DE3920813A1 - Verfahren zum verspinnen von aufgeloesten fasern von linearer textiler struktur auf der grundlage von diskontinuierlichen fasern, und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Herstellung von textilen Gegenständen, insbesondere des Verspinnens, und hat ein Verfahren zum Verspinnen von aufgelösten Fasern von linearer textiler Struktur auf der Grundlage von diskontinuierlichen Fasern zum Gegenstand. Die Erfindung betrifft in gleicher Weise eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Herstellung von Textilien beruht auf der Verwen­ dung von Fasern, einschließlich von Endlosfasern, um die charakteristischen Eigenschaften der Luftdurch­ lässigkeit, Geschmeidigkeit, Leichtigkeit und Festig­ keit zu erhalten, die im Hinblick auf die Verwendung als Kleidung erfordert sind.

Gegenwärtig beruht das Verspinnen von Fasern auf zwei wesentlichen Operationen, nämlich der Bildung eines Faserbändchens aus einem Band oder einer Lunte und der Bildung eines Fadens, indem dem besagten Bändchen ein Zusammenhalt verliehen wird.

Ein Band wird verfeinert, sei es mit Hilfe einer Zylinder-Streckmaschine, sei es mit Hilfe eines Defibrators, häufig Vorreißer genannt.

Der Zusammenhalt des Bändchens wird erreicht durch Verdrillung, die aus dem Verdrehen des einen oder des anderen Endes des Bändchens besteht, durch Bespinnung, d.h. durch die Bildung von Umspinnungen zur Festigung der Fasern des Bändchens oder durch Kleben, indem ein klebriger Stoff zum Zusammenkleben der Fasern verwendet wird.

Die Herstellung von Garn aus Fasern durch Verspinnen von aufgelösten Fasern vollzieht sich grundsätzlich durch die Anwendung eines Verfahrens mit einem Rotor, welches einen sehr viel größeren Ausstoß gestattet als das klassische Spinnverfahren, genannt "mittels Ringläufer".

Jedoch weist das Verspinnen mittels eines Rotors einen wesentlichen Nachteil auf, nämlich die Bildung von Verwirrungen bzw. Knäueln, welche diesem Verfahren der Fadenbildung anhaftet. Tatsächlich unterscheidet sich die Struktur von mittels Rotor hergestelltem Garn vollkommen von derjenigen klassischer Fäden. Man bemerkt insbesondere Wicklungen oder Verwirrungen bzw. Knäuel von Fasern um den generellen Faserverlauf herum, welche Wicklungen oder Verwirrungen bzw. Knäuel durch unerwünschtes Wickeln einer Faser um den in Bildung befindlichen Faden herum hervorge­ rufen werden, wobei die Faser im allgemeinen nicht dem grundsätzlichen Faserverlauf folgt.

Die verworrenen Fasern besitzen eine Verdrillung, welche derjenigen des Fadens entgegengesetzt ist, und sie bilden abhängig von ihrem Steigungswinkel gegenüber dem Faden spiralige Umwicklungen von mehr oder weniger bedeutendem Umfang. Die Menge der Verwirrungen hängt von den Umständen des Verspin­ nens ab, insbesondere von dem Wert des Verhältnisses der Länge der Fasern zu dem Durchmesser des Rotors.

Außerdem wird die Gleichmäßigkeit und die Behaart­ heit des Fadens durch die Verwirrungen beeinflußt, welche seine Struktur stören und darüberhinaus keinerlei Verbesserung der dynamometrischen Eigenschaf­ ten herbeiführen. Schließlich sind in dem Fall eines gerauhten Gewebes die Verwirrungen sogar sehr lästig, denn je zahlreicher sie sind, desto geschlossener ist die Struktur des Fadens, was das Aufrauhen des Gewebes erschwert.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Nachteile der bekannten Spinnverfahren zu beseitigen.

