Die Erfindung betrifft eine Auflöseeinrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Neben dem Rotorspinnverfahren wird auch bei anderen Offenend-Spinnverfahren,
wie zum Beispiel dem Friktionsspinnen, eine
Faservorlage mittels einer Auflösewalze zu Einzelfasern
aufgelöst. Bei derartigen Spinnverfahren ist es zur Vermeidung
von Faserstauchungen üblicherweise erwünscht, daß das
Fasermaterial auf seinem gesamten Weg von der
Zuführeinrichtung der Auflösewalze bis zur Abzugseinrichtung
des Fadens ständig beschleunigt werden kann und die Fasern auf
diese Weise in gestrecktem Zustand gehalten und nicht
gestaucht werden. Dabei soll die Abzugsgeschwindigkeit nicht
zu hohe Werte annehmen. Die Umfangsgeschwindigkeit der
Auflösewalze ist dadurch begrenzt, da sie geringer als die
Garnabzugsgeschwindigkeit sein muß. Die zulässige Drehzahl
einer solchen Auflösewalze ist deutlich niedriger als die
Drehzahl einer Auflösewalze, die bei einem üblichen Offenend-Rotorspinnprozeß
eingesetzt wird. Die hohen
Umfangsgeschwindigkeiten der Auflösewalze beim Rotorspinnen
tragen dazu bei, eine ungleichmäßige Auflösung der
Faservorlage und ein vermehrtes Herauslösen von nicht oder nur
unvollständig aufgelösten Faserbüscheln zu vermeiden. Während
beim Rotorspinnen die Auflösewalze üblicherweise mit einer
Drehzahl von ca. 8.000 Umdrehungen pro Minute umläuft, beträgt
die Drehzahl der Auflösewalze beim Friktions- oder Luftspinnen
aufgrund der vorgenannten Bedingungen beispielsweise nur
1.800 Umdrehungen pro Minute. Bei derartig niedrigen
Drehzahlen der Auflösewalze sind die auftretenden
Zentrifugalkräfte so vermindert, daß das Lösen der Fasern von
der Auflösewalze nur unzureichend unterstützt wird. Die
Faserübergabe von der Auflösewalze auf das jeweilige
Sammelorgan, zum Beispiel eine Saugwalze mit perforiertem
Mantel, ist entsprechend schlecht. Um die Auswirkungen dieses
Nachteils wenigstens etwas zu mildern, werden Auflösewalzen
eingesetzt, deren Kämm- bzw. Auflöseelemente zum Beispiel aus
Nadeln bestehen, die nicht in Laufrichtung der Auflösewalze
geneigt sind.
Auflöseelemente auf Auflösewalzen sind üblicherweise unter
einem Winkel von 15 bis 20 Grad in Laufrichtung der
Auflösewalze geneigt, um das Einziehen der Fasern und das
Auskämmen aus dem freien Ende der Faservorlage, dem
sogenannten Faserbart, zu begünstigen. Die in Laufrichtung
vordere Kante des Auflöseelementes wird bei Sägezahngarnituren
Zahnbrust genannt, deren Neigung in Laufrichtung als positiver
Brustwinkel bezeichnet wird. Ein positiver Brustwinkel
erschwert jedoch das Ablösen der Fasern von der Auflösewalze.
Mit Nadeln, die keine Neigung aufweisen, ist das Auflösen und
die Übergabe zum Beispiel von einer Faservorlage, die aus 100%
Baumwolle besteht, zwar möglich, aber die Qualität des
Auskämmprozesses leidet erheblich durch den Verzicht auf die
Neigung.
Derartige Maßnahmen reichen jedoch nicht aus, um
Faservorlagen, die aus einer Mischung von Polyester und
Baumwolle bestehen, zufriedenstellend aufzulösen und dem
Sammelorgan zu übergeben. Bereits nach kurzer Zeit, häufig
schon nach wenigen Sekunden, wickeln sich Fasern um die
Auflösewalze, und der Auflöseprozeß wird nachhaltig gestört
oder ganz unterbunden.
