DE3825272A1 - Verfahren zum anspinnen eines polyamidfadens - Google Patents
Verfahren zum anspinnen eines polyamidfadensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anspinnen eines
Polyamidfadens nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Dieses Verfahren wird üblicherweise angewendet.
Beim Spinnen und Aufwickeln von Fäden aus z.B. Polyester
(Polyäthylenterephthalat u.ä.) werden Aufwickelgeschwindig
keiten von 2700 bis 3500 m/min angewandt. Es entsteht ein
vororientierter Faden (POY), der nur noch einer geringen
Restverstreckung bedarf. Das Spinnverfahren wird ohne Galet
ten ausgeübt, so daß der Faden durch die Aufwickeleinrichtung
direkt von der Spinndüse abgezogen wird. Dieses Spinnver
fahren ist insbesondere deshalb industriell gut praktikabel,
weil der Faden gegenüber Geschwindigkeitsschwankungen sehr
unempfindlich ist. Das Spinnverfahren ermöglicht insbesondere
ein Anspinnen, bei dem der Faden mit einer Abzugsgeschwindig
keit von der Düse abgezogen wird, die weit unterhalb der
Aufwickelgeschwindigkeit liegt. Es ist dadurch möglich und
üblich, daß zum Anspinnen Saugpistolen mit einer relativ
geringen Saugleistung angewandt werden. Mit "Anspinnen" wird
hier die Fadenbehandlung vor dem ersten Aufspulvorgang und
während des Spulenwechsels bezeichnet.
Für Polyamidfäden haben sich der Einführung des galettenlosen
Spinnverfahrens mehrere Hindernisse entgegengestellt: Zum
einen ist bei Polyamidfäden eine ausreichend hohe Vororien
tierung nur bei höheren Abzugsgeschwindigkeiten von mehr als
4000 m/min zu erreichen. Zum anderen wird beobachtet, daß
die Anlaufwicklungen, die vor Beginn der Spulreise auf der
Spulhülse außerhalb des eigentlichen Spulbereiches gebildet
werden, im Verlaufe der Spulreise zerstört werden. Unter
"Anlaufwicklung" wird dabei die sog. Fadenreservewicklung
und/oder auch der sog. Abwickelwulst verstanden. Bei der
Fadenreservewicklung werden mehrere schraubenförmige Win
dungen auf der Spulenhülse abgelegt. Bei dem Abwickelwulst
werden mehrere Windungen mehr oder weniger übereinander
gelegt. Wenn sich die Anlaufwicklung auflöst, wird die Spule
in der Weiterverarbeitung weitgehend unbrauchbar, da in der
Weiterverarbeitung kein kontinuierlicher Betrieb durch
Anknüpfen der Fadenreserve an die nächstfolgende Spule mehr
möglich ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anlaufwicklung
herzustellen, die auch im Verlauf der nachfolgenden Spulrei
se, die mehrere Stunden dauern kann, sicher auf der Spulhülse
haftet und auf diese Weise die Herstellung von Spulen aus
vororientierten Polyamidfäden zu ermöglichen.
Die Lösung nach Anspruch 1 hat ein neues Anspinnverfahren zum
Gegenstand. Die Erfindung geht aus von der Annahme, daß die
Zerstörung der Anlaufwicklung im Laufe der Spulreise darauf
beruht, daß sich die Anlaufwicklung im Laufe der Spulreise
von der Spulhülse löst und hierdurch mit anderen Maschinen
teilen in Berührung gerät. Der Erfindung liegt weiterhin die
Annahme zugrunde, daß das Lösen der Anlaufwicklung auf Quel
lung durch Feuchtigkeitsaufnahme aus der umgebenden Luft
beruht. Weiterhin liegt der Lösung die überraschende Erkennt
nis zugrunde, daß der vorherige Flüssigkeitsauftrag auf den
Faden, der im Spinnprozeß üblich und notwendig ist, für die
Quellung und für das Lösen der Anlaufwicklung von der Spul
hülse ohne Einfluß ist, obgleich infolge des hohen Wasseran
teils der aufgetragenen Flüssigkeit hier ein überragender
Einfluß zu erwarten gewesen wäre.
Die Lösung sieht vor, daß beim Anspinnen, d.h. vor dem Anle
gen des Fadens an die leere Spulenhülse, eine Vororientierung
auf den Faden aufgebracht wird, die zu einem bestimmten
Festigkeitsverhalten führt, das mit dem Festigkeitsverhalten
des fertigen POY-Fadens nichts zu tun hat.
Diese Vororientierung kann zum einen durch hohe Abzugsge
schwindigkeit und zum anderen durch eine Teilverstreckung
ausgeübt werden. Diese beiden nach Anspruch 3 und Anspruch 4
vorgeschlagenen Möglichkeiten haben ihre Berechtigung. Das
Aufbringen der Vororientierung durch hohe Abzugsgeschwindig
keit hat den Nachteil, daß ein geeignetes Fadenabzuggerät
benötigt wird. Hierzu stehen zwar auch Saugpistolen zur Ver
fügung. Für diese ist jedoch zur Erzielung hoher Abzugsge
schwindigkeiten eine sehr hohe Antriebsleistung zu instal
lieren.
