EP0062643A1 - Verfahren zur herstellung von spinnfasergarnen. - Google Patents

Verfahren zur herstellung von spinnfasergarnen.

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EP0062643A1
EP0062643A1 EP81901813A EP81901813A EP0062643A1 EP 0062643 A1 EP0062643 A1 EP 0062643A1 EP 81901813 A EP81901813 A EP 81901813A EP 81901813 A EP81901813 A EP 81901813A EP 0062643 A1 EP0062643 A1 EP 0062643A1
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EP
European Patent Office
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roving
yarn
hollow spindle
filament
elongation
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EP81901813A
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Fritjof Maag
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Priority claimed from DE19813105832 external-priority patent/DE3105832A1/de
Priority claimed from DE19813120035 external-priority patent/DE3120035A1/de
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/38—Threads in which fibres, filaments, or yarns are wound with other yarns or filaments, e.g. wrap yarns, i.e. strands of filaments or staple fibres are wrapped by a helically wound binder yarn
    • D02G3/385—Threads in which fibres, filaments, or yarns are wound with other yarns or filaments, e.g. wrap yarns, i.e. strands of filaments or staple fibres are wrapped by a helically wound binder yarn using hollow spindles, e.g. making coverspun yarns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/06—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers for making cross-wound packages
    • B65H54/08—Precision winding arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/38—Arrangements for preventing ribbon winding ; Arrangements for preventing irregular edge forming, e.g. edge raising or yarn falling from the edge
    • B65H54/381—Preventing ribbon winding in a precision winding apparatus, i.e. with a constant ratio between the rotational speed of the bobbin spindle and the rotational speed of the traversing device driving shaft
    • B65H54/383—Preventing ribbon winding in a precision winding apparatus, i.e. with a constant ratio between the rotational speed of the bobbin spindle and the rotational speed of the traversing device driving shaft in a stepped precision winding apparatus, i.e. with a constant wind ratio in each step
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of yarns from spun fiber tapes and their refinement to roving, which is consolidated by winding with a fine filament yarn, warping the yarn in the drafting unit of a spinning machine to the desired thread thickness and solidifying the resulting sliver, e.g. by granting rotation, and an apparatus for performing the method.
  • a draftable roving made by winding with a filament yarn is; described in DE-P 24 47 715.
  • the hot elongation of the wrapping filament yarns should be exceptionally low and that a certain geometric arrangement of the filament yarns in the roving is also necessary.
  • DE-AS 24 23 483 describes a process for the production of wrapping yarns, which is in principle also suitable for the production of wrapped rovings. To improve the process flow with regard to yarn quality and thread breaks, but also to save energy, various versions of the winding unit are described in the patent literature.
  • DE-OS 29 02 404 describes a hollow spindle which is surrounded by a fixed cylinder which is closed with a cover and in the interior of which there is increased air pressure.
  • DE-OS 29 13 762 describes a hollow spindle, which is also surrounded by a fixed cylinder and the bobbin with the wrapping yarn is closed by a domed cover.
  • the wrapping point must be as close as possible to the delivery plant for to lay the sliver.
  • this is only possible if the axis of the hollow spindle for inserting or removing the bobbin is shifted with the wrapping yarn to such an extent that it does not come into contact with the delivery mechanism.
  • the bobbin with the wrapping yarn When spinning or breaking the wrapping yarn, the bobbin with the wrapping yarn must be removed from the hollow spindle, the end of the yarn searched, the bobbin put back on and the end of the thread threaded into the hollow spindle. Even if the number of thread breaks when winding is very low, the effort involved in doing so has a considerable impact on labor costs.
  • the state of the art is to place the wound roving bobbins in boxes on the roving machine, to transport them to the spinning machine, to remove them from the boxes there and to place them in a drainage gate above the drafting units.
  • the roving bobbins are then rolled off. This procedure is very labor-intensive and also very tiring for machine operation, since the position of the roving bobbins in the drain creel is ergonomically extremely unfavorable. Because of this unfavorable position of the roving bobbins and also because of the dimensions of the roving bobbins limited by the spindle division and the machine width, their weight cannot be increased as would be desirable to rationalize the process.
  • the precision winding is ideal for the good and tight construction of a spool, as well as for optimal running properties. This applies in particular to the soft and less stable rovings.
  • the spool speed is controlled in known precision winders so that the peripheral speed of the spool remains constant.
  • the continuously recorded thread tension before winding is used as the control variable. The technical effort for this is considerable and the stress on the roving through the continuous recording of its tensile force is also problematic.
  • the object of the present invention is to avoid the disadvantages mentioned in the production of spun fiber yarns from wrapped rovings.
  • the amount of distortion in the main drafting zone is approximately 15 to 40 times. This is now prevented by means of correspondingly low distortions in the pre-draft zone and greater stretching of the wrapping Fila ment yarns tearing them in the pre-drafting zone, they tear safely in the main drafting zone, provided that the filament yarns are securely clamped between the cylinders of the drafting system. By tensioning the filament yarn in the pre-draft zone, the pre-yarn is evenly combined when it enters the main draft zone. This gives good preconditions for an even delay.
  • Filament yarns with force-length change properties can be used for the process, as are also common for other areas of application. However, quickly spun or partially drawn filament yarns can also be used.
  • the filament properties are essential for avoiding false warping, roving breaks and cracks.
  • the wrapping filament yarn must be able to build up enough frictional forces between the fibers of the roving when the roving is subjected to tension, in order to form sufficient roughness of the roving together with the strength of the filament yarn.
