkeiten
von Ringspinnmaschinen betragen. Bei einer derartigen,
in der US-PS 41 12 658 beschriebenen Spinnmaschine sind an
jeder Spinnstelle, in Faserstranglaufrichtung gesehen, hinter
einem Streckwerk zwei Luftstrahl-Drallorgane hintereinander
angeordnet, die jeweils eine in einer Richtung kreisende
oer wirbelnde Druckluftströmung erzeugen, wobei die beiden
in einander entgegengesetzten Richtungen kreisenden oder
wirbelnden Druckluftströmungen auf den aus dem Streckwerk
auslaufenden Faserstrang einwirken. Der Faserstrang wird
vom zweiten Drallorgan gedreht und das erste Drallorgan erzeugt
einen Fadenballon im gedrehten Faserstrang. Infolge
der Fadenballonbildung werden einige Fasern des Faserstranges
um andere Fasern herumgewickelt. Wenn sich der Faserstrang
nach dem Durchlaufen des zweiten Drallorgans rückdreht,
werden die Fasern fest um die anderen Fasern herumgewunden,
wobei ein gesponnener Faden entsteht.
Eine ähnliche Spinnvorrichtung mit zwei Luftstrahl-Drallorganen
ist in der DE 33 03 686 A1 beschrieben.
Ein mit einer derartigen pneumatischen Spinnmaschine hergestellter
Faden weist eine bündelartige Struktur auf, bei der
einige Fasern schraubenlinienförmig um andere ungedrehte oder
leicht gedrehte Kernfasern herumgewunden sind. Durch verschiedene
Änderungen der Spinnbedingungen können das Mengenverhältnis
von Kernfasern zu umwindenden Fasern, der Zustand
der Windungen der Fasern und andere Eigenschaften des Fadens
in gewissem Ausmaß geändert werden. Die physikalischen Eigenschaften
des Fadens, z. B. seine Festigkeit, lassen sich
dementsprechend ändern.
Ist jedoch die Länge der Fasern relativ groß, erweist es sich
als schwierig, mit einer pneumatischen Spinnmaschine das Verhalten
der umhüllenden Fasern zu steuern oder deren Anordnung
zu vergleichmäßigen. Da ferner die pneumatischen Spinnmaschinen
an jeder Spinnstelle zwei Druckluftdrallorgane aufweisen,
ergeben sich ein hoher Verbrauch an Druckluft und entsprechend
hohe Energiekosten. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, daß das Spinnvermögen bei relativ langen Fasern, wie
Wollfasern, unzulänglich ist.
Die US-PS 46 35 435 beschreibt eine sogenannte Vakuumspinnvorrichtung,
die für lange Fasern geeignet sein soll. Die
Vorrichtung weist ein Rohr auf, durch das ein verstreckter
Faserstrang geführt wird und dessen mittlerer Teil in einem
feststehenden, an eine Vakuumpumpe angeschlossenen Gehäuse
drehbar gelagert ist. Am Einlaßabschnitt ist der außerhalb
des Gehäuses mündende Innenraum des Rohres erweitert. Innerhalb
des Gehäuses sind vor dem engeren Durchlaß des Rohres
einige Durchbrüche vorgesehen. An dem außerhalb des Gehäuses
mündenden Auslaßende wird das Rohr drehbar angetrieben.
Während des Betriebs der Vorrichtung werden vom Faserstrang
abstehende Faserenden in die Durchbrüche des Rohres hineingezogen
und infolge der Drehung des Rohres vor dem Einlaufen
in den engeren Durchlaß um den Faserstrang herumgewickelt.
Die DE 34 37 343 A1 beschreibt eine Vorrichtung der gattungsgemäßen
Art mit nur einem Druckluft-Drallorgan, bei der an
der Einlaßöffnung des die Drucklufteinstrahldüsen aufweisenden
Gehäuses eine enge Einlaßöffnung vorgesehen ist und der
Faserstrangauslaß des Gehäuses direkt mit dem Rohr verbunden
ist, dessen Durchmesser geringer als der Durchmesser des
hinter der Einlaßöffnung des Gehäuses liegenden zylinderförmigen
Raumes ist. Während des Betriebs der Vorrichtung
entsteht zwischen den Vorderwalzen des Streckwerks und der
Einlaßöffnung des Gehäuses, sowie im zylinderförmigen Raum
des Gehäuses aufgrund der wirbelnden Luftströmungen ein
Fadenballon, wobei ein Verschieben der einzelnen Fasern
gegeneinander, ein Lockern der Fasern und ein Abspreizen
von Faserenden vom Faserstrang stattfindet. Der aus dem Rohr
auslaufende Faserstrang wird durch eine mechanische Falschdreheinrichtung
mit zwei gekreuzten Endloslaufriemen geführt,
in der der an der Kreuzungsstelle der Riemen eingeklemmte
Faserstrang kräftig in Richtung entgegengesetzt zur Richtung
der kreisenden Luftströmung falschgedreht wird, wobei die
Falschdrehungen bis zur Klemmstelle der Vorderwalzen des
Streckwerks zurücklaufen. Nach dem Durchlaufen der Falschdreheinrichtung
dreht sich der Faserstrang zurück, wobei die
abgespreizten Faserendteile um die Fasern im Inneren des
Faserstrangs fest herumgewunden werden.
