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Spiralig geschichtetes Fasergarn und Verfahren zu seiner Herstellung
In der Feinspinnerei bleibt die Richtung der vorwiegend durch Streckwerke geordneten
Fasern -bis zum Eindrehen der Faserbänder zum Fertiggespinst erhalten. In der Streichgarnspinner.ei
wird versucht, die beim Nitscheln der aufgeteilten Florbänder entstandene Wirrlage
der Fasern durch nachfolgende Verzugsdrehung wieder zu ordnen.
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Beim Aufbau des spiralig geschichteten Fasergarnes nach der Erfindung
behalten alle durch Kardieren oder Strecken vorteilhaft orientierten Fasern des
Vlieses ihre ursprüngliche Richtung bei. Die geordneten Fasern des Florbandes sind
in zunehtnender Dichte nach Art einer archimedischen Spirale geschichtet zusammengeschoben.
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Das spiralig geschichtete Fasergarn nach der Erfindung ist aus einem
mit großem Steigwinkel sich selbst überlappenden Florband gebildet, das in: der
Querrichtung eine nach innen zunehmende engere Kurve einer archimedischen Spirale
aufweist, Die äußere Kante des entweder spitzwinklig zur Gespinstachse oder annähernd
längs gerichtet eingerollten Florbandes bildet eine langgezogene Schrau,-benlinie,
die dem Steigwinkel der Überl.appung entspricht. Die Lage der vorteilhaft orientierten
Fasern bleibt in der langgestreckten Schräglage des Faserbandes unverändert, Die
Anzahl der spiralig verlaufenden Faserschichten entspricht der Breite und der Anzahl
der Florbänder, die erfindungsgemäß aus v erschiedenartigen Fasern bestehen können.
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Das beim Spinnen und Eindrehen zusammengeschobene, sich selbst überlappende,
spiralig geschichtete Florband zeigt bei gleichmäßiger Dichte im Kern und im Mantel
des Gespinstes eine gleichmäßige
Verteilung der im Querschnitt
des belasteten Garnes auftretenden Spannungen und eine für die Festigkeit des Garnes
vorteilhafte, gleichmäßige Reibung in allen Schieliten der spiralig verlaufenden
Faserlagen. Darin unterscheidet sich das spiralig zusammengeschobene Florband vorteilhaft
von den Garnen, die nach bekannten Spinnverfahren hergestellt sind. Bei diesen Garnen
wird durch axiales Eindrehen eines vollzylindrischen Vorgespinstes der Kern des
Fadens durch die steigende Faserpressung gestaucht, und die .um den Kern herumgeschlungenen,
(I-.n Mantel des Fadens bildenden Fasern werden zusätzlich beansprucht.
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Die Florbandspirale nach der Erfindung ähnelt im Aufbau einer aus
einem Band nach Art einer Schraubenlinie gewickelten Isolierhülle. Nach der bekannten
Gleichung e = 1 ) -(d - z - sin u) tvird die positiv,
Überlappung c einer Isolierhülle errechnet aus der Bandbreite h, dem Durchmesser
d und dem Steigwinkel a. Ähnlich ist bei der Berechnung derLauflänge des spiralig
geschichteten Fasergarnes nicht nur die Lauflänge des Florbandes und dessen Spinnverzug
einzubeziehen, sondern auch die positive Überlappung, die sich aus der Breite des
Florbandes, au-, dem Durchmesser des Garnkörpers und aus dem Steigwinkel der Ü berlappung
ergibt, der anfänglich etwa dem Zuführungswinkel des Florbandes entspricht. Bei
der Anwendung der bekannten geometrischen Verhältnisse für die Berechnung des Überlappungswertes
des spiralig geschichteten Fasergarnes sind die durch den fortschreitenden Spinnvorgang
sich ergebenden Abweichungen entsprechend zu bewerten. Insbesondere ist die durch.
den Spinnverzug zunehmende Größe des Steigwinkels zu berücksichtigen, während sich
das Breitenmaß im negativen und die Lauflänge des Florbandes zahlenmäßig im positiven
Sinn entsprechend dem Spinnverzug verändert und der Durchmesser des zylindrischen
Garnkörpers sich beim Eindrehen des spiralig geschichteten Florbandes durch den
Verzug sowie durch die zunehmende Verdichtung verringert.