  • the filament yarn has to develop a sufficiently high tensile force even with little stretching. It is therefore preferred if the force-length change behavior and the titer of the filament yarn are coordinated in such a way that a minimum tensile force of 10 cN is developed in the filament yarn with an elongation of A%.
  • the filament yarn is not stressed in the range of higher permanent expansions under the usual stress on the roving. This is the case if the ratio of elastic elongation to total elongation does not fall below 80% when it is loaded with 15 cN. Crackling or slippage of the filament yarn between the drafting cylinders can be prevented if, in particular, the delivery cylinder is loaded sufficiently high, the cylinder cover is not too hard and the tensile strength of the wrapping filament yarn is not too high. In today's drafting system designs, a maximum of 100 cN can be assumed as the limit for the tensile strength of the filament yarn.
  • the removal of a roving break or the replacement of the filament bobbin can also be carried out by less experienced workers.
  • the fault can also be remedied much more quickly. This also increases the machine utilization effect.
  • the hollow spindle and bobbin system is firmly anchored in the machine on the one hand, with the surrounding yarn.
  • there is also the exchange of the system for example when spinning on or easy to do if the thread breaks.
  • the yarn to be wound is laid in the axial direction according to certain laws.
  • Its drive can e.g. by means of an eccentric, cam, reversing thread shaft or a threaded spindle that changes the direction of rotation.
  • the bobbin ratio that is, the ratio of the double stroke number of the traversing thread guide and the bobbin speed must be constant. Since the speed of the bobbin changes continuously, the drive of the traversing thread guide must be coupled with the rotation of the bobbin. A mechanical coupling requires a relatively large amount of power, which must be achieved via the drive. This can lead to excessive slippage between the drive roller and bobbin for the sensitive rovings and thus damage to the yarn.
  • Mari can, for example, convert the speed of the coil into an electrical quantity using a tachometer and thus z.3. Control the speed of a DC motor using a potentiometer. This then drives the traversing thread guide. But you can also generate electrical impulses via the bobbin rotation and thus control a stepper motor, which in turn drives the traversing thread guide.
  • the winding ratio can be varied relatively easily by making appropriate changes to the controller.
  • the coil structure can thus be optimally adapted to the material to be processed.
  • the drive is via a threaded spindle, which in turn is driven by a stepper motor, which is particularly advantageous.
  • the direction of rotation of the stepper motor can be reversed at the intended stroke end.
  • the stroke of the traversing thread guide can be changed depending on the winding diameter or the number of wound thread layers. This gives conical faces of the coils and prevents individual layers from falling off.
  • the roving bobbins are processed directly from the transport container in which they were brought from the roving machine to the spinning machine, then the roving bobbins can be spared on the spinning machine.
  • the transport container is particularly advantageous to design the transport container as a drain gate.
  • the creel on the roving machine can be brought into an ergonomically optimal position for loading. It is then also easily possible to attach the roving bobbins on several levels and thereby gain space for larger bobbin diameters. Because of the comparatively high strength of wound rovings, it is also possible to process bobbins with a very high weight by unrolling in a conventional manner. By winding in a precision cross winding, the pull-off is also possible overhead. As a result, the coils can be particularly cheap in the gate to be ordered. Covering the drain gate can prevent deposits of the fiber dust which is abundant on the spinning machine on the roving bobbins or can reduce them to such an extent that the blowers which are usually used to prevent these deposits can be dispensed with.
  • the drain creel equipped with the roving bobbins is e.g. brought to the spinning machine by means of a forklift and put into the working position there instead of the fixed drain gate.
  • the populated drain gate is suspended in a transport device which is located in the room above the machines and is brought into the intended position on the spinning machine by means of appropriately set switches.
  • the drain gate gets stuck in the transport device and is not firmly connected to the spinning machine. This relieves the frame of the spinning machine despite the higher spool weight.
  • FIG. 1 shows schematically the sequence of the method.
  • the spun fiber strip (2) is fed from a storage container (1) to the drafting device (3) of a prespinning machine.
  • the spun fiber strip refined in the drafting device is then passed through a winding device (4) and is wound around by a filament yarn.
  • the resulting roving (5) is brought onto the bobbin (7) by means of the winding device (6).
  • the roving bobbin is full, the roving machine is stopped, the roving bobbins are changed mechanically, the full bobbins by means of a conveyor belt Brought to the end of the machine, collected there and started the roving machine again.
  • the roving bobbins (7) are plugged into a drain creel (9), the rovings (5) being drawn into the thread guide (93).
  • the drain gate (9) With the Transporteinrich device (10), the drain gate (9) is brought to the spinning machine and placed there between the drafting units (11, 12) in the working position.
  • the rovings are now passed through the draft zone (11) and the main draft zone (12) of the drafting system.
  • this drafting system can be designed as a clamping drafting system or as a pulling drafting system.
  • the filament yarn surrounding the roving is torn when the roving is drawn and this is drawn to the desired fineness.
  • the twine is twisted by means of the twisting device (13) and is thereby wound onto cops.
  • FIG. 2 shows the special design of a winding device.
  • the sliver (2) is fed to the hollow spindle (42) through the delivery cylinder pair (31) of the drafting device (3).
  • the hollow spindle is driven by a tangential belt (46). With it, the bobbin is connected in a rotationally fixed manner to the wrapping yarn (4.3).
  • the wrapping yarn (4-7) is brought together with the fiber sliver and this is wound as a result of the spindle rotation.
  • the resulting roving (5) is wound onto the spool (7).
  • Hollow spindle (42) and filament spool (43) are surrounded by a fixed jacket (45, 45a) that can be opened.
