EP1148160A1 - Method for manufacturing elastic wrap yarns - Google Patents

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EP1148160A1
EP1148160A1 EP01106203A EP01106203A EP1148160A1 EP 1148160 A1 EP1148160 A1 EP 1148160A1 EP 01106203 A EP01106203 A EP 01106203A EP 01106203 A EP01106203 A EP 01106203A EP 1148160 A1 EP1148160 A1 EP 1148160A1
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EP
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yarn
spindle
double
pot
stage
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EP01106203A
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Gerhard Kempf
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OC Oerlikon Textile Holding AG
Original Assignee
Hamel AG
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/10—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously for imparting multiple twist, e.g. two-for-one twisting
    • D01H1/105—Arrangements using hollow spindles, i.e. the yarns are running through the spindle of the unwound bobbins
    • D01H1/106—Two-for-one twisting
    • D01H1/108—Two-for-one twisting for two or more supply bobbins one on top of the other
    • 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
    • D02G3/32—Elastic yarns or threads ; Production of plied or cored yarns, one of which is elastic
    • D02G3/322—Elastic yarns or threads ; Production of plied or cored yarns, one of which is elastic using hollow spindles

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an elastic wound yarn according to the preamble of claim 1.
  • DE 1 173 367 describes a process for the production of twists, in which in a in the first stage of the process, the individual threads are duplicated or widened, and with a slight one Pre-twisted up to 3% of the nominal twist and thus pre-twisted Then, in a second stage of the process, thread another thread on a thread Bell spindle are subjected, whereby the nominal rotation is achieved.
  • the first stage of the process is carried out on a ring twisting machine, while the High swirl in the second process stage, for example on one Double wire twisting machine can be carried out.
  • the disadvantage of this method is that the spindle speed is reduced by the Runner speed of the ring spinning machine used is limited to about 40 m / s because as is known, blocking or seizing at higher rotor speeds Ring and runner take place. High spindle speeds are therefore possible with the described method not possible.
  • the centrifugal force of the yarn could admit another Increase in spindle speed will be increased, but once the yarn co-rotates Breaks air boundary layer and then at high peripheral speed on the If the ambient air comes to a standstill, it is destroyed or at least damaged to the extent that it is no longer meets the requirements in the finished product. Furthermore, it is extremely high Spindle speed on Uptwister winding machines because of the high Energy consumption is not economical.
  • the pot in whole or in part provide surrounding, non-driven intermediate housing, which in the spinning chamber or is mounted on the drive motor of the pot and from the wall of the spinning chamber just as it is at a small distance from the spin pot in relation to the diameter.
  • double-pot spindle used in the first process stage of the two-stage twisting process so-called double-pot spindle used, which is also known as an energy-saving spindle and the basic structure of which results from the above-mentioned DE 1 104 653.
  • double-pot spindle in the first process stage can be considerable higher speeds of well over 10,000 rpm are driven; there have already been Speeds of over 18000 rpm achieved. These high speeds ensure that even very fine yarns detach from the edge of the supply spool and process them to let. At the same time, relatively little energy is required despite the high speed.
  • double-pot spindle in the first process stage ensures that there is no or only very little turbulence during the circulation of the thread form, whereby the thread tension can be kept substantially constant and Thread breaks can be reliably avoided.
  • the disadvantages of the open system known from the first process stage no longer occur open, because the rotating inner pot is sealed off from the outside air.
  • the inner pot carries the bobbin and consequently no air boundary layer forms on the bobbin the yarn can detach itself freely from the bobbin and become attached to the inner surface of the Put the inner pot down before pulling it up.
  • In the interior of the inner pot an environment for the yarn that comes very close to a vacuum. That is why Detachment of the yarn from the bobbin does not depend on the spindle speed either, because that Yarn does not have to overcome drag.
  • the yarn also comes during the Winding process does not come into contact with the standing outside air and cannot be damaged still to be destroyed.
  • the air boundary layer does not form on the coil, but on the outer surface of the inner pot.
  • the turbulent air flow creates friction between the air boundary layer and the stationary ambient air. This friction determines the energy consumption of a pot spindle.
  • the second pot is driven by the air boundary layer of the inner pot and reaches about half the speed of the driven inner pot, whereby the relative speed is divided in relation to the standing outside air.
  • the drive power of a pot spindle increases with the third power of the speed, ie the sum of 2 x 9000 min -1 results in a 40% lower energy consumption compared to 1 x 18000 min -1 with the same production output.
  • the optimal number of pre-rotations can be free in the first process stage should be selected, preferably these should exceed 50% of the total rotations in order to obtain optimal conditions in the second process stage.