Aus der DE-AS 24 18 516 ist eine Nadelwalze zum Zuführen eines
Faserbandes zum Kämmorgan einer Offenend-Spinnvorrichtung
bekannt, zwischen deren Nadeln verbiegbare Stäbe liegen. Die
Stäbe sollen eine elastische Auflage, in die die Nadeln in
einer bekannten Vorrichtung bis zu ihrer Spitze eingebettet
sind, ersetzen und eine Wickelbildung auf der Nadelwalze
verhindern. Die Stäbe erstrecken sich zwischen zwei an den
beiden Stirnseiten der Walze angeordneten Auflagern und
erlauben ein Zusammendrücken beziehungsweise Verdichten des
Faserbandes an den Stellen, an denen es an den Stäben anliegt.
Das Faserband wird durch die Stäbe an den Zuführtisch
gedrückt. Damit dieser Druck ausgeübt wird, muß das Faserband
so kompakt und dick sein, daß es die Stäbe aus ihrer Ruhelage
auslenkt. Der Einsatz der verbiegbaren Stäbe ist somit bei
einer Auflöseeinrichtung auf die Zuführwalze beschränkt.
Die CH-PS 620 949 beschreibt eine Speisewalze für einen
Kämmzylinder, die in Radialbohrungen des Speisewalzenmantels
geführte Nadeln aufweist. Die Nadeln werden zwischen einer
Abzieh- und einer Ausschiebestellung bewegt. Dadurch soll das
Auflösen der Fasern zwischen der Speisewalze und der Kämmwalze
verbessert werden. Eine Vorrichtung mit bewegbaren Nadeln ist
mechanisch aufwendig und störungsanfällig. Durch die Bewegung
der Nadeln in radialer Richtung nach innen werden Fasern in
den Spalt zwischen Nadel und Walzenmantel mitgezogen und
setzen sich dort fest. Beim Wiederausfahren der Nadeln können
die Fasern in der Radialbohrung festklemmen und die Nadel
durch Keilwirkung blockieren. Der Einsatz von Sägezähnen
anstelle von Nadeln ist hierbei überhaupt nicht möglich.
Derartige Vorrichtungen haben sich nicht durchgesetzt.
Bei Auflösewalzen, die mit einer Drehzahl umlaufen, die um ein
Vielfaches größer ist als die Drehzahl einer Einzugswalze,
werden zusätzliche Luftströmungen erzeugt, um den
Fasertransport und den Auflösevorgang zu beeinflussen.
Die DE 196 08 828 A1 zeigt eine Auflösewalze, die mit
Öffnungen zur Erzeugung von radialen Luftströmungen am Umfang
versehen ist. Die Auflösewalze ist mit einer Zahngarnitur
ausgerüstet.
Die Erzeugung von Luftströmungen schafft jedoch einen
zusätzlichen Druckluftverbrauch an jeder Spinnstelle, der bei
Spinnmaschinen mit ihrer Vielzahl von Spinnstellen einen nicht
unerheblichen Kostenfaktor darstellt. Ein weiterer Nachteil
beim Einsatz von Luftströmungen wird dadurch hervorgerufen,
daß die Geschwindigkeit des Luftstromes, der aus einer solchen
perforierten Walze austritt, höher ist als die Geschwindigkeit
einer gerade von den Walzen abgelösten Faser.Dadurch wird das
Faserende vom Luftstrom angeblasen und die Faser in
unerwünschter Weise gestaucht.