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Zum Herstellen des spiralig geschichteten Fasergarnes nach der Erfindung
wird das unmittelbar einer bekannten Teilvorrichtung, beispielsweise einem Riemchenflorteiler
einer Spinnkrempel oder einer Hechelstrecke, entnommene unverdichtete flache Florbaild
durch Anwenden geeigneter Drehmittel oder anderer kreisender oder ortsfester Faltvorrichtungen
seitlich spiralig eingerollt. Sowohl die Drehzahl als auch die innere oder äußere
Form sowie der nuerschnitt der bekannten Dreh- und Faltvorrichtungen sind nach praktischen
Gesichtspunkten so zu wählen, daß durch die formende und/oder mitnehmende Wirkung
der Innen- und Außenflächen der Vorrichtungen eine regelmäßige spiralige Schichtung
und Ü berfappung des seitlich eingerollten Florbandes. sowie eine gleichmäßige Verteilung
der Fasern beim Aufbau des spiralig geschichteten Florbandes erzielt werden.
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Die regelmäßige Dichte und die Schräglage der Einzelfasern des sich
überlappenden Florbandes macht das anfänglich Inne eingerollte Florband als Vorgespinst
im hohen Grad verzugsfähig und ermöglicht beispielsweise bei Verzugsdrehung ein
feineres Ausspinnen. Die überragende Verzugs- -fähig'keit wird dadurch begünstigt,
daß die Fasern dem Steigwinkel entsprechend im Drehsinn des folgenden Spinndralls
vororientiert sind und daß bei der gleichmäßigen Dichte,der spiralig geschichteten
Lagen im Kern keine Stauchungen auftreten, die ein «-eitergis Verziehen verhindern.
Das Fertigspinnen erfolgt auf einem bekannten Wagenspinner oder auf einer Ringspinnmaschine.
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Durch eine spitzwinklige Abweichung des Zuführungswinkels .des Florbandes
von der Garnachse und/oder durch eine geeignete Schrägstellung der Fant- und Einrollvorrichtungen
wird in der ersten Spinnstufe bei gleichzeitigem Anpassen der Abzugsgeschwindigkeit
erfindungsgemäß der Steigwinkel der Überlappung bestimmt. Beispielsweise weicht
bei -der Anwendung eines bekannten Spinndornes die Achse des kreisenden, das Florband
seitlich einrollenden Spinndornes entsprechend dem Steigwinkel der Überlappung spitzwinklig
von der Garnachse bz«-. von der Mittellinie des zugeführten Florbandes ab. Die gleiche
Wirkung der Überlappung wird erfindungsgemäß erzielt, wenn das Florband dem in der
Garnachse kreisenden Spinndorn schräg, also spitzwinklig zur Garnachse, zugeführt
wird.
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Durch geeignete Wahl des vom Zuführungswinkel abhängigen Steigwinkels
des spiralig geschichteten Florband-es sowie durch Schrägstellender Falt- und Einrollvorrichtungen
und durch Anpassen der Abzugsgeschwindigkeit kann erfindungsgemäß ohne Ändern sowohl
des Florgewichtes als auch der Bandbreite. die Lauflänge des spiralig geschichteten
Fasergarnes in weiten Grenzen verändert und bestimmt werden.
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Wird das Florband durch Anwendung bekannter Trag- und Bindemittel
vorher selbsttragend und spulfähig gemacht oder für den gleichen Zweck durch Druck
verfestigt, so erfolgt das seitliche spiralartige Einrollen des Florbandes in einem
getrennten Arbeitsgang, und zwar zweckmäßig unmittelbar vor dein Fertigspinneil
des zuvor im gleichen Arbeitsgang lose vorgeformten. spiralig beschichteten Florbandes
auf einem bekannten Wagenspinner oder einer Ringspinnmaschine.
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Bei dem Verspinnen eines beispielsweise mit einem weitmaschigen, feinfädigen
Schräggl-webe in üblicher Weise beschichteten Florbandes werden die äußeren -Mantellagen
des spiralig geschichteten Fasergarnes erfindungsgemäß beim Spinnen durch gleichzeitiges
Verzwirnen der einzelnen Fäden des Schräggewebes zusätzlich gefestigt.
