WO1994025650A1 - Zentrifugenspinnverfahren und vorrichtung hierzu - Google Patents

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WO1994025650A1
WO1994025650A1 PCT/EP1994/001415 EP9401415W WO9425650A1 WO 1994025650 A1 WO1994025650 A1 WO 1994025650A1 EP 9401415 W EP9401415 W EP 9401415W WO 9425650 A1 WO9425650 A1 WO 9425650A1
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centrifuge
housing
yarn
spinning
parts
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PCT/EP1994/001415
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Inventor
Reinhard KÖNIG
Friedrich König
Georg KÖNIG
Original Assignee
Koenig Reinhard
Koenig Friedrich
Koenig Georg
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Priority to DE4492664T priority patent/DE4492664D2/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/08—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously cup, pot or disc type, in which annular masses of yarn are formed by centrifugal action

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal spinning method according to the preamble of claim 1, with which yarn of a classic character can be spun, and a device for this.
  • a completely twisted yarn is placed in a centrifuge, which creates the problem of removing the winding from the centrifuge.
  • a mandrel is inserted into the still rotating centrifuge, which leads to a rewinding process, so that at the end of the operation the yarn is on the mandrel, from which it has to be rewound in a further step to a salable presentation.
  • a problem with this method is a yarn break, because the yarn end has to be found in the rotating centrifuge, which can only be solved with considerable effort.
  • the invention has for its object to provide a centrifuge spinning process of the type mentioned, which works with a low capital and energy input.
  • the purpose of the invention is to produce a ring yarn-like yarn of high quality with lower costs and less energy input than is possible with ring and rotor spindles of the prior art.
  • the object is achieved according to the invention by a centrifugal spinning method for spinning a yarn of classic character, by either spinning and removing a completely twisted yarn in one stage or a partially twisted yarn in a centrifuge in a first stage and the same in a second stage in the case of the partially twisted yarn Step during removal by winding up the remaining rotations are given, using the centrifuge, a drafting device, a piecing element and a thread guide tube that changes into the centrifuge, according to the invention the centrifuge rotates in a room with negative pressure, but inside the centrifuge there is normal air pressure and into the centrifuge is spun in under normal air pressure, the negative pressure being set such that essentially only the bearing friction of the centrifuge occurs when the centrifuge rotates and the air friction of the outer wall of the centrifuge is largely suppressed.
  • the space between the preferably bottle-shaped centrifuge and a surrounding housing is sealed from the environment and pressurized.
  • the vacuum can advantageously be continuously pumped in to compensate for leaks.
  • the seal is located at a point that is at a short distance from the axis of rotation of the centrifuge, that is, preferably at its neck.
  • a vacuum centrifuge spinning device is characterized in that the centrifuge is rotatably arranged within a housing and the interior space between the centrifuge and the housing can be subjected to negative pressure, but within the centrifuge there is normal air pressure, the negative pressure being adjustable so that essentially only the bearing friction of the centrifuge occurs during rotation, but the air friction with respect to the housing is largely suppressed.
  • the centrifuge is advantageously bottle-like or bottle-shaped with a central, narrow neck.
  • the housing and / or centrifuge can consist of at least two parts which can be moved apart, one part of the centrifuge being rotatably mounted axially in one part of the housing and the other part axially in the other part of the housing. Further advantageous refinements of the invention are contained in the dependent subclaims.
  • the vacuum centrifuge spinning process and the vacuum centrifuge spinning device have the salient advantage that the specific capital and energy requirements, based on a yarn of the same strength and fineness, is lower than that of the known ring and rotor spinning.
  • a sufficiently simple spinning device can be constructed with the vacuum centrifuge spinning device, the speed of rotation being determined only by the strength of the centrifuge, without the energy expenditure for driving the device becoming too high. In this case, speeds of up to 80,000 rpm and more can be achieved, so that the drafting system can be operated at much higher delivery speeds. It is therefore possible to spin with a specifically lower energy expenditure than is possible with ring and rotor spinning devices.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vacuum centrifuge spinning device according to the invention
  • FIG. 2 spinning elements between drafting system and can in the case of the can
  • Figure 3 shows a piecing element with auxiliary suction channel
  • Figure 4a - 4e different spinning stages
  • Figure 5 shows a vacuum centrifuge spinning device for step spinning with a cutting and clamping device
  • FIG. 6 shows a gimbal-mounted vacuum centrifuge spinning device for pure centrifugal spinning
  • FIG. 7 shows a further gimbal-mounted vacuum centrifuge spinning device, preferably for step spinning and
  • Figure 8 shows another gimbal-mounted vacuum centrifuge spinning device.
  • FIG. 1 shows a basic illustration of an example of a vacuum centrifuge spinning device 5 for carrying out the method.
  • the emerging fiber sliver 13 arrives from a drafting unit 1 into a piecing member 2, with which spinning is automatically carried out.
  • the piecing or swirl member 2 guides the yarn that forms in a thread guide tube 3 into a thread guide tube 4, which changes in the centrifuge 6 in the direction of the double arrow.
  • the thread guide tube lays the yarn with a wild one Cross winding, in the case of step spinning in two steps, however, in a kind of parallel winding.
  • the centrifuge 6 is in a housing 5 ', which can in principle be opened to remove the centrifuge, which is indicated by the dividing lines 73, 73', by means of a bearing 10, freely hanging or free-standing, around a bottle-like neck 62 of the centrifuge 6 stored.
  • the neck 62 of the centrifuge 6 is hollow and at the same time forms the axis of rotation of the centrifuge 6 and the access for the thread guide tube 4 into the centrifuge 6, which can therefore preferably be described as bottle-shaped.
  • the inner space 7 between the outer wall of the centrifuge 6 and the housing 5 ' is air-free, there is largely a vacuum there, which is indicated by the designation "pu" in FIG.
  • the centrifuge neck 62 of the centrifuge 6 from the outside is suitably sealed against the interior 7 of the housing 5 'with a seal 11, but the normal air pressure "pn" prevails within the centrifuge.
  • the centrifuge neck 62 has a diameter d which, based on the diameter d z of the centrifuge 6
  • the centrifuge 6 is driven by means of a host ice, which is indicated by the curved reference arrow 12.
  • the centrifuge 6 is filled when the inner diameter of the yarn winding 9 is approximately 40 mm. In pure centrifugal spinning, the speed is now reduced to about 1/10, the negative pressure is eliminated and the yarn package 9 is removed from the housing by opening the housing, or the yarn can be spooled out of the housing without opening the housing or the centrifuge becomes.
  • spinning can be carried out directly from the jug, making good use of the capital tied up in a high drafting system.
  • the transport of the tape to the drafting system is facilitated in that a false wire element is arranged in front of the drafting system.
  • a sliver divider can be arranged between the false wire element and the drafting system, which supplies both drafting systems.
  • FIG. 2 shows the spinning elements located between two drafting systems 1, 1 'and can 14, namely false-wire elements 15 and sliver dividers 16.
  • the former gives the belt 13 wrong rotations, making a misalignment-free transport possible.
  • the latter distributes the fuse emerging from the false wire element 15 over two drafting devices 1, 1 '.
  • FIG. 3 shows the drafting and piecing element 2 in section.
  • the intake rollers 18 of the piecing member 2 are opposite the output rollers 17 of the drafting unit 1, two tangential channels 19, 19 ′ being acted upon by air being located therein; in addition, an auxiliary suction channel 20 can be arranged in the area of the mouth of the suction channel 18.
  • the diameter of the intake duct 18 is preferably less than 3 mm.
  • Compressed air pü enters the thread guide tube 3 via the channels 19, 19 'and forms a vortex, in the center of which there is negative pressure. As a result, a fiber ribbon is sucked in and twisted, which is supported by the auxiliary suction 20.
  • the thread guide tube 3 preferably has a diameter of less than 6 mm and opens into the same at the top dead center of the thread guide tube 4.