  • FIG. 3 shows a special version of the winding device.
  • the roving (5) is wound onto the spool (7).
  • the circumference of the coil is driven by the drive roller (61).
  • the traversing thread guide is moved via a reversing thread shaft, not shown.
  • the speed of the bobbin (7) is detected by a tachometer and converted into an electrical variable. With this variable, the speed of the reverse thread shaft and thus the stroke movement of the traversing thread guide are controlled so that the winding ratio, namely the ratio of the number of double strokes / min and the bobbin speed / min, remains constant over the bobbin build-up.
  • Figure 4 shows the transport container designed as a drain gate.
  • the roving bobbins (7) are stored in fixed bobbin receptacles (91).
  • the outflow gate (3) itself is suspended in a rail (10), which at the same time is used to transport the gate between the advance machine and
  • the roving (5) is from the roving bobbins (7)
  • a drain aid can facilitate the drain from the spool.
  • the roving is guided out of the drain creel via thread guide elements (93).
  • the wound roving bobbins are inserted into the drain creel.
  • the rovings are inserted into the guide elements in such a way that the operators of the spinning machine can easily grasp the roving ends after positioning the drain gate and pull them into the drafting units. example 1
  • a fiber band made of cotton fibers with a strength of 700 dtex is wrapped with a filament yarn with a strength of 9 dtex and an elongation at break of 205 mm to the roving.
  • This roving is drawn to a fineness of 200 dtex in a drafting system and solidified by twisting to form the yarn.
  • the priority was 1.5 times. Most of the wrapping filament yarn tore in the pre-draft zone, but short periods of time were also observed in which the roving was only tense in the pre-draft zone. This led to distortion with thick and thin spots in the yarn.
  • the roving from Example 1 is drawn to a fineness of 200 dtex in a drafting system and solidified by twisting to form the yarn.
  • the advance was 1.16 times.
  • the roving was only tense in the draft zone.
  • the width of the roving when entering the main draft zone was significantly smaller than in Example 1 and very constant.
  • the filament yarn only broke in the main draft zone. No distortion of delay was observed.

Landscapes

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  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Spinn¬
fasergarnen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Garnen aus Spinnfaserbändern und deren Verfeinerung zum Vorgarn, wobei dieses durch Umwinden mit einem fei nen Filamentgam verfestigt wird, Verziehen des Vofgar nes im Streckwerk einer Spinnmaschine auf die gewünsch te Garnstärke und Verfestigen des dabei entstehenden Paserbandes z.B. durch Erteilen von Drehung, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein durch Umwinden mit einem Filamentgam hergestelltes, verzugsfähiges Vorgarn ist; im DE-P 24 47 715 beschrieben. Als Voraussetzung für gute Verzugseigenschaften wird darin erwähnt, daß die Heißdehnung der umwindenden Filamentgarne außergewöhnlich gering sein soll und auch eine bestimmte geometrische Anordnung der Filamentgarne im Vorgarn notwendig ist.
Es liegt nahe, den Filamentanteil in der Vorverzugszone zu reißen, da dann der Hauptverzugszone ein völlig ungehindert verziehbares Faserband zugeführt wird. Durch die in der Patentschrift angeführten Beispiele wird die Begehbarkeit dieses Weges bestätigt. liegt dabei die Reißdehnung des umwindenden Filamentgarnes höher als in den Beispielen des-DS-P 24 47 715 angegeben, so kann eine Änderung der geometrischen Anordnung des umwindenden Pilamentgarnes im Vorgarn, wie sie z.B. durch eine Änderung der Ballonspannung beim Umwinden hervorgerufen wird, ein gleichmäßiges Reißen derselben Verhindern. Dies führt dann zu VerzugsStörungen im Hauptverzugsfeld. Ein höherer Vorverzug könnte in diesem Falle wieder zu einem gleichmäßigeren Reißen der Filamentgarne führen. Es wurde jedoch festgestellt, daß dadurch die Garngleichmäßigkeit verschlechtert wird. Die Herstellung von Filamentgarnen mit der für derartige Vorgarne notwendigen niederen Reißdehnung ist in der DE-OS 26 14 523 beschrieben. Dieser Weg ist technisch nicht einfach und vor allem auch mit Mehrkosten belastet, die eine wirtschaftliche Anwendung von mit Filamentgarnen umwundenen Vorgarnen erschweren.
Ein Verfahren zur Herstellung von Umwindegarnen, wie es prinzipiell auch zur Herstellung umwundener Vorgarne geeignet ist, ist in der DE-AS 24 23 483 beschrieben. Zur Verbesserung des Prozeßablaufes hinsichtlich Garn qualität und Fadenbrüchen, aber auch zur Energieeinsparung, werden in der Patentliteratur verschiedene Ausführungen des Umwindeaggregates beschrieben.
So wird in der DE-OS 28 33 326 vorgeschlagen, Hohlspindel und Spule mit umwindendem Filamentgam durch einen mitrotierenden Topf zu umgeben, der mit einem abnehmbaren Deckel versehen ist, in dessen Zentrum ein axial verstellbares, mitrotierendes Fadenführungsrohr angebracht ist.
In DE-OS 29 02 404 wird eine Hohlspindel beschrieben, die von einem feststehenden Zylinder umgeben ist, der mit einem Deckel verschlossen ist und in dessen Innenraum ein erhöhter Luftdruck herrscht.
Die DE-OS 29 13 762 beschreibt eine Hohlspindel, die ebenfalls von einem feststehenden Zylinder umgeben ist und die Spule mit dem umwindenden Garn von einem gewölbten Deckel abgeschlossen wird.