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Genannt werden einige Vorteile des spiralig geschichteten Fasergarnes
gegenüber den aus gleichen Spinnstoffen nach bekannten Spinnarten hergestellten
Garnen: r. Es können. beliebig viele Faserlagen im spiralig geschichteten Aufbau
übereinandergeschichtet werden. Das bedeutet, daß aus dem gleichen Florgewicht ohne
Umstellung der Krempeln und Strecken in weitem Spielraum viele Garnnummern gesponnen
«-erden können: denn entsprechend der Breite und
der Anzahl der
Florbänder umschlingen diese in beliebiger Schichtzahl sich selbst überlappend die
Garnachse.
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2: Es können Lagen verschiedenartiger Fasern übereinander zueinemhomogenen,
vollzylindrischen Gespinst geschichtet werden.
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3. Die hohe Verzugsfähigkeit der im Sinn des Spinndralls vororientierten
und gleichmäßig spiralartig geschichteten Fasern -des Florbandes ermöglicht ein
feineres Ausspinnen.
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,4. Die Herstellungsgeschwindigkeit ist nicht mehr abhängig von der
Geschwindigkeit des Nitschelwerkes .eines Florteilers, sondern die Florherstellung
kann bis zur Höchstleistung der florbildenden Maschine voll ausgenutzt werden.
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5. -Fehlerwahrscheinlichkeiten durch Ungleichmäßigkeiten im Garnquerschnitt
sowie Spitzenbildung und Nummernschwankungen werden durch die mehrfache spiralartige
Schichtung und gleichmäßige Verteilung der einzelnen Fasern in den Schichten auf
ein Minimum beschränkt.
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6. Infolge der unveränderten Faserrichtung zeigt das spiralig geschichtete
Fasergarn einen guten Strich, und das seitlich erfolgende spiralartige Einrollen
mehrerer Schichten des Florbandes ergibt ein fülliges Garn.
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7. Das spiralig geschichtete Fasergarn ist an keine Faserart und an
keine Stapellänge gebunden. Alle spinnfähigen Fasern verschiedenster Stapellängen
können zu solchem Garn versponnen werden.
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Diese Vorteile erschließen dem spiralig geschichteten Fasergarn nach
der Erfindung einen nahezu unbegrenzten Verwendungsbereich. Auch wird neben der
Vielseitigkeit eine Wirtschaftlichkeit erzielt, wie sie bei den bekannten Spinnarten
nicht möglich ist.
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Abb. i zeigt in Ansicht ein Ausführungsbeispiel, wie das spiralig
geschichtete Fasergarn nach der Erfindung aufgebaut ist, dazu drei Querschnitte.
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Der Aufbau der mit großem Steigwinkel sich wiederholt überlappenden,
mit spiralig geschichtetem Fasergarn bezeichneten Florbandspirale, die im Querschnitt
eine vom Florband gebildete Kurve einer archimedischen Spirale aufweist, beginnt
bei der einleitenden Spinnphase, die im Schnitt A-B der Abb. i zu erkennen ist,
und zeigt die nachfolgende Spinnstufe bis zum Schnitt C-D die Bildung des Vorgespinstes.
Vom Schnitt C-D bis zum Schnitt E-F verengt sich in der letzten Spinnstufe die sich
weiter überlappende Spirale und wird beim Ausspinnen zum fertigen, spiralig geschichteten
Fasergarn völlig zusammengeschoben. Dabei verändert sich der ursprüngliche Steigwinkel
unw-esentlich. Abb. a veranschaulicht im Schnitt in schematischer Darstellung eine
Vorrichtung zum Bilden des spiralig geschichteten Fasergarnes. in der vorbereitenden
Spinnstufe als Vorgespinst. Die von den Riemchen a und b eines bekannten
Florteilers getragenen Florbänder werden zusätzlich von den Transportriemen c und
d gestützt und geführt und zwischen den beiden Riemchen von denkreisenden Spindeln
e und f in seitlicher, schräger Abweichung von der Laufrichtung des
Florbandes seitlich eingerollt und von den Vorgarntrommeln g und la abgezogen und
aufgewickelt. Das Vorgarn wird auf bekannten Vorrichtungen fertiggesponnen.
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Abb. 3 veranschaulicht in Draufsicht die Spindel e oder f, die in
seitlicher Abweichung von der Laufrichtung des Florbandes schräg gerichtet ist.