EP3155151B1

EP3155151B1 - Spinndüse für eine luftspinnmaschine sowie luftspinnmaschine mit einer entsprechenden spinndüse

Info

Publication number: EP3155151B1
Application number: EP15731667.0A
Authority: EP
Inventors: Petr Haska; Jakub MAREK
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2035-06-08
Also published as: JP2017521578A; JP6689259B2; CN106460249A; CN106460249B; WO2015189674A1; CH709756A1; EP3155151A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spinndüse für eine Luftspinnmaschine, die der Herstellung von Vorgarn aus einem Faserverband dient, wobei die Spinndüse eine Einlassöffnung für den Eintritt eines Faserverbands aufweist, wobei die Spinndüse eine von einer Wirbelkammerwandung zumindest teilweise begrenzte Wirbelkammer aufweist, die der Einlassöffnung in einer in eingebautem Zustand der Spinndüse vorgegebenen Transportrichtung des Faserverbands nachgeordnet ist, wobei die Spinndüse eine von der Einlassöffnung in der Transportrichtung beabstandete Öffnung aufweist, über die eine Hohlspindel in die Wirbelkammer einführbar ist, wobei die Spinndüse zumindest einen Spinnluftkanal aufweist, über den Luft ins Innere der Wirbelkammer einbringbar ist, wobei sich der Spinnluftkanal zwischen einer Spinnluft-Eintrittsöffnung und einer Spinnluft-Austrittsöffnung erstreckt und die Spinnluft-Eintrittsöffnung im Bereich einer Außenseite der Spinndüse und die Spinnluft-Austrittsöffnung im Bereich einer die Wirbelkammer begrenzenden Innenseite der Wirbelkammerwandung angeordnet ist, wobei die Spinndüse zumindest einen Anspinnluftkanal aufweist, über den ebenfalls Luft ins Innere der Wirbelkammer einbringbar ist, wobei sich der Anspinnluftkanal zwischen einer Anspinnluft-Eintrittsöffnung und einer Anspinnluft-Austrittsöffnung erstreckt und die Anspinnluft-Eintrittsöffnung im Bereich der genannten Außenseite der Spinndüse und die Anspinnluft-Austrittsöffnung im Bereich der genannten Innenseite der Wirbelkammerwandung angeordnet ist, und wobei die Spinnluft-Eintrittsöffnung und die Anspinnluft-Eintrittsöffnung in der genannten Transportrichtung voneinander beabstandet sind.
Darüber hinaus wird eine Luftspinnmaschine zur Herstellung von Vorgarn aus einem Faserverband beschrieben, wobei die Luftspinnmaschine zumindest eine Spinnstelle mit einer Spinndüse umfasst, und wobei die Spinnstelle ausgebildet ist, einem der Spinndüse in einer Transportrichtung zugeführten Faserverband innerhalb einer durch die Spinndüse teilweise begrenzten Wirbelkammer mit Hilfe einer Luftströmung eine Drehung zu erteilen.
Vorgarn wird mit Hilfe von Vorspinnmaschinen aus meist mit Hilfe von Strecken vorbehandelten (z. B. dublierten) Faserbändern hergestellt und dient als Vorlage für den anschließenden Spinnprozess, bei dem die einzelnen Fasern des Vorgarns, beispielsweise mit Hilfe einer Ringspinnmaschine, zu einem Fasergarn versponnen werden. Um dem Vorgarn eine gewisse Festigkeit zu verleihen, hat es sich bewährt, den vorgelegten Faserverband während der Herstellung des Vorgarns mit Hilfe eines Streckwerks, das meist Teil der Vorspinnmaschine ist, zu verstrecken und anschließend mit einer Schutzdrehung zu versehen. Die genannte Festigkeit ist wichtig, um ein Reißen des Vorgarns beim Aufwickeln auf eine Spule bzw. während der Zufuhr zur nachgeschalteten Spinnmaschine zu verhindern. Die erteilte Schutzdrehung darf jedoch nur so stark sein, dass ein Zusammenhalt der einzelnen Fasern während der einzelnen Auf- bzw. Abspulvorgänge sowie entsprechender Transportvorgänge zwischen den jeweiligen Maschinentypen gewährleistet ist. Hingegen muss auch trotz der Schutzdrehung sichergestellt werden, dass das Vorgarn in einer Spinnmaschine weiterverarbeitet werden kann - das Vorgarn muss also weiterhin verzugsfähig sein.
Um ein entsprechendes Vorgarn herzustellen, kommen vorrangig so genannte Flyer zum Einsatz, deren Liefergeschwindigkeit jedoch aufgrund auftretender Fliehkräfte beschränkt ist. Es gab daher bereits vielfältige Vorschläge, den Flyer zu umgehen oder durch einen alternativen Maschinentypus zu ersetzen (siehe beispielsweise EP 0 375 242 A2 , DE 32 37 989 C2 ).
Unter anderem wurde in diesem Zusammenhang auch bereits vorgeschlagen, Vorgarn mit Hilfe von Luftspinnmaschinen herzustellen, bei dem die Schutzdrehung mit Hilfe von Luftströmungen erzeugt wird. Das Grundprinzip besteht hierbei darin, einen Faserverband durch eine Wirbelkammer zu führen, in der mit Hilfe von Spinnluftdüsen ein Luftwirbel erzeugt wird. Dieser bewirkt schließlich, dass ein Teil der äußeren Fasern als so genannte Umwindefasern um den zentral verlaufenden Faserstrang geschlungen wird, der wiederum aus im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Kernfasern besteht.
Wie auch beim Spinnen von Garn ist es jedoch auch bei der Herstellung von Vorgarn regelmäßig notwendig, den der Vorspinnmaschine zugeführten Faserverband anzuspinnen, bevor der eigentliche Spinnvorgang gestartet werden kann. Ein entsprechendes Anspinnen kann beispielsweise beim Anschalten der Spinnmaschine oder nach einem Riss des Vorgarns oder des Faserverbands erforderlich sein, wobei der Faserverband in diesem Fall in die Wirbelkammer eingeführt und dort einer Wirbelluftströmung ausgesetzt wird, um den eingeführten Anfangsabschnitt des Faserverbands in eine Drehung zu versetzen und hierdurch die eigentliche Vorgarnherstellung in Gang zu setzen. Die Wirbelluftströmung sollte in diesem Anfangsstadium jedoch meist eine andere Charakteristik aufweisen als während des regulären Spinnbetriebs, bei dem die Wirbelkammer bereits von einem durchgängigen Faserstrang passiert wird (der Faserstrang setzt sich hierbei aus dem Faserverband im Bereich der Einlassöffnung der Spinndüse und dem innerhalb der Wirbelkammer aus dem Faserverband hergestellten und die Wirbelkammer über einen Abzugskanal verlassenden Vorgarn zusammen).