Durch die europäische Patentanmeldung Nr. 8 71 05 166.0
(EP-1556) wird ein geeignetes Fadenabzuggerät vorgeschlagen,
durch das beim Anspinnen des direkt von der Düse kommenden
Fadens die angegebenen hohen Vororientierungen erzielt werden
können.
Die Teilverstreckung zur Erzielung der Vororientierung hat
den Vorteil, daß die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens relativ
niedrig sein kann, so daß übliche Saugpistolen mit üblichen
Leistungen verwandt werden können. Die Teilverstreckung kann
insbesondere durch Bremsung des von der Spinndüse kommenden
Fadens während des Anspinnens in einem Bereich vor der
Aufwicklung erfolgen.
Das beim Anspinnen zu erzielende Festigkeitsverhalten des
Fadens wird charakterisiert durch den Elastizitätsmodul.
Unter dem Elastizitätsmodul wird hier das Verhältnis der
Fadenzugkraft zu der relativen Dehnung, bestimmt durch das
Verhältnis l 1-l 0/l 0, verstanden.
Im allgemeinen haben Chemiefasern zwar keinen konstanten
Elastizitätsmodul. Da es im vorliegenden Falle jedoch um
Fadenbelastungen geht, die lediglich zu elastischen Dehnungen
führen dürfen, kann näherungsweise von einem konstanten
Elastizitatsmodul ausgegangen werden. Dieser Elastizitäts
modul kann z.B. bestimmt werden durch das Verhältnis der Zug
kraft beim Aufwickeln zu der dabei herrschenden relativen
Dehnung des Fadens.
Die Aufwickelzugkraft ist die Fadenbelastung, die entsteht,
wenn der Faden mit der für das Spinnen vorgegebenen Aufwic
kelgeschwindigkeit abgezogen wird. Diese Aufwickelzugkraft
ist neben sonstigen Parametern von der Aufwickelgeschwindig
keit abhängig. Bei sonst gleichen Parametern ist jeder
Aufwickelgeschwindigkeit eine bestimmte Aufwickelzugkraft
zugeordnet. Die Aufwickelgeschwindigkeit wird für das Spinn
verfahren optimiert und so vorgegeben, daß eine für die
Weiterverarbeitung optimale Vororientierung erzielt wird.
Diese Vororientierung ist - wie gesagt - nicht Gegenstand
dieser Anmeldung. Im Rahmen dieser Anmeldung geht es ledig
lich um die Vororientierung beim Anspinnen. Da beim Anlegen
des Fadens jedoch sofort mit der Aufwickelgeschwindigkeit
abgezogen wird, wird der Faden auch bei der Anlaufwicklung
der Aufwickelzugkraft unterworfen.
Die Vororientierung des Fadens beim Anspinnen wird nun so
hergestellt, daß für das in der Anlaufwicklung auf die Hülse
aufgewickelte Fadenstück der Elastizitätsmodul größer ist als
das Verhältnis der durch Fliehkraft induzierten Fadenzugkraft
zu der nach Quellung verbleibenden Restaufwickeldehnung.
Die Restaufwickeldehnung ergibt sich aus der Differenz von
Aufwickeldehnung und Quellung. Die Aufwickeldehnung ergibt
sich dadurch, daß der Faden durch das Aufwickeln der Anlauf
wicklung der Aufwickelzugkraft (s.o.) unterworfen wird. Mit
dieser Aufwickelzugkraft und dieser Aufwickeldehnung wird der
Faden in der Anlaufwicklung auf der Hülse abgelegt.
Die Quellung der Polyamid-6- und Polyamid-6.6-Fäden ist von
der Luftfeuchtigkeit der Umgebung abhängig. Die Quellneigung
kann ebenfalls durch die Vororientierung beeinflußt werden.
Sie nimmt mit höherer Vororientierung ab.
Die erfindungsgemäßen Anspinnbedingungen sind daher auch dann
erfüllt, wenn die Vororientierung - wie weiterhin vorge
schlagen - so gewählt wird, daß bei der gegebenen Luftfeuch
tigkeit keine Quellneigung mehr besteht. Bei dem Anspinnen
nach der Erfindung können unbeschädigte POY-Spulen aus Poly
amidfäden hergestellt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Verfahren, bei dem die Vororientierung des
anzulegenden Fadens durch Verstreckung hervorgerufen
wird;
Fig. 2 ein Verfahren, bei dem die Vororientierung durch die
Höhe der Abzugsgeschwindigkeit hervorgerufen wird;
Fig. 3 Teil einer Hülse und Spule mit Anlaufwicklung,
bestehend aus Abbindewulst und Fadenreserve;
Fig. 4 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Festigkeit
von der Abzugsgeschwindigkeit zeigt;
Fig. 5 ein Diagramm, das das Zugkraft-/Dehnungsverhalten in
Abhängigkeit von der Vororientierung zeigt.
