EP1778901B1 - Spindel mit injektorkanal und verfahren zum ansetzen für eine luftspinnmaschine. - Google Patents

Abstract

Es wird eine Spindel (10) für eine Luftspinnmaschine vorgeschlagen, die zur Rückführung (B) des Garnendes nach einer Unterbrechung eines Spinnprozesses enthält: Einen Injektorkanal (1), der in unmittelbarer Nähe der Spindelöffnung (8) mündet. Für die Rückführung wird Druckluft durch den Injektorkanal (1) eingelassen, die am Spindelende (11) eine Saugwirkung erzeugt. Nach erfolgter Rückführung (B) des Garnendes auf die Höhe des Eintritts des Injektorkanals (1) in den Garnführungskanal (5) wird das Garnende durch die Druckluft aus der Spindelöffnung (8) ausgeblasen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spindel für eine Luftspinnmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Ansetzen nach einer Unterbrechung eines Spinnprozesses nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.
• Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Luftspinnmaschinen. Luftspinnmaschinen weisen eine Vielzahl von Spinnstellen auf. In jeder Spinnstelle wird ein Garn aus einem zugeführten Faserlängsgebilde gesponnen. Dabei wird das Faserlängsgebilde zuerst verfeinert, das heisst, die Fasermenge pro Längeneinheit wird durch Verzug verkleinert. Dann wird der verfeinerte Faserverband durch Drallerteilung zu einem Garn versponnen.
• Garnbrüche sind naturgemäss nicht zu verhindern und haben für die betreffende Spinnstelle einen Produktionsunterbruch zur Folge. Die Wiederaufnahme des Spinnens erfolgt so, dass das durch den Unterbruch entstandene, freie Garnende entgegen der Spinnrichtung - in der Fachsprache «stromaufwärts» genannt - über die Drallerteilungsstelle hinausgezogen und positioniert wird. Anschliessend wird der Anfangsbereich des Faserverbandes überlappend mit dem freien Garnende in bekannter Weise in der Spinndüse durch Drallerteilung miteinander verbunden und so der Spinnvorgang wieder aufgenommen.
• Der Fadenabzugskanal - auch Garnkanal oder Spindelkanal genannt - muss aus spinntechnischen und aus konstruktiven Gründen bestimmte Dimensionen aufweisen:
Länge L:
• $$\mathrm{L}\mathrm{\approx }\mathrm{60}\mathrm{-}\mathrm{80}\mathrm{mm}$$

  
Durchmesser d_E der Eintrittsöffnung des Fadenabzugkanals:
• $${\mathrm{d}}_{\mathrm{E}}\mathrm{\approx }0.8\mathrm{-}1.2\mathrm{mm}$$

  
Durchmesser d_A der Austrittsöffnung des Fadenabzugkanals:
• $${\mathrm{d}}_{\mathrm{A}}\mathrm{<}\mathrm{2.0}\mathrm{mm}\mathrm{;}\mathrm{jedoch}{\mathrm{d}}_{\mathrm{A}}\mathrm{>}{\mathrm{d}}_{\mathrm{E}}$$