Es hat sich daher bewährt, neben den Spinnluftdüsen, die während des dem Anspinnvorgang folgenden Spinnbetriebs zum Einsatz kommen, zusätzliche Anspinnluftdüsen vorzusehen, die ebenfalls tangential in die Wirbelkammer münden, jedoch eine gegenüber den Anspinndüsen veränderte Ausrichtung haben. Während des Anspinnvorgangs werden in der Regel nur (oder zusätzlich zu den Spinnluftdüsen) die Anspinnluftdüsen mit Druckluft beaufschlagt, resultierend in einer für den Beginn der Vorgarnherstellung optimierten Luftführung innerhalb der Wirbelkammer.
Da jedoch die Spinnluftdüsen und die Anspinnluftdüsen separat mit Druckluft beaufschlagt werden können müssen, sind für die oben genannten Luftdüsenarten auch separate Luftversorgungen nötig, die alle in dem beschränkten Bauraum der Spinndüse untergebracht werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spinndüse sowie eine damit ausgerüstete Luftspinnmaschine zur Herstellung von Vorgarn vorzuschlagen, bei der die einzelnen Strömungsabschnitte für die Spinn- und Anspinnluft möglichst vorteilhaft platziert und ausgerichtet sind.
JP S61 119725 offenbart eine pneumatisch betriebene Düse.
DE102007006674 offenbart eine Luftspinnvorrichtung zur Herstellung eines Fadens mittels eines umlaufenden Luftstroms. DE 102 51 727 A1 DE10351727 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Flyer.
WO 2013/003962 A1 offenbart eine Vorspinnmaschine zur Herstellung eines Vorgarns nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Spinndüse und eine Luftspinnmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Erfindungsgemäß zeichnet sich die Spinndüse nun dadurch aus, dass sich der wenigstens eine Anspinnluftkanal ausgehend von seiner Anspinnluft-Eintrittsöffnung zumindest teilweise entgegen die Transportrichtung erstreckt, wobei es sich bei der Spinndüse um den Teil einer entsprechenden Luftspinnmaschine handelt, der die Wirbelkammer umgibt bzw. bildet und die Spinnluftdüsen und die Anspinnluftdüsen zumindest teilweise umfasst (wobei die Spinndüse selbst ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann). Während es bei bekannten Spinndüsen stets vorgesehen ist, die Anspinnluft ausschließlich in Transportrichtung zu führen, hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass die Anspinnluft-Eintrittsöffnungen (über die die Anspinnluft in den Anspinnluftkanal eintritt) in Transportrichtung gesehen nach den Spinnluft-Eintrittsöffnungen (über die die Spinnluft in den Spinnluftkanal eintritt) platziert werden können.
Die Anspinnluft-Austrittsöffnungen (über die die Anspinnluft in die Wirbelkammer eintritt) können somit in Transportrichtung gesehen in etwa auf Höhe der Spinnluft-Austrittsöffnungen platziert sein, wobei dennoch beide Luftkanäle (Spinnluftkanal und Anspinnluftkanal) von unterschiedlichen Druckluftquellen versorgt werden können.
Generell sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in der folgenden Beschreibung meist nur ein Spinnluftkanal und ein Anspinnluftkanal beschrieben sind. Selbstverständlich ist es von Vorteil, wenn die Spinndüse mehrere Spinnluftkanäle und mehrere Anspinnluftkanäle (mit den jeweils zugehörigen Eintritts- und Austrittsöffnungen besitzt), wobei die jeweiligen Austrittsöffnungen tangential in die Wirbelkammer münden sollten. Die mit Bezug auf den jeweils einen Spinnluftkanal bzw. den jeweils einen Anspinnluftkanal beschriebenen Merkmale sind daher auf die restlichen Spinnluft- bzw. Anspinnluftkanäle der entsprechenden Spinndüse übertragbar.
Im Rahmen der Erfindung ist es äußert vorteilhaft, wenn der Anspinnluftkanal einen ersten Kanalabschnitt umfasst, der sich ausgehend von der Anspinnluft-Eintrittsöffnung innerhalb der Wirbelkammerwandung zumindest teilweise entgegen die Transportrichtung erstreckt, wobei der Anspinnluftkanal darüber hinaus einen zweiten Kanalabschnitt umfasst, der sich ausgehend vom ersten Kanalabschnitt in Richtung der Anspinnluft-Austrittsöffnung erstreckt. Die Anspinnluftführung erfolgt in diesem Fall nicht durchgehend geradlinig. Vielmehr ändert sich der Verlauf des Anspinnluftkanals (der sich generell zwischen der im Bereich der Außenseite platzierten Anspinnluft-Eintrittsöffnung und der in die Wirbelkammer mündenden Anspinnluft-Austrittsöffnung erstreckt) innerhalb der Wirbelkammerwandung wenigstens einmal. Beispielsweise ist es denkbar, dass der erste Kanalabschnitt ausgehend von der Anspinnluft-Eintrittsöffnung entgegen der Transportrichtung und parallel zu einer Mittelachse der Spinndüse verläuft. Innerhalb der Wirbelkammerwandung geht er schließlich, beispielsweise über einen Knick, in den zweiten Kanalabschnitt über, der sich wiederum in Richtung der Wirbelkammer erstreckt.
Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn der erste Kanalabschnitt (in einer Seitenansicht der Spinndüse) mit einer Mittelachse der Spinndüse einen Winkel einschließt, dessen Betrag 0° bis 30°, bevorzugt 0° bis 15°, besonders bevorzugt 0° bis 10°, beträgt. Während ein Winkel von 0° bedeutet, dass der erste Kanalabschnitt parallel zur genannten Mittelachse der Spinndüse verläuft, hat ein Winkel von über 0° zur Folge, dass der erste Kanalabschnitt bezogen auf die Mittelachse schräg verläuft.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der erste Kanalabschnitt und/oder der zweite Kanalabschnitt eine geradlinig verlaufende Mittelachse aufweisen. In diesem Fall kann der jeweilige Kanalabschnitt durch eine entsprechende Bohrung hergestellt werden, die in die Wirbelkammerwandung eingebracht wird. Zudem werden Beeinträchtigungen der jeweiligen Luftströmungen vermieden. Die Durchmesser der jeweiligen Kanalabschnitte sind vorzugsweise gleich groß oder weichen um nur maximal 20 % voneinander ab.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn der erste Kanalabschnitt und/oder der zweite Kanalabschnitt durch eine von der Außenseite der Spinndüse in die Spinndüse eingebrachte Bohrung gebildet ist. Eine derartige Bohrung kann einfach und vor allem, mit Bezug auf seine Ausrichtung, äußerst genau eingebracht werden.
In diesem Zusammenhang ist es von besonderem Vorteil, wenn der erste Kanalabschnitt und der zweite Kanalabschnitt durch eine von der Außenseite der Spinndüse in die Spinndüse eingebrachte Bohrung gebildet ist, wobei sich die jeweiligen Bohrungen innerhalb der Wirbelkammerwandung schneiden. Der Schnittpunkt beider Bohrungen stellt in diesem Fall den Übergang vom ersten in den zweiten Kanalabschnitt dar.
Vorteilhaft ist es, wenn die genannten Bohrungen zumindest einseitig im Bereich der Außenseite der Spinndüse durch eine luftdichte Abdichtung verschlossen sind. In diesem Fall kann der Anspinnluftkanal durch mehrere Bohrungen gebildet werden, die sich jeweils von der Außenseite in die Wirbelkammer erstrecken, wobei zumindest eine der Bohrungen die Wirbelkammerwandung ausgehend von der Außenseite der Spinndüse vollständig durchdringen kann. Durch die entsprechende Abdichtung einzelner Bohrungsabschnitte im Bereich der Außenseite der Spinndüse kann schließlich ein Kanalsystem, bestehend aus erstem und zweitem Kanalabschnitt, erzeugt werden, das sich innerhalb der Wirbelkammerwandung erstreckt, ausschließlich durch Bohrungen erstellt wurde und dennoch eine abgeknickte Druckluftführung ermöglicht. Vorzugsweise wird der erste Kanalabschnitt hierbei durch eine von einer Stirnseite der Spinndüse ausgehende und sich in Transportrichtung erstreckend erste Bohrung gebildet, wobei die Bohrung nachträglich im Bereich der Stirnseite mit Hilfe einer Abdichtung (die vorzugsweise eingeklebt ist) abgedichtet ist. Der zweite Kanalabschnitt wird in diesem Fall vorzgusweise durch eine zweite Bohrung gebildet, die sich ausgehend von einer zwischen den beiden Stirnseiten der Spinndüse erstreckenden Außenseite bis in die Wirbelkammer erstreckt, wobei sich beide Bohrungen innerhalb der Wirbelkammerwandung schneiden und die zweite Bohrung im Bereich der Außenseite abgedichtet ist. Wird nun die erste Bohrung in Transportrichtung gesehen hinter der zweiten Bohrung von der Außenseite her angebohrt, so entsteht die notwendige Anspinnluft-Eintrittsöffnung, so kann die Anspinndruckluft schließlich über die Anspinnluft-Eintrittsöffnung und die daran anschließende erste Bohrung bis in den Bereich der zweiten Bohrung und von dort in die Wirbelkammer strömen.
Besonders vorteilhaft ist es somit, wenn der zweite Kanalabschnitt zwischen einer Abdichtung des ersten Kanalabschnitts und der Anspinnluft-Eintrittsöffnung vom ersten Kanalabschnitt abzweigt. Die beiden Kanalabschnitte schneiden sich in diesem Fall innerhalb der Wirbelkammerwandung, wobei der erste Kanalabschnitt einerseits über seine Anspinnluft-Eintrittsöffnung versorgt werden kann und auf der anderen Seite durch eine Abdichtung luftdicht verschlossen ist. Der zweite Kanalabschnitt erstreckt sich in diesem Fall von der Anspinnluft-Austrittsöffnung bis in den ersten Kanalabschnitt. Der weitere Verlauf der den zweiten Kanalabschnitt bildenden Bohrung ist schließlich zwischen dem ersten Kanalabschnitt und der Außenseite der Spinndüse mit Hilfe der genannten Abdichtung verschlossen, so dass innerhalb der Wirbelkammerwandung eine Zwangsführung für die Anspinnluft derart vorhanden ist, dass diese ausschließlich von der Anspinnluft-Eintrittsöffnung über den ersten Kanalabschnitt und von dort über den zweiten Kanalabschnitt und über die Anspinnluft-Austrittsöffnung in die Wirbelkammer strömen kann.
Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn der zweite Kanalabschnitt in einem Winkel α von dem ersten Kanalabschnitt abzweigt, wobei der Betrag des genannten Winkels 40° bis 80°, bevorzugt 45° bis 75°, besonders bevorzugt 50° bis 70°, beträgt. Ein derartiger Winkel bewirkt eine Luftströmung, die vor dem Eintritt in die Wirbelkammer nicht nochmals umgelenkt werden muss und somit ohne weitere Eingriffe einen erfolgreichen Anspinnvorgang verspricht.
Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn die Anspinnluft-Eintrittsöffnung in Transportrichtung gesehen nach der Spinnluft-Austrittsöffnung und/oder nach der Anspinnluft-Austrittsöffnung angeordnet ist. Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn die Anspinnluft-Eintrittsöffnung in Transportrichtung gesehen nach der Spinnluft-Eintrittsöffnung angeordnet ist. Entgegen der Transportrichtung ist somit die Anspinnluft-Eintrittsöffnung an erster Stelle platziert, wobei sich die Spinnlufteintrittsöffnung in etwa auf Höhe der Spinnluft-Austrittsöffnung und/oder der Anspinnluft-Austrittsöffnung befinden kann.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Spinnluft-Austrittsöffnung und die Anspinnluft-Austrittsöffnung in einer gemeinsamen und senkrecht zur Transportrichtung verlaufenden Ebene angeordnet sind oder in Transportrichtung gesehen weniger als 3 mm, bevorzugt weniger als 2 mm, besonders bevorzugt weniger als 1 mm, voneinander beabstandet sind. Dennoch können der Spinnluftkanal und der Anspinnluftkanal von separaten Druckluftversorgungen versorgt werden, da die Spinnluft-Eintrittsöffnung und die Anspinnlufteintrittsöffnung in Transportrichtung gesehen voneinander beabstandet sind.
Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn die Anspinnluft-Eintrittsöffnung und die Anspinnluft-Austrittsöffnung in Transportrichtung gesehen wenigstens 4 mm, bevorzugt wenigstens 8 mm, besonders bevorzugt wenigstens 12 mm, und/oder weniger als 30 mm, bevorzugt weniger als 25 mm, besonders bevorzugt weniger als 20 mm, voneinander beabstandet sind. Die genannten Bereiche stellen sicher, dass zwischen den jeweiligen Eintrittsöffnungen ausreichend Bauraum vorhanden ist, um diese über separate Druckluftversorgungen mit Druckluft versorgen zu können, ohne dass die Spinndüse hierbei derart große Abmessungen annehmen muss, die sie für den Einbau in eine Luftpinnmaschine ungeeignet machen würden.
Die erfindungsgemäße Luftspinnmaschine zur Herstellung von Vorgarn zeichnet sich schließlich dadurch aus, dass sie zumindest eine Spinnstelle mit einer Spinndüse umfasst, wobei die Spinnstelle ausgebildet ist, einem der Spinndüse in einer Transportrichtung zugeführten Faserverband innerhalb einer durch die Spinndüse teilweise begrenzten Wirbelkammer mit Hilfe einer Luftströmung eine Drehung zu erteilen, und wobei die Spinndüse die erfindungsgemäßen Merkmale der bisherigen bzw. nachfolgenden Beschreibung aufweist. Die Merkmale können hierbei einzeln oder in beliebiger Kombination verwirklicht sein, solange es hierbei nicht zu Widersprüchen kommt.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Spinndüse mehrere Spinnluftkanäle und mehrere davon in Transportrichtung beabstandete Anspinnluftkanäle aufweist, wobei die Spinnluft-Eintrittsöffnungen der Spinnluftkanäle und die Anspinnluft-Eintrittsöffnungen der Anspinnluftkanäle durch Dichtelemente, vorzugweise in Form von Dichtringen, voneinander getrennt sind. Die Spinnluft-Eintrittsöffnungen und die Anspinnluft-Eintrittsöffnungen sind bevorzugt im Bereich der Außenseite der Spinndüse, insbesondere auf einem zwischen den Stirnseiten der Spinndüse verlaufenden Oberflächenabschnitt derselben, angeordnet. Folglich münden auch die entsprechenden Druckluftquellen für die Spinn- und die Anspinnluft im Bereich der Außenseite der Spinndüse in die jeweiligen Luftkanäle. Durch die Dichtelemente wird schließlich sichergestellt, dass zwischen den Spinnluftkanälen und den Anspinnluftkanälen im Bereich der Außenseite der Spinndüse kein Luftaustausch möglich ist. Beide Luftkanalarten können somit unabhängig, vorzugsweise abwechselnd, mit Druckluft beaufschlagt werden, ohne dass es zu ungewollten Leckluftströmungen kommen würde.
Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn die Dichtelemente im Bereich einer Außenseite der Spinndüse platziert sind und diese vorzugsweise umfangsmäßig umschließen. Vorzugsweise sind die Dichtelemente als ringförmige Dichtgummis ausgebildet, wobei es insbesondere von Vorteil ist, wenn jeweils ein Dichtelement (in Transportrichtung gesehen) zwischen der Einlassöffnung der Spinndüse und den Spinnluft-Eintrittsöffnungen, zwischen den Spinnlufteintrittsöffnungen und den Anspinnluft-Eintrittsöffnungen und zwischen den Anspinnluft-Eintrittsöffnungen und der Öffnung des Spinndüse, über die das Vorgarn die Spinndüse verlässt, angeordnet sind.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Spinnstelle ein die Spinndüse aufnehmendes Trägerelement aufweist, wobei das Trägerelement eine den Spinnluft-Eintrittsöffnungen benachbarte und mit diesen in Fluidverbindung stehende Spinnluftkammer aufweist, und wobei das Trägerelement eine den Anspinnluft-Eintrittsöffnungen benachbarte und mit diesen in Fluidverbindung stehende Anspinnluftkammer aufweist. Das Trägerelement kann beispielsweise eine Bohrung aufweisen, in die die Spinndüse gesteckt ist (die Befestigung der Spinndüse in dem Träger kann beispielsweise mittels Schrauben verwirklicht sein). Ferner ist es von Vorteil, wenn die Luftkammer und die Anspinnluftkammer mit Hilfe der im vorherigen Abschnitt genannten Dichtelemente luftdicht voneinander getrennt sind.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: eine Seitenansicht einer Luftspinnmaschine,
Figur 2: eine Schnittdarstellung einer bekannten Spinndüse,
Figur 3: eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Spinndüse,
Figur 4: eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Spinndüse mit Blick gegen die Transportrichtung,
Figur 5: eine Schnittdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Spinndüse,
Figur 6: die Ansicht gemäß Figur 5 mit abgedichtetem Anspinnluftkanal,
Figur 7: eine Schnittdarstellung der Spinndüse gemäß Figur 6, wobei die Spinndüse in einem Trägerelement der Luftspinnmaschine gehalten ist, und
Figur 8: eine weitere Schnittdarstellung der Anordnung gemäß Figur 7.