Die Erfindung hat ein Verfahren zum Verspinnen von aufgelösten Fasern von linearer textiler Struktur auf der Grundlage von diskontinuierlichen Fasern zum Gegenstand, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es im wesentlichen darin besteht, daß aus einer Streckvorrichtung gewonnene aufgelöste Fasern in den zwischen einem konischen, sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Rotor und einem feststehenden Hohlkonus gebildeten Hohlraum durch Ansaugen in einem Luftstrom, welcher durch die Spitze des konischen Rotors in der Ebene seiner Achse hindurchtritt und dessen Strömungsgeschwindig­ keit progressiv vom Eintritt in den Hohlraum bis zur Spitze des konischen Rotors zunimmt, injiziert werden, wobei die aufgelösten Fasern einerseits in dem Hohlraum zwischen dem Rotor und dem feststehen­ den Hohlkonus gestreckt und andererseits regellos auf der Innenfläche des feststehenden Hohlkonus angehäuft werden, und wobei das Verspinnen durch einfaches Einführen des einen Endes des Fadens in die Bildungszone, die sich vor der Spitze des konischen Rotors erstreckt, eingeleitet wird, und wobei dem Faden sowie den sich daran andrehenden Fasern die Verdrillung durch den Rotationseffekt der Fasern verliehen wird, die sich auf dem Umfang der Spitze des konischen Rotors aufgrund des Ansaugens anlegen.

Die Erfindung hat in gleicher Weise eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie im wesent­ lichen aus einer Streckvorrichtung, einer Spinnkammer, welche durch einen feststehenden Hohlkonus und durch einen konischen Rotor, der eine Verdrillungsdüse bildet und einen Saugkanal aufweist, begrenzt ist, einer Ausgangsdüse und einer Aufwickelvorrichtung besteht.

Die Erfindung wird besser verständlich durch die nachfolgende Beschreibung, welche sich auf bevorzugte Ausführungsarten bezieht, welche als nicht-limitie­ rende Beispiele gegeben und durch die zugehörigen schematischen Zeichnungen erläutert werden, wobei

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht darstellt, welche schematisch das erfindungsgemäße Verfahren erläutert,

Fig. 3 bis 7 Schnittdarstellungen von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Spinnkammer zeigen,

Fig. 8 eine Seitenansicht und teilweise einen Schnitt einer die Spitze des konischen Rotors ausrüstenden Sammel­ und Verdrillungsdüse zeigt,

Fig. 9 bis 11 perspektivische Ansichten von verschie­ denen möglichen Ausführungsarten des Endes des konischen Rotors wieder­ geben und

Fig. 12 und 13 Schnittdarstellungen von Ausführungs­ varianten der Spinnkammer der Vorrich­ tung gemäß Fig. 1 sind.

Gemäß der Erfindung und wie die Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung beispielhaft genauer zeigen, besteht das Verfahren zum Verspinnen von aufgelösten Fasern linearer textiler Struktur auf der Grundlage von diskontinuierlichen Fasern im wesentlichen darin, daß in den Hohlraum (1), welcher zwischen einem sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden konischen Rotor (2) und einem feststehenden Hohlkonus (3) enthalten ist, aus einer Streckvorrichtung (5) gewonnene aufgelöste Fasern (4′) durch Einsaugung in einem Luftstrom, der die Spitze des konischen Rotors (2) in dessen Achse durchdringt, injiziert werden. Die Geschwindigkeit des Luftstromes steigert sich progressiv von dem Eintritt in den Hohlraum (1) bis zur Spitze des konischen Rotors (2) und die aufgelösten Fasern werden einerseits in dem Hohlraum (1) zwischen dem Rotor (2) und dem feststehenden Hohlkonus (3) gestreckt und andererseits regellos auf der inneren Fläche des feststehenden Hohlkonus (3) angehäuft.

Diese Anhäufung vollzieht sich unter der Vorausset­ zung, daß die Geschwindigkeit der Schicht der Fasern bei der Berührung mit der Wandung des feststehenden Hohlkonus (3) gleich Null ist. Das Verspinnen wird durch einfaches Einführen des einen Endes des Fadens in die Bildungszone (6), die sich vor dem Ende des konischen Rotors (2) erstreckt, eingeleitet, und dem Faden, ebenso wie den Fasern, welche an diesen angedreht werden, wird die Verdrillung aufgrund des Rotationseffekts der letzteren Fasern verliehen, die sich auf den gesamten Umfang des Endes des konischen Rotors (2) infolge der Ansaugung durch den Luftstrom, welcher durch das besagte Ende an der Achse des Rotors (2) hindurchtritt, auflegen. In der Zone (6) muß die Anzahl der Fasern diejenige erreichen, die notwendig ist, um den gewünschten Faden zu erzeugen.