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Abstract

The first stage of the process comprises winding. Covering thread is wound around the core thread, without ballooning, using a double-cup spindle at a winding rate exceeding 50% nominal rotation. The second stage, twisting, is carried out using a double twist spindle. Preferred features: The winding rate in the first stage is 55-70%. The double cup spindle is closed air-tight against stationary ambient air.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Umwindegarnes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for producing an elastic wound yarn according to the preamble of claim 1.

Die DE 1 173 367 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Zwirnen, bei dem in einer ersten Verfahrensstufe die Einzelfäden dubliert bzw. gefacht sowie mit einer geringen Zwirnung von bis zu 3% der Nenn-Drehung vorgezwirnt werden und die so vorgezwirnten Fäden anschließend in einer zweiten Verfahrensstufe einer weiteren Zwirnung auf einer Glockenspindel unterworfen werden, wobei die Nenn-Drehung erreicht wird. Vorzugsweise wird die erste Verfahrensstufe auf einer Ringzwirnmaschine durchgeführt, während die Hochdrallgebung in der zweiten Verfahrensstufe beispielsweise auf einer Doppeldrahtzwirnmaschine durchgeführt werden kann.DE 1 173 367 describes a process for the production of twists, in which in a in the first stage of the process, the individual threads are duplicated or widened, and with a slight one Pre-twisted up to 3% of the nominal twist and thus pre-twisted Then, in a second stage of the process, thread another thread on a thread Bell spindle are subjected, whereby the nominal rotation is achieved. Preferably the first stage of the process is carried out on a ring twisting machine, while the High swirl in the second process stage, for example on one Double wire twisting machine can be carried out.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß die Spindelgeschwindigkeit durch die Läufergeschwindigkeit der verwendeten Ringspinnmaschine auf etwa 40 m/s limitiert ist, da bekanntermaßen bei höheren Läufergeschwindigkeiten ein Blockieren bzw. Fressen zwischen Ring und Läufer stattfinde. Hohe Spindelgeschwindigkeiten sind damit mit dem beschriebenen Verfahren nicht möglich.The disadvantage of this method is that the spindle speed is reduced by the Runner speed of the ring spinning machine used is limited to about 40 m / s because as is known, blocking or seizing at higher rotor speeds Ring and runner take place. High spindle speeds are therefore possible with the described method not possible.