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine, die der Herstellung von Vorgarn 1 dient. Die Luftspinnmaschine kann bei Bedarf ein Streckwerk 25 mit mehreren korrespondierenden Streckwerkswalzen 24 umfassen, welches mit einem Faserverband 2, beispielsweise in Form eines doublierten Streckenbands, beliefert wird. Ferner umfasst die gezeigte Luftspinnmaschine prinzipiell eine von dem Streckwerk 25 beabstandete garnbildende Einheit 33 mit einer innenliegenden und in den folgenden Figuren gezeigten Spinndüse 3 und einem in Figur 2 gezeigten Garnbildungselement 8 in Form einer Hohlspindel, wobei die Spinndüse 3 eine Wirbelkammer 6 zumindest teilweise begrenzt. In der Wirbelkammer 6 wird der Faserverband 2 bzw. mindestens ein Teil der Fasern des Faserverbands 2 mit einer Schutzdrehung versehen.
Ebenso kann die Luftspinnmaschine eine Abzugseinheit 27 mit vorzugsweise zwei Abzugswalzen 26 für das Vorgarn 1 umfassen (die Abzugseinheit 27 ist nicht zwingend notwendig). Des Weiteren ist in der Regel eine der Abzugseinheit 27 bzw. der garnbildenden Einheit 33 nachgeschaltete Spulvorrichtung 31 vorhanden, die wiederum wenigstens einen Hülsenantrieb 30 sowie jeweils eine mit dem Hülsenantrieb 30 in Verbindung stehende und prinzipiell bekannte (jedoch nicht gezeigte) Hülsenaufnahme umfassen sollte, mit deren Hilfe eine Hülse 29 fixierbar und über den Hülsenantrieb 30 in eine Drehbewegung versetzbar ist, um das Vorgarn 1, vorzugsweise unterstützt durch eine Changiereinheit 28, auf die Hülse 29 aufspulen zu können.
Die Luftspinnmaschine arbeitet nach einem speziellen Luftspinnverfahren. Zur Bildung des Vorgarns 1 wird der Faserverband 2 in einer Transportrichtung T über eine in den folgenden Figuren gezeigte Einlassöffnung 4 in die Wirbelkammer 6 der Spinndüse 3 der garnbildenden Einheit geführt (wobei die erfindungsgemäß ausgebildete Spinndüse 3 in den Figuren 3 bis 8 näher dargestellt ist). Dort erhält er eine Schutzdrehung, d. h. mindestens ein Teil der Fasern des Faserverbands 2 wird von einer Luftströmung, die durch entsprechend platzierte Spinnluftkanäle 9 erzeugt wird, erfasst. Ein Teil der Fasern wird hierbei aus dem Faserverband 2 zumindest ein Stück weit herausgezogen und um die Spitze eines in die Wirbelkammer 6 ragenden Garnbildungselements 8 gewunden.
Letztendlich werden die Fasern des Faserverbands 2 über eine Eintrittsöffnung 35 des Garnbildungselements 8 (vergleiche Figur 2) und einen innerhalb des Garnbildungselements 8 angeordneten und sich an die Eintrittsöffnung 35 anschließenden Abzugskanal 34 aus der Wirbelkammer 6 abgezogen. Hierbei werden schließlich auch die freien Faserenden auf einer Spiralbahn in Richtung der Eintrittsöffnung 35 gezogen und schlingen sich dabei als Umwindefasern um die zentral verlaufenden Kernfasern - resultierend in einem die gewünschte Schutzdrehung aufweisenden Vorgarn 1.
Das Vorgarn 1 besitzt durch die nur teilweise Verdrehung der Fasern eine Verzugsfähigkeit, die für die Weiterverarbeitung des Vorgarns 1 in einer nachfolgenden Spinnmaschine, beispielsweise einer Ringspinnmaschine, unerlässlich ist. Konventionelle Luftspinnvorrichtungen erteilen dem Faserverband 2 hingegen eine derart starke Drehung, dass der notwendige Verzug im Anschluss an die Garnherstellung nicht mehr möglich ist. Dies ist in diesem Fall auch erwünscht, da herkömmliche Luftspinnmaschinen ausgelegt sind, ein fertiges Garn herzustellen, das sich in der Regel durch eine hohe Festigkeit auszeichnen soll.
Figur 2 zeigt eine Spinndüse 3 gemäß bekanntem Stand der Technik. Wie dieser Figur zu entnehmen ist, ragt das Garnbildungselement 8, das auch im Fall der Verwendung der in den Figuren 3 bis 8 gezeigten erfindungsgemäßen Spinndüse 3 vorhanden wäre, entgegen der Transportrichtung T und durch eine entsprechende Öffnung 7 in die Wirbelkammer 6. Ferner besitzen alle in den Figuren gezeigten Spinndüsen 3 eine Wirbelkammerwandung 5, die beispielsweise und zumindest abschnittsweise einen kreisrunden Querschnitt aufweisen kann. Die Wirbelkammerwandung 5 besitzt schließlich eine die Spinndüse3 nach außen begrenzende Außenseite 12 und eine die Wirbelkammer 6 begrenzende Innenseite 13 (wobei die Wirbelkammerwandung 5 generell auch mehrteilig ausgebildet sein könnte). Schließlich sind Spinnluftkanäle 9 vorhanden, über die während der Vorgarnherstellung Spinnluft in die Wirbelkammer 6 eingebracht werden kann, wobei die Spinnluftkanäle 9 eine Spinnluft-Eintrittsöffnung 10 und eine in die Wirbelkammer 6 mündende Spinnluft-Austrittsöffnung 11 aufweisen.
Im Unterschied zur Ausführung gemäß Figur 2 besitzen die in den Figuren 3 bis 8 gezeigten, erfindungsgemäß ausgebildeten Spinndüsen 3 nun neben den Spinnluftkanälen 9 mehrere Anspinnluftkanäle 14, über die während des oben erwähnten Anspinnvorgangs Druckluft in die Wirbelkammer 6 eingebracht werden kann, um eine speziell für den Anspinnvorgang optimale Wirbelluftströmung innerhalb der Wirbelkammer 6 erzeugen zu können.
Wie nun in diesem Zusammenhang der Zusammenschau der Figuren 3 und 4 zu entnehmen ist, erstrecken sich die Anspinnluftkanäle 14 ausgehend von ihren Anspinnluft-Eintrittsöffnungen 15 wenigstens abschnittsweise entgegen der Transportrichtung T (Figur 3 zeigt prinzipiell einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 4). Hierdurch ist es wiederum möglich, die Anspinnluft-Eintrittsöffnungen 15 der Anspinnluftkanäle 14 in Transportrichtung T nach den entsprechenden Anspinnluft-Austrittsöffnungen 16, über die die Anspinnluftkanäle 14 in die Wirbelkammer 6 münden, zu platzieren.