  • the drafting system axis 72 and the axis of the thread guide tube are perpendicular in alignment.
  • the drafting system axis 72 can, however, be tilted continuously up to an angle, preferably 45 degrees, against the axis of the thread guide tube; the fulcrum corresponds to the center of the lower roller of the drafting system.
  • the character of the yarn can thus be set within limits.
  • FIGS. 4a to 4c show the process steps in pure centrifuge spinning.
  • the centrifuge 6 consists of two centrifuge parts, namely a centrifuge upper part 21 and a centrifuge lower part 22, the yarn winding 9 is located inside.
  • a doffer 23 is assigned, which consists of a holding part 42 which can be suitably held on the machine device and which can be rotated
  • Spike 67 carries, on which a sleeve 28 is rotatably arranged, which is able to carry a yarn package 9.
  • the centrifuge 6 is moved apart while maintaining a residual speed of 1/10 of the operating speed, so that the doffer 23 can be inserted into the yarn package 9.
  • the speed is set to zero, as a result of which the yarn winding 9 shrinks onto the sleeve 28.
  • the yarn winding 9 is removed and can be rewound overhead from the sleeve 28, which is indicated in FIG. 4c by the pulling arrow 24 which pulls the thread 8.
  • the centrifuge 6 is closed and continues to spin.
  • the yarn winding 9 according to FIG. 4d is transferred to an auxiliary centrifuge 25 with a central mandrel 26. After delivery at a standstill, the auxiliary centrifuge 25 is brought to approximately 10,000 rpm. According to FIG. 4e, the yarn 8 can be rewound from the inside outwards with additional rotation. As a result, the yarn is given a few twists per meter if it is unwound at over 2,000 m / min. If the entire process is considered, there is again a step spinning process.
  • the yarn can be pulled out of the centrifuge with continued rotation and wound onto a spool which is in the immediate vicinity of the centrifuge, which is shown in FIG. 5. It has proven to be advantageous in the case of two-stage centrifugal spinning to give the yarn at least 90 percent of the twists in the first stage, preferably 95%, and the rest of the twists in the second stage.
  • the thread guide tube 4 After the centrifuge 6 is filled, the thread guide tube 4 reaches its top dead center.
  • the yarn 8 is from the cutting and clamping device
  • FIG. 6 shows a preferred embodiment of a vacuum centrifuge spinning device, preferably for pure centrifugal spinning. Centrifuges for pure centrifuge spinning have a capacity of approx. 100 grams of yarn.
  • the vacuum centrifuge spinning device consists of a two-part housing 31, within which a bottle-shaped centrifuge 35 is arranged; in the space 40 between the housing 31 and the centrifuge 35 there is negative pressure pu; normal pressure pn prevails inside the centrifuge 35.
  • the centrifuge can consist of at least two parts, which are telescopically inserted into one another or are somewhat conical in shape, the expansion behavior of the centrifuge parts under centrifugal force being matched to one another both by a suitable choice of material and by suitable shaping of the centrifuge parts so that at Rotation of the two nested centrifuge parts results in a hermetically sealed centrifuge.
  • the parts can be pressed into each other by axially acting compressed air.
  • One centrifuge part can be rotatably mounted in one part of the housing, the other in the other part of the housing, a drive motor being assigned to one of the centrifuge parts.
  • the centrifuge is run up to an intermediate speed which is chosen so high that the two centrifuge parts are tightened airtightly against one another due to different expansions, the inner centrifuge part expanding under the centrifugal forces so that the centrifuge forms an airtight system and now the space between the housing and the centrifuge is evacuated to a vacuum pu; then the centrifuge speed is increased until it reaches its operating speed.
  • the bracing is thus chosen so large that the axial forces caused by the vacuum subsequently applied are absorbed.
  • the housing 31 and the centrifuge 35 each consist of two parts 32, 33 and 36, 37, the upper, outer centrifuge part 36 being mounted in the upper housing part 32 by means of an axial fixed bearing 34, 34 '.
  • An axial seal 38 seals the upper centrifuge part 36 or the centrifuge neck 69 from the housing 31 in an airtight manner.
  • the lower, inner centrifuge part 37 which receives the yarn winding, is by means of an axial floating bearing 39, 39 ' lower housing part 33 mounted, which can be moved apart relative to the upper housing part 32 and the upper centrifuge part 36.
  • the lower housing part 33 receives an electric motor 41, which drives the lower centrifuge part 37.
  • the bearings only run under the load of the gyroscopic forces; the entire system is spring-loaded, so that in principle there is a free gyroscope.
  • the centrifuge parts 36 and 37 are nested and hermetically seal when rotating.
  • an overpressure pu can be applied axially from the outside to the lower housing part 33, which pushes the parts that are movable relative to one another.
  • the overpressure is set to zero; the materials and dimensions of the centrifuge parts 36, 37 are matched to one another in such a way that when the centrifugal force builds up, a force-fit air-tight connection results between the jacket walls of the centrifuge parts 36, 37.
  • the centrifuge 35 has reached a minimum speed and the centrifuge parts 36, 37 are pushed into one another, the space 40 is evacuated; the centrifuge 35 then reaches its operating speed within the housing 31.
  • FIG. 7 shows a preferred embodiment of a vacuum centrifuge spinning device for two-stage step spinning, which deposits the yarn in parallel windings and normally has a capacity of at least 50 g of yarn.
  • a centrifuge 45 having only one axis 62, which - like the centrifuge 35 in FIG. 6 - consists of two centrifuge parts 46 and 47, the upper, outer centrifuge part 46 or the centrifuge neck 70 is rotatably supported within the housing 43 by means of a fixed bearing 68, 68 'and is sealed airtight to the outside with a seal 38.
  • An electric motor 41 ' is in turn an integral part of the housing 43 and the upper centrifuge part 46 and thus advantageously arranged here in a vacuum.
  • the housing 43 is swinging, so that the centrifuge 45 is gimbaled.
  • the housing 43 can apparently be closed airtight by means of a movable cover 44, which is indicated by the double arrow.
  • the inner centrifuge part 47 is cup-shaped in the centrifuge part 46; the space 48 between the housing 43, cover 44 and centrifuge 45 can in turn be evacuated.
  • This vacuum centrifuge spinning device into which one spins in and out, only needs to be opened if the remnants of a yarn package have to be removed if the thread breaks.
  • the cover 44 is moved away and the housing 43 is opened.
  • a plunger 49 can suck on the bottom of the lower or inner partial centrifuge 47 by means of negative pressure pu and pull it out of the upper or outer centrifuge part 46. If the plunger 49 is designed to be rotatable, the yarn package can also be removed in an orderly fashion since it remains on the wall of the centrifuge part 47 due to the centrifugal force. In the case of pure centrifuge spinning, on the other hand, you can continue spinning despite the broken thread.
  • the procedure can be taken jointly so that a centrifuge part hangs on each housing part and the non-positive connection of the centrifuge parts can be established by applying an overpressure.
  • the overpressure is set to zero and, with sufficient speed, the space between the housing and the centrifuge is evacuated to practically vacuum. No forces act on the bearings of the centrifuge because one of the bearings is designed as a fixed bearing, the other as a floating bearing; the centrifuge runs gimballed.
  • FIG. 8 shows a further embodiment of a vacuum centrifuge spinning device.
  • a centrifuge 53 which consists of two centrifuge parts 54, 55, is arranged within a housing 50, which can consist of two housing parts 51, 52; the space 56 between the housing 50 and the centrifuge 53 can be practically evacuated to a vacuum.
  • the upper, outer centrifuge part 54 in the upper housing part 51 of the housing 50 has a bearing 57 which is mounted elastically for gimbal mounting in a molded rubber 58 and is sealed airtightly against the molded rubber 58 by means of a seal 59 against the centrifuge neck 71.
  • the upper housing part 51 also has a braking device 60.