Für einen einwandfreien Prozeßablauf ist es notwendig, den Umwindepunkt möglichst nahe an das Lieferwerk für das Faserband zu legen. Bei den angeführten Spindelkonstruktionen ist dies jedoch nur möglich, wenn die Achse der Hohlspindel zum Einbringen bzw. Entnehmen der Spule mit dem umwindenden Garn so weit verschoben wird, daß diese nicht mit dem Lieferwerk in Berührung kommt.
Die Entnahme der Spule mit dem umwindenden Garn aus de Hohlspindel wird auch durch die verschiedenen vorgeschlagenen Ummantelungen erschwert, die ja nur einen geringen Abstand zu der Spule haben dürfen. Die abnehm baren Deckel erschweren das Auswechseln der Spule zusätzlich.
Beim Anspinnen oder beim Bruch des umwindenden Garnes muß die Spule mit dem umwindenden Garn jeweils von der Hohlspindel abgenommen, das Garnende gesucht, die Spule wieder aufgesetzt und das Garnende in die Hohlspindel eingefädelt werden. Wenn auch die Fadenbruchzahlen beim Umwinden sehr niedrig liegen, so belastet der Aufwand hierfür die Lohnkosten doch erheblich. Zur Herstellung von Umwindevorgarnen ist es zweckmäßig, als umwindendes Garn ein sehr feines Filamentgam zu verwenden. Das Suchen des Garnendes auf der Spule und das Einfädeln dieses sehr feinen Filamentgarnes in die Hohlspindel ist nicht einfach. Die Handhabung derart feiner Filamentgarne ist für das Bedienungspersonal ungewohnt und bedarf deshalb einer besonderen Qualifikation.
Stand der Technik ist es, die bewickelten Vorgarnspulen an der Vorspinnmaschine in Kästen einzulegen, diese zur Spinnmaschine zu transportieren, sie dort den Kästen wieder zu entnehmen und in einem Ablaufgatter oberhalb der Streckwerke aufzustecken. Die Vorgarnspulen werden dann rollend abgezogen. Diese Verfahrensweise ist sehr arbeitsintensiv und für die Maschinenbedienung auch sehr anstrengend, da die Lage der Vorgarnspulen im Ablaufgatter ergonomisch äußerst ungünstig ist. Wegen dieser ungünstigen Position der Vorgamspulen und auch wegen der durch die Spindelteilung und die Maschinenbreite begrenzten Abmessungen der Vorgarnspulen, kann deren Gewicht nicht so erhöht werden, wie dies zur Rationalisierung des Verfahrens eigentlich wünschenswert wäre.
Die Präzisionswicklung ist ideal für den guten und dichten Aufbau einer Spule, sowie auch für optimale Ablaufeigenschaften. Dies gilt in ganz besonderem Maße für die weichen und wenig stabilen Vorgarne.
Zum Aufwinden von mit konstanter Geschwindigkeit zugeführtem Material wird bei bekannten Präzisionswicklern die Spulendrehsahl so geregelt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Spule konstant bleibt. Als Regelgröße wird die kontinuierlich erfaßte Fadenzugkraft vor der Aufspulung verwendet. Der technische Aufwand hierfür ist beträchtlich und die Beanspruchung des Vorgarnes durch die kontinuierliche Erfassung von dessen Zugkraft ist ebenfalls problematisch.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile bei der Herstellung von Spinnfasergarnen aus umwundenen Vorgarnen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahren und Vorrichtungen gelöst, wie sie in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche beschrieben sind.
Je nach Spinnverfahren ist die Höhe des Verzuges in der Hauptverzugszone etwa 15- bis 40-fach. Verhindert man nun durch entsprechend niedrige Verzüge in der Vorverzugszone und höhere Dehnung der umwindenden Fila mentgarne das Reißen derselben in der Vorverzugszone, so reißen diese gesichert in der Hauptverzugszone, vorausgesetzt, daß die Filamentgarne zwischen den Zylindern des Streckwerkes sicher geklemmt werden. Durch die Anspannung des Filamentgarnes in der Vorverzugszone wird das Vorgarn beim Einlauf in die Hauptverzugszone gleichmäßig zusammengefaßt. Dies gibt gute Voraus setzungen für einen gleichmäßigen Verzug.
Für das Verfahren können Filamentgarne mit Kraft-Län genänderungs-Eigenschaften verwendet werden, wie sie auch für andere Einsatzgebiete üblich sind. Es können aber auch schnellgesponnene bzw. teilverstreckte Filamentgarne zur Anwendung kommen.
Die Filamenteigenschaften sind von wesentlicher Bedeu tung für das Vermeiden von Fehlverzügen, Vorgarnbrüchen und Krachern.
Zur Verhinderung von Fehlverzügen bzw. Vorgarnbrüchen muß das umwindende Filamentgam bei einer Zugbeanspruchung des Vorgarnes genügend Reibungskräfte zwischen dessen Fasern aufbauen können, um zusammen mit der Festigkeit des Filamentgarnes eine ausreichende Festigkeit des Vorgarnes auszubilden. Dazu muß das Filamentgam schon bei geringer Verdehnung eine ausreichend hohe Zugkraft entwickeln. Es ist deshalb bevorzugt, wenn das Kraft-Längenänderungs-Verhalten und der Titer des Filamentgarnes so abgestimmt sind, daß im Filamentgam bei einer Verdehnung um A% eine Mindestzugkraft von 10 cN entwickelt wird.