Die aus einer älteren Anmeldung hervorgehende, nachveröffentlichte
DE 37 31 854 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur
Herstellung eines gesponnenen Fadens aus einem verstreckten
Faserstrang mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1. Darüber hinaus weist diese Vorrichtung die Merkmale
auf, daß das Rohr ein antreibbares Drehrohr ist und die
Drucklufteinstrahldüsen schräg zur Einlaßöffnung des Drehrohrs
gerichtet sind, daß eine Drehscheibe an einer im
Abstand von der Einlaßöffnung des Drehrohres liegenden Stelle
mit dem Drehrohr fest verbunden ist, daß das Gehäuse den vor
der Drehscheibe befindlichen Teil des Drehrohres umgibt, daß
eine zylinderförmige erste Hohlkammer, deren Durchmesser
etwas größer als der des vor der Einlaßöffnung des Drehrohres
liegenden zylinderförmigen Raumes ist, den Endabschnitt des
Drehrohres koaxial umgibt und eine Luftwirbelkammer bildet,
in der die Druckluft zum Herumwinden von aus dem Faserstrang
herausgezogenen Faserendteilen um den Endabschnitt des Drehrohres
herumwirbelt, und daß mit der ersten Hohlkammer eine
zweite Hohlkammer verbunden ist, die einen Abschnitt des
Drehrohres ebenfalls koaxial umgibt und in Richtung von der
ersten Hohlkammer hinweg sich allmählich erweitert, wobei
das Gehäuse und die zweite Hohlkammer vor der Drehscheibe
enden und die aus der sich allmählich erweiternden zweiten
Hohlkammer herausströmende Druckluft direkt nach außen
abfließt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirtschaftlich
arbeitende Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art vorzusehen, mit der durch Drehen
eines verstreckten, umgedrehten Faserstrangs ein gesponnener,
gleichmäßig aussehender Faden aus insbesondere langen
Fasern mit hoher Gechwindigkeit herstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus
dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.
Bevorzugte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein verstreckter
Faserstrang oder ein verstrecktes Faserbündel durch ein mit
einem zylinderförmigen Durchlaß für den Faserstrang oder das
Faserbündel versehenes drehbar
gelagertes Rohr, entlang der Drehachse
hindurchgeführt. Vor der Einlaßöffnung des Durchlasses wird
eine den laufenden Faserstrang in gleicher Richtung wie die
Drehrichtung des in Rotation versetzten Drehrohres um
kreisende, schnell wirbelnde Druckluftströmung zur Einwirkung
gebracht, die ein Abheben oder Abspreizen von in der Nähe
des Außenumfangs des Faserstrangs befindlichen Faserendteilen
bewirkt. Hierbei wird der Faserstrang von der wirbelnden
Luftströmung leicht gedreht. Vorzugsweise wird der Abstand
des Einwirkungsbereichs der Wirbelströmung von der Klemmstelle
von Vorderwalzen eines den Faserstrang zuführenden Streck
werkes kürzer gewählt, als die Länge der Fasern des Faser
stranges. Die Druckluft, die
den Endabschnitt des Drehrohres umwirbelt,
der die Einlaßöffnung des Durchlasses des Drehrohres umgibt,
wird gleichzeitig in Faserstranglaufrichtung und quer
zur Wirbelrichtung turbulenzfrei vom Einwirkungsbereich
abgezogen, wobei sie die aus dem Faserstrang heraus
gezogenen Faserendteile in der Wirbelrichtung um diesen Teil
des Drehrohres herumwindet. Infolge des Weiterlaufens des
Faserstranges durch den Durchlaß des Drehrohres werden die
abgespreizten und um einen Teil des Drehrohres herumge
wundenen Faserendteile in die Einlaßöffnung des Durchlasses
hineingezogen und, um den Faserstrang herum
gewickelt. Es entsteht ein gesponnener Faden, der abgezogen
wird. Der Faserstrang bzw. der gesponnene Faden wird gerad
linig durch die Vorrichtung gezogen.
Die erfindungsgemäße Vor
richtung umfaßt das drehbar gelagerte Rohr,
dessen innerer Hohlraum einen Durchlaß für einen Faserstrang
bildet und durch den ein aus dem Vorderwalzenpaar eines
Streckwerkes auslaufender Faserstrang hindurchgeführt wird.