  • the lower, inner centrifuge part 55 is suitably supported and driven at its lower, not shown end; it can be removed in the axial direction - similar to the centrifuges 35, 45 of FIGS. 6, 7 - from the upper centrifuge part 54, so that a yarn package or yarn remnants can be removed from the inner centrifuge part 55 during step spinning.
  • a force and / or positive connection between the centrifuge parts 54, 55 is achieved in that the outermost edges or ends of the centrifuge parts fit conically into one another or are provided with threads 61, 61 'or bayonet closures, so that the ends of the Centrifuge parts 54, 55 fit into one another as shown in FIG. 8.
  • the centrifuge part 54 is prevented from rotating by the brake 60, the lower centrifuge part 55 being moved axially and with rotation against the upper centrifuge part 54, so that the centrifuge 53 is closed .
  • the opening of the centrifuge 53 takes place in reverse order, the same being stopped and the upper centrifuge part 54 being blocked by means of the brake 60, then the motor runs briefly in the opposite direction, so that the centrifuge parts 54, 55 separate; the yarn package inside shrinks.
  • the lower partial centrifuge 55 is rotated again separately by means of a motor, as a result of which the yarn package opens and becomes stiff, so that a doffer can be inserted and the yarn removed.
  • one of the housing parts of the housing can have a brake device for braking and stopping the assigned centrifuge part relative to the held, relatively movable centrifuge part of the centrifuge, this centrifuge part preferably being rotatably mounted within the assigned housing part by means of a fixed bearing.
  • the doffer can be suitably arranged on the machine device of the vacuum centrifuge spinning device; for example, after the two centrifuge parts of the centrifuge have been moved apart, the same can be automatically moved into the centrifuge part having the yarn package.
  • the vacuum centrifugal spinning process and the vacuum centrifugal spinning device are particularly suitable for producing yarns of a classic character, it being possible to spin with a specifically lower energy and thus capital expenditure than is possible with ring and rotor spinning devices of the prior art .
  • the specific energy and capital requirements, based on a yarn of the same strength and Fineness is below that of ring and rotor spiders of the prior art.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zentrifugenspinnverfahren zum Spinnen eines Garns klassischen Charakters, in dem entweder in einer Stufe ein vollständig gedrehtes oder in einer ersten Stufe ein teilweise gedrehtes Garn in eine Zentrifuge (6) gesponnen und entnommen wird und beim teilweise gedrehten Garn demselben bei der Entnahme in einer zweiten Stufe während des Aufwindens die Restdrehungen erteilt werden, unter Benützung einer Zentrifuge (6), eines Streckwerkes (1), eines Anspinnorgans (2) und eines changierenden Fadenführerrohres (4). Die Zentrifuge (6) rotiert in einem Raum (7) mit Unterdruck (pu), innerhalb der Zentrifuge (6) herrscht aber der normale Luftdruck (pn) und innerhalb der Zentrifuge (6) wird unter normalem Luftdruck eingesponnen, wobei der Unterdruck (pu) so eingestellt wird, daß bei Rotation der Zentrifuge (6) im wesentlichen nur noch Lagerreibung auftritt, aber die Luftreibung der Außenwand der Zentrifuge (6, 35, 45, 53) gegenüber einem Gehäuse (5') weitgehend unterdrückt ist. Eine Vakuum-Zentrifuge (5) ist innerhalb eines Gehäuses (5') drehbar angeordnet, wobei der Raum (7) zwischen der Zentrifuge (6) und dem Gehäuse (5') mit veränderbarem Unterdruck (pu) beaufschlagt ist, wobei der Unterdruck so einstellbar ist, daß bei Rotation im wesentlichen nur noch die Lagerreibung der Zentrifuge auftritt, aber die Luftreibung der Außenwand der Zentrifuge weitgehend unterdrückt ist.

Description

Zentrifugenspinnverfahren und Vorrichtung hierzu
Technischer Bereich:
Die Erfindung betrifft ein Zentrifugenspinnverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, mit dem Garn klassischen Charakters gesponnen wer¬ den kann sowie eine Vorrichtung hierzu.
Stand der Technik:
Neben den Ringspinn- und Rotorspinnverfahren ist es bekannt, daß Garn ver- mittels eines Streckwerkes und eines changierenden Fadenfuhrers in eine Zentrifuge gesponnen werden kann. Dabei kommen zwei Methoden zur Anwendung:
Bei der ersten Methode wird in eine Zentrifuge ein vollständig gedrehtes Garn abgelegt, wobei das Problem der Entnahme der Wicklung aus der Zentrifuge entsteht. Hierzu wird ein Dorn in die noch rotierende Zentrifuge eingeführt, wobei es zu einem Umspulvorgang kommt, so daß sich am Ende der Operation das Garn auf dem Dorn befindet, von dem es in einem weiteren Schritt auf eine verkaufsfahige Aufmachung umgespult werden muß. Problematisch bei dieser Methode ist ein Fadenbruch, weil das Garnende in der rotierenden Zentrifuge gesucht werden muß, was nur mit erheblichem Aufwand zu lösen ist.
Beim Zwei- Stufenspinnen wird die Leerung der Zentrifuge umgangen. In der ersten Stufe wird in die Zentrifuge mit einer Teil-Drehung gesponnen. Ist diese gefüllt, wird das Garn herausgezogen und in einer zweiten Stufe aufgewunden, wobei dem Garn die Restdrehungen erteilt werden. Aber auch beim Stufenspinnen ist ein Fadenbruch nur problematisch zu beheben.
Obwohl sich mit Zentrifugenspinnverfahren hohe Spindeldrehzahlen und damit eine hohe Ausbringung erreichen läßt, ist es bis heute nicht gelungen, das Verfahren wirtschaftlich zu machen, was am unverhältnismäßig hohen Ener¬ gie- und Kapitaleinsatz liegt. Zur Verringerung des Energieeinsatzes ist es durch die GB-A-918 963 bekannt geworden, die Zentrifuge in einen stillstehenden Becher einzusetzen, um dadurch die aerodynamischen Verluste zu verkleinern. Diese Methode bringt jedoch nur eine geringe Verbesserung, da durch die Umhüllung der Zentrifuge lediglich das Abfließen der Luftwirbel verhindert wird. Auch eine geringfügige Absenkung des Drucks, wie es beispielsweise in der DE-A-2103717 vorgeschlagen worden ist, bewirkt nur wenig, da der Luftwiderstand eines rotierenden Körpers nicht linear, (sondern wurzelähnlich) über dem Druck abfallt.
Die in der GB-A-918 963 genannte Lösung ist darüber hinaus nicht sicher funktionsfähig, weil das Spinngut in der zweiten Stufe über einen stehenden Fadenführer abgezogen wird. Damit tritt der vom Rotorspinnen hinlänglich bekannte "Falschdrahteffekt an der Abzugsdüse" auf, der sich bei Echtdraht negativ auswirkt: schon kleinste Störungen in diesem System führen zum Umwickeln des Fadenführerrohrs und damit zu einer schweren Störung des Spinnvorganges.
Aufgabe der Erfindung:
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Zentrifugenspinnverfahren der genannten Gattung zu schaffen, das mit einem niedrigen Kapital- und Energieeinsatz arbeitet.
Dabei verfolgt die Erfindung den Zweck, ein ringgarnartiges Garn hoher Qualität mit geringeren Kosten und geringerem Energieeinsatz herzustellen, als das mit Ring- und Rotorspindeln des Standes der Technik möglich ist.
Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile:
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Zentrifugenspinnver¬ fahren zum Spinnen eines Garns klassischen Charakters, indem entweder in einer Stufe ein vollständig gedrehtes oder in einer ersten Stufe ein teilweise gedrehtes Garn in eine Zentrifuge gesponnen und entnommen wird und beim teilweise gedrehten Garn demselben in einer zweiten Stufe beim Entnehmen durch Aufwinden die Restdrehungen erteilt werden, unter Benützung der Zentrifuge, eines Streckwerkes, eines Anspinnorgans und eines in die Zentrifuge changierenden Fadenführerrohres, erfindungsgemäß rotiert die Zentrifuge in einem Raum mit Unterdruck, innerhalb der Zentrifuge herrscht aber der normale Luftdruck und in die Zentrifuge wird unter normalem Luftdruck eingesponnen, wobei der Unterdruck so eingestellt wird, daß bei Rotation der Zentrifuge im wesentlichen nur noch die Lagerreibung der Zentrifuge auftritt und die Luftreibung der Außenwandung der Zentrifuge weitgehend unterdrückt wird. Der Raum zwischen der vorzugsweise flaschenförmig ausgebildeten Zentrifuge und einem umgebenden Gehäuse ist gegenüber der Umgebung gedichtet und mit Unterdruck beaufschlagt. Vorteilhaft kann das Vakuum ständig nachgepumpt werden, um Leckagen auszugleichen. Die Dichtung befindet sich an einer Stelle, die einen geringen Abstand zur Drehachse der Zentrifuge hat, also vorzugsweise an deren Hals.
Eine Vakuum-Zentrifugenspinnvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge innerhalb eines Gehäuses drehbar angeordnet und der Innen¬ raum zwischen der Zentrifuge und dem Gehäuse mit Unterdruck beauf¬ schlagbar ist, innerhalb der Zentrifuge aber der normale Luftdruck herrscht, wobei der Unterdruck so einstellbar ist, daß bei Rotation im wesentlichen nur noch die Lagerreibung der Zentrifuge auftritt, aber die Luftreibung gegenüber dem Gehäuse weitestgehend unterdrückt ist. Vorteilhaft ist die Zentrifuge flaschenähnlich oder flaschenförmig gestaltet mit einem zentrischen engen Hals. Prinzipiell können Gehäuse und/oder Zentrifuge aus wenigstens zwei Teilen bestehen, die auseinanderfahrbar sind, wobei der eine Teil der Zentrifuge axial in einem Teil des Gehäuses, der andere Teil axial im anderen Teil des Gehäuses drehbar gelagert sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen enthalten.
Das Vakuum-Zentrifugenspinnverfahren und die Vakuum-Zentrifugenspinn- vorrichtung besitzen den hervorstechenden Vorteil, daß der spezifische Kapital- und Energiebedarf, bezogen auf ein Garn gleicher Festigkeit und Feinheit, unter demjenigen des bekannten Ring- und Rotorspinnens liegt. Mit der Vakuum-Zentrifugenspinnvorrichtung kann eine hinreichend einfache Spinn- Vorrichtung aufgebaut werden, wobei die Drehzahl nur durch die Festigkeit der Zentrifuge bestimmt ist, ohne daß der Energieaufwand zum Antrieb der Vorrichtung zu hoch wird. Hierbei können Drehzahlen bis 80.000 U/min und mehr erreicht werden, so daß das Streckwerk mit weitaus höheren Liefer¬ geschwindigkeiten gefahren werden kann. Deshalb kann mit einem spezifisch niedrigerem Energieaufwand gesponnen werden, als das bei Ring- und Rotor¬ spinnvorrichtungen möglich ist. Der Erfinder hat erkannt, daß sich die aerody¬ namischen Verluste einer sich in Luft drehenden Zentrifuge nur dann hinläng¬ lich weit vermindern lassen, wenn der Restdruck um die Zentrifuge geringer als etwa 5% bezogen auf den normalen Luftdruck ist. Optimale Ergebnisse werden erreicht, wenn diese Grenze weit unterschritten wird, was allerdings eine perfekte Dichtung und einen erhöhten Pumpaufwand voraussetzt. Beim reinen Zentrifugenspinnen stören während des Betriebs auftretende Fadenbrüche nicht, sie können beim Umspulen behoben werden. Beim Zweistufenspinnen muß das Fadenende in der noch drehenden Zentrifuge gesucht und gefunden werden, was Gegenstand der deutschen Patentanmel- düng P 4400999.2 des Anmelders ist.
Aufgrund des an die Zentrifuge angelegten weitestgehendenVakuums und der dadurch möglichen hohen Drehzahl der Zentrifuge steigt die Lieferleistung des Streckwerkes drastisch an, weshalb teure Höchstverzugsstreckwerke sinnvoll eingesetzt werden können und dadurch das Spinnen ab Kanne ohne Flyer möglich wird.
Kurzbezeichnung der Zeichnung, in der zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vakuum- Zentrifugenspinnvorrichtung
Figur 2 Spinnorgane zwischen Streckwerk und Kanne beim Ab-Kanne-
Spinnen
Figur 3 ein Anspinnorgan mit Hilfsabsaugkanal
Figur 4a - 4e verschiedene Spinnstadien Figur 5 eine Vakuum-Zentrifugenspinnvorrichtxing zum Stufen¬ spinnen mit einer Schneid- und Klemmeinrichtung
Figur 6 eine kardanisch aufgehängte Vakuum-Zentrifugen-spinn- vorrichtung für reines Zentrifugenspinnen
Figur 7 eine weitere kardanisch aufgehängte Vakuum- Zentrifugenspinnvorrichtung vorzugsweise für das Stufen¬ spinnen und
Figur 8 eine weitere kardanisch aufgehängte Vakuum-Zentrifugen- spinnvorrichtung.
Wege zur Ausführung der Erfindung:
Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Beispiels einer Vakuum-Zentrifu- genspinnvorrichtung 5 zur Durchführung des Verfahrens. Aus einem Streck¬ werk 1 gelangt das austretende Faserband 13 in ein Anspinnorgan 2, mit dem automatisch angesponnen wird. Das Anspinn- oder Drallorgan 2 leitet das sich bildende Garn in einem Fadenleitrohr 3 in ein Fadenfuhrerrohr 4, welches in der Zentrifuge 6 in Richtung des Doppelpfeils changiert. Beim einstufigen Zentrifugenspinnen verlegt das Fadenfuhrerrohr das Garn mit einer wilden Kreuzwicklung, beim Stufenspinnen in zwei Stufen hingegen in eine Art Parallelwicklung.
Die Zentrifuge 6 ist in einem Gehäuse 5', welches prinzipiell zur Herausnahme der Zentrifuge geöffnet werden kann, was durch die Trennstriche 73,73' angedeutet ist, mittels eines Lagers 10 frei hängend bzw. frei stehend um einen flaschenähnlichen Hals 62 der Zentrifuge 6 drehbar gelagert. Der Hals 62 der Zentrifuge 6 ist hohl und bildet gleichzeitig die Drehachse der Zentrifuge 6 und den Zugang für das Fadenfuhrerrohr 4 in die Zentrifuge 6, die deshalb vor- zugsweise als flaschenförmig gestaltet bezeichnet werden kann. Der Innen¬ raum 7 zwischen der äußeren Wandung der Zentrifuge 6 und dem Gehäuse 5' ist luftleer, es herrscht dort weitestgehend Vakuum, was durch die Bezeich¬ nung "pu" in Figur 1 angedeutet ist, weshalb der Hals 62 der Zentrifuge 6 von außen gegen das Innere 7 des Gehäuses 5' mit einer Dichtung 11 geeignet abge- dichtet ist, innerhalb der Zentrifuge herrscht jedoch der normale Luftdruck „pn". Der Zentrifugenhals 62 weist einen Durchmesser d auf, der, bezogen auf den Durchmesser dz der Zentrifuge 6, relativ klein ist. Die Zentrifuge 6 wird vermittels eines Wirteis angetrieben, was mittels des gekrümmten Bezugspfeils 12 angedeutet ist.
Die Zentrifuge 6 ist gefüllt, wenn der Innendurchmesser der Garnwicklung 9 ca. 40 mm beträgt. Beim reinen Zentrifugenspinnen wird nun die Drehzahl auf etwa 1/10 abgesenkt, der Unterdruck beseitigt und der Garnwickel 9 aus dem Gehäuse entnommen, indem das Gehäuse geöffnet wird, oder das Garn kann aus dem Gehäuse herausgespult werden, ohne daß das Gehäuse oder die Zentrifuge geöffnet wird.