Daneben sind konventionelle Umwindemaschinen bekannt, die auch unter dem Namen Uptwister im Handel sind. Eine derartige Umwindemaschine ist beispielsweise in der EP 0 078 753 A2 beschrieben. Hier sind aufgrund des fehlenden Rings zwar grundsätzlich höhere Geschwindigkeiten erzielbar. Jedoch auch bei diesen klassischen Umwindemaschinen ist die Abzugsgeschwindigkeit limitiert, und zwar dadurch, daß sich bei hohen Spindeldrehzahlen die geringe Masse (Garngewicht pro Meter) der feinen Garne nicht ausreicht, um die mitrotierende Luftgrenzschicht auf der Spulenoberfläche zu überwinden. Das Garn löst sich nicht von der Spule und es bildet sich auch kein Fadenballon. Dieser ist jedoch für einen Uptwisterprozeß notwendig. Die Zentrifugalkraft des Garnes könnte zwar mit einer weiteren Steigerung der Spindeldrehzahl erhöht werden, aber sobald das Garn die mitrotierende Luftgrenzschicht durchbricht und dann mit hoher Umfangsgeschwindigkeit auf die stillstehende Umgebungsluft trifft, wird es zerstört oder zumindest so stark geschädigt, daß es den Ansprüchen im Fertigprodukt nicht mehr genügt. Des weiteren ist eine extrem hohe Spindelgeschwindigkeit auf Uptwister-Umwindemaschinen wegen des hohen Energieverbrauches nicht wirtschaftlich.In addition, conventional winding machines are known, which are also known as Uptwister are on the market. Such a winding machine is, for example, in EP 0 078 753 A2. Because of the missing ring, there are basically higher ones here Speeds achievable. However, this is also the case with these classic wrapping machines Pull-off speed is limited by the fact that at high spindle speeds the small mass (yarn weight per meter) of the fine yarns is not sufficient for the overcoming co-rotating air boundary layer on the coil surface. The yarn loosens not from the bobbin and no thread balloon is formed. However, this is for one Uptwister process necessary. The centrifugal force of the yarn could admit another Increase in spindle speed will be increased, but once the yarn co-rotates Breaks air boundary layer and then at high peripheral speed on the If the ambient air comes to a standstill, it is destroyed or at least damaged to the extent that it is no longer meets the requirements in the finished product. Furthermore, it is extremely high Spindle speed on Uptwister winding machines because of the high Energy consumption is not economical.

Ferner hat es sich bei den beschriebenen Verfahren in der Praxis als nachteilig erwiesen, daß dieses Verhalten auch bei sehr tiefen Spindeldrehzahlen eintritt. Zwar verliert die Luftgrenzschicht ihre Wirkung, aber die Zentrifugalkraft verringert sich wegen der niedrigen Drehzahl enorm und das Garn löst sich nicht mehr von der Spule ab. Deshalb hat man bei der Festlegung der optimalen Produktionsgeschwindigkeit bei einem Uptwister mit freiem Fadenballon nur einen sehr begrenzten Spielraum.Furthermore, it has proven to be disadvantageous in practice for the described methods that this behavior also occurs at very low spindle speeds. It loses Air boundary layer its effect, but the centrifugal force decreases because of the low The speed is enormous and the yarn no longer comes off the bobbin. That’s why at Definition of the optimal production speed for an uptister with free Thread balloon only a very limited scope.

Eine Erhöhung der Drehzahl kam jedoch nicht in Betracht, da zum einen der Energieverbrauch einer Zwirnspindel mit zunehmender Drehzahl sehr stark ansteigt und schnell einen nicht mehr wirtschaftlichen Bereich erreicht und zum anderen aus den oben angegebenen Gründen, also wegen des in Folge Turbulenz fehlerhaft ausgebildeten Fadenballons. Wie in der DE 1 104 653 beschrieben ist, hängt der Energieverbrauch beim Zwirnen wesentlich von der Größe des verwendeten Zwirntopfes und von dessen Drehzahl ab. Die Antriebsleistung wächst etwa mit der dritten Potenz der Drehzahl, mit der vierten Potenz des Topfdurchmessers, dagegen nur etwa mit der ersten Potenz der Topfhöhe. Fast die gesamte Antriebsleistung wird hierbei in Bewegungsenergie der den Topf umgebenden Luft umgesetzt, die bei den hohen Drehzahlen des Spinntopfes von etwa 10000 U/min und mehr eine turbulente Bewegung aufweist und daher eine hohe Reibung erzeugt. In der genannten Druckschrift wird daher vorgeschlagen, zum Zwecke der Absenkung des Energieverbrauchs zwischen der rotierenden Zwirnkammer und dem Zwirntopf ein den Topf ganz oder teilweise umgebendes, nicht angetriebenes Zwischengehäuse vorzusehen, welches in der Spinnkammer oder am Antriebsmotor des Topfes gelagert ist und von der Wandung der Spinnkammer ebenso wie von dem Spinntopf einen im Verhältnis zu dem Durchmesser kleinen Abstand hat.However, an increase in the speed was not an option because, on the one hand, the Energy consumption of a twisting spindle increases very rapidly with increasing speed and quickly reached a no longer economic area and on the other hand from the above reasons given, that is, because of the incorrectly formed as a result of turbulence Thread balloons. As described in DE 1 104 653, the energy consumption depends on Twisting depends essentially on the size of the twist pot used and on its speed. The drive power increases with the third power of the speed, with the fourth power of the pot diameter, on the other hand only with the first power of the pot height. Almost that total drive power is in the kinetic energy of the air surrounding the pot implemented at the high speeds of the spin pot of about 10,000 rpm and more has a turbulent movement and therefore generates high friction. In the above Publication is therefore proposed for the purpose of reducing energy consumption between the rotating twisting chamber and the twisting pot, the pot in whole or in part provide surrounding, non-driven intermediate housing, which in the spinning chamber or is mounted on the drive motor of the pot and from the wall of the spinning chamber just as it is at a small distance from the spin pot in relation to the diameter.