Es muß weiterhin gewährleistet sein, daß das Filamentgarn bei der üblichen Beanspruchung des Vorgarnes nicht im 3ereich höherer bleibender Dehnungen beansprucht wird. Dies ist dann der Fall, wenn bei dessen Belastung mit 15 cN das Verhältnis von elastischer Dehnung zu Gesamtdehnung 80% nicht unterschreitet. Kracherbildung bzw. Schlupf des Filamentgarnes zwischen den Streckwerkszylindern kann verhindert werden, wenn insbesondere der Lieferzylinder ausreichend hoch belastet, der Zylinderbezug nicht zu hart und die Reißkraft des umwindenden Filamentgarnes nicht zu hoch ist. Als Grenze für die Reißkraft des Filamentgarnes kann bei den heutigen Streckwerkskonstruktionen maximal 100 cN vorausgesetzt werden.
Durch den Austausch der Hohlspindel einschließlich der Spule mit dem umwindenden Garn samt deren Lagerung mit einer neuen Einheit, bei der das Filamentgam schon in die Hohlspindel eingezogen ist, kann die Behebung eines Vorgarnbruches oder das Auswechseln der Filamentspulen auch von weniger geübten Arbeitskräften übernommen werden. Außerdem kann die Störung wesentlich schneller behoben werden. Damit erhöht sich auch der Maschinennutzeffekt.
Besonders vorteilhaft ist es, die Vorbereitung von Hohlspindel und Spüle mit dem umwindenden Garn, also das Saubermachen der Spule, Aufsuchen des Garnεndes und Einfädeln desselben in die Hohlspindel, gegebenenfalls auch die präzise Einstellung von Elementen der Spindel, wie z.B. des Fadenführerrohres im Falle der DE-OS 23 33 326, in einem getrennten Arbeitsgang durchzuführen. Diese Arbeit kann dann von einigen wenigen, speziell geschulten Arbeitskräften und für alle Maschinen zusammen verrichtet werden. Es läßt sich damit auch vermeiden, daß das Bedienungspersonal der Vorspinnmaschinen mit dem in der Eandhabung so schwierigen feinen Filamentgam überhaupt in Berührung kommt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das System Hohlspindel und Spule mit dem umwindenden Garn einerseits fest in der Maschine verankert. Andererseits ist aber auch das Austauschen des Systems z.B. beim Anspin nen oder auch beim Fadenbruch leicht zu bewerkstelligen.
Zum Aufspulen von mit konstanter Geschwindigkeit zugeführtem Garn ist es zweckmäßig, die Spule an ihrem Um fang mit einer Treibwalze anzutreiben. Die Spule erhält dadurch unabhängig von ihrem Durchmesser praktisch dieselbe Umfangsgeschwindigkeit wie die Treibwalze. Die Drehzahl der Spule ändert sich dagegen in Abhängigkeit des erreichten Spulendurchmessers. Zum Aufbau der Spule wird das aufzuwindende Garn nach bestimmten Gesetzen in axialer Richtung verlegt. Als Führungseiement dafür kann man z.B. einen Changierfa denführer verwenden. Dessen Antrieb kann z.B. durch Exzenter, Kurvenscheibe, Kehrgewindewelle, oder auch eine die Drehrichtung wechselnde Gewindespindel erfolgen.
Für eine Präzisicnswicklung muß das Spulverhältnis, also das Verhältnis von Doppelhubzahl des Changierfadenführers und Spulendrehzahl konstant sein. Da sich die Drehzahl der Spule laufend ändert, muß der Antrieb des Changierfadenführers mit der Drehung der Spule gekoppelt werden. Eine mechanische Kopplung benötigt dazu verhältnismäßig viel Leistung, die über den Antrieb muβ. Dies kann zu einem für die empfindlichen Vorgarne zu hohen Schlupf zwischen Treibwalze und Spule führen und damit Garnbeschädigungen geben.
Vorteilhaft ist deshalb eine elektrische Kopplung zwischen Spule und Changierfadenführer. Dafür werden heute viele Möglichkeiten angeboten. Mari kann z.B. die Drehzahl der Spule über ein Tachometer in eine elektrische Größe umformen und damit z.3. über ein Potentiometer die Drehzahl eines Gleichstrommotors regeln. Dieser treibt dann den Changierfadenführer an. Man kann aber auch über die Spulendrehung elektrische Impulse erzeugen und damit einen Schrittmotor ansteuern, der seinerseits den Changierfadenführer antreibt.
Eine absolute Konstanz des Spulverhältnisses ist nicht bei allen Regelsystemen zu erreichen. Die wirtschaftlich sinnvolle Regelgenauigkeit reicht aber aus, um alle Vorteile einer Präzisionswicklung voll ausschöpfen zu können.
Das Spulverhältnis kann durch entsprechende Änderungen am Regler verhältnismäßig einfach variiert werden. Der Spulenaufbau ist damit dem zu verarbeitenden Material optimal anzupassen.
Für die Herstellung einer Spule in Parallelwindung, be der also während einer Umdrehung der Spule das Garn etwa um seinen eigenen Durchmesser verlegt wird und wie sie wegen der damit erreichbaren hohen Packungsdichte gerade für Vorgarne gerne verwendet wird, ist der Antrieb über eine Gewindespindel, die ihrerseits von einem Schrittmotor angetrieben wird, von besonderem Vorteil. Am vorgesehenen Hubende kann die Drehrichtung des Schrittmotors umgesteuert werden. Dabei kann der Hub des Changierfadenführers in Abhängigkeit vom Bewicklungsdurchmesser oder der Anzahl der aufgewundenenGarnlagen verändert werden. Damit erhält man konisohe Stirnflächen der Spulen und das Abfallen einzelner Lagen wird verhindert.