Da das Zentrifugenspinnverfahren sehr hohe Drehzahlen zuläßt, kann direkt ab Kanne gesponnen werden, wodurch das in einem Hochverzugsstreckwerk gebundene Kapital gut genutzt wird. Beim Spinnen ab Kanne wird der Transport des Bandes an das Streckwerk dadurch erleichtert, daß vor dem Streckwerk ein Falschdrahtorgan angeordnet ist. Sollen stärkere Bänder verarbeitet werden, so kann zwischen Falschdrahtorgan und Streckwerk ein Luntenteiler angeordnet sein, der beide Streckwerke versorgt.
Figur 2 zeigt die zwischen zwei Streckwerken 1, 1' und Kanne 14 gelegenen Spinnorgane, nämlich Falschdrahtorgan 15 und Luntenteiler 16. Ersteres erteilt dem Band 13 falsche Drehungen, wodurch ein fehlverzugsfreier Trans¬ port möglich wird. Letzterer verteilt bei relativ dicken Bändern die aus dem Falschdrahtorgan 15 austretende Lunte auf zwei Streckwerke 1, 1'.
Figur 3 zeigt das Streckwerk und -Anspinnorgan 2 im Schnitt. Den Ausgangs¬ walzen 17 des Streckwerkes 1 liegt der Ansaugkanal 18 des Anspinnorgans 2 gegenüber, wobei innerhalb desselben sich zwei luftbeaufschlagte Tangential- kanäle 19, 19' befinden; zusätzlich kann im Bereich der Mündung des Ansaugkanals 18 ein Hilfsabsaugkanal 20 eingeordnet sein. Wenn der entste- hende Faden durch das Fadenleitrohr 3 und das Fadenfuhrerrohr 4 die Wandung der Zentrifuge erreicht hat, wird die zum Anspinnen notwendige Hilfsluftabsaugung durch den Hilfsabsaugkanal 20 stillgesetzt.
Der Durchmesser des Ansaugkanals 18 beträgt bevorzugt weniger als 3 mm. Preßluft pü tritt über die Kanäle 19,19' in das Fadenleitrohr 3 und bildet einen Wirbel, in dessen Zentrum Unterdruck herrscht. Dadurch wird ein Faser- bändchen angesaugt und verdreht, was durch die Hilfsabsaugung 20 unterstützt wird. Das Fadenleitrohr 3 hat einen Durchmesser bevorzugt kleiner 6 mm und mündet am oberen Totpunkt des Fadenführerrohrs 4 in dasselbe.
Normalerweise liegen die Streckwerksachse 72 und die Achse des Fadenleit¬ rohres in einer Flucht senkrecht. Die Streckwerksachse 72 kann jedoch stufen¬ los bis zu einem Winkel, vorzugsweise 45 Grad, gegen die Achse des Fadenleit¬ rohres neigbar sein; der Drehpunkt entspricht dem Mittelpunkt der Unterwalze des Streckwerkes. Damit kann der Garncharakter in Grenzen eingestellt wer¬ den. Durch die Feinabstimmungen der Arbeitsorgane wird eine optimale Fort¬ pflanzung der Spinnspannung bis zur Klemmlinie des Streckwerks erreicht, wodurch eine sehnenförmige Ablage des Garns in der Zentrifuge vermieden wird.
Die Figuren 4a bis 4c zeigen die Verfahrensschritte beim reinen Zentrifugen¬ spinnen. Die Zentrifuge 6 besteht aus zwei Zentrifugenteilen, nämlich einem Zentrifugenoberteil 21 und einem Zentrifugenunterteil 22, im Inneren befindet sich die Garnwicklung 9. Ein Doffer 23 ist zugeordnet, der aus einem Halteteil 42 besteht, das geeignet an der Maschineneinrichtung gehaltert sein kann und das einen drehbaren Dorn 67 trägt, auf dem drehbar eine Hülse 28 angeordnet ist, die einen Garnwickel 9 zu tragen imstande ist. Gemäß Figur 4b wird die Zentrifuge 6 unter Beibehaltung einer Restdrehzahl von 1/10 der Betriebsdrehzahl auseinandergefahren, so daß der Doffer 23 in den Garnwickel 9 eingeführt werden kann.
Nachdem die Hülse 28 des Doffers 23 aufgesetzt und durch das sich drehende Zentrifugenunterteil 22 in Drehung versetzt wurde, wird die Drehzahl auf Null gesetzt, wodurch die Garnwicklung 9 auf die Hülse 28 schrumpft. Die Garn¬ wicklung 9 wird entnommen und kann von der Hülse 28 über Kopf umgespult werden, was in Figur 4c durch den Zugpfeil 24, der den Faden 8 abzieht, angedeutet ist. Die Zentrifuge 6 wird geschlossen und spinnt weiter.
Extrem hohe Umspulgeschwindigkeiten werden möglich, wenn die Garnwick¬ lung 9 gemäß Figur 4d in eine Hilfszentrifuge 25 mit zentralem Dorn 26 über¬ geben wird. Nach Übergabe im Stillstand wird die Hilfszentrifuge 25 auf ca. 10.000 Upm gebracht. Das Garn 8 kann gemäß Figur 4e von innen nach außen hin unter zusätzlicher Drehungserteilung über Kopf umgespult werden. Dem Garn werden dadurch zusätzlich wenige Drehungen pro Meter erteilt, wenn mit über 2.000 m/min abgespult wird. Wird der gesamte Prozeß betrachtet, so liegt wieder ein Stufenspinnverfahren vor.
Wenn nach dem Stufenspinnverfahren gearbeitet wird, so kann, nachdem die Zentrifuge gefüllt ist, das Garn unter fortgesetzter Drehungerteilung aus der Zentrifuge gezogen und auf eine Spule gewickelt werden, die sich in unmittel¬ barere Nähe der Zentrifuge befindet, was in Figur 5 gezeigt ist. Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, beim zweistufigen Zentrifugenspinnen dem Garn in der ersten Stufe wenigstens 90 Prozent der Drehungen, vorzugsweise 95%, und in der zweiten Stufe den Rest an Drehungen aufzugeben.
Zwischen dem Fadenfuhrerrohr 4 und dem Gehäuse 5' einer Vakuum-Zentri- fugenspinnvorrichtung 5, die ähnlich der in Figur 1 ist, befindet sich eine
Schneid- und Klemmvorrichtung 27 und eine Aufwindeeinrichtung 29.
Nachdem die Zentrifuge 6 gefüllt ist, erreicht das Fadenfuhrerrohr 4 seinen obersten Totpunkt. Das Garn 8 wird von der Schneid- und Klemmvorrichtung
27 fixiert und durch eine Hilfsrolle 30 auf die Aufwindeeinrichtung 29 geworfen und aufgewunden, worauf sich das Arbeitsspiel wiederholt. Die Schneid- und
Klemmvorrichtung 27 ist in Richtung der Doppelpfeile in Figur 5 verfahrbar und sorgt für eine saubere Trennung des Garns. In Figur 6 ist eine bevorzugte Ausführungsfoπn einer Vakuum-Zentrifugen- spinnvorrichtung vorzugsweise für reines Zentrifugenspinnen dargestellt. Zentrifugen für reines Zentrifugenspinnen haben ein Fassungsvermögen von ca. 100 Gramm Garn.
Die Vakuum-Zentrifugenspinnvorrichtung besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse 31, innerhalb desselben eine flaschenförmige Zentrifuge 35 angeord¬ net ist; im Raum 40 zwischen dem Gehäuse 31 und der Zentrifuge 35 herrscht Unterdruck pu; im Inneren der Zentrifuge 35 herrscht normaler Druck pn.