Fig. 3 zeigt, daß die Spule 30 auf eine Hülse 31 gewickelt
wird. Vor dem Bilden der Spule 30 wird eine Anlaufwicklung 32
am Hülsenende außerhalb des Spulbereiches gelegt. Die Anlauf
wicklung 32 besteht zum einen aus der Fadenreserve 33. Die
Fadenreserve 33 umfaßt einige schraubenförmige Windungen, die
seitlich getrennt nebeneinander auf der Hülse liegen und die
zum Anknüpfen des Fadenendes einer weiteren Spule dienen.
Hierdurch wird erreicht, daß mehrere Spulen hintereinander
abgezogen werden können, ohne daß es zu einer Betriebsunter
brechung kommt, wenn die eine Spule leergelaufen ist. Zum
anderen besteht die Anlaufwicklung aus dem Abbindewulst 34.
Dabei handelt es sich um mehrere, im wesentlichen übereinan
dergelegte Fadenwindungen, die dem Zweck dienen zu verhin
dern, daß das Fadenende der Fadenreserve beim Aufwickeln
herumgeschleudert und zerstört wird.
Beim Spinnen von Polyamidfäden, die mittels der Aufwickelein
richtung aus der Spinndüse abgezogen werden, wurde nun beob
achtet, daß die Anlaufwicklung nicht stabil ist, sondern im
Verlaufe der Spulreise zerstört wird.
Fig. 1 zeigt den Polyamidfaden 20, der aus mehreren Einzel
kapillaren besteht. Die Einzelkapillaren werden aus der
Spinndüse 36 gesponnen, durch Fadenführer 37 zusammengefaßt
und sodann unmittelbar durch die Aufwickeleinrichtung 38
abgezogen. Die Aufwickeleinrichtung besteht aus der Spulspin
del 39, die frei drehbar gelagert und auf der eine Hülse
aufsteckbar ist. Weiterhin sind in einem Schlitten 40 eine
Changiereinrichtung 41 und eine Treibwalze 42 gelagert.
Der Schlitten kann eine Relativbewegung zu der ortsfest gela
gerten Spindel ausführen, damit die Treibwalze 42 vor dem
wachsenden Spulendurchmesser der auf der Hülse 31 zu bilden
den Spule ausweichen kann. Der Faden wird durch Präparations
düse 46 mit einem Flüssigkeitsauftrag versehen. Die Flüssig
keit erhält einen sehr hohen Anteil an Wasser. Zum Faden
anlegen ist ferner eine Bremseinrichtung 43 vorgesehen. Die
Bremseinrichtung 43 besteht im dargestellten Falle aus zwei
ortsfesten Bremsstiften 44, zwischen die ein beweglicher
Bremsstift 45 gefahren werden kann. Die Bremsstifte 44 befin
den sich während des Spinnens und Aufspulens nicht in dem
Fadenlauf, so daß sie keine Bremskraft ausüben. Zum Anspinnen
wird der Bremsstift 45 in die Fadenlaufebene gefahren und
dadurch der Faden zwischen den ortsfesten Bremsstiften 44 und
dem beweglichen Bremsstift 45 umgelenkt und abgebremst.
Der Faden wird durch ein Fadenabzuggerät 1, hier in Gestalt
einer Saugpistole, abgezogen. Es werde z.B. der Faden beim
Spinnen mit einer Geschwindigkeit von 4500 m/min von der
Spinndüse 36 abgezogen und auf der Spulspindel 39 mit Hülse
31 aufgespult. Die Saugpistole zieht den Faden jedoch ledig
lich mit einer Geschwindigkeit von 3000 m/min ab. Das ist
für die Sicherheit der Fadenhandhabung beim Anspinnen
unschädlich. Es wurde daher bisher für das Anspinnen nicht
für erforderlich gehalten, eine höhere Saugleistung für die
Saugpistole zu installieren. Die Erfindung deckt den ursäch
lichen Zusammenhang auf zwischen dieser verhältnismäßig
geringen Fadenabzugsgeschwindigkeit von z.B. nur 3000 m/min
beim Anspinnen und der Zerstörung der Anlaufwicklung im Laufe
der Spulreise. Selbst eine Erhöhung der Abzugsgeschwindigkeit
der Fadensaugpistole auf die gewünschte Aufwickelgeschwindig
keit bringt nicht unbedingt sichere Abhilfe. Vielmehr muß
erfindungsgemäß die Vororientierung unabhängig von derjenigen
Vororientierung, die im Verlaufe der Spulreise durch die
Aufwickelgeschwindigkeit entsteht, eingestellt werden. Hierzu
findet bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Verstrec
kung des Fadens statt, indem zeitweilig durch Bremselemente
44 und 45 eine Bremsung auf den Faden ausgeübt wird. Abhängig
von der Höhe der Bremsung kann eine Fadenzugkraft eingestellt
werden, die zu einer Verstreckung im Verhältnis 1:2 bis 1:3
führt. Eine Verstreckung von 1:3 bedeutet zum Beispiel, daß
der mit 3000 m/min durch die Saugpistole abgezogene Faden
bei Einlauf in die Bremseinrichtung 43 eine Geschwindigkeit
von nur 1000 m/min hat.