Wie sich aus Figur 3 darüber hinaus ergibt, umfassen die Anspinnluftkanäle 14 vorzugsweise wenigstens einen ersten Kanalabschnitt 17 und einen zweiten Kanalabschnitt 18, wobei der erste Kanalabschnitt 17 ausgehend von der Anspinnluft-Eintrittsöffnung 15 in den zweiten Kanalabschnitt 18 übergeht, der schließlich über die Anspinnluft-Austrittsöffnung 16 in die Wirbelkammer 6 mündet.
Beide Kanalabschnitte 17, 18 schließen hierbei einen Winkel α ein, dessen Betrag vorzugsweise in dem in der allgemeinen Beschreibung liegenden Bereich liegt. Zudem ist es von Vorteil, wenn sich der erste Kanalabschnitt 17 parallel zu einer Mittelachse 32 der Spinndüse 3 erstreckt, wie dies ebenfalls in Figur 3 gezeigt ist.
Eine möglich konstruktive Lösung, um die beiden Kanalabschnitte 17, 18 durch Bohren in die Wirbelkammerwandung 5 einzubringen, zeigt ein Vergleich der Figuren 5 und 6 (die ebenfalls einen Schnitt einer Spinndüse 3 zeigen, wobei der Schnitt ebenfalls durch eine Linie verläuft, die hinsichtlich ihrer Lage der Linie A-A in Figur 4 entspricht).
Wie Figur 5 zu entnehmen ist, können die genannten Kanalabschnitte 17, 18 nun durch jeweils eine Bohrung hergestellt werden, die sich innerhalb der Kanalwandung schneiden. Um zu verhindern, dass über die Anspinnluft-Eintrittsöffnung 15 eingebrachte Anspinnluft (bezogen auf Figur 5) nach oben oder nach außen aus dem Anspinnluftkanal 14 austritt, ist vorgesehen, die einzelnen Kanalabschnitte 17, 18 wie in Figur 6 gezeigt, zu verschließen. Hierfür können entsprechende Abdichtungen 20 zum Einsatz kommen, die beispielsweise aus Kunststoff bestehen und in die genannten Bohrungen eingeklebt werden können. Im Ergebnis entsteht ein Anspinnluftkanal 14, der trotz der Herstellung durch Bohren eine Luftumlenkung innerhalb der Wirbelkammerwandung 5 ermöglicht. Auf diese Weise kann die Anspinnluft in Transportrichtung T gesehen nach den Anspinnluft-Austrittsöffnungen 16 über die Anspinnluft-Eintrittsöffnungen 15 eingebracht werden, so dass die Anspinnluft-Eintrittsöffnungen 15 nahezu an beliebiger Stelle der Außenseite 12 der Spinndüse 3 platziert werden können.
Eine zu den Figuren 5 und 6 alternative Platzierung der Anspinnluft-Eintrittsöffnungen 15 zeigt Figur 7. Wie dieser Figur zu entnehmen, sind die Anspinnluft-Eintrittsöffnungen 15 in diesem Fall nicht im Bereich einer Stirnseite der Spinndüse 3, sondern im Bereich ihrer zwischen den beiden Stirnseiten verlaufenden Außenseite 12 angeordnet, wobei die Anspinnluft-Eintrittsöffnungen 15 ebenfalls durch (vorzugsweise senkrecht zur Mittelachse 32 der Spinndüse 3 verlaufende) Bohrungen gebildet sind. Ferner ist Figur 7 zu entnehmen, dass die Spinndüse 3 vorzugsweise in einem Trägerelement 21 der Luftspinnmaschine gehalten ist, der selbstverständlich über nicht gezeigte Halteelemente bzw. Befestigungselemente verfügen sollte, um die Spinndüse 3 fixieren zu können (die Darstellung in Figur 7 ist also nur schematisch zu verstehen). Das Trägerelement 21 besitzt wiederum eine Anspinnluftkammer 23, die beispielsweise als die Spinndüse 3 umgebende Ringnut ausgebildet sein kann und die an nicht gezeigter Stelle mit einer Druckluftversorgung in Verbindung steht, um über die Anspinnluftkanäle 14 Druckluft in die Wirbelkammer 6 einbringen zu können.
Abschließend zeigt Figur 8 prinzipiell die Ausführung gemäß Figur 7. Im Gegensatz zu Figur 7 erfolgte der Schnitt durch die entsprechende Spinndüse 3 jedoch nicht durch einen Anspinnluftkanal 14, sondern einen Spinnluftkanal 9. Insbesondere erfolgte der Schnitt entlang einer Linie, die von der Platzierung der Linie B-B in Figur 4 entspricht (auch wenn die Ausführung gemäß Figur 4 in manchen Punkten von der Ausführung gemäß Figur 8 abweicht). Zudem sei darauf hingewiesen, dass die in Figur 8 gezeigten und im Folgenden noch näher erläuterten Merkmale auch bei der Spinndüse 3 gemäß Figur 7 vorhanden sind, auch wenn diese in Figur 7 aus Übersichtsgründen teilweise nicht gezeigt sind.
Wie nun aus Figur 8 ersichtlich, weist selbstverständlich auch die erfindungsgemäße Spinndüse 3 mehrere Spinnluftkanäle 9 auf, über die während des dem Anspinnvorgang folgenden Normalbetriebs der Luftspinnmaschine Spinnluft in die Wirbelkammer 6 einbringbar ist, um aus dem zugeführten Faserverband 2 ein Vorgarn 1 herzustellen.
Die Spinnluftkanäle 9 können ebenfalls durch Bohrungen gebildet werden, wobei sich diese jeweils, vorzugsweise in Transportrichtung T geneigt, von einer im Bereich der Außenseite 12 der Spinndüse 3 platzierten Spinnluft-Eintrittsöffnung 10 zu einer im Bereich der Innenseite 13 angeordneten Spinnluft-Austrittsöffnung 11 der Spinndüse 3 erstrecken und mit einem Spinnluftkanal 9 in Verbindung stehen. Dieser kann ebenfalls als Ringnut ausgebildet sein und steht mit einer separaten Luftdruckquelle in Verbindung.
Um einen Luftaustausch zwischen der Spinnluftkammer 22 und der Anspinnluftkammer 23 zu verhindern, ist es schließlich von Vorteil, wenn die genannten Luftkammern 22, 23 in Transportrichtung T durch insbesondere ringförmige Dichtelemente 19 voneinander getrennt sind, wobei zusätzliche Dichtelemente 19 vorhanden sein können, um die Spinnluftkammer 22 entgegen der Transportrichtung T und die Anspinnluftkammer 23 in Transportrichtung nach außen hin abdichten zu können (ohne die genannten Dichtelemente 19 könnte Druckluft zwischen der Spinndüse 3 und dem Trägerelement 21 nach außen austreten und somit einen ungewünschten Druckverlust bewirken).
Im Ergebnis erhält man eine Spinndüse 3, bei der die Spinnluft-Austrittsöffnungen 11 und die Anspinnluft-Austrittsöffnungen 16 in etwa in einer Ebene liegen. Dennoch können die Spinnluft und die Anspinnluft über separate Luftkammern (Spinnluftkammer 22, Anspinnluftkammer 23) eingebracht werden, die in Transportrichtung T gesehen beabstandet zueinander angeordnet sind.