Es besteht daher die Aufgabe, ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung eines elastischen Umwindegarnes so weiterzubilden, daß es sich auch für sehr feine Garne eignet und dennoch mit großer Wirtschaftlichkeit gefahren werden kann.There is therefore the task of a two-step process for producing an elastic To further develop thread wrapping yarn so that it is also suitable for very fine yarns and yet can be driven with great economy.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. This object is achieved with the characterizing features of claim 1. Advantageous refinements can be found in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird in der ersten Prozeßstufe des zweistufigen Zwirnverfahrens eine sogenannte Doppeltopfspindel eingesetzt, die auch als Energiesparspindel bekannt ist und deren prinzipieller Aufbau sich aus der oben genannten DE 1 104 653 ergibt. Durch die Verwendung einer derartigen Doppeltopfspindel in der ersten Prozeßstufe können erheblich höhere Drehzahlen von weit über 10000 U/min gefahren werden; es wurden bereits Drehzahlen von über 18000 U/min erzielt. Durch diese hohen Drehzahlen wird sichergestellt, daß sich auch sehr feine Garne vom Rande der Vorlagespule ablösen und damit verarbeiten lassen. Gleichzeitig wird trotz der hohen Drehzahl relativ wenig Energie benötigt. Darüberhinaus wird durch Verwendung der Doppeltopfspindel in der ersten Prozeßstufe sichergestellt, daß sich keine oder nur sehr geringe Turbulenzen beim Umlauf des Fadens bilden, wodurch die Fadenspannung im wesentlichen konstant gehalten werden kann und Fadenbrüche zuverlässig vermieden werden.According to the invention in the first process stage of the two-stage twisting process so-called double-pot spindle used, which is also known as an energy-saving spindle and the basic structure of which results from the above-mentioned DE 1 104 653. Through the Using such a double-pot spindle in the first process stage can be considerable higher speeds of well over 10,000 rpm are driven; there have already been Speeds of over 18000 rpm achieved. These high speeds ensure that even very fine yarns detach from the edge of the supply spool and process them to let. At the same time, relatively little energy is required despite the high speed. In addition, by using the double-pot spindle in the first process stage ensures that there is no or only very little turbulence during the circulation of the thread form, whereby the thread tension can be kept substantially constant and Thread breaks can be reliably avoided.