Es ist erforderlich, diese Verstreckung vor dem Fadenanlegen
mehrere Sekunden lang aufrechtzuerhalten. Jedenfalls muß die
Zeitdauer, in der die Verstreckung aufrechterhalten wird, ein
Vielfaches der Fadenlaufzeit zwischen Düse 36 und Saugpistole
1 betragen.
Auf die erforderliche Höhe der durch die Verstreckung erziel
ten Vororientierung wird später eingegangen.
Der verstreckte Faden wird nunmehr in den Bereich der umlau
fenden Hülse 31 gebracht, von der Hülse 31 gefangen und es
wird nunmehr zunächst der Abbindewulst 34 und sodann die
Fadenreservewicklung 33 gebildet, bevor der Faden von der
Changiereinrichtung 41 übernommen und zu einer Spule aufge
wickelt wird. In demselben Augenblick, wo der Faden von der
Hülse 31 gefangen wird, wird die Bremsung durch Bremseinrich
tung 43 aufgehoben. Das heißt: Der Bremsstift 45 wird ausge
fahren. Der Faden wird nunmehr mit im wesentlichen der
Aufwickelgeschwindigkeit, d.h. der Umfangsgeschwindigkeit der
Hülse 31 abgezogen. Nun ist bekannt, daß für einen bestimmten
Faden eine bestimmte Abzugsgeschwindigkeit von der Spinndüse
bei sonst gleich bleibenden Parametern eine bestimmte Faden
zugkraft zur Folge hat. Erfolgt der Fadenabzug durch die
Aufwickeleinrichtung, so wird mit dieser Zugkraft der Faden
auf der Hülse und nachfolgend auch auf der Spule aufgewickelt
(Aufwickelzugkraft). Abhängig von den Festigkeitseigen
schaften des Fadens bewirkt diese Fadenzugkraft gleichzeitig
auch eine elastische Dehnung. Da die Anlaufwicklung aus dem
Fadenstück gebildet wird, das zuvor der Verstreckung unter
worfen wurde, ergibt sich die elastische Dehnung als Funktion
der durch die Verstreckung hervorgerufene Vororientierung.
Das Verhältnis dieser Aufwickelzugkraft zu der durch sie
hervorgerufenen Aufwickeldehnung kann als Elastizitätsmodul
im Sinne dieser Anmeldung vorgegeben werden, obgleich dieser
Elastizitätsmodul - wie die Kurve I nach Fig. 5 zeigt - das
Dehnungs-Festigkeitsverhalten nicht für alle Belastungen
genau beschreibt.
In dem Diagramm nach Fig. 5 ist das Kraft/Dehnungs-Diagramm
für den durch die Verstreckung erhaltenen Faden mit I
bezeichnet. Für die Fadenzugkraft, die sich durch die Aufwic
kelgeschwindigkeit ergibt (pw) ergibt sich eine Dehnung
(ew). Mit dieser Dehnung wird der Faden in der Anlaufwicklung
auf der Hülse aufgewickelt. Es sei zum besseren Verständnis
nochmals bemerkt, daß der Faden später, d.h. beim Spinnen und
Aufwickeln auf die Spule eine andere Vororientierung und
daher ein anderes Kraft-/Dehnungsverhalten hat. Die Steigung
der Kraft-/Dehnungskurve des auf die Spule auflaufenden
Fadens kann steiler oder flacher als die Kurve I sein, was
für diese Erfindung ohne Belang ist. In Fig. 5 ist das
Beispiel einer solchen Kurve mit III bezeichnet.
Die Anlaufwicklung bleibt nun während der gesamten Spulreise
der Atmosphäre des Spulraums ausgesetzt. Im Spulraum wird
eine bestimmte Luftfeuchtigkeit eingestellt. Für diese Ein
stellung sind z.B. arbeitsphysiologische und textiltechnische
Gründe ausschlaggebend.
Nun sind Polyamidfäden hygroskopisch. Die Wasseraufnahme
führt zur Quellung, d.h zu einer Längung. Die Quellung wird
ausgedrückt als das Verhältnis q =l 1-l 0/l 0. Auch diese
Quellung ist abhängig von der Orientierung. Hervorstechend
ist, daß bei einer bestimmten Orientierung keine Quellung
mehr eintritt. Jedenfalls ist einer bestimmten Luftfeuchtig
keit auch eine bestimmte Quellung zugeordnet. Die Anlaufwick
lung 32 ist daher während der Spulreise dieser Quellung
unterworfen. Die Wickeldehnung ew vermindert sich daher um
die Quellung q, so daß eine gewisse Restaufwickeldehnung e w R
in der Anlaufwicklung 32 bestehen bleibt.
Andererseits ist jedoch die Anlaufwicklung auch noch der
Fliehkraft unterworfen, die ebenfalls eine Fadenzugkraft p F
hervorruft.
Erfindungsgemäß ist nun die beim Anspinnen vor dem Anlegen
durch Abzugsgeschwindigkeit oder Verstreckung hervorzurufende
Vororientierung so groß, daß der oben definierte Elastizi
tätsmodul größer ist als das Verhältnis der durch Fliehkraft
hervorgerufenen Fadenzugkraft p F zu der Restaufwickel
dehnung e w R .
