EP1664404B1

EP1664404B1 - Vorrichtung zur herstellung von vorgarn mittels luftspinnverfahren und verwendung einer solchen vorrichtung

Info

Publication number: EP1664404B1
Application number: EP04738094.4A
Authority: EP
Inventors: Christian Griesshammer; Herbert Stalder
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: JP2007505227A; WO2005026421A1; US20070193245A1; CN1882728A; EP1664404A1; CN1882727A; CN1882727B; ES2500091T3; US7661259B2; CN1882728B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorspinnmaschine zur Herstellung eines Vorgarns zu einem Faserverband, sowie die Verwendung eines Drallerteilungsmittels, welches nach einem Luftspinnverfahren arbeitet.
Derartige Vorrichtungen sind in der Textiltechnik bekannt. Zu den Vorspinnmaschinen gemäss der vorliegenden Erfindung gehören insbesondere die sogenannten Flyer. Die Flyer dienen der Herstellung von Vorgarn bzw. zur Herstellung einer sogenannten Vorgarnlunte. Das Vorgarn dient als Vorlage für den Spinnprozess, d. h. für die Verspinnung der Fasern zu einem Fasergarn, beispielsweise auf einer Ringspinnmaschine. Die vom Vorwerk (Karderie) kommenden Faserbänder werden in der Regel zuerst mit der Hilfe von Streckwerken dubliert und in Kannen abgelegt. Das dadurch entstehende Streckenband wird anschliessend den Vorspinnmaschinen zur Weiterverarbeitung vorgelegt. Das Streckenband wird in diesen Vorspinnmaschinen in der Regel zuerst in einem eigenen Streckwerk verzogen und anschliessend durch eine entsprechende Drallgebung leicht verdreht, bevor das ursprüngliche Faserband als Vorgarn auf eine Vorlagespule aufgewunden wird.
Das dadurch entstandene Vorgarn (auch Faserlunte, Flyerlunte oder allgemein Lunte genannt) dient üblicherweise als Vorlage für Ringspinnmaschinen. Die Vorspinnmaschine weist üblicherweise ein eigenes Streckwerk auf, meist ein Doppelriemchen-Streckwerk. Nach dem Verzug durch das Streckwerk der Vorspinnmaschine erhält der Faserverband eine leichte Drehung (sog. Schutzdrehung), damit die dadurch entstehende Lunte eine gewisse Festigkeit aufweist und auf einer Spule aufgewickelt werden kann und nicht zerfällt. Die erteilte Drehung darf nur so hoch sein, dass der Zusammenhalt des Faserverbandes für das Aufwickeln und wieder Abspulen sowie den Transport der Spulen fest genug ist, damit insbesondere keine Fehlverzüge (Dünnstellen im Vorgarn) entstehen. Andererseits muss die Drehung leicht auflösbar sein bzw. das Vorgarn muss verzugsfähig sein, damit der anschliessende Spinnprozess, z. B. in einer Ringspinnmaschine, bewerkstelligt werden kann.
Als Vorspinnmaschine wird in der Regel der sogenannte Flyer benutzt, welcher die entsprechend genannte Flyerlunte herstellt. Diese Vorspinnmaschine ist mit einem Streckwerk und einer Spindel zum Aufwinden der Flyerlunte auf eine Zylinderspule mittels eines Flügels zur Stützung der Lunte gegenüber der durch die Spindeldrehzahlen bedingten Fliehkraft ausgerüstet. Der Flyer ist insbesondere wegen dem komplizierten Aufwindemechanismus eine teure Maschine im gesamten Spinnereiprozess. Dazu kommt, dass die übliche Leistung eines Flyers bei 20 - 25 Meter Vorgarn pro Minute liegt. Diese niedrige Produktion lässt sich aber im Hinblick auf das Aufwindesystem mit Flyerflügeln nicht steigern, da eine höhere Geschwindigkeit durch die Fliehkraft begrenzt ist, welche die Flügel und die Vorgarnspule aushalten müssen.
Es ist deshalb durch das sogenannte Direktspinnen schon versucht worden, die Vorspinnmaschine, bei dem die Vorlage für die Ringspinnmaschine aus Streckenband besteht, zu umgehen. Der Hochverzug durch das sogenannte Streckenband-Direktspinnen, erreicht nur bedingt das Ergebnis, welches bei Vorlage einer Flyerlunte auf der Ringspinnmaschine erreicht wird. Dies gilt insbesondere, wenn feine Garne mit Nm 50 und feiner gesponnen werden. Zudem ist die Vorlage von Streckenkannen bei der Ringspinnmaschine aufwendig und kompliziert.
Eine Möglichkeit, den Flyer zu ersetzen, wird in der Offenlegungsschrift EP 375 242 A2 offenbart. Darin wird eine Maschine zur Herstellung eines Vorgarns aus einem Faserverband gezeigt, welches ein Drallerteilungsmittel mit einem sich drehenden Rotor besitzt. Der Rotor weist auf seiner Drehachse eine durchgehende Längsbohrung auf, durch welche der zur verdrehende Faserverband geführt wird. Der Rotor besitzt auf einer bestimmten Höhe mehrere rotationssymmetrisch angeordnete in radialer Richtung gehende Bohrungen auf. Diese radialen Bohrungen verbinden die Längsbohrung, durch welche der Faserverband geführt wird, mit der äusseren Oberfläche des Rotors. Diese äussere Oberfläche des Rotors ist einem Vakuum bzw. einem starken Unterdruck ausgesetzt. Wird der Faserverband nun durch die Längsbohrung gezogen, so werden einzelne freie Faserenden von der Oberfläche des Faserverbandes in diese radialen Bohrungen gesogen. Im Betrieb dreht sich der Rotor während der Faserverband durch die Längsbohrung gezogen wird. Die sich in den radialen Bohrungen befindenden Faserenden werden dadurch um den sich bewegenden Faserverband gewickelt, wodurch dem Faserverband bzw. einzelnen Fasern davon eine Drehung (Echtdrall) erteilt wird.