Gemäß einer anders gearteten Durchführung der Erfin­ dung besteht das Verfahren für die Herstellung eines Seelengarns, d.h. eines eine Seele aufweisenden umsponnenen Fadens aus der Einführung eines Seelen­ fadens in den Fluß der Fasern in der Ebene der Bildungszone (6) durch den konischen Rotor (2) hindurch. In diesem Fall wird der Seelenfaden im Inneren des konischen Rotors (2) einer Vordrehung unterzogen, welche er während des Durchlaufens der Bildungszone des Fadens verliert.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist genauer in der Fig. 1 der anliegenden Zeichnung dargestellt, sie ist im wesentlichen aus einer Spinnkammer oder einem Spinnhohlraum (1), der durch einen mit großer Geschwindigkeit rotierenden konischen Rotor (2) und einen feststehenden Hohlkonus (3) begrenzt ist, wobei der konische Rotor (2) eine Verdrillungsdüse bildet und mit einem Saugkanal (7) versehen ist, aus einer Streckvorrichtung (5) und aus einer Ausgangsdüse (8) zusammengesetzt.

Die Streckvorrichtung (5) besteht aus einem Vorreiß­ zylinder (9), der in einer zylindrischen Kammer eines Gehäuses (10) aufgenommen ist und mittels einer Zuführwalze (12) mit dem Faserband (4), welches in das Gehäuse (10) durch einen Eingangsverdichter (11) und einen Drucktisch (11′) hindurch eintritt, beschickt wird, wobei der Vorreißzylinder (9) die Fasern in die Kammer oder den Hohlraum (1) durch einen Transportkanal (13) hindurch entleert und ein Tangentialkanal (14) für den Eintritt von Luft in die zylindrische Kammer des Gehäuses (10) im wesentlichen in der Richtung des Transportkanals (13) einmündet.

Der konische Rotor (2) zeigt eine abgestumpfte Spitze, von der das Ende bezüglich des entsprechenden Endes des feststehenden Hohlkonus′ (3) zurückgezogen angeordnet ist, um zwischen der genannten Spitze und der Ausgangsdüse (8) die Bildungszone (6) des Fadens (15) zu definieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im übrigen in bekannter Weise durch einen Aufwickelmechanismus (16) (Fig. 2), durch ein Garndynamometer, durch ein Saugsystem etc. (nicht dargestellt) vervollstän­ digt.

Die Fig. 3 bis 7 stellen verschiedene mögliche Ausführungsformen der Spinnkammer bzw. des Spinnhohl­ raumes (1) dar. Die Spinnkammer bzw. der Spinnhohlraum (1) kann gemäß der Erfindung einen parabelförmigen Längsschnitt (Fig. 3), einen konischen Längsschnitt unter Verwendung einer gleichförmig perforierten, von einer Saugkammer (17) umgebenen Wand (Fig. 4), eine Kugelform (Fig. 5), einen konischen Längsschnitt, dessen der Bildungszone (6) des Fadens entsprechendes Ende radiale oder tangentiale, mit einer Ringnut (19) zum Anschluß an eine Druckluftzuführung verbundene Perforationen (18) (Fig. 6) aufweist, oder wiederum einen parabelförmigen Längsschnitt besitzen, wobei dieser sich bis zu der Ebene der Spitze des konischen Rotors (2) erstreckt und durch eine Aussparung zur Bildung des Fadens verlängert ist (Fig. 7). Die Fig. 9 bis 11 zeigen verschiedene mögliche Ausführungsarten des Endes des konischen Rotors (2). Demnach zeigt gemäß einem Merkmal der Erfindung und wie in Fig. 9 dargestellt die Spitze des Rotors (2) die Form einer konischen Düse, welche mit langen Nuten (20) versehen ist.

Gemäß einer anderen, in Fig. 10 dargestellten Ausfüh­ rungsvariante zeigt die Spitze des Rotors (2) die Gestalt einer konischen Düse mit kurzen Nuten (21), von denen jede mit einer radialen Bohrung (22) versehen ist.

Fig. 11 zeigt eine andere Ausführungsform des Endes des konischen Rotors (2), bei welcher die Spitze des Rotors die Form einer konischen Düse zeigt, welche mit Führungslamellen (23) versehen ist, die sich gemäß einer Bahn erstrecken, welche derjeni­ gen der Fasern in der Bildungszone (6) entspricht.