Die Entstehung von Abfall läßt sich vermeiden, wenn die volle Vorgarnspule bei stehender Spinnstelle gewechselt wird. Das Abstellen jeder einzelnen Spinnstelle ist konstruktiv sehr aufwendig. Deshalb empfiehlt es sich, zum Spulenwechsel die gesamte Maschine stillzusetzen und diese nach dem Spulenwechsel wieder anzufahren. Diese Fahrweise bietet den zusätzlichen Vorteil, daß die Bewegung der Changierfadenführer zentral gesteuert werden kann. Damit braucht dann nur an einer Masterspule die Drehzahl abgenommen zu werden um alle Changierfadenführer zu steuern.
Die sehr hohe Produktivität des Verfahrens führt zu kurzen Spulenlaufzeiten. Dies bietet eine gute Voraussetzung für eine wirtschaftlich sinnvolle Mechanisierung des Spulenwechsels. Ein Wanderdoffer, der während des Maschinenstillstandes von Stelle zu Stelle wandert braucht zwar für den Wechsel aller Spulen wesentlich mehr Zeit als ein stationärer Doffer und führt deshalb auch zu einem geringeren Nutzeffekt. In den vorgegebenen Bereichen für die Produktion pro Spinnstelle, das Spulengewicht und den wegen der Produktion pro Maschine sinnvollen Werten für die Anzahl Stellen pro Maschine, arbeitet ein Wanderdoffer aber billiger als ein statio närer Doffer.
Werden die Vorgarnspulen aus dem Transportbehälter, in dem sie von der Vorspinnmaschine zur Spinnmaschine gebracht wurden, direkt verarbeitet, so kann das Aufstekken der Vorgarnspulen an der Spinnmaschine eingespart werden.
Besonders vorteilhaft ist es, den Transportbehälter als Ablaufgatter auszubilden. An der Vorspinnmaschine kann das Gatter in eine für das Bestücken ergonomisch optimale Lage gebracht werden. Es ist dann auch leicht möglich, die Vorgarnspulen in mehreren Etagen aufzustecken und dadurch Raum für größere Spulendurchmesser zu gewinnen. Wegen der vergleichsweise hohen Festigkeit umwundener Vorgarne, ist das Abarbeiten auch von Spulen mit sehr hohem Gewicht durch Abrollen in herkömmlicher Weise möglich. Durch Aufspulen in einer Präzisions-Kreuzwicklung wird aber auch der Abzug über Kopf möglich. Dadurch können die Spulen besonders günstig im Gatter angeordnet werden. Eine Abdeckung des Ablaufgatters kann Ablagerungen des an der Spinnmaschine reichlich vorhandenen Faserstaubes auf den Vorgarnspulen verhindern oder doch so weit reduzieren, daß die üblicherweise verwendeten Gebläse zur Verhinderung dieser Ablagerungen entfallen können.
Das mit den Vorgarnspulen bestückte Ablaufgatter wird z.B. mittels eines Staplers zur Spinnmaschine gebracht und dort anstelle des fest montierten Ablaufgatters in Arbeitsstellung gebracht. Zweckmäßigerweise wird jedoch das bestückte Ablaufgatter in eine Transporteinrichtung eingehängt, die sich im Raum über den Maschinen befindet und über entsprechend gestellte V/eichen in die vorgesehene Position an der Spinnmaschine gebracht. Das Ablaufgatter bleibt dabei in der Transporteinrichtung hängen und ist nicht fest mit der Spinnmaschine verbunden. Dadurch wird das Gestell der Spinnmaschine trotz des höheren Spulengewichtes entlastet.
Anhand der nachfolgenden Figuren und Ausführungsbeispiele soll das Verfahren und die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens noch näher erläutert werden.
Die Figur 1 stellt schematisch den Ablauf des Verfahrens dar. Aus einem Vorratsbehälter (1) wird das Spinnfaserband (2) dem Streckwerk (3) einer Vorspinnmaschine zugeführt. Das im Streckwerk verfeinerte Spinnfaserband wird anschließend durch eine Umwindeeinrichtung (4) geführt und dabei von einem Filamentgam umwunden. Das dabei entstehende Vorgarn (5) wird mittels der Aufwindevorrichtung (6) auf die Spule (7) gebracht. Bei voller Vorgarnspule wird die Vorspinnmaschine stillgesetzt, die Vorgamspulen mechanisch gewechselt, die vollen Spulen mittels eines Transportbandes zu einem Maschinenende gebracht, dort gesammelt und die Vorspinnmaschine wieder angefahren.
Die Vorgarnspulen (7) werden in einem Ablaufgatter (9) aufgesteckt, wobei die Vorgarne (5) in die Fadenführ er (93) eingezogen werden. Mit der Transporteinrich tung (10) wird das Ablaufgatter (9) zur Spinnmaschine gebracht und dort zwischen den Streckwerken (11,12) in Arbeitsposition gebracht. Die Vorgarne werden nun durch die Vorverzugszone (11) und die Hauptverzugszo ne (12) des Streckwerks geführt. Je nach Faserart kann dieses Streckwerk als Klemmstreckwerk oder als Durchzugsstreckwerk ausgeführt sein. In der Hauptverzugszone (12) wird das, das Vorgarn umwindende Filamentgam beim Verziehen des Vorgarns zerrissen und dieses zur gewünscnten Feinheit verzogen. Mittels der Zwirneinrichtung (13) erhält das Garn seine Drehung und wird dabei auf Kopse aufgewunden.