Die Vorrichtung gemäss der genannten Schrift ist wegen der mechanischen Elemente (sich drehender Rotor) und der Vakuumtechnologie relativ aufwendig in Herstellung und Betrieb.
Zur Herstellung von Garnen ist es beispielsweise aus der DE 32 37 989 C2 bekannt, eine Faserlunte bzw. ein Streckenband in einem Streckwerk zu verziehen und dem verzogenen Faserverband anschliessend einen Drall zu erteilen, wobei die Drallgebung durch Luftstrahlen in zwei aufeinander folgenden Drallkammern erfolgt.
Die Drallgebung in der ersten pneumatischen Drallkammer erfolgt entgegengesetzt zur weiteren nachfolgenden Drallgebung in der zweiten pneumatischen Drallkammer (die erste Drallgebung verursacht z.B. eine Linksdrehung, während die nachfolgende Drallgebung in der zweiten Drallkammer eine Rechtsdrehung verursacht). Auf diese weise entsteht ein Garn nach dem sogenannten Falschdraht-Spinnverfahren).
Gemäss der Patentschrift CH 617 465 , wird eine Falschdrahtdüse zur Herstellung eines Stapelfasergarnes verwendet (ebenfalls ein Falschdraht-Spinnverfahren).
Bei der Erzeugung eines Garnes - bei einem Spinnprozess also - werden die einzelnen Fasern derart stark miteinander versponnen bzw. verdreht, dass die Verdrehung quasi irreversibel ist und das erzeugte Garn auch nicht mehr verziehbar ist. Diese durch die Verdrehung erzeugte Verfestigung ist für das Garn auch notwendig, denn nur so erhält es die benötigte hohe Reisskraft. Dies hat jedoch zur Folge, dass die genannten Vorrichtungen und Spinnverfahren nicht geeignet sind, um ein Vorgarn zu bilden. Das Vorgarn weist nur eine sogenannte Schutzdrehung auf, welche den weiteren Spinnprozess an den folgenden Maschinen (z. B. Verzug an der Ringspinnmaschine) nicht behindern darf, d. h. das Vorgarn muss verzugsfähig bleiben. Die in diesen beiden Schriften gezeigten Vorrichtungen eignen sich daher nur zur Herstellung von Garnen und nicht von verzugsfähigem Vorgarn. Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vorgarns gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird durch EP 0174 112 A1 offenbart.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorspinnmaschine und ein Verfahren zur Herstellung eines Vorgarns zu schaffen, bei der die weiter oben genannten Nachteile konventioneller Vorspinnmaschinen vermieden werden können und bei welcher ein Vorgarn hergestellt wird, welches die Eigenschaften herkömmlicher Flyerlunten bzw. Vorgarne aufweist, dies betrifft insbesondere die Verzugsfähigkeit des hergestellten Vorgarnes.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 8 gelöst. Durch die Verwendung einer Vorspinnmaschine mit einem erfindungsgemässen Drallerteilungsmittel ist es möglich, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, d. h. insbesondere eine Vorspinnmaschine zu schaffen mit einer höheren Produktionsleistung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen zu finden.
Im folgenden wird die Erfindung, deren Erfindungsgedanke, sowie die Wirkungsweise der Erfindung anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es soll aber ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass sich die Erfindung bzw. der Erfindungsgedanke nicht auf die in den Beispielen gezeigten Ausführungsformen beschränkt.
Die Figur 1 zeigt schematisch eine Spinnstelle 1 einer Vorspinnmaschine (gesamte Vorspinnmaschine nicht gezeigt) gemäss der Erfindung. Diese mögliche Ausführungsform der Erfindung weist ein (ebenfalls schematisch dargestelltes) Streckwerk 2 auf, welches mit einem Faserverband 3 (z. B. ein doubliertes Streckenband) beliefert wird. Der (verstreckte) Faserverband 3 gelangt vom Streckwerk anschliessend in das Drallerteilungsmittel 4. Im Drallerteilungsmittel 4 wird der Faserverband 3 zu einem Vorgarn 9 verdreht, d. h. dem Faserverband wird mindestens teilweise (d. h. mindestens einem Teil der Fasern des Faserverbandes) ein Echtdrall erteilt. Darüber hinaus zeigt die Figur 1 ein Abzugswalzenpaar 8 mit einer Klemmlinie 34 und eine Aufwindevorrichtung 7 (ebenfalls schematisch dargestellt) für das Vorgarn 9. Die erfindungsgemässe Vorrichtung muss nicht zwangsweise ein Streckwerk 2 aufweisen, wie dies in Figur 1 dargestellt ist, ebenso wenig ein Abzugswalzenpaar 8. Zusätzlich zum Streckwerk 2 oder anstelle des Streckwerkes 2 kann innerhalb derselben Maschine (im folgenden "Kombination" genannt) eine eigentliche konventionelle Strecke vorgesehen sein (nicht dargestellt). Eine solche Strecke-Vorspinnmaschine-Kombination weist den Vorteil einer Prozessverkürzung auf.