Die Vorrichtung umfaßt auch eine an einer im Abstand von der
Einlaßöffnung des Drehrohres befindlichen Stelle vorgesehene
Drehscheibe, die mit dem Drehrohr fest verbunden ist, sowie
ein Gehäuse, das den vor der Drehscheibe befindlichen Teil
des Drehrohres und die Drehscheibe umgibt. Das Gehäuse umfaßt
eine Einlaßöffnung für den Faserstrang und einen dahinter
liegenden zylinderförmigen Raum, der zur Einlaßöffnung des
Drehrohres führt. Am Ende dieses Raumes und kurz vor der Ein
laßöffnung des Drehrohres münden eine oder mehrere Druckluft
einstrahldüsen tangential, jedoch schräg zur Laufrichtung des
Faserstrangs und schräg zur Stirnflächenebene des Drehrohres
gerichtet ein. Eine zylinderförmige Hohlkammer von geringem
Volumen, deren Durchmesser etwas größer als der des
vor der Einlaßöffnung des Drehrohres liegenden zylinderförmi
gen Raumes ist, umgibt koaxial den Endabschnitt des Dreh
rohres. Die Hohlkammer bildet eine Luftwirbelkammer, in der
die von den Drucklufteinstrahldüsen eingestrahlte Druckluft
mit hoher Geschwindigkeit um den Endabschnitt des Drehrohres
herumwirbelt. Zusätzlich zur Luftwirbelkammer umfaßt das Ge
häuse eine sich an die Luftwirbelkammer anschließende, einen
Abschnitt des Drehrohres ebenfalls koaxial umgebende, als
Luftentlastungskammer oder Luftentspannungskammer ausge
bildete Hohlkammer, deren Durchmesser bzw. Volumen in Faser
stranglaufrichtung zur Drehscheibe hin sich allmählich ver
größert, d. h., daß diese Hohlkammer trichterförmig ausge
bildet ist. Der trichterförmigen Erweiterung gegenüber liegt
die Fläche der Drehscheibe bzw. der außerhalb des Umfangs der
Drehscheibe liegende Teil der bis hinter die Drehscheibe
führenden Wand des Gehäuses. An ihrem Bereich größten Durch
messers steht der Umfang der Luftentspannungskammer oder
Luftentlastungskammer in Verbindung mit einer im Gehäuse aus
gebildeten ringförmigen Hohlkammer, die mit einem in Tangen
tialrichtung einmündenden Luftauslaß versehen ist. Der Ab
schnitt des Drehrohres, der in Faserstranglaufrichtung
gesehen hinter der Drehscheibe liegt, kann aus dem Gehäuse
herausgeführt sein. Der die Einlaßöffnung des Drehrohres um
fassende Abschnitt des Drehrohres kann einen geringeren
Durchmesser als der übrige Abschnitt des Drehrohres auf
weisen.
Die Fasern, die sich in der Mitte oder in der Nähe der Mitte
des aus dem Vorderwalzenpaar des Streckwerkes herauslaufenden
Faserstranges befinden, durchlaufen den Faserstranglaufweg im
Drehrohr, ohne von den Druckluftströmungen der Druckluftein
strahldüsen wesentlich beeinflußt zu werden. Andere Fasern,
die sich am oder in der Nähe des Außenumfangs des Faser
strangs befinden, unterliegen infolge der Einwirkung der wir
belnden Druckluftströmungen aus den Drucklufteinstrahldüsen
einer Kraft, die dahingehend wirkt, diese anderen Fasern aus
dem Faserstrang herauszulösen. Folglich werden die Endteile
der Fasern am oder in der Nähe des Außenumfangs des Faser
stranges von den wirbelnden Druckluftströmungen vom Faser
strang abgespreizt oder abgehoben. Diese Endteile werden von
der Druckluftströmung mitgenommen und in der als Luftwirbel
kammer ausgebildeten Hohlkammer von den wirbelnden Druckluft
strömungen um den Endabschnitt des angetriebenen, in Um
drehung versetzten Drehrohres herumgewunden. Infolge des
Weiterlaufens des Faserstranges durch den Durchlaß des Dreh
rohres werden diese Faserendteile um den Außenumfang des in
den Durchlaß des Drehrohres hineingezogenen Faserstrangs
herumgewunden.
Die aus den Drucklufteinstrahldüsen eingestrahlte Druckluft
umkreist zuerst die ein relativ kleines Volumen aufweisende
Luftwirbelkammer. Die Druckluft durchströmt dann die Luft
entspannungskammer oder Luftentlastungskammer, deren Durch
messer sich in Strömungsrichtung allmählich erweitert, wo
nach die Druckluft bei einer entsprechenden, von der einge
strahlten Druckluftmenge abhängigen Geschwindigkeit nach
außen entweicht. Demgemäß fließt die Druckluft innerhalb der
Luftwirbelkammer in Form einer stabilisierten gleichge
richteten, d. h. turbulenzfreien Wirbelströmung, wodurch eine
maximale Wirbelgeschwindigkeit innerhalb der Luftwirbel
kammer erzielbar ist.
Mit der Vorrichtung
läßt sich ein gesponnener Faden hoher
Qualität mit hoher Geschwindigkeit herstellen.
Insbesondere ist
es mit der Erfindung möglich, Fasern zu verspinnen,
die mit einer üblichen pneumatischen Spinnmaschine nicht
leicht oder technisch verarbeitet werden können. Der Faden
weist wenige Unregelmäßigkeiten der Dicke und relativ
wenig Flaum oder wenige Flaumschleifen auf.