Bezugszeichenliste

1: Vorgarn
2: Faserverband
3: Spinndüse
4: Einlassöffnung
5: Wirbelkammerwandung
6: Wirbelkammer
7: Öffnung
8: Garnbildungselement
9: Spinnluftkanal
10: Spinnluft-Eintrittsöffnung
11: Spinnluft-Austrittsöffnung
12: Außenseite
13: Innenseite
14: Anspinnluftkanal
15: Anspinnluft-Eintrittsöffnung
16: Anspinnluft-Austrittsöffnung
17: erster Kanalabschnitt des Anspinnluftkanals
18: zweiter Kanalabschnitt des Anspinnluftkanals
19: Dichtelement
20: Abdichtung
21: Trägerelement
22: Spinnluftkammer
23: Anspinnluftkammer
24: Streckwerkswalze
25: Streckwerk
26: Abzugswalze
27: Abzugseinheit
28: Changiereinrichtung
29: Hülse
30: Hülsenantrieb
31: Spulvorrichtung
32: Mittelachse der Spinndüse
33: garnbildende Einheit
34: Abzugskanal
35: Eintrittsöffnung

T: Transportrichtung

α: Winkel zwischen dem ersten Kanalabschnitt und dem zweiten Kanalabschnitt

Claims

Spinndüse für eine Luftspinnmaschine, die der Herstellung von Vorgarn (1) aus einem Faserverband (2) dient,
- wobei die Spinndüse (3) eine Einlassöffnung (4) für den Eintritt des Faserverbands (2) aufweist,

- wobei die Spinndüse (3) eine von einer Wirbelkammerwandung (5) zumindest teilweise begrenzte Wirbelkammer (6) aufweist, die der Einlassöffnung (4) in einer in eingebautem Zustand der Spinndüse (3) vorgegebenen Transportrichtung (T) des Faserverbands (2) nachgeordnet ist,

- wobei die Spinndüse (3) eine von der Einlassöffnung (4) in der Transportrichtung (T) beabstandete Öffnung (7) aufweist, wobei ein Garnbildungselement (8) in die Wirbelkammer (6) eingeführt ist,

- wobei die Spinndüse (3) zumindest einen Spinnluftkanal (9) aufweist, über den Luft ins Innere der Wirbelkammer (6) einbringbar ist, wobei sich der Spinnluftkanal (9) zwischen einer Spinnluft-Eintrittsöffnung (10) und einer Spinnluft-Austrittsöffnung (11) erstreckt und die Spinnluft-Eintrittsöffnung (10) im Bereich einer Außenseite (12) der Spinndüse (3) und die Spinnluft-Austrittsöffnung (11) im Bereich einer die Wirbelkammer (6) begrenzenden Innenseite (13) der Wirbelkammerwandung (5) angeordnet ist und die Spinnluft-Austrittsöffnung (11) in die Wirbelkammer (6) mündet,

- wobei die Spinndüse (3) zumindest einen Anspinnluftkanal (14) aufweist, über den ebenfalls Luft ins Innere der Wirbelkammer (6) einbringbar ist, wobei sich der Anspinnluftkanal (14) zwischen einer Anspinnluft-Eintrittsöffnung (15) und einer Ansinnluft-Austrittsöffnun (16) erstreckt und die Anspinnluft-Eintrittsöffnung (15) im Bereich der genannten Außenseite (12) der Spinndüse (3) und die Anspinnluft-Austrittsöffnung (16) im Bereich der genannten Innenseite (13) der Wirbelkammerwandung (5) angeordnet ist und die Anspinnluft-Austrittsöffnung (16) in die Wirbelkammer (6) mündet, und