Das Drallerteilungsmittel 4 arbeitet nach dem sogenannten Vortex-Verfahren, einem speziellen Luftspinnverfahren. Das Vortex-Luftspinnverfahren ist an sich als Garn-Spinnverfahren bekannt. Wie weiter oben bereits erwähnt, sind Vorrichtungen zur Garnbildung an sich ungeeignet für die Herstellung eines verzugsfähigen Vorgarnes. Überraschend und unerwarteter weise haben Versuche mit geeignet modifizierten Luftspinnvorrichtungen ergeben, dass sich gewisse Luftspinnverfahren auch zur Herstellung von Vorgarnen eignen. Dazu müssen die Dimensionen und die Strömungsverhältnisse konventioneller Garn-Luftspinnvorrichtungen allerdings angepasst werden. Die erfindungsgemässen Drallerteilungsmittel müssen dem Faserverband nur eine Schutzdrehung erteilen, damit die dadurch gebildete Lunte oder Vorgarn verzugsfähig bleibt. Herkömmliche konventionelle Luftspinnvorrichtungen drehen den Faserverband derart, dass sich ein Garn bzw. ein Faden bildet, der derart stark verdreht ist, dass die Drehung irreversibel ist und insbesondere nicht mehr verziehbar ist. Durch eine entsprechend grössere Dimensionierung der Luftspinnvorrichtungen, sowie einer Anpassung der Strömungsverhältnisse und vor allem durch geeignet hohe Liefergeschwindigkeiten, lassen sich mit Luftspinnvorrichtungen auch verzugsfähige Vorgarne bzw. Lunten herstellen. Die entsprechenden Verhältnisse lassen sich am besten experimentell ermitteln.
Gemäss erster Versuche weisen Luftspinnvorrichtungen für Vorgarne vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften auf:

vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Drall- bzw. Wirbelkammer mindestens 5 mm (siehe Wirbelkammer 5 in den im Folgenden beschriebenen Figuren)
vorzugsweise beträgt die Liefergeschwindigkeit des Faserverbandes (ab Auslaufwalzen Streckwerk) mindestens 200 m/min
vorzugsweise beträgt der Druck der Luftströmung, bevor sie durch die Düsenbohrungen oder Düsen in die Wirbelkammer einströmt, höchstens 5 bar (siehe Luftströmung 32, 16, 16.1, 16.2, oder 20, sowie Düsenbohrungen bzw. Düsen 11 in den im Folgenden beschriebenen Figuren)
vorzugsweise erteilen diese Luftspinnvorrichtungen dem Vorgarn bzw. der Lunte eine tiefe Umwindedrehung, bevorzugt beträgt die Umwindedrehung bzw. der Drehungskoeffizient α_m weniger als 100.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Bildung eines Vorgarns ist der Wirkungsweise konventioneller Luftspinnverfahren zur Garnbildung ähnlich. Aus diesem Grund wird hier auf die Luftspinnverfahren nicht sehr detailliert eingegangen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Luftspinnvorrichtungen wird bei den erfindungsgemässen Vorrichtungen und Verfahren dem Faserverband bzw. dem Vorgarn nur eine Schutzdrehung erteilt. Diese Schutzdrehung ist derart, dass das Vorgarn für den weiteren Verarbeitungsprozess verzugsfähig bleibt und die Dreherteilung sogar rückgängig gemacht werden könnte. Sie ist oder wäre demnach reversibel im Gegensatz zur Drehung, welche einem Faserverband mit konventionellen d. h. bekannten Luftspinnvorrichtungen erteilt würde. Zur Bildung des Vorgarnes, wird dem Faserverband mindestens teilweise ein Echtdrall erteilt, d. h. mindestens ein Teil der Fasern des Faserverbandes, wenn nicht alle, erhalten einen Echtdrall (Drehung) mittels einer Luftströmung. Dieser Echtdrall bzw. diese Drehung ist wie erwähnt nur eine Schutzdrehung. Das erfindungsgemäss hergestellte Vorgarn bzw. Lunte hat daher die gleichen Eigenschaften wie eine mit einem konventionellen Flyer hergestellte Lunte.
Die soeben gemachten Ausführungen gelten selbstverständlich für sämtliche erfindungsgemässen Drallerteilungsmittel dieser Schrift, welche im Folgenden anhand weiterer Figuren gezeigt und erklärt werden. Diese Ausführungen gelten somit nicht nur für das Drallerteilungsmittel 4 der Figur 1, sondern auch für jene Drallerteilungsmittel mit dem Bezugszeichen 18 und 31.
