WO2013117491A1

WO2013117491A1 - Garnbildungselement für eine spinnstelle einer luftspinnmaschine mit einer wendelförmigen führung sowie verfahren zur herstellung eines garns

Info

Publication number: WO2013117491A1
Application number: PCT/EP2013/051985
Authority: WO
Inventors: Gerd Stahlecker; Gernot SCHÄFFLER; Markus Kübler
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter Ag
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2013-08-15
Also published as: CN104126036A; DE102012101001A1; IN2014DN07018A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Garnbildungselement für eine Spinnstelle (2) einer Luftspinnmaschine, wobei das Garnbildungselement (1) an einer Stirnseite eine Einlassöffnung (3) sowie einen im Bereich der Einlassöffnung (3) beginnenden und sich innerhalb des Garnbildungselements (1) erstreckenden Abzugskanal (4) für ein mit Hilfe der Spinnstelle (2) hergestelltes Garn (5) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass innerhalb des Abzugskanals (4) eine wendelförmige Führung (8) angeordnet ist, mit deren Hilfe einem den Abzugskanal (4) passierenden Garn (5) ein Falschdrall erteilbar ist. Ferner wird eine Luftspinnmaschine vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass innerhalb des Abzugskanals (4) und/oder im Anschluss an eine Auslassöffnung (6) des Abzugskanals (4) eine wendelförmige Führung (8) angeordnet ist, mit deren Hilfe dem Garn (5) ein Falschdrall erteilbar ist. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Garns (5) ist schließlich vorgesehen, dass das Garn (5) nach dem Eintritt in den Abzugskanal (4) einem Drehmoment ausgesetzt wird, welches eine Drehung des Garns (5) um seine Längsachse in einer zweiten Drehrichtung bewirkt, wobei die zweite Drehrichtung in der genannten Draufsicht der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, und wobei durch die Drehung des Garns (5) um seine Längsachse ein Falschdrall entsteht.

Description

Garnbildunqselement für eine Spinnstelle einer Luftspinnmaschine mit einer wendelförmiqen Führung sowie Verfahren

zur Herstellung eines Garns

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Garnbildungselement für eine Spinnstelle einer Luftspinnmaschine, wobei das Garnbildungselement an einer Stirnseite eine Einlassöffnung sowie einen im Bereich der Einlassöffnung beginnenden und sich innerhalb des Garnbildungselements erstreckenden Abzugskanal für ein mit Hilfe der Spinnstelle hergestelltes Garn aufweist. Ferner wird eine Luftspinnmaschine mit wenigstens einer Spinnstelle beschrieben, wobei die Spinnstelle eine Eingangsöffnung für ein zu verspinnendes Fasermaterial, eine der Eingangsöffnung in Spinnrichtung nachgeordnete Wirbelkammer, ein in die Wirbelkammer ragendes Garnbildungselement mit einer Einlassöffnung und einem Abzugskanal für ein mit Hilfe der Spinnstelle hergestelltes Garn, sowie wenigstens eine in die Wirbelkammer mündende Spinndüse aufweist, mit deren Hilfe innerhalb der Wirbelkammer im Bereich der Einlassöffnung eine wirbeiförmige Luftströmung erzeugbar ist. Schließlich wird ein Verfahren zur Herstellung eines Garns mit Hilfe einer Spinnstelle einer Luftspinnmaschine vorgeschlagen, wobei ein aus Einzelfasern bestehendes Fasermaterial innerhalb einer Wirbelkammer der Spinnstelle im Bereich einer Einlassöffnung eines spindelförmigen Garnbildungselements mit einer Wirbelluftströmung beaufschlagt wird, mit deren Hilfe ein Teil der Fasern in einer Draufsicht in einer ersten Drehrichtung um einen Faserkern geschlungen werden, so dass ein Garn entsteht, und wobei das Garn über einen an die Wirbelkammer angrenzenden Abzugskanal des Garnbildungselements abgezogen wird.