Anhand der Figuren wird die Erfindung an bevorzugten Aus
führungsformen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsquerschnitt durch eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine Vorderansicht, gesehen in Laufrichtung eines
Faserstranges, auf Bauteile am hinteren Ende einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei insbesondere ein Gehäuse und ein Drehrohr
dargestellt sind;
Fig. 3 eine Vorderansicht, gesehen in Laufrichtung eines
Faserstranges, auf einen Querschnitt durch eine
Ausführungsform einer Anordnung von Druckluft
einstrahldüsen;
Fig. 4 eine Perspektivansicht von Teilen einer erfindungs
gemäßen Vorrichtung zur Erläuterung der Herstellung
eines gesponnenen Fadens;
Fig. 5 eine schematische dargestellte Seitenansicht einer
mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen
Spinnstelle einer Spinnmaschine;
Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung des Aussehens
eines erfindungsgemäß hergestellten gesponnenen
Fadens; und
Fig. 7 und 8 senkrechte Längsquerschnitte durch Teile anderer
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vor
richtung.
Bei der in der Fig. 5 dargestellten erfindungsgemäßen Vor
richtung, mit der ein Faden aus Wolle herstellbar ist, wird
ein nicht gedrehtes Vorgarn eines Kammgarns, d. h.,
ein Faserstrang S, der auf einer Spule aufgewickelt
ist, von dieser abgezogen und zuerst durch ein Streckwerk 5
geführt. Das Streckwerk 5 umfaßt ein Paar Hinterwalzen 1,
ein Paar Mittelwalzen 3, die jeweils mit einem Laufriemchen 2
versehen sind, und ein Paar Vorderwalzen 4. Der Faserstrang S
wird dann in eine erfindungsgemäße Vorrichtung 6 eingeführt,
in der er zu einem Faden Y gesponnen wird. Der gesponnene
Faden Y wird dann von einem Paar Lieferwalzen 7 abgezogen und
schließlich auf eine Spule P aufgewickelt, die von einer in
Berührung mit dem Faden Y befindlichen Reibwalze 8 in Umlauf
versetzt wird.
Einzelheiten des Aufbaus der Vorrichtung 6 gehen aus der
Fig. 1 hervor, in der der Laufweg des Faserstrangs S bzw.
des gesponennen Fadens Y mit alternierenden langen und kurzen
Linien dargestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Tragplatte 11 an einem
nicht dargestellten Rahmen befestigt. Eine Lagerschale 13,
die die Form eines hohlen Rohres aufweisen kann, ist mit
geeigneten Mitteln, z. B. Schrauben, an der Tragplatte 11
befestigt. Ein Gehäuse 15 für ein Drehrohr 19 und eine Dreh
scheibe 26, die noch im einzelnen beschrieben werden, ist
ebenfalls mit geeigneten Mitteln, z. B. Schrauben, an der
Tragplatte 11 befestigt. Das Gehäuse 15 ist zweiteilig aus
gebildet und umfaßt ein vorderes Gehäuseteil und ein hinte
res Gehäuseteil 15 a bzw. 15 b, die aneinandergeschraubt sind.
Das Drehrohr 19 ist in zwei Lagern 17 und 18 innerhalb der
Lagerschale 13 drehbar gelagert. Die Lagerschale 13 ragt aus
dem Gehäue 15 heraus, wobei sich das eine Lager 18 am
Gehäuse 15 und das andere Lager 17 außerhalb des Gehäuses
befindet. Eine hohle wirtelartige Laufrolle 21 ist auf den
Außenumfang eines außerhalb des Gehäuses 15 liegenden Teiles
des Drehrohres 19 aufgesetzt, so daß sich die Laufrolle 21
zwischen den beiden Lagern 17 und 18 befindet, wie dies in
der Fig. 1 dargestellt ist.
Ein endloser Antriebsriemen 23 umläuft den Außenumfang der
Laufrolle 21 und wird von einem nicht dargestellten Motor
in Umlauf versetzt. Der mittlere Teil der rohrförmigen
Lagerschale 13 ist mit einem entsprechenden Ausschnitt für
den Antriebsriemen 23 versehen. Infolge des Umlaufens des
Antriebsriemens 23 wird das Drehrohr 19 zusammen mit der
Laufrolle 21 mit relativ hoher Geschwindigkeit in Umdrehung
versetzt. Die Drehscheibe 26 ist an einem innerhalb des
Gehäuses 15 und vor dem Lager 18 liegenden Teil des Dreh
rohres 19 mit dem Drehrohr 19 fest verbunden und koaxial mit
dem Drehrohr 19 angeordnet.
Der Innenraum des Drehrohres 19 bildet einen zylinderförmi
gen, sich durch das Drehrohr 19 hindurch erstreckenden Faser
strangdurchlaß 24. Die Vorrichtung 6 ist in der Weise ausge
legt und angeordnet, daß der Laufweg des Faserstrangs S bzw.
des Fadens Y von den Vorderwalzen 4 zu den Lieferwalzen 7
geradlinig durch die Vorrichtung 6 hindurchläuft, wobei der
Laufweg auf der Mittelachse eines inneren Hohlraumes des
Gehäuses 15 und auf der Mittelache des Faserstrangdurch
lasses 24, d. h. des Drehrohres 19, liegt. Der Abstand zwischen
einer im Inneren des Gehäuses 15 liegenden Einlaßöffnung 19 a
des Drehrohres 19 und einer Klemmstelle N der Vorderwalzen 4
ist in der Weise einstellbar, daß er kürzer ist als die
durchschnittliche Länge der den Faserstrang S bildenden
Fasern.