Die gattungsbildende DE 198 50 518 A1 zeigt eine Auflösewalze,
die den Faserbart gemeinsam mit einer Unterstützungswalze
auskämmt. Dadurch läßt sich ein zusätzlicher
Druckluftverbrauch vermeiden. Die Auflösung von Faserbändern
wird zwar verbessert, aber nicht das Problem des Wickelns von
Fasern oder einer unzureichenden Übergabe der Fasern von der
Auflösewalze an das Sammelorgan behoben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktion der
Auflösewalze zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Auflöseeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Mit der erfindungsgemäßen Auflösewalze können Fasern, die, je
nach Art der eingesetzten Auflöseelemente, jeweils von
einzelnen Nadeln oder Zähnen mitgenommen worden sind, im
Bereich des Sammelorgans angehoben und von den
Auflöseelementen beziehungsweise von der Garnitur abgelöst
werden. Die Übertragung der Fasern von der Auflösewalze auf
das Sammelorgan wird wesentlich verbessert. Das Ausmaß dieser
Verbesserung erlaubt es sogar, Nadeln oder Zähne der
Auflösewalze zur Erzielung einer besseren Auskämmung mit einem
positiven Brustwinkel einzusetzen, ohne daß die
Faserübertragung von der Auflösewalze auf das Sammelorgan, zum
Beispiel bei schwierig zu verarbeitenden Fasern oder
Fasermischungen, wieder unzulässig beeinträchtigt wird.
Bei funktionsunterstützendem Einsatz von Luftströmungen kann
der Luftdruck und damit der Luftverbrauch gegenüber bekannten
Einrichtungen, die zum Ablösen der Fasern durch Druckluft
beitragen, erheblich gesenkt werden. Der Unterdruck, der zur
Absaugung einer Auflösewalze benötigt wird, kann
beispielsweise von 130 mbar auf 50 mbar reduziert werden. Die
Streckung der Fasern bei der Übergabe wird verbessert.
Die Wickelneigung von Fasern auf der Auflösewalze bei den oben
angeführten niedrigen Drehzahlen kann herabgesetzt oder ganz
behoben werden. Selbst Faservorlagen, deren Material aus einer
Mischung von Polyester und Baumwolle besteht, lassen sich mit
der erfindungsgemäßen Auflösewalze gut verarbeiten.
Die erfindungsgemäße Auflöseeinrichtung weist gemäß
Anspruch 3, Anspruch 4 sowie Anspruch 5 zwischen den
Auflöseelementen angeordnete, sich quer zur Umlaufrichtung
über die Auflösewalze erstreckende bewegliche Auswerfer auf,
die vorzugsweise schwenkbar an der Auflösewalze befestigt
sind. Vorteilhaft ist jeder sich im wesentlichen quer zur
Umlaufrichtung der Auflösewalze erstreckenden Reihe von
Auflöseelementen ein Auswerfer zugeordnet. Derartige Auswerfer
erlauben es auf einfache Weise, bei Erreichen der für die
Faserübertragung vorgesehenen Stelle auf der Umlaufbahn für
ein gleichmäßig über die Breite verteiltes und
funktionssicheres Ablösen der mitgeführten Fasern zu sorgen.
Ein als Drahtbügel entsprechend Anspruch 6 ausgebildeter
Auswerfer läßt sich einfach und kostengünstig herstellen,
leicht durch beiderseitige Bohrungen an der Auflösewalze
befestigen und hat nur eine geringe Masse, die bewegt werden
muß.
In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 7 ist eine
stationäre ringförmige Führung derart ausgebildet und
angeordnet, daß sich unter ihrer Einwirkung die Lage des
jeweiligen umlaufenden Auswerfers zur Auflösewalze zyklisch
verändert. Ein Zyklus entspricht einem Umlauf der
Auflösewalze. Auf diese Weise ist es möglich, die Lage des
Auswerfers zur Auflösewalze der jeweiligen Position auf dem
Umlauf zuzuordnen. Dabei ist vorteilhaft die Führung so
gestaltet, daß durch die Kurvenführung zwangsläufig das
Eintauchen der Auswerfer zwischen die Auflöseelemente bewirkt
wird, wobei der jeweilige umlaufende Auswerfer beim Passieren
des Auskämmpunktes am weitesten zwischen die Auflöseelemente
eintaucht und beim Passieren des Punktes, an dem sich die
Fasern von der Auflösewalze trennen, am weitesten vom
Grundkörper der Auflösewalze abgehoben ist. So liegen die
Fasern stets oberhalb des Auswerfers, und der Abstreifvorgang
kann ohne Schwierigkeiten ausgeführt werden.