E < p F/ew R
ew R = ew - q
p F = Rho × Omega² × R × F
= dtex/10 000 m × Omega² × R
mit R = Hülsendurchmesser F = Fadenquerschnittsfläche. Wenn diese Bedingung eingehalten ist, ist gewährleistet, daß die Anlaufwicklung auch während der Stunden dauernden Spul reise sicher auf der Hülse liegenbleibt und nicht beschädigt wird. Bei dem Verfahren nach Fig. 1 wird - wie gesagt - die für diese Bedingung einzuhaltende Vororientierung durch Verstrec kung des Fadens vor dem Anlegen an die Hülse eingestellt. Bei dem Verfahren nach Fig. 2 wird diese Bedingung durch Vororientierung erzielt, die durch eine entsprechend hohe Abzugsgeschwindigkeit des Fadens erzielt wird. Bei dem Verfahren nach Fig. 2 wird der Faden 20, der aus mehreren Einzelfilamenten besteht, beim Anspinnen und Anlegen an die Aufspuleinrichtung 38 durch ein Fadenabzuggerät 1 von der Spinndüse 30 abgezogen. Das Fadenabzuggerät 1 ist in der Lage, mit einer verhältnismäßig geringen Saugleistung eine hohe Fadenabzugsgeschwindigkeit zu erzielen. Eine konische Walze 10 des Fadenabzugsgeräts 1 ist mit der Welle 2 und dem Turbinenrad 3 fest verbunden. Die Welle 2 ist zwischen der konischen Walze 4 und dem Turbinenrad 3 durch Lager 4 im Gehäuse 5 drehbar gelagert. Das Gehäuse 5 ist durch Deckel 6 abgeschlossen. In das Gehäuse 5 ist eine konische Bohrung 9 eingebracht. Die konische Bohrung umgibt die konische Walze 10 mit einem engen Spalt 11. In den Innen mantel der konischen Bohrung ist eine Nut 12 eingeschnitten, die schraubenförmig angelegt ist. Das Einlaufende 13 der Nut 12 fluchtet mit dem Fadeneinlaßkanal 14. Das Auslaufende 15 der Nut 12 fluchtet mit dem Fadenabsaugkanal 16. Der Fadeneinlaufkanal 14 kann mit Injektordüsen 17 besetzt sein, die über Luftanschluß 18 und Ringkanal 19 gespeist werden. Der Injektor 17, 18, 19 erzeugt im Eingang des Faden einlaßkanals 14 einen Unterdruck, so daß ein angeliefertes Fadenende 20 hier eingesaugt wird. Insbesondere ist aber eine Saugvorrichtung 24 hinter der Walze 10 angeordnet. Hierzu ist der Fadenabsaugkanal 16 mit den Injektordüsen 21 besetzt, die ebenfalls in Fadenlaufrich tung weisen und die durch Lufteinlaßrohr 22 und Ringkanal 23 gespeist werden. Der Injektor 21, 22, 23 erzeugt bzw. unter stützt die Saugluftströmung in dem Kanalzug, der aus Faden einlaßkanal 14, Nut 12 und Fadenabsaugkanal 16 besteht. An dem Wellenende 2, das von der konischen Walze 10 abgewandt ist, ist das Turbinenrad 3 mit Turbinenschaufeln 26 fest angebracht. Das Turbinengehäuse 8 bildet mit dem und um das Turbinenrad 3 einen Ringkanal. In diesen Ringkanal mündet der Druckluftkanal 27. Der Druckluftkanal 27 ist im wesentlichen tangential in den Ringkanal gerichtet. Seine Ausrichtung und die Formung seiner Mündung ist beim Bau von Druckluftturbinen allgemein bekannt und wird hier nicht näher beschrieben. In dem Ringkanal kann sich der erforderliche Luftdruck auf bauen. DasTurbinenrad kann mit Drehzahlen bis zu 10000 U/s angetrieben werden. Die Schaufeln 26 des Turbinenrades 3 lassen im Zentrum des Turbinenrades den Abströmkanal 28 frei. Der Abströmkanal ist zur Lagerseite durch die eine Stirnscheibe 25 verschlossen. Der Abströmkanal 28 mündet zum freien Ende der Welle 2. Durch die Nut entsteht im Querschnittsbereich der Nut ein Strömungsfeld hoher Energie, dessen Strömungsrichtung durch die Nutgeometrie gut definiert ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Faden vom Fadeneinlaßkanal 14 und dem Einlaßende 13 der Nut zum Auslaßende 15 der Nut und damit in den Fadenab saugkanal 16 gefördert wird. Zur Funktion: Zur Inbetriebnahme des Fadenabzuggerätes wird der Druckluft kanal 27 mit Druckluft beaufschlagt und hierdurch das Turbi nenrad 3 mit Welle 2 und Aufwickelkörper 10 in Umdrehung versetzt, bis eine gewünschte Umfangsgeschwindigkeit erreicht ist. Nunmehr werden über Luftanschlußleitungen 18 und insbe sondere 22 die Injektordüsen 17 bzw. 21 mit Druckluft beschickt. Dadurch entsteht am Eingang des Fadeneinlaßkanals 14 eine Saugströmung, die sich als Wirbelströmung um die Walze 10 und als Luftströmung im Auslaßkanal 16 fortsetzt. Die Luftgeschwindigkeit ist höher als die Fadengeschwindig keit. Zum Einfangen des von z.B. einer Spinndüse angeliefer ten Fadens ist allerdings nur erforderlich, daß die Luft mindestens mit der Fadengeschwindigkeit strömt. Es ist nicht erforderlich, daß auch