Garnbildungselemente mit stirnseitiger Einlassöffnung und daran anschließendem Abzugskanal sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen innerhalb einer Wirbelkammer einer Luftspinnmaschine der Führung der zugeführten Fasern eines zu verspinnenden Fasermaterials und des im Bereich der Einlassöffnung aus den Fasern hergestellten Garns. Während der Garnherstellung wird ein verstrecktres bzw. vergleichmäßigtes Fasermaterial, meist mit Hilfe eines Lieferwalzenpaars, über ein Garnführungselement in die Wirbelkammer eingeführt und dort einer tangentialen Wirbelluftströmung ausgesetzt. Diese Luftströmung bewirkt schließlich, dass sich die äußeren Faserenden des Fasermaterials im Bereich der Einlassöffnung des Garnbildungselements um die nicht gedrehten Kernfasern winden und diese dauerhaft umschließen. Das auf diese Weise erzeugte Garn wird schließlich über den Abzugskanal aus der Spinnstelle abgezogen und beispielsweise auf eine Spule aufgewickelt.

Auch wenn sich dieses Verfahren bereits seit längerem bewährt, weisen die entsprechend hergestellten Garne in der Regel eine Festigkeit auf, die noch nicht optimal ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das aus dem Stand der Technik bekannte Garnbildungselement, eine damit ausgerüstete Luftspinnmaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Garns mit Hilfe einer Luftspinnmaschine dahingehend zu verbessern, dass mit deren Hilfe ein Garn mit einer besonders hohen Garnfestigkeit herstellbar ist.

Das die Aufgabe lösende Garnbildungselement zeichnet sich nun dadurch aus, dass innerhalb des Abzugskanals eine wendeiförmige Führung angeordnet ist, mit deren Hilfe einem den Abzugskanal passierenden Garn ein Falschdrall erteilbar ist. Die im Stand der Technik bekannten Garnbildungselement weisen stets einen Abzugskanal mit einer zylindrischen oder kegel- stumpfförmigen Wandung auf, um einen möglichst reibungsarmen Abzug des im Bereich der Einlassöffnung durch Umschlingen des ungedrehten Faserkerns mit den von der Luftströmung erfassten Umwindefasern (äußere Faserenden des der Wirbelkammer zugeführten Fasermaterials) zu ermöglichen. Im Gegensatz hierzu ist es Kern der vorliegenden Erfindung, die bekannte Form des Abzugskanals zumindest abschnittsweise dahingehend abzuändern, dass dem Garn - entgegen den bekannten Vorgaben - ein Falschdrall aufgezwungen werden kann. Hierbei handelt es sich um eine Drehung des Garns um seine Längsachse, wobei sich die Drehung nach Passieren der Führung wieder auflöst. Im Gegensatz zu dem dauerhaft bestehenden Drall, den die Umwindefasern während der Garnherstellung im Bereich der Einlassöffnung des Abzugskanals erhalten, erzeugt die erfindungsgemäße Führung also nur einen temporären Drall, der sich vor dem Aufspulen des Garns wieder selbstständig auflöst.

Der Vorteil eines derartigen temporären Falschdralls im Bereich nach der Einlassöffnung des Abzugskanals ist nun der folgende:

Während der Garnherstellung werden die Faserenden, die seitlich aus dem in die Wirbelkammer eingeführten Fasermaterial herausstehen, von einer tangential wirkenden Luftströmung erfasst und um die nahezu ungedrehten Kernfasern (d. h. um die Fasern des Fasermaterials, die sich vorrangig bzw. vollständig im Inneren desselben befinden und daher für die Luftströmung nicht zugänglich sind) geschlungen, so dass ein einen Echtdrall aufweisendes Garn entsteht. Die Umwindefasern üben dabei im Bereich der Einlassöffnung ein Drehmoment auf die Kernfasern (andere Bezeichnung: Faserkern) aus, so dass ohne die erfindungsgemäße Führung die Gefahr besteht, dass sich der Faserkern im Bereich der Fasersonne ebenfalls in Richtung der Luftströmung dreht. Diese Drehung würde sich jedoch nach Passieren der Einlassöffnung wieder auflösen (es handelt sich somit ebenfalls um einen Falschdrall), da das genannte Drehmoment nur außerhalb des Abzugskanals wirkt. Durch die entsprechend mit der Auflösung des Falschdralls verbundene Rückdrehung der Kernfasern würden jedoch auch die Umwindefasern des fertigen Garns wieder ein Stück weit zurück (d. h. in entgegengesetzte Richtung der Luftströmung) gedreht. Im Ergebnis käme es zu einer Lockerung des Faserverbands und damit zu einer Verminderung der Garnfestigkeit.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen wendeiförmigen Führung innerhalb des Abzugskanals kann diesem unerwünschten Effekt nun auf einfache Weise entgegengewirkt werden. Die Erfindung geht dabei von der Tatsache aus, dass auf ein fadenförmiges Gut, wie beispielsweise ein mit Hilfe einer Luftspinnmaschine hergestelltes Garn, beim Passieren einer (Schrauben-)Wendel ebenfalls ein Drehmoment wirkt, dass eine Drehung desselben um seine Längsachse bewirkt. Grund hierfür sind Reibungskräfte zwischen dem fadenförmigen Gut und der Oberfläche der Führung. Wird nun eine entsprechende Führung innerhalb des Abzugskanals platziert, so erhält das fertige Garn eine Drehung, die wiederum ein Drehmoment auf die Fasern im Bereich der stromaufwärts gelegenen Einlassöffnung des Abzugskanals ausübt. Weist nun die wendeiförmige Führung eine Drehrichtung auf, die der Drehrichtung der von den Spinndüsen innerhalb der Wirbelkammer erzeugten Luftströmung entgegengerichtet ist, so ist der folgende Effekt zu beobachten:

Bedingt durch die von den Spinndüsen erzeugte Wirbelluftströmung üben die Umwindefasern auf die Kernfasern im Bereich der Einlassöffnung des Abzugskanals ein Drehmoment aus, das in Richtung der Luftströmung wirkt. Hingegen wird von dem Abschnitt des Garns, der sich im Bereich der wendeiförmigen Führung befindet, ein Drehmoment auf die Kernfasern ausgeübt, das in die entgegengesetzte Richtung wirkt (vorausgesetzt natürlich, die Drehrichtung der wendeiförmigen Führung ist der Drehrichtung der Luftströmung entgegengesetzt). Im Ergebnis werden die Kernfasern im Bereich der Einlassöffnung somit entgegen der Drehrichtung der Umwindefasern gedreht, so dass sich die Umwindefasern nicht um einen ungedrehten, sondern vielmehr um einen vorgedrehten Faserkern schlingen.

Verlässt nun das auf diese Weise hergestellte Garn den Bereich der wendeiförmigen Führung, so löst sich die durch die Führung induzierte Drehung der Kernfasern wieder auf, d. h. der Kern dreht sich in der Richtung, in der die Umwindefasern um den Kern geschlungen sind. Da sich der Faserkern jedoch nicht drehen kann, ohne dass auch die um ihn geschlungenen Umwindefasern mitgedreht werden, erfahren nun auch die Umwindefasern eine (zusätzliche) Drehung in Umwinderichtung. Die Umwindefasern werden hierdurch noch enger und fester um den Faserkern (der in diesem Stadium wie- der ungedreht vorliegt) geschlungen, so dass ein besonders festes Garn entsteht.