Prinzipiell kann die Zentrifuge aus wenigstens zwei Teilen bestehen, die tele¬ skopartig ineinanderstecken oder etwas konisch geformt sind, wobei das Dehnungsverhalten der Zentrifugenteile unter Fliehkraft sowohl durch eine geeignete Materialwahl als auch durch geeignete Formgebimg der Zentrifugen- teile so aufeinander abgestimmt ist, daß sich bei Rotation der beiden ineinan- dersteckenden Zentrifugenteile eine hermetisch dichte Zentrifuge ergibt. Zusätzlich können die Teile durch axial angreifende Preßluft ineinander- gedrückt werden. Der eine Zentrifugenteil kann in dem einen Teil des Gehäuses, der andere im anderen Teil des Gehäuses drehbar gelagert sein, wobei ein Antriebsmotor einem der Zentrifugenteile zugeordnet ist. Zur kraftschlüssigen Paarung der Zentrifugenteile wird die Zentrifuge bis zu einer Zwischendrehzahl hochgefahren, die so hoch gewählt ist, daß sich die beiden Zentrifugenteile aufgrund unterschiedlicher Dehnungen gegeneinander luftdicht verspannen, wobei sich das innenliegende Zentrifugenteil unter den Fliehkräften ausdehnt, so daß die Zentrifuge ein luftdichtes System bildet und nunmehr der Raum zwischen Gehäuse und Zentrifuge bis zum Vakuum pu evakuiert wird; danach wird die Drehzahl der Zentrifuge hochgefahren, bis sie ihre Betriebsdrehzahl erreicht. Die Verspannung wird somit so groß gewählt, daß die durch den nachfolgend angelegten Unterdruck bewirkten Axialkräfte aufgenommen werden.
Das Gehäuse 31 wie auch die Zentrifuge 35 bestehen je aus zwei Teilen 32, 33 bzw. 36, 37, wobei der obere, äußere Zentrifugenteil 36 mittels eines axialen Festlagers 34, 34' im oberen Gehäuseteil 32 gelagert ist. Eine axiale Dichtimg 38 dichtet den oberen Zentrifugenteil 36 bzw. den Zentrifugenhals 69 gegen¬ über dem Gehäuse 31 luftdicht ab. Der untere, innere Zentrifugenteil 37, der die Garnwicklung aufnimmt, ist mittels eines axialen Loslagers 39, 39' im unteren Gehäuseteil 33 gelagert, die gemeinsam gegenüber dem oberen Gehäuseteil 32 und dem oberen Zentrifugenteil 36 auseinandergefahren werden können. Das untere Gehäuseteil 33 nimmt einen Elektromotor 41 auf, der das untere Zentrifugenteil 37 antreibt. Die Lager laufen nur unter der Last der Kreiselkräfte; das Gesamtsystem ist federnd gelagert, so daß prinzipiell ein freier Kreisel vorliegt.
Die Zentrifugenteile 36 und 37 stecken ineinander und dichten bei Rotation hermetisch ab. Um die Zentrifugenteile 36, 37 sicher zu paaren, kann von außen axial auf das untere Gehäuseteil 33 ein Überdruck pü angelegt werden, der die relativ zueinander beweglichen Teile zusammenschiebt. Beim Losdrehen wird der Überdruck auf Null gesetzt; die Werkstoffe und Abmessungen der Zentrifugenteile 36, 37 sind dergestalt aufeinander abge¬ stimmt, daß sich bei aufbauender Fliehkraft zwischen den Mantelwandungen der Zentrifugenteile 36, 37 eine kraftschlüssige luftdichte Verbindung ergibt. Wenn die Zentrifuge 35 eine Mindestdrehzahl erreicht hat und die Zentrifugenteile 36, 37 ineinandergeschoben sind, wird der Raum 40 evakuiert; danach erreicht die Zentrifuge 35 innerhalb des Gehäuses 31 ihre Betriebsdrehzahl.
In Figur 7 ist eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer Vakuum-Zentrifugen- spinnvorrichtung für das zweistufige Stufenspinnen dargestellt, die das Garn in Parallelwicklungen ablegt und normalerweise ein Fassungsvermögen von wenigstens 50 g Garn hat. Innerhalb eines Gehäuses 43, welches topfartig ausgeführt ist, befindet sich eine nur eine Achse 62 aufweisende Zentrifuge 45, die - ähnlich der Zentrifuge 35 in Figur 6 - aus zwei Zentrifugenteilen 46 und 47 besteht, wobei der obere, äußere Zentrifugenteil 46 bzw. der Zentrifugenhals 70 innerhalb des Gehäuses 43 mittels eines Festlagers 68, 68' drehbar gehaltert und luftdicht nach außen mit einer Dichtung 38 abgedichtet ist. Ein Elektromotor 41' ist wiederum integraler Bestandteil des Gehäuses 43 und des oberen Zentrifugenteils 46 und somit hier vorteilhaft im Vakuum angeordnet. Das Gehäuse 43 ist schwingend gelagert, so daß die Zentrifuge 45 kardanisch aufgehängt ist. Am entgegengesetzten Ende kann das Gehäuse 43 mittels eines beweglichen Deckels 44 luftdicht offenbar verschlossen werden, was durch den Doppelpfeil angedeutet ist. Der innere Zentrifugenteil 47 steckt becherartig im Zentrifugenteil 46; der Raum 48 zwischen Gehäuse 43, Deckel 44 und Zentri¬ fuge 45 kann wiederum evakuiert werden. Diese Vakuum-Zentrifugenspinnvorrichtung, in die man hinein- und heraus¬ spinnt, braucht nur dann geöffnet zu werden, wenn die Reste einer Garn¬ packung bei Fadenbruch entfernt werden müssen. In einem solchen Fall wird der Deckel 44 wegbewegt und das Gehäuse 43 geöffnet. Ein Stempel 49 kann sich mittels Unterdruck pu am Boden der unteren bzw. inneren Teilzentrifuge 47 festsaugen und diese aus dem oberen bzw. äußeren Zentrifugenteil 46 herausziehen. Wenn der Stempel 49 drehbar ausgeführt ist, kann die Garnpackung auch geordnet entnommen werden, da sie wegen der Fliehkraft¬ reste an der Wandung des Zentrifugenteils 47 verbleibt. Beim reinen Zen- trifugenspinnen hingegen kann trotz Fadenbruchs weitergesponnen werden.
Gemeinsam kann in den vorstehenden Beispielen so vorgegangen werden, daß jeweils an jedem Gehäuseteil ein Zentrifugenteil hängt und die kraftschlüssige Verbindung der Zentrifugenteile durch Anlegen eines Überdruckes hergestellt werden kann. Sobald die Zentrifuge in Gang gesetzt wird, schließt diese her¬ metisch dicht. Nunmehr wird der Überdruck auf Null gesetzt und bei hinrei¬ chender Drehzahl der Raum zwischen dem Gehäuse und der Zentrifuge bis praktisch Vakuum evakuiert. Auf die Lager der Zentrifuge wirken keine Kräfte, weil eines der Lager als Festlager, das andere als Loslager ausgebildet ist; die Zentrifuge läuft kardanisch aufgehängt.
Figur 8 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform einer Vakuum-Zentrifugenspinn- vorrichtung. Innerhalb eines Gehäuses 50, welches aus zwei Gehäuseteilen 51, 52 bestehen kann, ist eine Zentrifuge 53 angeordnet, die aus zwei Zentrifu- genteilen 54, 55 besteht; der Raum 56 zwischen Gehäuse 50 und Zentrifuge 53 kann bis praktisch zum Vakuum evakuiert werden. Der obere, äußere Zentrifu¬ genteil 54 im oberen Gehäuseteil 51 des Gehäuses 50 weist ein Lager 57 auf, das zur kardanischen Lagerung in einem Formgummi 58 elastisch gelagert und nach außen gegen den Formgummi 58 vermittels einer Dichtung 59 gegen den Zentrifugenhals 71 luftdicht abgedichtet ist. Der obere Gehäuseteil 51 weist des weiteren eine Bremsvorrichtung 60 auf.