Eines der möglichen erfindungsgemässen Drallerteilungsmittel für die Bildung von Vorgarn ist der bereits erwähnte Gegenstand 4 aus Figur 1. Das Drallerteilungsmittel 4 arbeitet wie bereits erwähnt nach dem sogenannten Vortex-Luftspinnverfahren. Die Vorrichtung 4 weist dafür ein Faserführungselement 10, mit welchem der Faserverband 3 in die Wirbelkammer 5 des Drallerteilungsmittel 4 geliefert wird. In der Wirbelkammer 5 erzeugt eine nicht näher dargestellte Fluideinrichtung eine Luftströmung 32 bzw. eine Wirbelströmung mittels einer oder mehrerer Düsenbohrungen 11. Die dadurch entstehende Wirbelströmung innerhalb der Wirbelkammer 5 verursacht, dass sich einzelne freie Faserenden 12 auf der Oberfläche des Faserverbandes 3 um die Einlassmündung 13 des Vorgarnbildungselementes 6 legen und - erfasst durch die rotierende Wirbelströmung in der Wirbelkammer - um den Kern 14 des Faserverbandes rotieren. Dadurch wird dem Faserverband 3 in der Wirbelkammer 5 mindestens teilweise (d. h. mindestens einen Teil der Fasern) ein Echtdrall mittels einer Luftströmung 32 erteilt. Diese Luftströmung verursacht damit, dass mindestens einem Teil des Faserverbandes, d. h. einzelnen Fasern, ein Echtdrall bzw. eine echte Drehung um einen Kern von grösstenteils parallelen bleibenden Fasern erteilt wird. Das dadurch an der Einlassmündung 13 entstehende Vorgarn 9 wird beispielsweise über ein Abzugswalzenpaar 8 abgezogen und auf eine Aufwindevorrichtung 7 aufgewickelt. Dazu weist das Vorgarnbildungselement 6 eine Bohrung auf (siehe Figur 1). Die Aufwindevorrichtung 7 in der Figur 1 ist nur schematisch dargestellt. Beispielsweise kann die Aufwindevorrichtung ein Kreuzwickler, ein Präzisions-Kreuzwickler, ein wilder Kreuzwickler, ein Stufen-Präzisionswickler oder ein Parallelwickler sein.
Die Figur 2 zeigt das Drallerteilungsmittel 4 aus der Figur 1 in einer anderen Ansicht. Besonders gut erkennbar ist in dieser Abbildung, wie der Faserverband 3 durch das Faserführungselement 10 in die Wirbelkammer 5 geführt wird, wo eine durch die Düsenbohrungen 11 erzeugte Wirbelluftströmung die freien Faserenden 12 des Faserverbandes 3 erfasst und um die Einlassmündung 13 des Vorgarnbildungselementes 6 legt. Die um die Einlassmündung 13 sich legenden freien Faserenden 12 bilden eine um den Kern 14 des Faserverbandes rotierende "Sonne". Die freien Faserenden 12 verdrehen sich somit um den Kern 14 des Faserverbandes, wodurch der Faserverband 3 in der Wirbelkammer 5 mindestens teilweise einen Echtdrall (Drehung) aufgrund der Luftströmung erhält. Das dadurch an der Einlassmündung 13 entstehende Vorgarn 9 wird durch das Vorgarnbildungselement 6 (z. B. wie hier dargestellt eine Spindel) abgezogen (siehe Pfeil).
Die Figur 3 zeigt ein weiteres nicht erfindungsgemässes Drallerteilungsmittel 15, welches jedoch kein Vorgarnbildungselement aufweist. Das Drallerteilungsmittel 15 (schematisch dargestellt) weist ebenfalls eine Wirbelkammer 5 auf, in welcher mittels einer oder mehrerer Düsenbohrungen 11 eine Luftströmung 16 (Wirbelströmung) erzeugt wird. Mittels dieser Luftströmung 16 wird dem Faserverband mindestens teilweise in der Wirbelkammer 5 ein Echtdrall erteilt.
Die Echtdrallerteilung (echte Drehung im Faserverband) wird in der Figur 3a dargestellt: innerhalb der Wirbelkammer 5 wird durch die Luftströmung 16 dem Faserverband 3 eine Drehung erteilt, d. h. mindestens ein Teil der Fasern des Faserverbandes 3 werden verdreht, so dass die Lunte 9 entsteht.
Die Figur 3b zeigt eine Variante des nicht erfindungsgemäßen Drallerteilungsmittels gemäss der Figur 3a. Das Drallerteilungsmittel 17 weist zwei Wirbelkammern 5 auf, die jeweils kein Vorgarnbildungselement aufweisen. Die Echtdrallerteilung geschieht auch hier mittels einer bzw. in diesem Fall zweier Luftströmungen 16.1 und 16.2. Mindestens ein Teil der Fasern des Faserverbandes 3 erhält einen Echtdrall (Drehung). Auch hier wird das Vorgarn 9 bzw. die Lunte durch eine nicht dargestellte Vorrichtung abgezogen und aufgewickelt. Bevorzugterweise weist das Drallerteilungsmittel 17 mehrere Düsenbohrungen 11 auf. Die Düsenbohrungen 11 dienen der Erzeugung der Luftströmungen 16.1 und 16.2. Die Düsenbohrungen sind so ausgerichtet, dass die austretenden Luftstrahlen gemeinsam und zusammen jeweils die Luftströmung 16.1 bzw. 16.2 erzeugen. Dazu sind die Eintrittswinkel der Düsenbohrungen 11 innerhalb der jeweiligen Wirbelkammer 5 vorzugsweise gleich. Die Luftströmungen 16.1 und 16.2 sind zudem gleichgerichtet, d.h. dass die beiden Luftströmungen 16.1 und 16.2 - trotz getrennter Wirbelkammern - den gleichen Drehsinn haben (rechts- oder linksdrehende Luftströmung).
Überhaupt wird vorzugsweise bei allen Ausführungsformen der Erfindung darauf geachtet, dass die Düsen bzw. die Düsenbohrungen 11 so ausgerichtet sind, dass die austretenden Luftstrahlen gleichgerichtet sind, um so zusammen eine gleichgerichtete Luftströmung mit einem Drehsinn zu erzeugen. Bevorzugt sind die einzelnen Düsen bzw. Düsenbohrungen zueinander rotationssymmetrisch angeordnet.
Bevorzugt weisen die erfindungsgemässen Drallerteilungsmittel auch ein oder mehrere Drallstau-Elemente auf. Drallstau-Elemente können unterschiedliche Vorkommen aufweisen. Ein Drallstau-Element kann zum Beispiel als Kante, als Pin, als tordierte Fläche, als Kegel oder in Form von mehreren Lenkmittel ausgebildet sein.