Der Außendurchmesser des die Einlaßöffnung 19 a aufweisenden
Einlaßteiles des Drehrohres 19 ist relativ klein und inner
halb eines Endabschnittes des Drehrohres 19 konstant. Der
Außenumfang eines sich an den Endabschnitt anschließenden,
zwischen dem Endabschnitt und der Drehscheibe 26 liegenden
Abschnitts 19 b des Drehrohres 19 vergrößert sich allmählich
in Richtung zur Drehscheibe 26 hin, so daß der Abschnitt 19 b
konusförmig ausgebildet ist. Die Innenwände eines Teiles des
Gehäuses 15, die den Endabschnitt und den Abschnitt 19 b des
Drehrohres 19 und die Drehscheibe 46 umgeben oder abdecken,
bilden eine zylinderförmige Hohlkammer 51 von geringerem
Durchmesser, die den Endabschnitt und einen Teil des Ab
schnitts 19 b des Drehrohres 19 umgibt, und eine anschließen
de, sich in Richtung zur Drehscheibe 26 hin im großen Winkel
konusförmig erweiternde Hohlkammer 52, deren größter Durch
messer größer als der Durchmesser der Drehscheibe 26 ist.
Die vor der Einlaßöffnung 19 a des Drehrohres 19 und der Hohl
kammer 51 geringeren Durchmessers liegenden Innenwände des
Gehäuses 15 bilden ein Rohr oder eine zylinderförmige Hohl
kammer, deren Durchmesser etwas größer als der Durchmesser
des Endabschnittes des Drehrohres 19 ist. Ferner ist das
Gehäuse 15 in der Weise ausgebildet, daß die konusförmige
Hohlkammer 52 an ihrem Außenumfang in eine kreisringförmig
die Achse des Gehäuses 15 koaxial umgebende Hohlkammer 53
von kreisförmigem Querschnitt übergeht, wobei an einer Stelle
des Außenumfangs der Hohlkammer 53 ein in der Fig. 2 darge
stellter Luftauslaß 54 tangential in die Hohlkammer 53 ein
mündet. Am Luftauslaß 54 ist eine Luftabsaugleitung 55 ange
schlossen.
Im hinteren Gehäuseteil 15 b ist eine hohle Luftkammer 31
ausgebildet. Im hinteren Gehäuseteil 15 b sind auch vier
Lufteinstrahldüsen 27 in der Weise ausgebildet, daß sie mit
der Luftkammer 31 verbunden und von dieser aus schräg zum
Laufweg des Faserstrangs S zur Stirnfläche des Endab
schnitts des Drehrohres 19 bzw. zur Einlaßöffnung 19 a
des Drehrohres 19 hin gerichtet und auch annähernd in Tangen
tialrichtung zum zylinderförmigen Hohlraum am Endab
schnitt des Drehrohres 19 angeordnet sind, wie den Fig. 1
und 3 entnehmbar ist. Eine Luftzuführleitung 29 ist über
einen Lufteinlaß 28 des Gehäuseteils 15 b mit der Luftkammer
31 verbunden. Die Einstrahlrichtungen der Lufteinstrahldüsen
27 entsprechen der Drehrichtung des Drehrohres 19.
Über die Luftzuführleitung 29 zugeführte Druckluft fließt
zuerst in die Luftkammer 31 und wird dann über die Luftein
strahldüsen 27 in die Hohlkammer 51 eingestrahlt, so daß
mit hoher Geschwindigkeit kreisende oder wirbelnde Luft
strömungen in der Nähe der Einlaßöffnung 19 a des Drehrohres
19 entstehen.
Diese wirbelnden Luftströmungen umkreisen zuerst die Hohl
kammer 51. Danach breiten sich die wirbelnden Luftströmungen
nach außen aus, während sie langsamer das Innere der konus
förmigen Hohlkammer 52 umkreisen, wobei sie schließlich in
den Luftauslaß 54 eingeführt und über diesen ausgetragen
werden. Diese Luftströmungen verursachen gleichzeitig Saug
luftströmungen, die von der Klemmstelle N der Vorderwalzen 4
in den inneren Hohlraum bzw. in eine Hohlbohrung am Einlaß
ende des Gehäuses 15 hineinfließen.
Nachstehend wird die Her
stellung eines Fadens Y unter Verwendung der vorstehend be
schriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erläutert.
Wie anhand der Fig. 4 ersichtlich ist, wird der vom Streck
werk 5 verstreckte und von den Vorderwalzen 4 zugeführte
Faserstrang S von Saugluftströmungen, die in Richtung der
Einlaßöffnung bzw. des Inneren der hohlen Bohrung des
Gehäuses 15 hinwirken, in die Vorrichtung 6 hineingezogen.
Nach dem Durchlaufen des Faserstrangdurchlasses 24 des Dreh
rohrs 19 wird der zum Faden Y gesponnene Faserstrang S von
den Lieferwalzen 7 abgezogen.