Die Fig. 12 und 13 zeigen andere Ausführungsarten der Erfindung, bei welchen der konische Rotor (2) aus mehreren Teilen besteht, nämlich aus einem eigentlichen Rotor (25) in der Form eines eine Schulter und den Saugkanal (7) aufweisenden Zylinders und einer Sammel- und Verdrillungsdüse (26) und aus einem feststehenden Umhüllungskonus (27), der den Bereich der Befestigung der Düse (26) des Rotors (25) bis zu der Ebene der Befestigung der besagten Düse (26) umgibt, wobei der Bereich des Rotors (25) mit dem größeren Durchmesser das Stützlager des Rotors bildet und die Düse (26) vorteilhafterweise demontierbar und austauschbar ist. Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht und teilweise einen Schnitt durch die Sammel- und Verdrillungsdüse, welche in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 12 und 13 verwendet wird.

In dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 12 bewirkt die Düse (26) in der Verlängerung des Rotors (25) die Anhäufung und die Verdrillung der Fasern vor deren Eintreten in die Ausgangsdüse (8) des Fadens (15), wobei die Anhäufung der Fasern an der Düse (26) sich wegen der Verengung des Querschnittes der Spinnkammer bzw. des Spinnhohlraumes (1) vollzieht und die Verdrillung in dem verbleibenden Raum zwischen dem Ende der Düse (26) und dem Eintritt in die Ausgangsdüse (8) erfolgt.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 13 besitzt die Spinnkammer bzw. der Spinnhohlraum (1) eine Verengung des Querschnitts auf der Höhe des Endes der Düse (26), wobei eine mechanische, pneumatische, elektrostatische oder gemischte ergänzende Verdril­ lungsdüse (28) zwischen dem Ausgang der Kammer bzw. des Hohlraumes (1) und der Ausgangsdüse (8) angeordnet ist. Demgemäß erfolgt die Verdrillung endgültig hinter der Düse (26) und teilweise außerhalb des Hohlraumes bzw. der Kammer (1).

Dank dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, ein Fasergarn oder ein Seelengarn, dessen Seele selbst ein Garn oder ein Multifilgarn sein kann, herzustellen. Das Verfahren gemäß der Erfindung beruht auf dem Prinzip des Verspinnens von aufgelösten Fasern, aber es schließt infolge des konischen, zapfenartigen Rotors jegliche Knäuelbildung aus, wobei die Fasern einer spiralförmigen Bahn folgen, welche der aus klassischen Spinnverfahren bekannten nahekommt.

Ferner gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung infolge der geringen Trägheit der rotierenden Teile höhere als derzeit bekannte Produktionsgeschwindigkei­ ten, was eine Verringerung der Antriebsleistung erlaubt.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen und in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Anderungen, insbesondere hinsichtlich der Beschaffen­ heit der einzelnen Teile oder durch Ersatz durch äquivalente Technik sind möglich, ohne den Schutz­ bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Verspinnen von aufgelösten Fasern linearer textiler Struktur auf der Grundlage von diskontinuierlichen Fasern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es im wesentlichen daraus besteht, daß aus einer Streckvorrichtung (5) gewonnene aufgelöste Fasern (4′) in den Hohlraum bzw. die Kammer (1), welche zwischen einem konischen, sich mit großer Geschwindigkeit drehenden Rotor (2) und einem feststehenden Hohlkonus (3) gebildet wird, durch Ansaugen in einem die Spitze des konischen Rotors (2) im Bereich seiner Achse durchströmenden Luftstrom injiziert werden, dessen Fließgeschwindigkeit vom Eintreten in den Hohlraum bzw. die Kammer (1) bis zu der Spitze des konischen Rotors (2) progressiv zunimmt, wobei die aufgelösten Fasern einerseits in dem Hohlraum bzw. der Kammer (1) zwischen dem Rotor (2) und dem feststehenden Hohlkonus (3) gestreckt und andererseits regellos auf der inneren Oberfläche des feststehenden Hohlkonus (3) angehäuft werden, und wobei das Verspinnen durch einfaches Einführen des einen Endes des Fadens in die sich vor der Spitze des konischen Rotors (2) erstreckende Bildungszone eingeleitet wird, und wobei dem Faden sowie den sich daran andrehenden Fasern die Verdrillung durch den Rotationseffekt der Fasern, die sich aufgrund des Ansaugens auf dem Umfang der Spitze des konischen Rotors (2) auflegen, verliehen wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß es für die Herstellung eines Seelengarns das Einführen eines Seelenfadens durch den konischen Rotor (2) hindurch in den Faserstrom in der Bildungszone (6) umfaßt, wobei der Seelen­ faden im Inneren des konischen Rotors (2) einer Vordrehung unterzogen wird, welche er beim Durchlaufen der Bildungszone des Fadens verliert.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus einer Spinnkammer bzw. einem Spinnhohlraum (1), welcher durch einen feststehenden Hohlkonus (3) und durch einen konischen Rotor (2), welcher eine Verdrillungsdüse bildet und einen Saugkanal (7) aufweist, begrenzt ist, aus einer Streckvor­ richtung (5) und aus einer Ausgangsdüse (8) besteht.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Streckvorrichtung (5) einen Vorreiß­ zylinder (9), welcher in einer zylindrischen Kammer eines Gehäuses (10) aufgenommen ist und mittels einer Zuführwalze (12) mit einem Faserband (4), welches in das Gehäuse (10) durch einen Eingangsverdichter (11) und einen Andrücktisch (11′) hindurch eintritt, gespeist wird, wobei der Vorreißzylinder (9) die Fasern in die Kammer bzw. den Hohlraum (1) durch einen Transportkanal (13) hindurch entleert, und einen Tangentialkanal (14) für Zufuhr von Luft umfaßt, wobei der Tangentialkanal in die zylin­ drische Kammer des Gehäuses (10) im wesentlichen in der Richtung des Transportkanals (13) einmündet.