Die Figur 4 zeigt ein Drallerteilungsmittel 18 mit einem Drallstau-Element in Form eines Pins 19. Die restlichen Elemente der Figur 4 entsprechen weitgehend den bereits beschriebenen Ausführungsformen und weisen entsprechend auch die gleichen Bezugszeichen auf. Der Pin 19 in der Figur 4 dient als Drallstau-Element, als auch als falscher Garnkern. Drallstau-Elemente dienen dazu, zu verhindern, dass sich eine Drehung im Faserverband weiter nach hinten fortpflanzt. Insbesondere wird dadurch verhindert, dass eine allfällige Falschdrehung entsteht und damit allenfalls kein Echtdrall dem Faserverband erteilt wird. Die Verwendung von Drallstau-Elementen für die erfindungsgemässen Vorrichtungen und Verfahren ist nicht zwingenderweise notwendig, aber empfehlenswert. Insbesondere wird dadurch die Echtdrallerteilung mittels der Luftströmung verbessert.
Wie in den Figuren 4a und 4b dargestellt ist, verhindert ein Pin 19, dass sich die durch die Luftströmung erzeugte Drehung weiter nach hinten Richtung Eingang des Faserführungselementes im Faserverband 3 fortpflanzt. Dies ist besonders gut in den Figuren 4a, 4b und 4c erkennbar: Die Luftströmung 20 um die Mündung des Vorgarnbildungselementes (nicht dargestellt) erzeugt eine Verdrehung bzw. einen Drall innerhalb des Faserverbandes 3. Durch das Vorhandensein des Pins 19 als Drallstau-Element wird verhindert, dass sich die Drehung der Fasern auf den Faserverband 3 überträgt, welcher auf dem Faserführungselement 10 bzw. 21 liegt (siehe parallele unverdrehte Fasern auf den Faserführungselementen 10 bzw. 21 in den Figuren).
Als Drallstau-Element kann auch eine tordierte Faserführungsfläche 21 dienen. Die Figur 4b zeigt eine tordierte Faserführungsfläche 21, welche zusätzlich einen Pin 19 aufweist. Dadurch ist die Drallstau-Funktion besonders effektiv. Eine tordierte Faserführungsfläche 21 mit Pin ist auch in der Figur 4c dargestellt. Die Elemente der Figur 4c entsprechen weitgehend den Elementen der Figur 4b mit dem Unterschied, dass der Pin 19 der Figur 4c stumpf ist.
Die Figur 5 zeigt ein Faserführungselement 10 mit einem sogenannten Drallstop-Kegel 24. Der Drallstop-Kegel 24 nimmt die Funktion des Drallstau-Elementes wahr. Die Wirkungsweise ist gleich wie beim Pin 19: Kegel oder Pin dienen zudem als sogenannte falsche Garnkerne. Die Fasern bzw. der Faserverband legt sich spiralförmig um den falschen Garnkern, wodurch die Fortpflanzung der Drehung entgegen der Abzugsrichtung des Vorgarns bzw. Faserverbandes verhindert wird.
Als Drallstau-Element kann auch nur ein tordiertes Faserführungselement 22 ohne Pin dienen. Dies ist beispielsweise in Figur 6 dargestellt (vergleiche mit Figur 4c). Eine tordierte Faserführungsfläche genügt an sich als Drallstau-Element. Die zusätzliche Verwendung eines Pins ist nicht unbedingt notwendig. Verschiedene Ansichten eines tortierten Faserführungselementes ohne Pin 22 ist in den Figuren 6a und 6b gegeben. Als Drallstau-Element kann auch nur eine Kante 33 dienen, die nicht zwingenderweise von einer tordierten Faserführungsfläche vorangegangen werden muss.
Die Figur 7 zeigt weitere Drallstau-Elemente, welche in der erfindungsgemässen Vorrichtung Verwendung finden könnten. Die Figur zeigt ein Faserführungselement 23 mit mehreren Lenkmitteln. Diese Lenkmittel 26 haben nebst ihrer Funktion, den Faserverband 3 zu lenken, auch die Wirkung eines Drallstopps. In der Figur ist gut ersichtlich, wie die Lenkmittel 26 mit Drallstau-Funktion wirken: der Faserverband 3 wird in unverdrehtem Zustand in Richtung des Vorgarnbildungselementes 6 gezogen. Bei der Mündung des Vorgarnbildungselementes 6 werden die freien Faserenden 12 durch die Luftströmung 20 der Wirbelkammer mittels Echtdrallerteilung verdreht. Die Verdrehung der freien Faserenden 12 entsteht ein Torsionsmoment, welches sich entgegen der Abzugsrichtung (Pfeil) des Vorgarns im Faserverband 3 fortzupflanzen versucht. Durch das Vorhandensein der Lenkmittel 26 mit Drallstau-Funktion wird dieses Torsionsmoment bzw. die Drehung, welches das Torsionsmoment im Faserverband verursachen würde, gestaut bzw. gestoppt. Das heisst, dass sich keine Drehung in den Faserverband 3 fortpflanzt (siehe Darstellung Figur 7: der Faserverband 3 ist unverdreht). Auf diese Weise wird dem Faserverband 3 ein Echtdrall (Drehung) mittels der Luftströmung 20 erteilt, wodurch das Vorgarn 9 entsteht.