große Impulskräfte auf den Faden ausgeübt werden. Vielmehr wird der Faden in Bruchteilen einer Sekunde in einem Luftwirbel um die Konuswalze 10 geschlun gen. Dabei kann es nicht ausbleiben, daß der Faden in Kontakt mit der Konuswalze gerät. Nunmehr wird der Faden durch reib schlüssigen Kontakt mit der Konuswalze 10 abgezogen. Dabei ist zu beachten, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Konus walze 10 im Bereich der Fadeneinlaufebene mindestens gleich der durch Lieferwerk 30 vorgegebenen Fadengeschwindigkeit ist. Vorzugsweise ist die Umfangsgeschwindigkeit der Konus walze 10 auch im Bereich des Fadenauslaufs (Nutende 15) größer als die Fadengeschwindigkeit. Daher wird durch den Konus eine erhebliche Reibkraft auf den Faden ausgeübt. Diese Reibkraft reicht aus, um den Faden mit hoher Fadenzugkraft von der Spinndüse 30 abzuziehen. Zur Wirbelbildung und zum Fadentransport mit axialem Vorschub vom Fadeneinlaß zum Fadenauslaß trägt insbesondere die Rota tion der Walze 10 bei. Dabei kann der Fadeneinlaß auf dersel ben Normalebene wie der Fadenauslaß liegen. Hierbei ist die Gefahr der Wicklerbildung allerdings etwas größer. Ein axialer Vorschub wird insbesondere dadurch erzielt, daß - wie dies auch in Fig. 5 gezeigt ist - Fadeneinlaßkanal und Faden ansaugkanal axial gegeneinander versetzt sind und daß die Saugvorrichtung hinter der Walze, also im Fadenabsaugkanal liegt, so daß sich eine definierte Saugströmung vom Fadenein laß bis in den Fadenauslaß ergibt. Hierdurch wird die Wicklergefahr vermindert. Nach dem Einfangen kann die Luftströmung in dem Kanalzug aus Fadeneinlaßkanal 14, Nut 12 und Fadenabsaugkanal 16 wesent lich herabgesetzt werden, da die Fadenförderung nunmehr im wesentlichen durch reibschlüssigen Kontakt mit der Konuswalze 10 erfolgt. Die Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit der Konuswalze 10 wird nun so eingestellt, daß der Faden mit einer so hohen Vororientierung abgezogen wird, daß die oben angegebene Bedingung E<p F /ew R erreicht wird. Diese Vororientie rung muß lediglich für eine geringe Zeit, die ein Vielfaches der Laufzeit des Fadens von der Düse zu dem Fadenabsauggerät 1 ist, eingehalten werden.
ew R = ew - q
p F = Rho × Omega² × R × F
= dtex/10 000 m × Omega² × R
mit R = Hülsendurchmesser F = Fadenquerschnittsfläche. Wenn diese Bedingung eingehalten ist, ist gewährleistet, daß die Anlaufwicklung auch während der Stunden dauernden Spul reise sicher auf der Hülse liegenbleibt und nicht beschädigt wird. Bei dem Verfahren nach Fig. 1 wird - wie gesagt - die für diese Bedingung einzuhaltende Vororientierung durch Verstrec kung des Fadens vor dem Anlegen an die Hülse eingestellt. Bei dem Verfahren nach Fig. 2 wird diese Bedingung durch Vororientierung erzielt, die durch eine entsprechend hohe Abzugsgeschwindigkeit des Fadens erzielt wird. Bei dem Verfahren nach Fig. 2 wird der Faden 20, der aus mehreren Einzelfilamenten besteht, beim Anspinnen und Anlegen an die Aufspuleinrichtung 38 durch ein Fadenabzuggerät 1 von der Spinndüse 30 abgezogen. Das Fadenabzuggerät 1 ist in der Lage, mit einer verhältnismäßig geringen Saugleistung eine hohe Fadenabzugsgeschwindigkeit zu erzielen. Eine konische Walze 10 des Fadenabzugsgeräts 1 ist mit der Welle 2 und dem Turbinenrad 3 fest verbunden. Die Welle 2 ist zwischen der konischen Walze 4 und dem Turbinenrad 3 durch Lager 4 im Gehäuse 5 drehbar gelagert. Das Gehäuse 5 ist durch Deckel 6 abgeschlossen. In das Gehäuse 5 ist eine konische Bohrung 9 eingebracht. Die konische Bohrung umgibt die konische Walze 10 mit einem engen Spalt 11. In den Innen mantel der konischen Bohrung ist eine Nut 12 eingeschnitten, die schraubenförmig angelegt ist. Das Einlaufende 13 der Nut 12 fluchtet mit dem Fadeneinlaßkanal 14. Das Auslaufende 15 der Nut 12 fluchtet mit dem Fadenabsaugkanal 16. Der Fadeneinlaufkanal 14 kann mit Injektordüsen 17 besetzt sein, die über Luftanschluß 18 und Ringkanal 19 gespeist werden. Der Injektor 17, 18, 19 erzeugt im Eingang des Faden einlaßkanals 14 einen Unterdruck, so daß ein angeliefertes Fadenende 20 hier eingesaugt wird. Insbesondere ist aber eine Saugvorrichtung 24 hinter der Walze 10 angeordnet. Hierzu ist der Fadenabsaugkanal 16 mit den Injektordüsen 21 besetzt, die ebenfalls in Fadenlaufrich tung weisen und die durch Lufteinlaßrohr 22 und Ringkanal 23 gespeist