An einer Stelle in der Nähe der Einlaßöffnung 19 a des Dreh
rohres 19 wirken auf den Faserstrang S die Strömungen der
aus den Lufteinstrahldüsen 27 eingestrahlten Druckluft, die
in Richtung des in der Fig. 4 dargestellten Pfeiles 32
kreisen. Folglich wird der Faserstrang S in der Umkreisungs-
oder Wirbelrichtung der Druckluftströmungen leicht gedreht.
Die in der Nähe der Mitte des Faserbündels S liegenden Fasern
sind den Druckluftströmungen nicht direkt ausgesetzt und
drehen sich nach dem Durchlaufen der Einlaßöffnung 19 a des
Drehrohres 19 in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Dagegen
sind Fasern f 1, die am Umfang oder in der Nähe des Umfangs
des Faserbündels S liegen, den Luftströmungen direkt ausge
setzt und unterliegen Kräften, die dahingehend wirken, diese
Fasern f 1 aus dem Faserbündel S herauszutrennen. Wenn sich
jedoch vordere Endteile f 1 b, gesehen in Faserstranglaufrich
tung, der Fasern f 1 an der Einlaßöffnung 19 a des Drehrohres
19 befinden, werden sie aufgrund ihrer Falschdrehungen nicht
leicht abgespreizt. Hierbei sind hintere Endteile f 1 a,
gesehen in Faserstranglaufrichtung, der Fasern f 1 noch nicht
abgespreizt, weil sie entweder noch zwischen den in der Fig. 1
dargestellten Vorderwalzen 4 eingeklemmt sind oder weil sie
noch so weit vor den Lufteinstrahldüsen 27 liegen, daß sie
von den Druckluftströmungen kaum erfaßt werden.
Wenn danach die hinteren Endteile f 1 a der Fasern f 1 von den
Vorderwalzen 4 freigegeben werden und sich den Lufteinstrahl
düsen 27 nähern, wirken auf sie die Kräfte der Luftströmungen
aus den Lufteinstrahldüsen 27 stark ein, so daß die hinteren
Endteile f 1 a der Fasern f 1 vom Faserstrang S abgespreizt
werden. Da sich hierbei die vorderen Endteile f 1 b der Fasern
f 1 im teilweise falsch gedrehten Zustand befinden und vom
Drehrohr 19 aufgenommen worden sind, in dem die Luftströmungen
eine nur geringe Wirkung ausüben, werden die vorderen Faden
endteile f 1 b nicht vom Faserstrang S abgespreizt. Nur die
hinteren Endteile f 1 a, die auf diese Weise abgespreizt worden
sind, werden infolge der Wirkung der Luftströmungen einmal
oder mehrmals um den vorderen Endabschnitt des rotierenden
Drehrohres 19 in der Nähe der Einlaßöffnung 19 a herumge
wunden. Diese hinteren Faserendteile f 1 a werden außerdem zum
Teil um den konusförmigen Abschnitt 19 b des Drehrohres 19
herumgewunden, und erstrecken sich zum Teil unter der Führung
der Fläche der Drehscheibe 26 nach außen.
Da sich der Faserstrang S weiter durch die Vorrichtung 6
hindurchbewegt, d. h. nach links, wie in der Fig. 4 gesehen,
während das Drehrohr 19 in Richtung des in der Fig. 4 dar
gestellten Pfeiles 34 rotiert, werden die hinteren Endteile
f 1 a nachkommender Fasern f 1 nacheinander vom Faserbündel S
abgespreizt und um das Faserbündel S herumgewirbelt.
Folglich werden die hinteren Endteile f 1 a der Fasern f 1
wendelförmig oder schraubenlinienförmig um den Faserstrang S
herumgewunden, wobei aus dem Faserstrang S der gesponnene
Faden Y gebildet wird, der dann den Faserstrangdurchlaß 24
durchläuft.
Da bei der vorstehend beschriebenen Herstellung des
Fadens Y die Endteile f 1 a der Fasern f 1 vom Außenumfang des
Faserstrangs S abgespreizt und folglich die Endteile von
Fasern, die unterhalb der Fasern f 1 tiefer im Faserstrang S
liegen, den Druckluftströmungen ausgesetzt werden, werden
kontinuierlich Fasern in größerer Anzahl vom Faserstrang S
abgespreizt. Diese in gleichmäßige Verteilung entlang des
gesamten Umfangs des Faserstrangs S von diesem abgespreizten
Faserendteile werden um den konusförmigen Abschnitt 19 b des
Drehrohres 19 herumgewunden. Somit werden die abgespreizten
Faserendteile gleichmäßig um den Umfang von den Kern des
Faserstrangs S bildenden Kernfasern f 2 herumgewunden.
Die Umwindungsrichtung der Endteile f 1 a der Fasern f 1 hängt
von der Drehrichtung des Drehrohres 19 ab. Wenn sich das
Drehrohr 19 in Richtung des Pfeiles 34 dreht, werden demge
mäß die Endteile 1 a 1 der Fasern f 1 in der Z-Richtung um den
Faserstrang S herumgewunden. Wenn sich das Drehrohr 19 in der
entgegengesetzten Richtung dreht, werden die Endteile f 1 a
der Fasern f 1 in der S-Richtung um den Faserstrang S herum
gewunden. Die von den Lufteinstrahldüsen 27 bestimmte Wirbel
richtung oder Umkreisungsrichtung der Luftströmungen wird
vorzugsweise gleichgesetzt mit der Drehrichtung des Dreh
rohres 19, so daß die Luftströmungen die Umwindungsrichtung
der um den Faserstrang S herumgewundenen Endteile f 1 a der
Fasern f 1 nicht stören und die vorderen Endteile f 1 b der
Fasern f 1 nicht aufgrund des Herumwirbelns der hinteren End
teile f 1 a der Fasern f 1 abgespreizt werden.