Ist die Drehzahl der Auflösewalze so hoch, daß die
Zentrifugalkraft allein die Auswerfer anhebt, erübrigt sich
eine Einrichtung, die eine entsprechende von der Auflösewalze
nach außen gerichtete radiale Kraft aufbringt. Ist die
Drehzahl der Auflösewalze zu sehr reduziert, um die Auswerfer
sicher von der Auflösewalze abzuheben, kann die Auflösewalze
Federn aufweisen, die eine nach außen gerichtete Kraft
aufbringen und zusammen mit der Zentrifugalkraft das Abheben
der Auswerfer sicher bewirken.
Sowohl die Zentrifugalkraft als auch die Federkraft drücken
die Auswerfer gegen die ringförmige Führung und sorgen dafür,
daß die Auswerfer immer an der Innenfläche der Führung
anliegen und der vorgegebenen Innenkontur folgen. Bei einer
derartigen Ausführung müssen weder besondere
Antriebseinrichtungen noch besondere aufwendige
Steuerungseinrichtungen zum Bewegen der Auswerfer vorgesehen
werden.
Die erfindungsgemäße Auflöseeinrichtung nimmt wenig Platz ein
und benötigt nur einen geringen Aufwand an zusätzlichen
Bauteilen gegenüber einer normalen üblichen Auflösewalze und
läßt sich kostengünstig herstellen.
Die erfindungsgemäße Auflöseeinrichtung ist neben der
Verwendung für Spinnverfahren, bei denen aufgrund der
Forderung nach ständig gestreckten Fasern die Drehzahl der
Auflösewalze beschränkt ist, auch geeignet, an Offenend-Rotorspinnmaschinen
eingesetzt zu werden, um dort Fasern mit
großer Wickelneigung aufzulösen, Umlauffasern beziehungsweise
Wickelbildung zu verhindern oder z.B.um schonendere niedrigere
Drehzahlen der Auflösewalzen bei Chemiefasern zu ermöglichen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der
Darstellung der Figuren erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Prinzipdarstellung einer Offenend-Spinnstelle,
- Fig. 2
- eine Teilansicht einer Auflöseeinrichtung,
- Fig. 3
- eine perspektivische Teilansicht der Auflösewalze
der Figur 2,
- Fig. 4
- eine Prinzipdarstellung der Führung der Auswerfer
im Schnitt,
- Fig. 5
- eine perspektivische Teilansicht der Auflösewalze
der Figur 2,
- Fig. 6 und 7
- ein Ausschnitt einer sägezahnbestückten
Auflösewalze mit Auswerfern.
An der in Figur 1 dargestellten Spinnstelle wird ein
Faserband 1 durch eine Bandspreizvorrichtung 2 geführt und in
gespreiztem Zustand der Auflöseeinrichtung 3 vorgelegt. Die
Speisemulde 4 preßt das gespreizte Faserband 1 gegen die
Einzugswalze 5 und bildet mit der Einzugswalze 5 eine
Klemmstelle, die das Ende des Faserbandes 1, den sogenannten
Faserbart, zurückhält. Die Auflösewalze 6 kämmt den Faserbart
aus und löst das Faserband 1 bis zur Einzelfaser auf. Dabei
rotiert die Auflösewalze 6 in Richtung des Pfeiles 7. Die
Fasern werden von einer besaugten Abnahmewalze 8 übernommen
und zu einem schmalen Faserbändchen zusammengeführt. Die
Drehrichtung der Abnahmewalze 8 ist durch den Pfeil 9
angedeutet. Die Abnahmewalze 8 und die Klemmrolle 10 bilden
eine Klemmlinie, die von dem Faserbändchen durchlaufen wird.
Die Luftspinneinrichtung 11 erzeugt einen Luftwirbel, der zur
Fadenbildung dient. Derartige Luftspinneinrichtungen sind
beispielsweise aus der DE 196 10 960 A1 bekannt. Der Faden 12
passiert eine Abzugseinrichtung 13 und wird zu einer aus
Vereinfachungsgründen nicht dargestellten Spulstelle
befördert.