Die aus der ersten Prozeßstufe bekannten Nachteile des offenen Systems treten nicht mehr auf, denn der rotierende Innentopf ist gegenüber der Außenluft abgeschlossen. Der Innentopf trägt die Garnspule und demzufolge bildet sich auf der Garnspule keine Luftgrenzschicht und das Garn kann sich ungehindert von der Spule lösen und sich an der Innenfläche des Innentopfes ablegen, bevor es nach oben abgezogen wird. Im Innenraum des Innentopfes stellt sich für das Garn eine Umgebung ein, die einem Vakuum sehr nahe kommt. Deshalb ist die Ablösung des Garnes von der Spule auch nicht von der Spindeldrehzahl abhängig, denn das Garn muß keinen Luftwiderstand überwinden. Das Garn kommt auch während des Umwindevorganges nicht mit der stehenden Außenluft in Kontakt und kann weder geschädigt noch zerstört werden.The disadvantages of the open system known from the first process stage no longer occur open, because the rotating inner pot is sealed off from the outside air. The inner pot carries the bobbin and consequently no air boundary layer forms on the bobbin the yarn can detach itself freely from the bobbin and become attached to the inner surface of the Put the inner pot down before pulling it up. In the interior of the inner pot an environment for the yarn that comes very close to a vacuum. That is why Detachment of the yarn from the bobbin does not depend on the spindle speed either, because that Yarn does not have to overcome drag. The yarn also comes during the Winding process does not come into contact with the standing outside air and cannot be damaged still to be destroyed.

Im Gegensatz zu einer offenen Spindel entsteht die Luftgrenzschicht nicht auf der Spule, sondern auf der Außenfläche des Innentopfes. Zwischen der Luftgrenzschicht und der stillstehenden Umgebungsluft entsteht durch die turbulente Luftströmung Reibung. Diese Reibung bestimmt den Energieverbrauch einer Topfspindel. Der zweite Topf wird von der Luftgrenzschicht des Innentopfes angetrieben und erreicht ca. die halbe Drehzahl des angetriebenen Innentopfes, wodurch die relative Geschwindigkeit gegenüber der stehenden Außenluft aufgeteilt wird. Die Antriebsleistung einer Topfspindel wächst mit der dritten Potenz der Drehzahl, d. h. die Summe von 2 x 9000 min-1 ergibt gegenüber 1 x 18000 min -1 bei gleicher Produktionsleistung einen um ca. 40% geringeren Energieverbrauch. In contrast to an open spindle, the air boundary layer does not form on the coil, but on the outer surface of the inner pot. The turbulent air flow creates friction between the air boundary layer and the stationary ambient air. This friction determines the energy consumption of a pot spindle. The second pot is driven by the air boundary layer of the inner pot and reaches about half the speed of the driven inner pot, whereby the relative speed is divided in relation to the standing outside air. The drive power of a pot spindle increases with the third power of the speed, ie the sum of 2 x 9000 min -1 results in a 40% lower energy consumption compared to 1 x 18000 min -1 with the same production output.

Durch den Einsatz einer energiesparenden, ballonlosen Doppeltopfspindel in der ersten Prozeßstufe bestehen keine Einschränkungen mehr bezüglich Drehzahlen, Garndrehungen und Material-Feinheit. Die optimale Anzahl der Vordrehungen kann in der ersten Prozeßstufe frei gewählt werden, vorzugsweise sollen diese 50% der gesamten Drehungen übersteigen, um optimale Voraussetzungen in der zweiten Prozeßstufe zu erhalten.By using an energy-saving, balloonless double pot spindle in the first Process level there are no more restrictions regarding speeds, yarn twists and Material fineness. The optimal number of pre-rotations can be free in the first process stage should be selected, preferably these should exceed 50% of the total rotations in order to obtain optimal conditions in the second process stage.