Figur 2 zeigt die spezielle Ausbildung einer Umwindeeinrichtung. Durch das Lieferzylinderpaar (31) des Streckwerks (3) wird das Faserband (2) der Hohlspindel (42) zugeführt. Die Hohlspindel wird dabei von einem Tangentialriemen (46) angetrieben. Mit ihr ist die Spule mit dem umwindenden Garn (4.3) drehfest verbunden. Am Eintritt der Hohlspindel wird das umwindende Garn (4-7) mit dem Faserband zusammengeführt und dieses dabei infolge der Spindeldrehung umwunden. Das dabei entstehende Vorgarn (5) wird auf die Spule (7) aufgewunden. Hohlspindel (42) und Filamentspule (43) sind von einem feststehenden Mantel (45,45a) umgeben, der aufgeklappt werden kann. Eine Hälfte ist mit der Spindelbank, die in der Figur nicht eingezeichnet ist, fest verbunden. Das Lager (44) der Hohlspindel ist bei geschlossenem Mantel zwischen den Mantelhälften fest eingespannt. Durch Aufklappen des Mantels kann die Hohlspindel (42) samt Lager (44) und Spule (43) aus der Maschine entnommen werden. Die Figur 3 zeigt eine spezielle Ausführung der Aufwindeeinrichtung.
Das Vorgarn (5) wird auf die Spule (7) aufgewunden. Dazu wird die Spule an ihrem Umfang von der Treibwalze (61 ) angetrieben. Die Bewegung des Changierfadenführers erfolgt über eine nicht gezeigte Kehrgewindewelle, Die Drehzahl der Spule (7) wird von einem Tachometer erfaßt und in eine elektrische Größe umgewandelt. Mit dieser Größe wird die Drehzahl der Kehrgewindewelle und damit die Hubbewegung des Changierfadenführers so gesteuert, daß das Spulverhältnis, nämlich das Verhältnis aus der Anzahl der Doppelhübe/min und der Spulendrehzahl/min, über der Spulenaufbau konstant bleibt.
Figur 4 zeigt den als Ablaufgatter ausgebildeten Transportbehälter. Die Vorgarnspulen (7) sind in feststehenden Spulenaufnahmen (91) gelagert. Das Ablaufgattsr (3) selbst ist in einer Schiene (10) aufgehängt, die gleichzeitig dem Transport des Gatters zwischen Vorsoinnmaschine und
Das Vorgarn (5) wird von den Vorgarnspulen (7) über
Kopf abgezogen. Dabei kann eine Ablaufhilfe den Ablauf von der Spule erleichtern. Über Fadenführungselemente (93) wird das Vorgarn aus dem Ablaufgatter herausgeführt. An der Vorspinnmascnine werden die bewickelten Vorgarnspulen in das Ablaufgatter eingesetzt. Die Vorgarne werden so in die Führungseiemente eingelegt, daß das Bedienungspersonal der Spinnmaschine die Vorgarnenden nach der Positionierung des Ablaufgatters leicht greifen und in die Streckwerke einziehen kann. Beispiel 1
Ein Faserband aus Baumwollfasern der Stärke 700 dtex wird mit einem Filamentgam der Stärke 9 dtex und der Reißdehnung 205« zum Vorgarn umwunden. Dieses Vorgarn wird in einem Streckwerk zu der Feinheit 200 dtex ver zogen und durch Drehen zum Garn verfestigt. Der Vorve zug war 1,5-fach. Das umwindende Filamentgam riß gröβ tenteils in der Vorvezugszone, es wurden jedoch auch kurze Zeitabschnitte beobachtet, in denen das Vorgarn in der Vorverzugszone lediglich angespannt wurde. Dies führte zu Verzugsstörungen mit Dick- und Dünnstellen im Garn.
Beispiel 2
Das Vorgarn aus Beispiel 1 wird in einem Streckwerk zu der Feinheit 200 dtex verzogen und durch Drehen zum Garn verfestigt. Der Vorverzug war 1,16-fach. Dabei wurde das Vorgarn in der Vorverzugszone lediglich angespannt. Die Breite des Vorgarnes war beim Einlauf in die Hauptverzugszone deutlich geringer als im Beispiel 1 und sehr konstant. Das Filamentgam riß erst in der Hauptverzugszone. Irgendwelche Verzugsstörungen wurden dabei nicht beobachtet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Garnen aus Spinnfa- serbändem durch deren Verfeinerung zum Vorgarn, wobei dieses durch Umwinden mit einem feinen Fila mentgam verfestigt wird, Verziehen des Vorgarns im Streckwerk einer Spinnmaschine auf die gewünsciite Garnstärke und Verfestigen des dabei entstehenden Faserbandes z.B. durch Erteilung von Drehung, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Verzugs in der Vorverzugszone des Streckwerkes so eingestellt wird, daß das Filamentgam, mit dem das Vorgarn umwunden ist, nicht in der Vorverzugszone reißen kann, sondern dieses vielmehr erst in der Hauptverzugszone
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umwinden des Vorgarnes ein Filamentgam verwendet wird, dessen Zugkraft bei einer Verdehnung von 4% mindestens 10 cN und dessen Reißkraft höchstens 100 cN beträgt und bei dem das Verhältnis von elastischer Dehnung zu Gesamtdehnung bei einer Belastung von 15 cN den Wert von 80% nicht unterschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß zum Anspinnen bzw. zum 3eheben eines Vor garnbruchs die Hohlspindel einschließlich der Spule mit dem umwindenden Filamentgam der Vorspinnmaschine entnommen wird, eine neue Einheit Hohlspindel mit umwindendem Garn, bei der das umwindende Garn schon in die Hohlspindel eingefädelt ist, in die. Maschine eingesetzt und der Umwindevorgang dann weitergeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere Vorgarnspulen nach deren Herstellung so in einen Transportbehälter gebracht werden, daß dieser zur Spinnmaschine transportiert, dort vorgelegt und aus ihm heraus die Vorgarnspulen direkt abgearbeitet werden können.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlspindel in einem feststehenden Mantel gelagert ist, der feststehende Mantel aufklappbar ist und die