Der untere, innere Zentrifugenteil 55 ist an seinem unteren, nicht gezeigten Ende geeignet gelagert und angetrieben; er kann in axialer Richtung - ähnlich wie die Zentrifugen 35, 45 der Figuren 6, 7 - vom oberen Zentrifugenteil 54 entfernt werden, damit eine Garnpackung oder Garnreste beim Stufenspinnen aus dem inneren Zentrifugenteil 55 entfernt werden können. Ein Kraft- und/oder Formschluß zwischen den Zentrifugenteilen 54, 55 wird dadurch erreicht, daß jeweils die äußersten Ränder bzw. Enden der Zentrifu¬ genteile kegelförmig ineinanderpassen oder mit Gewinden 61, 61' oder Bajo¬ nettverschlüssen versehen sind, so daß die Enden der Zentrifugenteile 54, 55 gemäß Figur 8 passend ineinandergreifen. Zur Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden Zentrifugenteilen 54, 55 wird der Zentrifugenteil 54 durch die Bremse 60 an einer Drehung gehindert, wobei der untere Zentrifugenteil 55 axial und unter Drehung gegen den oberen Zentrifugenteil 54 bewegt wird, so daß ein Verschluß der Zentrifuge 53 zustande kommt.
Die Öffnung der Zentrifuge 53 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wobei dieselbe stillgesetzt und der obere Zentrifugenteil 54 mittels der Bremse 60 blockiert wird, dann läuft der Motor kurzzeitig in Gegenrichtung, so daß sich die Zentrifugenteile 54, 55 trennen; der im Innern befindliche Garnwickel schrumpft zusammen. Nach dem Auseinanderfahren der beiden Teilzentri¬ fugen 54, 55 wird die untere Teilzentrifuge 55 separat mittels eines Motors wieder in Drehung versetzt, wodurch der Garnwickel sich öffnet und steif wird, so daß ein Doffer eingeführt und das Garn entnommen werden kann.
Prinzipiell kann einer der Gehäuseteile des Gehäuses gegenüber dem gehal¬ terten, relativ beweglichen Zentrifugenteil der Zentrifuge eine Bremsvorrich¬ tung zum Abbremsen und Stillsetzen des zugeordneten Zentrifugenteils aufweisen, wobei dieser Zentrifugenteil vorzugsweise mittels eines Festlagers innerhalb des zugeordneten Gehäuseteils drehbar gelagert ist.
Der Doffer kann geeignet an der Maschineneinrichtung der Vakuum-Zentrifu- genspinnvorrichtung angeordnet sein; beispielsweise ist derselbe nach dem Auseinanderfahren der beiden Zentrifugenteile der Zentrifuge in den den Garnwickel aufweisenden Zentrifugenteil automatisch einfahrbar.
Gewerbliche Anwendbarkeit:
Das Vakum-Zentrifugenspinnverfahren und die Vakuum-Zentrifugenspinn- vorrichtung sind insbesondere zum Herstellen von Garnen klassischen Charakters geeignet, wobei mit einem spezifisch niedrigerem Energie- und somit Kapitalaufwand gesponnen werden kann, als das bei Ring- und Rotor¬ spinnvorrichtungen des Standes der Technik möglich ist. Der spezifische Energie- und Kapitalbedarf, bezogen auf ein Garn gleicher Festigkeit und Feinheit, liegt unter demjenigen von Ring- und Rotorspinnen des Standes der Technik.
Liste der Bezugszeichen
1, 1' Streckwerke
2 Anspinnorgan (Drallorgan)
3 Fadenleitrohr
4 Fadenfuhrerrohr
5 Vakuum-Zentrifugenspinnvorrichtung
5' Gehäuse
6, 35, 45, 53 Zentrifugen
7 Innenraum
8 Faden oder Garn
9 Garnwickel
10 Lager
11 Dichtung
12 Wirtel
13 Band
14 Kanne
15 Falschdrahtorgan
16 Luntenteiler
17 Ausgangswalzen
18 Ansaugkanal
19, 19' Tangentialkanäle
20 Hilfsabsaugkanal
21 Zentrifugenoberteil
22 Zentrifugenunterteil
23 Doffer
24 Pfeü
25 Hilfszentrifuge
26 Dorn
27 Schneid- und Klemmvorrichtimg
28 Hülse
29 Aufwindeeinrichtung
30 Hilfsrolle
31 Gehäuse
32, 33 Gehäuseteile 34, 34' Festlager 36, 37, 46, 7, 54, 55 Zentrifugenteile
38 Dichtung
39, 39' Loslager 40 Innenraum
41, 41' Elektromotor
42 Halteteil
43 Gehäuse
44 Deckel 48 Innenraum
49 Stempel
50 Gehäuse
51, 52 Gehäuseteile
56 Innenraum 57 Lager
58 Formgummi
59 Dichtung
60 Bremsvorrichtung
61, 61' Gewinde- oder Bajonettverschluß 62 Zentrifugenhals bzw. Drehachse der Zentrifuge
63 Achse der Zentrifuge
64 Drehteller
65 Achse
66 Kanal 67 Do
68, 68' Festlager
69, 70, 71 Zentrifugenhälse bzw. Drehachsen der Zentrifugen
72 Streckwerksachse
73 Trennstriche pu Unterdruck pn normaler Luftdruck dz Durchmesser der Zentrifuge dh Durchmesser des Zentrifugenhalses α Winkel der Streckwerksachse gegenüber der Achse des Fadenleitrohres

Claims

Patentansprüche:
1. Zentrifugenspinnverfahren zum Spinnen eines Garns klassischen Charak¬ ters, in dem entweder in einer Stufe ein vollständig gedrehtes oder in einer ersten Stufe ein teilweise gedrehtes Garn in eine Zentrifuge (6,35,45,53) gesponnen und entnommen wird und beim teilweise gedrehten Garn demselben in einer zweiten Stufe beim Entnehmen während des Aufwindens die Restdrehungen erteilt werden, unter Benützung der Zentrifuge, eines Streckwerkes (1,1'), eines -Anspinnorgans (2) und eines in die Zentrifuge changierenden Fadenführerrohres (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (6,35,45,53) in einem Raum (7,40,48,56) mit Unterdruck (pu) rotiert, innerhalb der Zentrifuge aber der normale Luftdruck (pn) herrscht und in die Zentrifuge unter normalem Luftdruck (pn) eingesponnen wird, wobei der Unterdruck (pu) so eingestellt wird, daß bei Rotation der Zentrifuge im wesentlichen nur noch die Lagerreibung der Zentrifuge auftritt, aber die Luftreibung der Außenwand der Zentrifuge (6,35,45,53) weitgehend unterdrückt ist.
2. Zentrifugenspinnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das einstufige Zentrifugenspinnen, nachdem die Zentrifuge (6,35,45,53) gefüllt ist, die Drehzahl erheblich unterhalb der Nenndrehzahl abgesenkt, vorzugsweise auf etwa 1/10 der Nenndrehzahl, der Unterdruck (pu) beseitigt und der Garnwickel (9) mit Hilfe eines Doffers (23) entnommen wird.
3. Zentrifugenspinnverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anspinnen unmittelbar oberhalb des Anspinnorgans (2) die Luft abgesaugt und automatisch angesponnen wird und die Luftabsaugung (20) stillgesetzt wird, sobald das entstehende Garn die Wandung der Zentrifuge (6,35,45,53) erreicht hat.
4. Zentrifugenspinnverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (6,35,45,53) nach dem Stillstand, wobei der im Innern befindliche Garnwickel (9) zusammenschrumpft, aus dem Gehäuse (5', 31,43 ,50) entnommen und die Zentrifuge außerhalb des Gehäuses in Drehung versetzt wird, so daß sich der Garnwickel (9) wieder öffnet und weiterverarbeitet werden kann.
5. Zentrifugenspinnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim zweistufigen Zentrifugenspinnen dem Garn in der ersten Stufe wenigstens 90 Prozent der Drehungen, vorzugsweise 95 Prozent, und in der zweiten Stufe der Rest an Drehungen aufgegeben wird.
6. Zentrifugenspinnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ab Kanne (14) gesponnen wird und dem Band (13) zwischen dem Kannenausgang und dem Eingang des Streckwerkes (1,1') mittels eines Falschdrahtorgans (15) Falschdraht erteilt wird.
7. Zentrifugenspinnverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (13) nach dem Falschdrahtorgan (15) geteilt und auf zwei Streckwerke (1,1') aufgegeben wird.
8. Zentrifugenspinnverfahren nach Anspruch 1, unter Verwendung eines Gehäuses und einer darin unter Vakuum rotierenden Zentrifuge, die beide wenigstens zweiteilig ineinandersteckbar sind und die Zentrifugenteile unterschiedliche Dehnungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zur kraftschlüssigen Paarung der Zentrifugenteile die Zentrifuge auf eine Zwischendrehzahl hochgefahren wird, die so hoch gewählt ist, daß sich die beiden Zentrifugenteile aufgrund unterschiedlicher Dehnungen gegeneinander luftdicht verspannen, wobei die Verspannung βo groß gewählt ist, daß die durch den nachfolgend angelegten Unterdruck (pu) bewirkten Axialkräfte aufgenommen werden, anschließend die Zentrifuge auf die Betriebsdrehzahl hochgefahren wird.
9 Vorrichtung zum Spinnen eines Garns klassischen Charakters, mit einer Zentrifuge (6,35,45,53), in die in einer Stufe ein vollständig gedrehtes Garn gesponnen und entnommen wird, mit Streckwerk (1,1'), Anspinnorgan (2) und in die Zentrifuge changierenden Fadenfuhrerrohr (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (6,35,45,53) innerhalb eines Gehäuses (5',21,22,31,43,50) drehbar angeordnet und der Innenraum (7,40,48,56) zwischen der Zentrifuge und dem Gehäuse mit Unterdruck (pu) beaufschlagbar ist, innerhalb der Zentrifuge aber der normale Luftdruck (pn) herrscht, wobei der Unterdrück so einstellbar ist, daß bei Rotation im wesentlichen nur noch die Lagerreibung der Zentrifuge auftritt, aber die Luftreibung der Außenwand der Zentrifuge (6,35,45,53) gegenüber dem Gehäuse (5', 21,22,31,43,50) weitgehend unterdrückt ist.
10. Vorrichtung zum Spinnen eines Garns klassischen Charakters, mit einer Zentrifuge (6,35,45,53), in die in einer ersten Stufe ein teilweise gedrehtes Garn gesponnen und demselben in einer zweiten Stufe bei der Entnahme während des Aufwindens die Restdrehungen erteilt werden, mit Streckwerk (1,1'), Anspinnorgan (2) und in die Zentrifuge changierenden Fadenfuhrerrohr (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (6,35,45,53) innerhalb eines Gehäuses (5',21,22,31,43,50) drehbar angeordnet und der Innenraum (7,40,48,56) zwischen der Zentrifuge und dem Gehäuse mit Unterdruck (pu) beaufschlagbar ist, innerhalb der Zentrifuge aber der normale Luftdruck (pn) herrscht, wobei der Unterdruck (pu) so einstellbar ist, daß bei Rotation im wesentlichen nur noch die Lagerreibung der Zentrifuge auftritt, aber die Luftreibung der Außenwand der Zentrifuge (6,35,45,53) gegenüber dem Gehäuse (δ',21,22,31,43,50) weitgehend unterdrückt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (6,35,45,53) flaschenförmig gestaltet ist und über einen zentrisch als Drehachse ausgebildeten Hals (62,69,70,71) verfügt, dessen Durchmesser (dh), bezogen auf den Durchmesser (dz) der Zentrifuge (6,35,45,53), klein ist und der gegenüber dem Gehäuse (δ',21,22,31,43,50) zur Aufrechterhaltung des Vakuums luftdicht abgedichtet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (5',31,43,50) und/oder Zentrifuge (6,35,45,53) aus wenigstens zwei Teilen (21,22,32,33,36,37,43,44,46,47,51,52,54,55) bestehen, die auseinander¬ fahrbar sind und der eine Teil der Zentrifuge axial in einem Teil des Gehäuses, der andere Teil axial im anderen Teil des Gehäuses drehbar gelagert sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (43) offenbar topfartig gestaltet und einen entfernbaren Deckel (44) besitzt, wobei die Zentrifuge (45) nur eine Achse (62) besitzt und mit derselben innerhalb des Gehäuses (43) drehbar und abgedichtet gelagert ist und ein Elektromotor (41') in das Gehäuse, vorzugsweise um die Achse (62), integriert ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifugenteile (36,37,46,47) der Zentrifuge (35,45) konisch oder teleskopartig ineinandersteckbar sind, wobei das Dehnungsverhalten der Zentrifugenteile unter Fliehkraft sowohl durch eine geeignete Materialwahl als auch durch geeignete Formgebung der Zentrifugenteile so aufeinander abge- stimmt ist, daß sich bei Rotation eine hermetisch luftdichte Zentrifuge ergibt, die die unter Vakuum auftretenden Axialkräfte aufzunehmen imstande ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Zentrifuge mit einem Festlager, der andere Teil der Zentrifuge mit einem Loslager im zugehörigen Gehäuseteil drehbar gelagert sind, wobei auf der Seite des Loslagers ein Hilfsüberdruck (pü) zwecks Paarung anlegbar ist, der während der Spinnphase auf Null gesetzt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (31,43) und/oder die Zentrifuge federnd gelagert sind, so daß die Zentrifuge kardanisch aufgehängt ist und die Kreiselachse sich frei ein¬ zustellen imstande ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenraum (7,40,48,56) zwischen dem Gehäuse (5',31,43,50) und der Zentrifuge (6,31,45,53) eine Vakuum-Pumpe anschließbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrifuge (45) ein Stempel (49) mit Drehteller (64) und Achse (65) zugeordnet ist, der einen Kanal (66) aufweist, über den ein Unterdruck (pu) zum Ansaugen des unteren Zentrifugenteils (47) aufgebbar ist, wobei der Drehteller (64) an das untere Zentrifugenteil (47) andockbar ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (50) auf der Seite des Festlagers ein hülsen- oder ringförmiges Formgummiteil (58) angeordnet ist, innerhalb desselben ein Zentrifugenteil (54) einer Zentrifuge (53) drehbar und abdichtend gehaltert ist, wobei die Zentrifugenteile (54, 55) an ihren sich überlappenden Rändern jeweils mit einem abdichtenden Gewinde- oder Bajonettverschluß (61, 61') versehen sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Gehäuseteile (51) des Gehäuses (50) gegenüber dem gehalterten, relativ beweglichen Zentrifugenteil (54) der Zentrifuge (53) eine Bremsvorrichtung (60) zum Abbremsen und Stillsetzen des zugeordneten Zentrifugenteils (54) aufweist, wobei dieser Zentrifugenteil (54) vorzugsweise mittels eines Festlagers (57) innerhalb des zugeordneten Gehäuseteils (51) drehbar gelagert ist.
21. Vorrichtimg nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zentrifuge ein Doffer (23) schwenkbar angeordnet ist, der aus einem an einem Halteteil (42) drehbar angeordneten Dorn (67) besteht, auf dem eine Hülse (28) angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des oberen Totpunktes des Fadenführerrohres (4) eine Schneid- und Klemmvorrichtung (27) für den Faden (8) angeordnet ist.
23. Vorrichtimg nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckwerksachse gegen die Achse des Fadenleitrohres um einen Winkel (α) neigbar ist, vorzugsweise bis zu einem Winkel von 45 Grad.
PCT/EP1994/001415 1993-05-04 1994-05-04 Zentrifugenspinnverfahren und vorrichtung hierzu WO1994025650A1 (de)

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