  
• Der Vorgang des Zurückführens des Garnendes ist infolge der erwähnten Dimensionen des Spindelkanales, nämlich eine dünne und lange Bohrung sehr heikel.
• Bekannt sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiederansetzen, bei dem für die Wiedereinführung das Garns ein Injektorkanal vorgesehen ist, durch den Druckluft eingeblasen wird. Dadurch resultiert ein «stromaufwärts» wirkender Injektionsluftstrom.. Ebenso ist eine Spinnvorrichtung offenbart, bei dem ebenfalls ein Injektorkanal vorgesehen ist, bei dem durch Einlassen von Druckluft der Fadenabzugskanal wegbewegbar ist, um das Wiedereinführen des Garn zu erleichtern. Die Anordnung dieser Injektorkanäle hat jedoch noch nicht zu vollends zufriedenstellenden Ergebnissen geführt Die Schrift EPO 853 149 A2 offenbart einen spindel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Ansetzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Spinnstelle einer Luftspinnmaschine ein Verfahren und eine Spindel zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die nach einer Unterbrechung eines Spinnprozesses ein sicheres und präzises Rückführen des Garns zur Erstellung eines Ansetzers erlauben und wobei die Spindel konstruktiv einfach ausgestaltet sein soll.
• Diese Aufgabe wird efindungsgemäss durch die im Anspruch 1 angegebene Spindel und durch das im Patentanspruch 11 angegebene Verfahren gelöst.
• Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• Durch die erfindungsgemässe Anordnung eines Injektorkanals, der unmittelbar bei der Spindelöffnung mündet wird beim Ansetzen durch Zufuhr von Druckluft im Injektorkanal erreicht:
• i). Am Ende des Garnführungskanals entsteht eine Saugwirkung wodurch die Rückführung des Garnendes wesentlich erleichtert wird.
• ii) Nachdem das Garnende auf der Höhe des Injektorkanals angelangt ist, wird dieses durch die Druckluft durch die Spindelöffnung ausgeblasen.
• Auf diese Weise ist eine Spindel für eine Luftspinnmaschine geschaffen, mit der das Ansetzen nach einem Garnbruch wesentlich verbessert wird und welche Spindel einfach herstellbar ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1

Prinzipielle Darstellung einer Spindel mit einer erfindungsgemässen Anordnung eines Injektorkanals;

Figur 1 a

Detailansicht einer bevorzugten Anordnung eines Injektorkanals;

Figur 2

Konstruktive Ausgestaltung einer Spindel mit einem Injektorkanal gemäss der vorliegenden Erfindung.

• Figur 1 zeigt in einer prinzipiellen, nicht proportionsgetreuen Darstellung eine rotationssymmetrische Spindel 10 mit einem Garnabzugskanal 5. Mit dem Bezeichner S ist die Spinnrichtung im normalen Spinnvorgang und mit dem Bezeichner B ist die Rückführrichtung des gesponnenen Garns zur Fadenbruchbehebung angegeben. An der Austrittsseite der Spindel 10 ist ein Spindelsockel 2 mit einer konischen Öffnung in einem Winkel α angeordnet. Um das Rückführen des gesponnenen Garns zu erleichtern, ist in der Spindel 10 ein Injektorkanal 1 vorgesehen, dessen Öffnung in den Garnkanal 5 relativ gesehen nahe bei der Spindelmündung 8 angeordnet ist. Für die Zuführung von Druckluft ist eine Nut 9 herausgedreht. Der Durchmesser d₁ des zylindrisch ausgebildeten Injektorkanals 1 liegt in folgendem Wertebereich: $$\mathrm{0.5}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{<}{\mathrm{d}}_{\mathrm{1}}\mathrm{<}\mathrm{0.7}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{;}\mathrm{b}\mathrm{e}\mathrm{v}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{r}\mathrm{z}\mathrm{u}\mathrm{g}\mathrm{t}\mathrm{}\mathrm{0.6}\mathrm{}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{.}$$

  
• Für den Abstand D zwischen Spindelmündung und Eintritt des Injektorkanals gilt: $$\mathrm{D}\mathrm{<}\mathrm{8}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{.}$$

  
• In Figur 1a ist eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung des Injektorkanals 1 gezeigt. Die Achse 7.1 des Injektorkanals 1 und die Achse 7.2 des Garnkanals 5 schneiden sich in etwa bei der Spindelmündung 8. Der Neigungswinkel β der beiden vorerwähnten Achsen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5° - 20°. In dieser bevorzugten Ausführungsform mit dem Schnitt der beiden Achsen ergibt sich für den Abstand D folgender optimaler Wert: $$\mathrm{D}\mathrm{<}\mathrm{5}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{,}\mathrm{v}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{z}\mathrm{u}\mathrm{g}\mathrm{s}\mathrm{w}\mathrm{e}\mathrm{i}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{i}\mathrm{m}\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{i}\mathrm{c}\mathrm{h}\mathrm{2}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{-}\mathrm{3}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{.}$$