In der Teilansicht der Auflöseeinrichtung 3 der Figur 2 wird
das Faserband 1 zwischen der Speisemulde 4 und der
Einzugswalze 5 geklemmt und der Auflösewalze 6 zugeführt. Die
Auflösewalze 6 greift mit den als Nadeln 14 ausgebildeten
Auflöseelementen in den Faserbart des Faserbandes 1 ein und
kämmt Fasern aus.
Die Innenkontur 15 der ortsfesten ringförmigen Führung 16
verläuft derart exzentrisch zur Auflösewalze 6, daß am
Auskämmpunkt der Abstand zwischen der Innenkontur 15 und der
Auflösewalze 6 am geringsten und im Bereich der Übergabezone
an die Abnahmewalze 8 auf größten ist. An der Innenkontur 15
liegen die als symmetrischer Drahtbügel ausgeführten
Auswerfer 17 mit einem Teilstück an. Die Auswerfer 17 sind
schwenkbar an seitlichen Borden 18 der Auflösewalze 6
befestigt und laufen somit zusammen mit der Auflösewalze 6 in
Richtung des Pfeiles 19 um. Jeder Auswerfer 17 ist in
beidseitig in die Borde 18 eingebrachten sich
gegenüberliegenden Bohrungen gehaltert. Während der Rotation
der Auflösewalze 6 werden die Auswerfer 17 stetig mit einer
Zentrifugalkraft beaufschlagt und an die Innenkontur 15 der
Führung 16 gedrückt. Die Führung 16 ist als Kunststoffring
ausgeführt, so daß die Auswerfer problemlos auf der
Innenkontur 15 gleiten können. Da am Auskämmpunkt der Abstand
zwischen Innenkontur 15 und Auflösewalze 6 gering ist, werden
die Auswerfer 17 durch die Innenkontur 15 so geführt, daß sie
beim Passieren des Auskämmpunktes am weitesten zwischen die
Nadeln 14 eintauchen. Diese Lage der Auswerfer zeigt auch die
perspektivische Darstellung der Figur 3. Die Spitzen der
Nadeln 14 überragen dabei die Auswerfer 17.
In Drehrichtung der Auflösewalze 6 gesehen, wird der Spalt
zwischen Innenkontur 15 und Auflösewalze 6 nach dem
Auskämmpunkt zunächst stetig größer. Die mit der
Zentrifugalkraft beaufschlagten Auswerfer 17 heben auf ihrer
Umlaufbahn stetig von der Auflösewalze 6 ab, bis sie beim
Passieren des Punktes, an dem sich die Fasern von der
Auflösewalze 6 trennen, am weitesten vom Grundkörper der
Auflösewalze 6 abgehoben sind. Dabei ist der quer über die
Auflösewalze 6 verlaufende Teil der Auswerfer 17 etwas weiter
von dem Grundkörper der Auflösewalze 6 entfernt als die
Spitzen der Nadeln 14, wie aus Figur 4 und Figur 5 erkennbar
ist.
Dadurch wird es ermöglicht, die von den Nadeln 14 am Kämmpunkt
ausgekämmten und mitgeführten Fasern anzuheben und von den
Nadeln abzustreifen.
Figur 4 zeigt eine Ausführung der Auflöseeinrichtung, bei der
jeweils eine Feder 31 an die Auswerfer 17 angreift. Die
Feder 31 ist als Druckfeder ausgebildet und beaufschlagt den
Auswerfer 17 mit einer im wesentlichen radial nach außen
gerichteten Kraft. Durch die Feder 31 wird die Wirkung der
Zentrifugalkraft, aufgrund der der Auswerfer 17 an die
Innenkontur der Führung 16 gedrückt wird, unterstützt. In
einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann
jeweils eine Feder 31 an jedem Ende des Auswerfers 17
angreifen.