werden. Der Injektor 21, 22, 23 erzeugt bzw. unter stützt die Saugluftströmung in dem Kanalzug, der aus Faden einlaßkanal 14, Nut 12 und Fadenabsaugkanal 16 besteht. An dem Wellenende 2, das von der konischen Walze 10 abgewandt ist, ist das Turbinenrad 3 mit Turbinenschaufeln 26 fest angebracht. Das Turbinengehäuse 8 bildet mit dem und um das Turbinenrad 3 einen Ringkanal. In diesen Ringkanal mündet der Druckluftkanal 27. Der Druckluftkanal 27 ist im wesentlichen tangential in den Ringkanal gerichtet. Seine Ausrichtung und die Formung seiner Mündung ist beim Bau von Druckluftturbinen allgemein bekannt und wird hier nicht näher beschrieben. In dem Ringkanal kann sich der erforderliche Luftdruck auf bauen. DasTurbinenrad kann mit Drehzahlen bis zu 10000 U/s angetrieben werden. Die Schaufeln 26 des Turbinenrades 3 lassen im Zentrum des Turbinenrades den Abströmkanal 28 frei. Der Abströmkanal ist zur Lagerseite durch die eine Stirnscheibe 25 verschlossen. Der Abströmkanal 28 mündet zum freien Ende der Welle 2. Durch die Nut entsteht im Querschnittsbereich der Nut ein Strömungsfeld hoher Energie, dessen Strömungsrichtung durch die Nutgeometrie gut definiert ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Faden vom Fadeneinlaßkanal 14 und dem Einlaßende 13 der Nut zum Auslaßende 15 der Nut und damit in den Fadenab saugkanal 16 gefördert wird. Zur Funktion: Zur Inbetriebnahme des Fadenabzuggerätes wird der Druckluft kanal 27 mit Druckluft beaufschlagt und hierdurch das Turbi nenrad 3 mit Welle 2 und Aufwickelkörper 10 in Umdrehung versetzt, bis eine gewünschte Umfangsgeschwindigkeit erreicht ist. Nunmehr werden über Luftanschlußleitungen 18 und insbe sondere 22 die Injektordüsen 17 bzw. 21 mit Druckluft beschickt. Dadurch entsteht am Eingang des Fadeneinlaßkanals 14 eine Saugströmung, die sich als Wirbelströmung um die Walze 10 und als Luftströmung im Auslaßkanal 16 fortsetzt. Die Luftgeschwindigkeit ist höher als die Fadengeschwindig keit. Zum Einfangen des von z.B. einer Spinndüse angeliefer ten Fadens ist allerdings nur erforderlich, daß die Luft mindestens mit der Fadengeschwindigkeit strömt. Es ist nicht erforderlich, daß auch große Impulskräfte auf den Faden ausgeübt werden. Vielmehr wird der Faden in Bruchteilen einer Sekunde in einem Luftwirbel um die Konuswalze 10 geschlun gen. Dabei kann es nicht ausbleiben, daß der Faden in Kontakt mit der Konuswalze gerät. Nunmehr wird der Faden durch reib schlüssigen Kontakt mit der Konuswalze 10 abgezogen. Dabei ist zu beachten, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Konus walze 10 im Bereich der Fadeneinlaufebene mindestens gleich der durch Lieferwerk 30 vorgegebenen Fadengeschwindigkeit ist. Vorzugsweise ist die Umfangsgeschwindigkeit der Konus walze 10 auch im Bereich des Fadenauslaufs (Nutende 15) größer als die Fadengeschwindigkeit. Daher wird durch den Konus eine erhebliche Reibkraft auf den Faden ausgeübt. Diese Reibkraft reicht aus, um den Faden mit hoher Fadenzugkraft von der Spinndüse 30 abzuziehen. Zur Wirbelbildung und zum Fadentransport mit axialem Vorschub vom Fadeneinlaß zum Fadenauslaß trägt insbesondere die Rota tion der Walze 10 bei. Dabei kann der Fadeneinlaß auf dersel ben Normalebene wie der Fadenauslaß liegen. Hierbei ist die Gefahr der Wicklerbildung allerdings etwas größer. Ein axialer Vorschub wird insbesondere dadurch erzielt, daß - wie dies auch in Fig. 5 gezeigt ist - Fadeneinlaßkanal und Faden ansaugkanal axial gegeneinander versetzt sind und daß die Saugvorrichtung hinter der Walze, also im Fadenabsaugkanal liegt, so daß sich eine definierte Saugströmung vom Fadenein laß bis in den Fadenauslaß ergibt. Hierdurch wird die Wicklergefahr vermindert. Nach dem Einfangen kann die Luftströmung in dem Kanalzug aus Fadeneinlaßkanal 14, Nut 12 und Fadenabsaugkanal 16 wesent lich herabgesetzt werden, da die Fadenförderung nunmehr im wesentlichen durch reibschlüssigen Kontakt mit der Konuswalze 10 erfolgt. Die Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit der Konuswalze 10 wird nun so eingestellt, daß der Faden mit einer so hohen Vororientierung abgezogen wird, daß die oben angegebene Bedingung E<p F /ew R erreicht wird. Diese Vororientie rung muß lediglich für eine geringe Zeit, die ein Vielfaches der Laufzeit des Fadens von der Düse zu dem Fadenabsauggerät 1 ist, eingehalten werden.