  
• Die Relation zwischen dem vorerwähnten Abstand D und der Länge L der Spindel ist: $$\mathrm{D}\mathrm{<}\mathrm{<}\mathrm{L}\mathrm{,}\mathrm{w}\mathrm{o}\mathrm{b}\mathrm{e}\mathrm{i}\mathrm{D}\mathrm{<}\mathrm{8}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{,}\mathrm{b}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{s}\mathrm{b}\mathrm{e}\mathrm{v}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{z}\mathrm{u}\mathrm{g}\mathrm{t}\mathrm{D}\mathrm{<}\mathrm{5}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{.}$$

  
• Figur 2 zeigt eine bevorzugte konstruktive Ausgestaltung der Spindel 10 mit der erfindungsgemässen Anordnung eines Injektorkanals 1:
• Die Spindel 10 wird mit zwei über eine Passung 6 verbundene Teile 10.1 - auch Spindelspitze 10.1 genannt - und 10.2 - auch Spinnrohr 10.2 genannt- gebildet. Der Injektorkanal 1 weist zwei Teile 1.1 und 1.2 auf, die einerseits zueinander axial geneigt sind und die sich in ihren Durchmessen d₁ und d₂ unterscheiden: $${\mathrm{d}}_{\mathrm{2}}\mathrm{>}{\mathrm{d}}_{\mathrm{1}}$$
  
  und $${\mathrm{d}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\approx }\mathrm{1.5}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{\pm }\mathrm{0.5}\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{.}$$
  
• Die unterschiedliche Dimensionierung ist fertigungstechnisch bedingt: Dadurch kann das Spindelrohr 10.2 mit dem grösseren Durchmesser d₂ einfacher bearbeitet und somit kostengünstiger hergestellt werden. Darüber hinaus können beide Injektorkanäle 1.1 und 1.2 als Bohrungen 1.1 und 1.2 relativ einfach von der Trennfläche F erstellt werden.
• Der Durchmesser d_E der Eintrittsöffnung und der Innendurchmesser d₁ liegen vorzugsweise in folgendem Verhältnis: $$0,3<\frac{d_1}{d_E}<0,8.$$

  
• Die beiden Teile 10.1 und 10.2 werden zur Verbindung miteinander vorzugsweise geklebt. Um die Achsen der beiden Teile 1.1 und 1.2 des Injektorkanals nicht genau fluchtend anordnen zu müssen, weist in einer bevorzugten Ausführung das Teil 10.1 bzw. die Spindelspitze im Bereich der Verbindung mit dem Spindelrohr 10.2 einen Ringspalt 12 auf.
• Zusätzlich oder alternativ zur vorgenannten Dimensionierung kann vorgesehen werden, dass der Garnkanal 5 innerhalb des Teils 10.1 eine konische Form 4 aufweist. Die konische Form 4 ist bestimmt durch die Konuslänge K und die Durchmesser d_A und d_E. K weist einen typischen Wert von ca. 20 mm ± 7 mm auf.
• Das Verfahren zum Ansetzen beinhaltet: Das Garnende des Garns wird rückwärts mittels einer entsprechenden Betätigung der Zufuhr von Druckluft in die Nut 9 initiiert. Gemäss dem Bernoulli-Gesetz entsteht am Spinnsockel 2 ein Unterdruck bzw. eine Saugwirkung, so dass das Garnende sich durch den Garnkanal 5 über die Spindelmündung 8 hinaus bewegen kann. Die in den Injektorkanal 1 bzw. 1.1/1.2 eingelassene Druckluft bewirkt beim Austritt aus dem lnjektorkanal 1.1, dass das durch die Saugwirkung rückgeführte Garnende aus der Spindelmündung 8 ausgeblasen wird und dadurch die Rückführung des Garnendes unterstützt.
• Die erfindungsgemässe Lehre kann durch eine freie Kombination der vorstehend in den Figuren 1, 1a und 2 erläuterten konstruktiven Ausgestaltungen und Dimensionierungen realisiert werden, so sind beispielsweise die Durchmesser der Injektorkanäle 1.1 und 1.2 weitgehend unabhängig von der Ausgestaltung des Konus des Fadenabzugskanals 5 oder des Konus des Spindelsockels 2.