Ohne die Lenkmittel 26 mit Drallstau-Funktion würde sich die Drehung in den Faserverband 3 in den Faserverband 3 fortpflanzen, wodurch eine sogenannte Falschdrehung entstünde, welche unter Umständen eine Echtdrehung des Faserverbandes bzw. des Vorgarns verhindert. Eine weitere Darstellung der soeben erklärten Verhältnisse ist in der Figur 7a ersichtlich: Auch hier ist sehr gut erkennbar, wie der Faserverband 3 dank der Lenkmittel 26 unverdreht bleibt.
Die Figuren 8a und 8b zeigen Lenkmittel mit Drallstau-Funktion unterschiedlicher Formgebung. Die Figur 8c zeigt eine Ansicht der Lenkmittel 27 bzw. 28 in Abzugsrichtung des Vorgarns bzw. des Faserverbandes. Es sind verschiedene Formen für die Lenkmittel mit Drallstau-Funktion vorstellbar. Die gezeigten Lenkmittel 26, 27 und 28 stellen nur einige der möglichen Formen dar.
Die erfindungsgemässe Vorspinnmaschine kann vorzugsweise auch ein Mittel aufweisen, welche die Breite des Faserverbandes vor dem Einlaufen in das Drallerteilungsmittel bestimmen. Diese Mittel können beispielsweise Trichter oder andere Formen von Kondensor sein. Ein solches Mittel 29 ist in der Figur 9 dargestellt. Die Figur zeigt einen Trichter 29, welcher einen Faserverband 3 in dessen Breite einschränkt und einem Drallerteilungsmittel 31 zuführt. Ein solcher Trichter 29 oder sonstiger Kondensor kann beispielsweise einem Auslaufwalzenpaar 30 nachgeordnet sein. Das Auslaufwalzenpaar 30 ist in einer Aufsicht gezeigt. Das Bezugszeichen 34 deutet die Klemmlinie des Auslaufwalzenpaares 30 an.
Wie in den Ausführungsbeispielen weiter oben beschrieben, weist die erfindungsgemässe Vorspinnmaschine, insbesondere Flyer, zur Herstellung eines Vorgarns aus einem Faserverband, ein spezielles Drallerteilungsmittel auf. Das spezielle Drallerteilungsmittel der erfindungsgemässen Vorspinnmaschine verdreht ein Faserband zu einem Vorgarn. Dazu weist das erfindungsgemässe Drallerteilungsmittel eine Wirbelkammer mit einem darin enthaltenen Vorgarnbildungselement auf. Vorzugsweise ist das Vorgarnbildungselement eine Spindel. In der Wirbelkammer des Drallerteilungsmittel wird erfindungsgemäss dem Faserverband mindestens teilweise (d. h. mindestens einem Teil der Fasern) ein Echtdrall (Drehung) mittels einer Luftströmung erteilt.
Die nicht erfindungsgemässe Vorspinnmaschine zur Herstellung eines Vorgarns aus einem Faserverband kann auch eine andere Ausführung eines Drallerteilungsmittels aufweisen: Ein weiteres, ebenfalls nicht erfindungsgemässes Drallerteilungsmittel weist eine Wirbelkammer ohne Vorgarnbildungselement (z. B. Spindel) auf. Diese Wirbelkammer weist aber Mittel auf, welche eine Luftströmung in der Wirbelkammer entstehen lassen. Diese Luftströmung erteilt dem Faserverband mindestens teilweise (d. h. mindestens einem Teil der Fasern) einen Echtdrall (Drehung). Diese zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Drallerteilungsmittel kann auch mehrere Wirbelkammern mit entsprechend mehreren Mitteln zur Bildung einer Luftströmung aufweisen (siehe z.B. Fig. 3b).
Den erfindungsgemässen Vorspinnmaschinen bzw. den erfindungsgemässen Drallerteilungsmitteln kann jeweils ein Streckwerk vorgeordnet sein.
Vorzugsweise besitzen die erfindungsgemässen Drallerteilungsmittel jeweils ein oder mehrere Drallstau-Elemente. Diese Drallstau-Elemente können beispielsweise als Kante, als Pin, als tordierte Fläche, als Kegel oder als mehrere Lenkmittel ausgebildet sein. Die erfindungsgemässen Drallerteilungsmittel können auch eine Kombination der soeben genannten Drallstau-Elemente aufweisen, z.B. eine tordierte Fläche mit einem Pin, oder ein Kegel mit einem Pin, oder eine Kante mit einem Pin, oder eine tordierte Fläche mit einem Pin. Das erfindungsgemässe Drallerteilungsmittel kann mehrere dieser Drallstau-Elemente bzw. eine Kombination davon aufweisen.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemässen Drallerteilungsmittel mehrere Düsen zur Erzeugung der Luftströmung auf, wobei die Düsen so ausgerichtet sind, dass deren austretende Luftstrahlen gleichgerichtet sind, um zusammen eine gleichgerichtete Luftströmung zu erzeugen. Dies gilt insbesondere dann, wenn mehrere Wirbelkammern vorhanden sind, d. h. die Luft- bzw. Wirbelluftströmungen haben die gleichen Dreh- bzw. Strömungsrichtungen. Vorzugsweise sind die Düsenbohrungen daher rotationssymmetrisch um die Achsen der Wirbelkammern angeordnet oder, im Falle, dass mehrere Wirbelkammern vorhanden sind, sowohl rotationssymmetrisch wie auch rotationssymmetrisch-versetzt auf einer Achse angeordnet (die Eintrittswinkel der Düsenbohrungen sind daher gleich).