- wobei die Spinnluft-Eintrittsöffnung (10) und die Anspinnluft-Eintrittsöffnung (15) in der genannten Transportrichtung (T) voneinander beabstandet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich der Anspinnluftkanal (14) ausgehend von seiner Anspinnluft-Eintrittsöffnung (15) zumindest teilweise entgegen die Transportrichtung (T) erstreckt.
Spinndüse gemäß vorangegangenem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Anspinnluftkanal (14) einen ersten Kanalabschnitt (17) umfasst, der sich ausgehend von der Anspinnluft-Eintrittsöffnung (15) innerhalb der Wirbelkammerwandung (5) zumindest teilweise entgegen die Transportrichtung (T) erstreckt, und dass der Anspinnluftkanal (14) einen zweiten Kanalabschnitt (18) umfasst, der sich ausgehend vom ersten Kanalabschnitt (17) in Richtung der Anspinnluft-Austrittsöffnung (16) erstreckt.
Spinndüse gemäß vorangegangenem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalabschnitt (17) mit einer Mittelachse (32) der Spinndüse (3) einen Winkel einschließt, dessen Betrag 0° bis 30°, bevorzugt 0° bis 15°, besonders bevorzugt 0° bis 10°, beträgt.
Spinndüse gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalabschnitt (17) und/oder der zweite Kanalabschnitt (18) eine geradlinig verlaufende Mittelachse aufweisen.
Spinndüse gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalabschnitt (17) und/oder der zweite Kanalabschnitt (18) durch eine von der Außenseite (12) der Spinndüse (3) in die Spinndüse (3) eingebrachte Bohrung gebildet ist.
Spinndüse gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalabschnitt (17) und der zweite Kanalabschnitt (18) durch jeweils eine von der Außenseite (12) der Spinndüse (3) in die Spinndüse (3) eingebrachte Bohrung gebildet ist, wobei sich die Bohrungen innerhalb der Wirbelkammerwandung (5) schneiden.
Spinndüse gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen zumindest einseitig im Bereich der Außenseite (12) der Spinndüse (3) durch eine luftdichte Abdichtung (20) verschlossen sind, wobei der zweite Kanalabschnitt (18) vorzugsweise zwischen der luftdichten Abdichtung (20) des ersten Kanalabschnitts (17) und der Anspinnluft-Eintrittsöffnung (15) vom ersten Kanalabschnitt (17) abzweigt.
Spinndüse gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanalabschnitt (18) in einem Winkel α von dem ersten Kanalabschnitt (17) abzweigt, dessen Betrag 40° bis 80°, bevorzugt 45° bis 75°, besonders bevorzugt 50° bis 70°, beträgt.
Spinndüse gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspinnluft-Eintrittsöffnung (15) in Transportrichtung (T) gesehen nach der Spinnluft-Austrittsöffnung (11) und/oder der Anspinnluft-Austrittsöffnung (16) angeordnet ist und/oder dass die Anspinnluft-Eintrittsöffnung (15) in Transportrichtung (T) gesehen nach der Spinnluft-Eintrittsöffnung (10) angeordnet ist.
Spinndüse gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnluft-Austrittsöffnung (11) und die Anspinnluft-Austrittsöffnung (16) in einer gemeinsamen und senkrecht zur Transportrichtung (T) verlaufenden Ebene angeordnet sind oder in Transportrichtung (T) gesehen weniger als 3 mm, bevorzugt weniger als 2 mm, besonders bevorzugt weniger als 1 mm, voneinander beabstandet sind.
Spinndüse gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspinnluft-Eintrittsöffnung (15) und die Anspinnluft-Austrittsöffnung (16) in Transportrichtung (T) gesehen wenigstens 4 mm, bevorzugt wenigstens 8 mm, besonders bevorzugt wenigstens 12 mm, und/oder weniger als 30 mm, bevorzugt weniger als 25 mm, besonders bevorzugt weniger als 20 mm, voneinander beabstandet sind
Luftspinnmaschine zur Herstellung von Vorgarn (1) aus einem Faserverband (2),
- wobei die Luftspinnmaschine zumindest eine Spinnstelle mit einer Spinndüse (3) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche umfasst, und

- wobei die Spinnstelle ausgebildet ist, einem der Spinndüse (3) in einer Transportrichtung (T) zugeführten Faserverband (2) innerhalb der durch die Spinndüse (3) teilweise begrenzten Wirbelkammer (6) mit Hilfe einer Luftströmung eine Drehung zu erteilen.
Luftspinnmaschine gemäß vorangegangenem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüse (3) mehrere Spinnluftkanäle (9) und mehrere davon in Transportrichtung (T) beabstandete Anspinnluftkanäle (14) aufweist, wobei die Spinnluft-Eintrittsöffnungen (10) der Spinnluftkanäle (9) und die Anspinnluft-Eintrittsöffnungen (15) der Anspinnluftkanäle (14) durch Dichtelemente (19), vorzugweise in Form von Dichtringen, voneinander getrennt sind.
Luftspinnmaschine gemäß vorangegangenem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (19) an einer Außenseite (12) der Spinndüse (3) platziert sind und diese vorzugsweise umfangsmäßig umschließen.
Luftspinnmaschine gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnstelle ein die Spinndüse (3) aufnehmendes Trägerelement (21) aufweist, wobei das Trägerelement (21) eine den Spinnluft-Eintrittsöffnungen (10) benachbarte und mit diesen in Fluidverbindung stehende Spinnluftkammer (22) aufweist, wobei das Trägerelement (21) eine den Anspinnluft-Eintrittsöffnungen (15) benachbarte und mit diesen in Fluidverbindung stehende Anspinnluftkammer (23) aufweist, und wobei die Luftkammer und die Anspinnluftkammer mit Hilfe der in Anspruch 13 oder 14 genannten Dichtelemente (19) luftdicht voneinander getrennt sind.