Hohlspindel einschließlich der Spule mit dem umwindenden Garn und der Lagerung dem aufgeklappten Mantel entnommen werden kann.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei das umwundene Vorgarn in Präzisionswicklung aufgewunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgarnspule an ihrem Umfang mittels einer Treibwalze angetrieben und die Drehzahl der Vorgarnspule in eine Regelgröße umgewandelt wird, mit der über ein Regelglied die Bewegung des Chan gierfadenführers so gesteuert wird, daß dabei das 3pulVerhältnis konstant bleibt.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ϊrans portbehälter als Ablaufgatter ausgebildet ist, das aus Aufnahmeeinrichtungen für die Vorgarnspulen und Führungselernenten zum Herausführen der Vorgarne aus dem Ablaufgatter besteht. GEANDERTE ANSPRUCHE
(beim Internationalen Büro am I Dezember 1981 (01.12.81) eingegangen))
Ansprüche 1 bis 7 (gestrichen)
8. Verfahren zum Herstellen von Garnen aus Spinnfaserbändern , wobei zunächst die Spinnfaserbänder zu Vorgarnen verfeinert und diese mit einem feinen Filamentgam umwunden werden, worauf die Vorgarne in einem Streckwerk mit Vorverzugsfeld verzogen und anschließend verfestigt werden, z. B. durch Erteilung von Drehung , dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentgarne, mit denen die Vorgarne umwunden sind, nicht in der Vorverzugszone, sondern in der Hauptverzugszone gerissen werden.
9 . Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß bei gegebener Reißdehnung der Filamentgarne der Verzug in der Vorverzugszone so niedrig eingestellt wird, daß die Vorgarne in der Vorverzugszone nicht bis zur Reißdehnung des Filamentgarnes verstreckt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentgarne eine so hohe Reißdehnung haben, daß sie bei vorgegebenen Verzugsverhältnissen nicht in der Vorverzugszone , sondern erst in der Hauptverzugszone erreicht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Reißdehnung der Filamentgarne gleich oder größer als der Vorverzug und kleiner als der Gesamtverzug ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß dem Verzug ein Vorgarn unterworfen wird, das mit einem Filamentgam umwunden ist , dessen Reißkraft höchstens 100 cN beträgt.
13 . Verfahren zum Herstellen von Garnen aus Spinnfaserbändem , wobei zunächst die Spinnfaserbänder zu Vorgarnen verfeinert un diese mit einem feinen Filamentgam umwunden werden , worauf die Vorgarne in einem Streckwerk mit Vorverzugsfeld verzogen und anschließend verfestigt werden , z. B . durch Erteilung von Drehung , insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , daß dem Verzug ein Vorgarn unterworfen wird, das mit einem Filamentgam umwunden ist , dessen Zugkraft bei einer Verdehnung von 4 % mindestens 10 cN beträgt und bei dem das Verhältnis von elastischer Dehnung zu Gesamtdehnung bei einer Belastung von 15 cN den Wert von 80 % nicht unterschreitet.
14 .Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , daß die Zylinder des Streckwerkes ausreichend hoch belastet werden und der Zylinderbezug nicht zu hart gewählt wird, so daß die Filamentgarne zwischen den Zylindern des Streckwerkes sicher geklemmt werden .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , daß das Vorgarn durch Anspannung in der Vorverzugszone für den Einlauf in die Hauptverzugszone zusammengefaßt wird.
16 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , daß das Vorgarn von den Vorgarnspulen über Kopf abgezogen und dem Streckwerk zugeführt wird.
17 .Verfahren nach Oberbegriff des Anspruches 1 , wobei das zu einem Vorgarn verfeinerte Spinnfaserband durch eine das Filamentgarn tragende Hohlspindel hindurchgeführt und dabei mit dem Filament gam umwunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anspinne bzw. zum Beheben eines Vorgarnbruchs die Hohlspindel einschließ lich der Spule mit dem umwindenden Filamentgam der Vorspinnmaschine entnommen wird, eine neue Einheit Hohlspindel mit umwindendem Garn, bei der das umwindende Garn schon in die Hohlspindel eingefädelt ist, in die Maschine eingesetzt und der Umwindevorgang dann weitergeführt wird.
18 . Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 10, mit einem die Hohlspindel und Filamentgarn-Spule umgebenden feststehenden Mantel , dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlspindel im feststehenden Mantel gelagert ist, der feststehende Mantel aufklappbar ist und die Hohlspindel einschließlich der Spule mit dem umwindenden Garn und der Lagerung dem aufgeklappten Mantel entnommen werden kann .
19 . Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Transportvorrichtur.g als ein die Vorgarnspulen (7) zumindest von oben abdeckender Transportbehälter ausgebildet ist.
20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , wobei das u m wun den e Vorgarn in Präzisionswickiung aufgewunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgarnspule an ihrem Umfang mittels einer Treibwalze angetrieben und die Drehzahl de Vorgarnspule in eine Regelgröße umgewandelt wird, mit der über ein Regelglied die Bewegung des Changierfadenführers so gesteuert wird, daß dabei das Soulverhältnis konstant bleibt.
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