In der Fig. 6 ist das Aussehen eines repräsentativen, mit der
vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung herge
stellten gesponnenen Fadens Y dargestellt. Der gesponnene
Faden Y weist eine Grundstruktur auf, bei der die umwindenden
Fasern f 1 bzw. deren Endteile f 1 a schraubenlinienförmig oder
wendelförmig um Kernfasern f 2 herumgewunden sind und bei der
die Anordnung der Fasern f 1 und f 2, insbesondere der gewunde
nen Endteile f 1 a der Fasern f 1 relativ weniger ungeordnet
sind. Die Verteilung der umwindenden Endteile f 1 a oder Hüll
fasern entlang der Längsrichtung des Fadens Y ist gleich
mäßig und die Winkel der Hüllfasern zur Fadenachse sind
gleich. Demgemäß weist der Faden Y relativ wenige Unregel
mäßigkeiten der Dicke und relativ wenig Flaum oder flaum
artige Schleifen auf.
Bei der Herstellung eines Fadens Y mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung könnte er
wartet werden, daß die meisten der vorderen Endteile f 1 b der
am Umfang des Faserstrangs S liegenden Fasern f 1 aus dem
Faserstrang S abgehoben und um den Außenumfang des Faser
strangs S herumgewunden werden. Untersuchungen von mit der
vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung her
gestellten Fäden Y haben jedoch gezeigt, daß die Anzahl der
auf diese Weise gewundenen Fasern f 1 relativ klein ist. Es
läßt sich hieraus schließen, daß die meisten der gewundenen
Fasern f 1 aufgrund eines Abspreizens der hinteren Endteile
f 1 a dieser Fasern f 1 um die Kernfasern f 2 herumgewunden
worden sind.
Ohne die Erfindung auf einen bestimmten Mechanismus ein
schränken zu wollen, wird vermutet, daß ein Abspreizen von
vorderen Endteilen f 1 b der Fasern f 1 vom Faserstrang S und die
Bildung von umwindenden oder umhüllenden Fasern wie nach
stehend beschrieben stattfinden kann.
Druckluft strömt aus den Lufteinstrahldüsen 27 und wirkt auf
die Fasern des Faserstrangs S ein. Die vorderen Endteile f 1 b,
gesehen in Faserstranglaufrichtung, der an oder in der Nähe
der Oberfläche des Faserstrangs S befindlichen Fasern f 1
lassen sich leicht aus dem Faserstrang S abspreizen. Die
hinteren Endteile f 1 a der Fasern f 1 befinden sich im allge
meinen an oder in der Nähe des mittleren Teils des Faser
strangs S und lassen sich demgemäß nicht leicht abspreizen.
Die vorderen Endteile f 1 b der Fasern f 1 werden vom Faser
strang S abgespreizt oder abgehoben, ehe sie die Einlaß
öffnung 19 a des Drehrohres 19 erreichen können, und um das
vordere Ende des Drehrohres 19 herumgewunden. Die hinteren
Endteile f 1 a der Fasern f 1 werden nicht herausgezogen und
bleiben überwiegend im Faserstrang S. Infolge des Weiter
laufens des Faserstrangs S und der Rotation des Drehrohres
19 werden die vorderen Endteile f 1 b der Fasern f 1 wendel
förmig um den Außenumfang des Faserstrangs S herumgewunden.
Hierbei sind die Anzahl der Windungen der umwindenden Fasern
f 1 und deren Steigungswinkel annähernd die gleichen wie im
Falle des Abspreizens oder Abhebens der hinteren Endteile
f 1 a.
Mit steigender Anzahl der Windungen der um den Umfang des
Faserstrangs S herumgewundenen Fasern verbessert sich die
Festigkeit des gesponnenen Fadens Y. Die Anzahl der Windun
gen hängt von der Wirbelgeschwindigkeit der kreisenden Luft
strömungen innerhalb der Hohlkammer 51 ab.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 6 weist die Hohlkammer 51 einen möglichst kleinen
Durchmesser auf, so daß die aus den Lufteinstrahldüsen 27
eingestrahlte Druckluft eine Wirbelströmung sehr hoher Ge
schwindigkeit und kleinem Wirbeldurchmesser bildet. Wenn die
wirbelnden Strömungen innerhalb der Hohlkammer 51 zur Bildung
turbulenter Strömungen führen, läßt sich eine maximale
Wirbelgeschwindigkeit nicht erreichen. Da jedoch die Druck
luft nach dem Umwirbeln des Inneren der Hohlkammer 51 in die
anschließende konusförmige Hohlkammer 52 eintritt und sich
bei einer geeigneten, der Menge der durch die Lufteinstrahl
düsen 27 eingestrahlen Druckluft entsprechenden Geschwindig
keit ausbreitet und gleichmäßig fließend in den Luftauslaß 54
ausgetragen wird, entsteht eine stabile und gleichmäßig
fließende Strömung der wirbelnden Luft innerhalb der Hohl
kammer 51. Hinzu kommt die Wirkung des Umlaufens der Dreh
scheibe 26 bei hoher Geschwindigkeit, die dazu beiträgt, die
in die Hohlkammer 52 eintretende Luft gleichmäßig strömend
nach außen zu leiten.