Claims (12)

1. Spindel (10) für eine Spinnstelle einer Luftspinnmaschine, welche Spindel (10) enthält:

   einen mit einer Spindelöffnung (8) beginnenden Garnführungskanal (5) in der ein.

   Injektorkanal (1) vorgesehen ist, durch den während einer Rückführung eines Garnendes Druckluft eingelassen wird, so dass bei Einlass von Druckluft eine Saugwirkung am Ende (11) des Garnführungskanals (5) entsteht , dadurch gekennzeichnet, dass der Injektorkanal (1) unmittelbar in die Nähe der spindelüffnung (8) mündet.
2. Spindel (10) nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, dass
   der Injektorkanals (1) von der Spindelöffnung (8) einen Abstand D aufweist mit einem Wertebereich von D < 8mm.
3. Spindel (10) nach Anspruch 1 oder 2,
   dadurch gekennzeichnet, dass
   der Injektorkanal (1) eine Achse (7.1) aufweist und zur Achse (7.2) der Spindel in einem Winkel β geneigt ist mit einem Wertebereich von 5° < β < 20°.
4. Spindel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
   dadurch gekennzeichnet, dass
   der Injektorkanal (1) eine Achse (7.1) aufweist, die sich mit der Achse (7.2) des Garnabzugskanals (5) im wesentlichen in der Spindelöffnung (8) schneidet.
5. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
   dadurch gekennzeichnet, dass
   der Garnabzugskanal (5) in Spinnrichtung (S) nach Mündung des Injektorkanals (1) eine konische Form (4) aufweist.
6. Spindel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
   dadurch gekennzeichnet, dass
   die Spindel (10) zweiteilig in eine die Spindelöffnung (8) enthaltende Spinnspitze (10.1) und in ein Spinnrohr (10) ausgeführt ist und der Injektorkanal (1.1, 1.2) in beiden Teilen (10.1, 10.2) enthalten ist.
7. Spindel (10) nach Anspruch 6
   dadurch gekennzeichnet, dass
   der Injektorkanal (1.1) in der Spinnspitze (10.1) einen kleineren Durchmesser d₁. aufweist als der Durchmesser d₂ des Injektorkanals (1.2) im Spinnrohr (10.2).
8. Spindel (10) nach Anspruch 7
   dadurch gekennzeichnet, dass
   der Durchmesser d₂ folgenden Wertebereich aufweist: $${\mathrm{d}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{1.5}\mathrm{mm}\mathrm{\pm }\mathrm{0.5}\mathrm{mm}\mathrm{.}$$

   
9. Spindel (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 8,
   dadurch gekennzeichnet, dass
   die Spindelspitze (10.1) im Bereich der Verbindung mit dem Spinnrohr (10.2) einen Ringspalt (12) aufweist, damit die in den beiden Teilen (10.1, 10.2) enthaltenen Injektorkanäle (1.1, 1.2) nicht fluchtend angeordnet sein müssen.
10. Spindel (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Fadenabzugskanal (5) eine Eintrittsöffnung (8) mit einem Durchmesser D_E aufweist, wobei das Verhältnis des Durchmessers d₁ des Injektorkanal (1.1) in der Spinnspitze (10.1) mit dem Durchmesser d_E in folgendem Wertebereich liegt: $$0,3<\frac{d_1}{d_E}<0,8.$$

    
11. Verfahren zum Ansetzen nach einer Unterbrechung eines Spinnprozesses in
    einer einen Garnkanal (5) enthaltenden Spindel (10) einer Luftspinnmaschine, bei dem ein Garnende und ein Faserverbandanfangsbereich zusammengefügt werden, wobei nach erfolgter Unterbrechung des Spinnprozesses das Garnende rückwärts (B) durch eine Spindelöffnung (8) geführt wird;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein unmittelbar in die Nähe der Spindelöffnung (8) mündender Injektorkanal (1) vorgesehen ist, durch den während einer Rückführung des Garnendes Druckluft eingelassen wird, so dass bei Einlass von Druckluft eine Saugwirkung am Ende (11) des Garnführungskanals (5) entsteht.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mit der in den Injektorkanal (1) eingelassenen Druckluft das Garnende durch die Spindelöffnung (8) ausgeblasen wird.

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