Aufgrund der hohen Drehzahl der Doppeltopfspindel wird in der ersten Prozeßstufe eine Windungsrate erzielt, die bei weitem über den bekannten Windungsraten von 3% liegt, nämlich mehr als 50%. Aufgrund dieser hohen Windungsrate ergeben sich auch keine Probleme mehr bei der nachfolgenden Endverzwirnung auf einer Doppeldraht-Zwirnmaschine. Diese Probleme bestanden bei den bekannten Verfahren darin, daß bei geringen Windungsraten in der ersten Prozeßstufe (ca. 3 %) bei der zweiten Prozeßstufe (Doppeldrahtzwirn) Garnfehler entstanden, die dadurch bedingt waren, daß sich der Mantel relativ zum Kern durch Wechselwirkung mit der Fadenbremse der Doppeldrahtzwirnmaschine verschob und damit lokale Verdickungen und Verdünnungen des Garns auftraten. Diese Verdickungen und Verdünnungen traten dann im nachfolgenden Gewebe als Webfehler in Erscheinung. Durch die hohe Windungsrate in der ersten Prozeßstufe kommt ein solches, von der Fadenbremse der Doppeldrahtzwirnmaschine ausgelöstes Verschieben nicht mehr vor.Due to the high speed of the double-pot spindle, a Achieved turn rate, which is far above the known turn rates of 3%, namely more than 50%. Because of this high turn rate, there are none Problems more with the subsequent final twisting on a double wire twisting machine. These problems existed with the known methods in that low winding rates in the first process stage (approx. 3%) in the second process stage (Double wire twine) Yarn defects occurred, which were due to the fact that the coat relative to the core through interaction with the thread brake of the double wire twisting machine shifted and local thickening and thinning of the yarn occurred. This Thickening and thinning then occurred in the subsequent fabric as weaving defects Appearance. Due to the high winding rate in the first process stage, one comes from the thread brake of the double wire twisting machine no longer moves.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es erstmals möglich, Feinstrumpfgarne mit einem knotenfreien Spulenpaket von 1 - 3 kg und einer Spindeldrehzahl von über 18000 U/min herzustellen, und zwar zu geringen Prozeßkosten.With the proposed method, it is possible for the first time to use fine hosiery yarns with a knot-free package of 1 - 3 kg and a spindle speed of over 18000 rpm to manufacture, and at low process costs.

Claims (3)

Verfahren zur Herstellung eines elastischen Umwindegarns, wobei ein gedehntes, elastisches Kerngarn mit mindestens einem Mantelgarn umwunden wird und in einer ersten Prozess-Stufe das Mantelgarn mit einer Windungsanzahl, die geringer ist als die Nenn-Drehung des fertigen Umwindegarns, um das Kerngarn gewunden wird, das so gebildete Zwischengarn aufgewickelt wird und das Zwischengarn in einer zweiten Prozess-Stufe in gleicher Drehrichtung gezwirnt wird, um die gewünschte Nenn-Drehung des fertigen Umwindegarns zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Prozess-Stufe das Mantelgarn mit Hilfe einer Doppeltopfspindel und bei einer Windungsrate von über 50 % der Nenn-Drehung ballonlos um das Kerngarn gewunden wird und die zweite Prozess-Stufe auf einer Doppeldraht-Zwirnspindel durchgeführt wird.Process for the production of an elastic wrapping yarn, whereby a stretched, elastic core yarn is wrapped with at least one jacket yarn and in a first process step the jacket yarn with a number of turns that is less than the nominal rotation of the finished wrapping yarn around which the core yarn is wound, the intermediate yarn thus formed is wound up and the intermediate yarn is twisted in a second process stage in the same direction of rotation in order to obtain the desired nominal rotation of the finished winding yarn, characterized in that in the first process stage the jacket yarn with the aid of a double-pot spindle and at a winding rate of more than 50% of the nominal twist, the thread is wound without a balloon around the core yarn and the second process stage is carried out on a double-wire twisting spindle. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsrate in der ersten Prozess-Stufe zwischen 55 und 70 % liegt.A method according to claim 1, characterized in that the winding rate in the first process stage is between 55 and 70%. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppeltopfspindel gegenüber der stillstehenden Außenluft luftdicht verschlossen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the double pot spindle is hermetically sealed from the stationary outside air.
EP01106203A 2000-04-20 2001-03-14 Method for manufacturing elastic wrap yarns Withdrawn EP1148160A1 (en)

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