Einige alternative Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 6 sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Bei der
Vorrichtung 6 gemäß der Fig. 7 weist der gesamte vor der
Drehscheibe 26 liegende Abschnitt des Drehrohres 19 den
gleichen Außendurchmesser auf. Bei der Vorrichtung 6 gemäß
der Fig. 8 ist der Konuswinkel des vor der Drehscheibe 26
liegenden konusförmigen Abschnitts 19 b des Drehrohres 19
gegenüber dem entsprechenden Konuswinkel der Vorrichtung 6
der Fig. 1 vergrößert, und es weist die Drehscheibe 26 am
Umfang ihrer Vorderseite einen abgeschrägten Randteil 26 a
auf, wobei sich der abgeschrägte Randteil 26 a bis zur Basis
des breiteren Endes des konusförmigen Abschnitts 19 b des
Drehrohres 19 erstreckt.
Es ist zu bemerken, daß bei den Ausführungsformen gemäß den
Fig. 7 und 8 die Hohlkammer 51 zylinderförmig und mit relativ
kleinem Innendurchmesser ausgebildet ist, während die Hohlkammer
52 konusförmig ist.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Herstellung eines gesponnenen Fadens aus
einem verstreckten Faserstrang, bei der der Faserstrang bzw.
der gesponnene Faden geradlinig durch die Vorrichtung gezogen
wird, mit
- - einem Gehäuse mit einer Einlaßöffnung für den Faserstrang und einem dahinterliegenden zylinderförmigen Raum, in dem eine oder mehrere Drucklufteinstrahldüsen zum Erzeugen einer kreisenden, schnell wirbelnden Druckluftströmung tangential, jedoch schräg zur Laufrichtung des Faserstrangs einmünden, die ein Abspreizen von in der Nähe des Außenumfangs des Faserstrangs befindlichen Faserendteilen bewirkt,
- - einem Rohr, das einen Faserstranglaufweg seitlich begrenzt und durch das der Faserstrang hindurchführbar ist, mit einer Einlaßöffnung, zu der der zylinderförmige Raum führt und in deren Nähe die wirbelnde Druckluftströmung erzeugbar ist, und
- - einer Einrichtung, mit der die abgespreizten Faserendteile um den Faserstrang des Außenumfangs herumgewunden werden,
gekennzeichnet dadurch,
- - daß das Rohr ein antreibbares Drehrohr (19) ist, und die Drucklufteinstrahldüsen (27) schräg zur Einlaßöffnung (19 a) des Drehrohres (19) gerichtet sind,
- - daß eine Drehscheibe (26) an einer im Abstand von der Einlaßöffnung (19 a) des Drehrohres (19) liegenden Stelle mit dem Drehrohr (19) fest verbunden ist,
- - daß das Gehäuse (15) den vor der Drehscheibe (26) befindlichen Teil des Drehrohres (19) und die Drehscheibe (26) umgibt,
- - daß eine zylinderförmige erste Hohlkammer (51), deren Durchmesser etwas größer als der des vor der Einlaßöffnung (19 a) des Drehrohres (19) liegenden zylinderförmigen Raumes ist, den Abschnitt des Drehrohres (19) koaxial umgibt und eine Luftwirbelkammer bildet, in der die Druckluft zum Herumwinden von aus dem Faserstrang (S) herausgezogenen Faserendteilen (f 1 a) um den Endabschnitt des Drehrohres (19) herumwirbelt,
- - daß mit der ersten Hohlkammer (51) eine als Luftentspannungskammer ausgebildete zweite Hohlkammer (52) verbunden ist, die einen Abschnitt (19 b) des Drehrohres (19) ebenfalls koaxial umgibt und in Richtung von der ersten Hohlkammer (51) hinweg sich allmählich erweitert, und
- - daß an einer im wesentlichen neben der Drehscheibe (26) liegenden Stelle im Gehäuse (15) ein Luftauslaß (54) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drucklufteinstrahldüsen (27) zum
Erzeugen von Druckluftwirbelströmungen ausgelegt sind, deren
Wirbelrichtung der Drehrichtung des Drehrohres (19) gleich
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die als Luftentspannungskammer
ausgebildete Hohlkammer (52) trichter- oder konusförmig
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abschnitt (19 b) des
Drehrohres (19), der zwischen dem Endabschnitt des Drehrohres
(19) und der Drehscheibe (26) liegt, einen sich in
Richtung zur Drehscheibe (26) hin allmählich vergrößernden
Außendurchmesser aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abschnitt (19 b) des
Drehrohres (19), der zwischen dem Endabschnitt des Drehrohres
(19) und der Drehscheibe (26) liegt, konusförmig
ausgebildet ist.
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