Sind mehrere Wirbelkammern vorhanden, so können die Düsen vorzugsweise derart angeordnet sein, dass die Düsen einer jeweiligen Wirbelkammer zwar rotationssymmetrisch angeordnet sind, jede Wirbelkammer aber einen unterschiedlichen Eintrittswinkel für die jeweiligen Düsen aufweisen. Die in den jeweiligen Wirbelkammern austretenden Luftstrahlen bleiben zwar gleichgerichtet - im Sinne einer Links- oder einer Rechtsdrehung - haben aber unterschiedliche "Steigungswinkel". Auch wenn die jeweils in unterschiedlichen Wirbelkammern auftretende Wirbelluftströmung unterschiedliche "Steigungswinkel" aufweist, so bleiben die Drallgebungen dennoch gleichgerichtet, d. h. der Faserverband bzw. das Vorgarn erfährt eine Links- oder eine Rechtsdrehung in sämtlichen Wirbelkammern. Eine rotationssymmetrische Anordnung der Düsen ist beispielsweise in der Figur 2 gezeigt. Eine rotationssymmetrisch versetzte Anordnung der Düsen ist in der Figur 3b zu sehen (die Düsenbohrungen 11 der beiden Wirbelkammern sind analog zur Figur 2 auch rotationssymmetrisch angeordnet).
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemässen Vorspinnmaschinen und Drallerteilungsmittel ein Mittel, insbesondere einen Trichter oder einen aerodynamischen oder mechanischen Kondensor auf, welcher die Funktion hat, die Breite des Faserverbandes vor dem Einlauf in das Drallerteilungsmittel zu bestimmen.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der Einlassmündung des Vorgarnbildungselementes (z. B. Spindel) und der letzten Klemmlinie (z. B. des Auslaufwalzenpaares) nicht grösser als die längste im Faserverband enthaltene Faserlänge oder grösser als die mittlere Stapelfaserlänge des Faserverbandes.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen dem Eingang des Drallerteilungsmittels und der letzten Klemmlinie (z. B. des Auslaufwalzenpaares eines Streckwerkes) nicht grösser als die längste im Faserverband enthaltene Faserlänge.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemässen Vorspinnmaschine eine Aufwindevorrichtung zugeordnet. Diese windet das auf dem Drallerteilungsmittel austretende Vorgarn auf. Bevorzugt ist die Aufwindevorrichtung ein Kreuzwickler, ein Präzisions-Kreuzwickler, ein wilder Kreuzwickler, ein Stufen-Präzisionswickler oder ein Parallelwickler.
Vorzugsweise ist das Garnbildungselement eine Spindel.
Zur Erfindung gehört auch die erfinderische Verwendung eines Drallerteilungsmittels, welches nach irgendeinem Luftspinnverfahren arbeitet und zur Herstellung eines Vorgarns dient, wobei das Drallerteilungsmittel nur eine Wirbelkammer mit einem darin enthaltenen Vorgarnbildungselement (z. B. Spindel) aufweist und bei dem der Faserverband in der einen Wirbelkammer mindestens teilweise (d. h. mindestens ein Teil der Fasern) ein Echtdrall (Drehung) mittels einer Luft- bzw. Wirbelluftströmung erteilt wird.
Bei der erfindungsgemässen Verwendung eines Drallerteilungsmittels wird im Drallerteilungsmittel vorzugsweise eine gleichgerichtete Luftströmung im Sinne der vorangehenden Ausführungen erzeugt (d. h. sämtliche Luftströmungen im Drallerteilungsmittel sind entweder links- oder rechtsdrehend, zur Erzeugung einer entsprechenden links- oder rechtsgehenden Drehung).
Bei der erfindungsgemässen Verwendung eines Drallerteilungsmittels weist das Drallerteilungsmittel vorzugsweise eine, zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Düsen zur Erzeugung der Luftströmung auf. Vorzugsweise sind diese Düsen rotationssymmetrisch oder rotationssymmetrisch-versetzt angeordnet (siehe Ausführungen weiter oben dazu und vergleiche mit den Figuren 2 und 3b).
Vorzugsweise weist ein für die erfindungsgemässe Verwendung brauchbares Drallerteilungsmittel mehrere Düsen zur Erzeugung einer Luftströmung auf, welche so ausgerichtet sind, dass die austretenden Luftstrahlen gleichgerichtet sind und zusammen eine gleichgerichtete Luftströmung erzeugen (gemäss obiger Ausführungen links- oder rechtsdrehende Luftströmungen). Damit die austretenden Luftstrahlen in einer Wirbelkammer gleichgerichtet sind, sind diese vorzugsweise rotationssymmetrisch um die Achse, oder um eine Achse in, der Wirbelkammer angeordnet.
Bei der weiter oben besprochenen erfindungsgemässen Vorspinnmaschine, insbesondere Flyer oder bei der erfindungsgemässen Verwendung eines Drallerteilungsmittels wird dem Vorgarn nur eine Schutzdrehung erteilt. D. h. der durch die Luftströmung erzeugte Vorgarn ist verzugsfähig. Der Drall (Drehung) könnte für die Weiterverarbeitung des Vorgarns, z. B. zu einem Ringgarn, wieder entfernt werden.
Sämtliche beschriebene erfindungsgemässen Vorspinnmaschinen, dessen Drallerteilungsmittel, sowie sämtliche beschriebenen erfindungsgemässen Verwendungen von Drallerteilungsmittel arbeiten nicht nach einem Falschdraht-Verfahren.