Figur 6 und Figur 7 zeigen einen Abschnitt einer
Auflösewalze 20, deren Auflöseelemente als Zähne 21
ausgebildet sind. Eine Auflösewalze mit geeigneter Garnitur
ist zum Beispiel aus der DE 34 39 664 C2 bekannt. Der Aufbau
der Auflöseeinrichtung ist analog der Auflöseeinrichtung 3 in
den Figuren 1 und 2, wobei die Abweichung im wesentlichen
darin besteht, daß die Auflösewalze 20 Zähne 21 statt Nadeln
aufweist.
Figur 6 zeigt die Lage der Auswerfer 22 beim Passieren des
Kämmpunktes relativ zur Auflösewalze 20. Die Auswerfer 22
liegen mit dem Querbügel an der teilweise gestrichelt
dargestellten Innenkontur 23 der Führung 24 an und tauchen
tief in die Einschnitte 25 zwischen den in axialer Richtung
gebildeten Zahnreihen ein. Die Einschnitte 25 werden durch die
Brustflächen 26 und die Rückenflächen 27 der Zähne 21
begrenzt.
Die Zähne 21 weisen einen positiven Brustwinkel β auf. Ein
positiver Brustwinkel β, insbesondere ein großer Brustwinkel β,
trägt erheblich zu einer guten Auflösung des Fasermaterials
bei. Die Zähne 21 kämmen aus der Fasermaterialvorlage, zum
Beispiel einem Faserband, wie in Figur 2 dargestellt,
Fasern 28 aus. Die Fasern 28 legen sich dabei um die
Brustfläche 26 der Zähne 21 und werden mitgenommen. Die
Auswerfer liegen unter den Fasern 28. Zahl und Lage der
Fasern 28 sind nur beispielhaft dargestellt. Auf dem
Transportweg der Fasern 28 in Drehrichtung der Auflösewalze 20
(die Drehrichtung ist durch den Pfeil 29 angedeutet) vom
Auskämmpunkt zum Punkt, an dem die Fasern 28 an die
Abnahmewalze übertragen werden, entfernt sich die
Innenkontur 23 stetig vom Grundkörper der Auflösewalze 20.
Dadurch können die Auswerfer 22 unter dem Einfluß der
Zentrifugalkraft in ihrer Lagerung im Bord 30 der
Auflösewalze 20 nach außen schwenken und sich vom Grundkörper
der Auflösewalze 20 abheben. Am Punkt, an dem sich die Fasern
von der Auflösewalze trennen, sind die Auswerfer 22 am
weitesten abgehoben. Diese Lage der Auswerfer 22, relativ zur
Auflösewalze 20, zeigt die Figur 7. Der quer über die
Auflösewalze 20 verlaufende Teil der Auswerfer 22 ist dadurch
weiter als die Spitze der Zähne 21 vom Grundkörper der
Auflösewalze 20 entfernt. Während des Abhebens der
Auswerfer 22 werden die Fasern 28 von den Auswerfern 22 erfaßt
und mitgehoben. Spätestens, wenn sie die Spitze des jeweiligen
Zahns 21 erreichen, lösen sich die Fasern 28 von der
Auflösewalze 20 und werden auf die Abnahmewalze übertragen
Ein Loslösen der Fasern 28 vom jeweiligen Zahn 21 kann bereits
durch den Beginn der zur Zahnspitze gerichteten
Relativbewegung zwischen Faser 28 und Zahn 21 ausgelöst
werden.
Die erfindungsgemäße Abstreifeinrichtung läßt sich auf einer
Auflöseeinrichtung ohne Schwierigkeiten integrieren. Die
Herstellung und Montage der Bauteile der Auflöseeinrichtung
kann auf einfache Weise kostengünstig vorgenommen werden.
Zusätzliche Antriebselemente sind nicht erforderlich.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen
Ausführungsformen und Anwendungsbeispiele beschränkt. Zum
Beispiel kann anstelle einer besaugten Abnahmewalze ein
perforiertes besaugtes Band eingesetzt werden, das sich in
Achsrichtung der Auflösewalze bewegt und auf dem die von der
Auflösewalze abgelösten Fasern gesammelt und abgeführt werden.