Nunmehr kann der Faden an die Aufspuleinrichtung, die in
Fig. 2 schematisch dargestellt ist und die wiederum aus den
selben Teilen, die zu Fig. 1 beschrieben wurden, besteht,
angelegt werden. Es entsteht auch jetzt eine Anlaufwicklung,
die im Verlauf der Spulreise stabil und unbeschädigt bleibt.
Wie bereits erwähnt, kann die Quellneigung durch hohe Vor
orientierung nach Fig. 1 oder Fig. 2 herabgesetzt werden, bis
für eine bestimmte relative Luftfeuchtigkeit jeweils die
Sättigung erreicht ist und keine weitere Quellung mehr
erfolgt. Auch wenn das Anspinnen nach den Fig. 1 oder 2 mit
einer solch hohen Vororientierung erfolgt, wird eine stabile
Anlaufwicklung nach dieser Erfindung erzielt.
Claims (5)
1. Verfahren zum Anspinnen eines Polyamidfadens,
der unmittelbar von der Spinndüse kommend mit vorgege
bener Abzugsgeschwindigkeit auf der Spulhülse einer
Aufwickeleinrichtung aufgespult werden soll
durch Abziehen des von der Spinndüse kommenden Fadens
mittels einer Abzugeinrichtung, die den Faden zum Abfall
führt, und durch Anlegen des Fadens an die rotierende
Spulhülse und durch Bilden einer Anlaufwicklung auf der
Spulhülse,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vororientierung, die der Faden vor dem Anlegen an die Spulhülse erhält, derart auf die Aufwickelgeschwindigkeit der Aufwickeleinrichtung und auf die relative Luftfeuch tigkeit der Umgebung abgestimmt wird,
daß der durch Vororientierung hervorgerufene Elastizi tätsmodul größer ist als das Verhältnis der Aufwickelzug kraft zu der nach Quellung verbleibenden Aufwickel dehnung.
daß die Vororientierung, die der Faden vor dem Anlegen an die Spulhülse erhält, derart auf die Aufwickelgeschwindigkeit der Aufwickeleinrichtung und auf die relative Luftfeuch tigkeit der Umgebung abgestimmt wird,
daß der durch Vororientierung hervorgerufene Elastizi tätsmodul größer ist als das Verhältnis der Aufwickelzug kraft zu der nach Quellung verbleibenden Aufwickel dehnung.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vororientierung so hoch gewählt wird, daß bei der
gegebenen Luftfeuchtigkeit die Sättigungsgrenze der
Wasseraufnahme liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vororientierung vor dem Fadenanlegen an die Hülse für
ein Vielfaches der Laufzeit des Fadens zwischen Spinndüse
und Abzugeinrichtung aufrechterhalten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vororientierung durch die Höhe der Abzugsgeschwindig
keit erhalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vororientierung dadurch erhalten wird, daß vor dem
Fadenanlegen eine Verstreckung erfolgt, indem der Faden
von der Spinndüse mit gestaffelter Geschwindigkeit abge
zogen wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883825272 DE3825272C2 (de) | 1987-08-03 | 1988-07-26 | Verfahren zum Anspinnen eines Polyamidfadens |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3725633 | 1987-08-03 | ||
DE19883825272 DE3825272C2 (de) | 1987-08-03 | 1988-07-26 | Verfahren zum Anspinnen eines Polyamidfadens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3825272A1 true DE3825272A1 (de) | 1989-02-16 |
DE3825272C2 DE3825272C2 (de) | 1994-02-24 |
Family
ID=25858218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883825272 Expired - Fee Related DE3825272C2 (de) | 1987-08-03 | 1988-07-26 | Verfahren zum Anspinnen eines Polyamidfadens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3825272C2 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0241850A2 (de) * | 1986-04-17 | 1987-10-21 | B a r m a g AG | Fadenabzuggerät |
-
1988
- 1988-07-26 DE DE19883825272 patent/DE3825272C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0241850A2 (de) * | 1986-04-17 | 1987-10-21 | B a r m a g AG | Fadenabzuggerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3825272C2 (de) | 1994-02-24 |
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