5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Rotor (2) eine stumpfe Spitze besitzt, deren Ende bezüglich des entsprechenden Endes des feststehen­ den Hohlkonus (3) zurückgezogen angeordnet ist, um zwischen der besagten Spitze und der Ausgangsdüse (8) die Bildungszone (6) für den Faden (15) zu bilden.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spinnkammer bzw. der Spinnhohlraum (1) einen parabelförmigen Längsschnitt, einen konischen Längsschnitt mit einer gleichmäßig perforierten, von einer Saugkammer (17) umgebenen Wandung, eine Kugelform, einen konischen Längs­ schnitt, dessen der Bildungszone (6) des Fadens entsprechendes Ende radiale oder tangentiale, mit einer Ringnut (19) zum Anschluß an eine Druckluftzuführung verbundene Perforationen (18) aufweist, oder wiederum einen parabelförmigen Längsschnitt, welcher sich bis zur Spitze des konischen Rotors (2) erstreckt und durch eine Aussparung zur Bildung des Fadens verlängert ist, besitzt.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze des Rotors (2) die Form einer mit langen Nuten (20) versehenen Düse besitzt.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze des Rotors (2) die Form einer konischen Düse mit kurzen Nuten (21), von denen jede eine radiale Bohrung (22) aufweist, besitzt.

9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze des Rotors die Form einer konischen Düse besitzt, welche mit Führungslamellen (23), die sich gemäß einer der Bahn der Fasern in der Bildungs­ zone (6) entsprechenden Bahn erstrecken, versehen ist.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der konische Rotor (2) aus mehreren Elementen besteht, nämlich aus einem eigentlichen Rotor (25) in der Form eines eine Schulter besitzenden und den Saugkanal (7) aufweisenden Zylinders und einer Sammel- und Verdrillungsdüse (26) und aus einem feststehenden Umhüllungskonus (27), welcher den Bereich der Befestigung der Düse (26) des Rotors (25) bis zu der Ebene der Befestigung der genannten Düse (26) umgibt, wobei der Bereich des Rotors (25) mit dem größeren Durchmesser das Stützlager des Rotors bildet und die Düse (26) vorteilhafterweise entfernbar und austauschbar ist.

11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnkammer bzw. der Spinnhohlraum (1) in der Ebene des Endes der Düse (26) eine Verengung des Quer­ schnitts besitzt und daß eine mechanische, pneumatische, elektrostatische oder gemischte ergänzende Verdrillungsdüse (26) zwischen dem Ausgang der Kammer bzw. des Hohlraums (1) und der Ausgangsdüse (8) angeordnet ist.