Legende:

1: Spinnstelle einer Vorspinnmaschine
2: Streckwerk
3: Faserverband
4: Drallerteilungsmittel
5: Wirbelkammer
6: Vorgarnbildungselement (Spindel)
7: Aufwindevorrichtung
8: Abzugswalzenpaar
9: Vorgarn
10: Faserführungselement
11: Düsenbohrungen oder Düsen
12: freie Faserenden
13: Einlassmündung
14: Kern
15: Drallerteilungsmittel ohne Vorgarnbildungselement
16, 16.1, 16.2: Luftströmung
17: Drallerteilungsmittel mit zwei Wirbelkammern
18: Drallerteilungsmittel mit Drallstau-Element
19: Pin
20: Luftströmung
21: tordiertes Faserführungselement mit Pin
22: tordiertes Faserführungselement ohne Pin
23: Faserführungselement mit mehreren Lenkmitteln
24: Drallstop-Kegel
25: Faserführungselement
26, 27, 28: Lenkmittel mit Drallstop-Funktion
29: Trichter
30: Auslaufwalzenpaar
31: Drallerteilungsmittel
32: Luftströmung
33: Kante
34: Klemmlinie

Claims

Vorspinnmaschine zur Herstellung eines Vorgarns (9) aus einem Faserverband(3), enthaltend eine oder mehrere Spinnstellen (1) mit jeweils einem Drallerteilungsmittel (4) und vorzugsweise ein vor dem Drallerteilungsmittel (4) angeordnetes Streckwerk (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Drallerteilungsmittel (4) eine Wirbelkammer (5) mit einem darin enthaltenen Vorgarnbildungselement (6) aufweist, wobei dem Faserverband (3) in der Wirbelkammer (5) ein Echtdrall oder mindestens teilweise ein Echtdrall, mittels einer Luftströmung (32) erteilt wird.
Vorspinnmaschine zur Herstellung eines Vorgarns (9) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drallerteilungsmittel (4,18) mindestens ein Drallstau-Element (19,21,22,26,27,28,33) aufweist, bevorzugt ist das Drallstau-Element als Kante (33), als Pin (19), als tordierte Fläche (21,22), als Kegel (24), als mehrere Lenkmittel (26,27,28), oder als Kombination dieser Elemente ausgebildet.
Vorspinnmaschine zur Herstellung eines Vorgarns (9) gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drallerteilungsmittel (4,17,18) mehrere Düsen (11) zur Erzeugung der Luftströmung (16,16.1,16.2,20) enthält, wobei die Düsen (11) so ausgerichtet sind, dass die austretenden Luftstrahlen (32) derart gleichgerichtet sind um zusammen eine gleichgerichtete Luftströmung (16.1,16.2,20) und Drallgebung zu erzeugen, bevorzugt sind die Düsen (11) rotationssymmetrisch oder rotationssymmetrisch-versetzt angeordnet.
Vorspinnmaschine zur Herstellung eines Vorgarns (9) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (29), insbesondere Trichter (29) oder aerodynamische oder mechanische Kondenser, vorgesehen sind, welche die Breite des Faserverbandes (3) vor dem Einlauf in das Drallerteilungsmittel (4, 15, 17, 18, 31) bestimmen.
Vorspinnmaschine zur Herstellung eines Vorgarns gemäss einem der Ansprüche 1, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Einlassmündung des Vorgarnbildungselement (13) und der letzten Klemmlinie (34) nicht grösser ist als die längste im Faserverband (3) enthaltene Faserlänge.
Vorspinnmaschine gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder den Spinnstellen (1) der Vorspinnmaschine eine Aufwindevorrichtung (7) zugeordnet ist, welche das aus dem Drallerteilungsmittel (4,15,17,18,31) austretende Vorgarn (9) auf windet, bevorzugt ist die Aufwindevorrichtung (7) ein Kreuzwickler, ein Präzisions-Kreuzwickler, ein wilder Kreuzwickler, ein Stufen-Präzisionswickler, oder ein Parallelwickler.
Vorspinnmaschine gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (6) eine Spindel ist.
Verwendung eines Drallerteilungsmittels (4,18), welches nach einem Luftspinnverfahren arbeitet, zur Herstellung eines Vorgarns (9), dadurch gekennzeichnet, dass
das Drallerteilungsmittel (4,18) eine Wirbelkammer (5) mit einem darin enthaltenen Vorgarnbildungselement (6) aufweist, wobei dem Faserverband (3) in der Wirbelkammer (5) mindestens teilweise ein Echtdrall mittels einer Luftströmung (32) erteilt wird.
Verwendung eines Drallerteilungsmittels (4,15,17,18,31) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Drallerteilungsmittel (4,15,17,18,31) eine gleichgerichtete Luftströmung (16.1,16.2,16,20) erzeugt wird.
Verwendung eines Drallerteilungsmittels (4,15,17,18,31) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Drallerteilungsmittel (4, 15, 17, 18, 31) eine, zwei, drei, vier, fünf, sechs, oder mehr Düsen (11) zur Erzeugung der Luftströmung enthält.
Verwendung eines Drallerteilungsmittels (4,15,17,18,31) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drallerteilungsmittel (4,15,17,18,31) mehrere Düsen (11) zur Erzeugung der Luftströmung (16.1,16.2,16,20) enthält, wobei die Düsen (11) so ausgerichtet sind, dass die austretenden Luftstrahlen (32) gleichgerichtet sind um zusammen eine gleichgerichtete Luftströmung (16.1,16.2,16,20) zu erzeugen.
Verwendung eines Drallerteilungsmittelsnach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Vorgarn (9) erteilte Drall eine Schutzdrehung ist, wodurch das Vorgarn (9) verziehbar bleibt.