Bevor im Folgenden näher auf konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen wendeiförmigen Führung eingegangen wird, sei an dieser Stelle vorab bemerkt, dass es sich bei dem Garnbildungselement entweder um eine in die Wirbelkammer ragende Hohlspindel oder aber auch nur um eine Spinnspitze, die gemeinsam mit einem die Spinnspitze tragenden Spindelkörper eine entsprechende Hohlspindel bildet, handeln kann.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Garnbildungselement eine die Einlassöffnung aufweisende Spinnspitze und einen die Spinnspitze tragenden Spindelkörper aufweist, wobei sich der Abzugskanal sowohl innerhalb der Spinnspitze als auch innerhalb des Spindelkörpers erstreckt und wobei die wendeiförmige Führung innerhalb der Spinnspitze angeordnet ist. Durch die entsprechende Wahl der Spinnspitze kann somit auch eine wendeiförmige Führung zum Einsatz kommen, deren Geometrie (Windungszahl, Steigung, Ganghöhe, etc.) auf das jeweils zu verspinnende Material angepasst werden kann. Auch ist die Realisierung der Führung mit Hilfe eines entsprechenden, die wendeiförmigen Führung aufweisenden Einsatzes, wie er später ausführlicher beschrieben wird, im Falle einer mehrteiligen Hohlspindel besonders einfach möglich, da die Spinnspitze lösbar mit dem Spindelkörper verbunden werden kann. Schließlich ist es ebenso denkbar, die Führung ausschließlich oder zusätzlich innerhalb des Spindelkörpers, also im An- schluss an die Spinnspitze, anzuordnen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Abzugskanal einen wendeiförmig verlaufenden Abschnitt aufweist, der die wendeiförmige Führung für das Garn bildet. In diesem Fall dient der Abzugskanal selbst als wendeiförmige Führung, ohne dass zusätzliche Elemente zum Einsatz kommen müssten. Der Abzugskanal verläuft in diesem Fall beispielsweise ausgehend von der Einlassöffnung zunächst ein Stück weit geradlinig (d. h. ohne entsprechende Windung) und geht dann in einen gewundenen Abschnitt über. In diesem Bereich verläuft der Abzugskanal schließlich wendeiförmig, wobei die Steigung generell gleichmäßig oder aber auch ab- oder zunehmend sein kann. Im Ergebnis erhält man ein Garnbildungselement mit einem innen verlaufenden Abzugskanal, der wiederum einen Teilabschnitt aufweist, der sich röhrenförmig und gemäß einer gedachten Schraubenlinie durch das Garnbildungselement erstreckt. Im Anschluss an den wendeiförmigen Abschnitt kann schließlich wieder ein geradlinig verlaufender Abzugskanalabschnitt vorgesehen sein. Ebenso kann der wendeiförmige Abschnitt auch unmittelbar an die Einlassöffnung angrenzen, so dass auf den oben genannten geradlinigen Anfangsabschnitt verzichtet werden kann.

Alternativ zu einer wendeiförmigen Formgebung des Abzugskanals kann es jedoch ebenso vorteilhaft ist es, wenn die wendeiförmige Führung durch ein separates wendeiförmig verlaufendes Führungselement gebildet wird. Der Abzugskanal selbst kann in diesem Fall also geradlinig, beispielsweise in Form einer Bohrung, ausgebildet sein, wobei zusätzlich ein oder mehrere Führungselemente vorhanden sein können, welche die beschriebene

Falschdrallerzeugung sicherstellen. Mit anderen Worten kann das wendeiförmige Führungselement somit durch einen innerhalb des Abzugskanals angeordneten Einsatz gebildet werden, der entweder fest (durch Verkleben, Verschweißen, Verlöten, etc.) oder aber lösbar (z. B. mittels Schraubverbindung) mit dem Garnbildungselement verbunden ist. Durch die separate Fertigung von Einsatz und Abzugskanal wird die gesamte Herstellung des Garnbildungselements aus konstruktiver Sicht stark vereinfacht.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der Einsatz auf einer der Innenwandung des Abzugskanals zugewandten Oberfläche eine wendeiförmige und vorzugsweise rinnenförmige Einkerbung aufweist, die zusammen mit dem benachbarten Teil der Innenwandung die wendeiförmige Führung in Form eines wendeiförmigen Kanals bildet. In diesem Fall muss der Einsatz keine entsprechenden wendeiförmigen Bohrungen aufweisen, die als Führungskanal für das Garn dienen. Vielmehr entsteht der genannten Kanal durch Zusammenwirken eines Oberflächenabschnitts des Einsatzes (in Form der Begrenzungsflächen der Einkerbungen) sowie hiermit korrespondierenden Gegenflächen der am Einsatz anliegenden Innenwandung des Garnbildungselements. Die Einkerbungen können auf einfache Weise durch materialabtragende Verfahren in einen beispielsweise zylindrischen Grundkörper eingebracht werden, während die den fertigen Einsatz aufnehmende Vertiefung (z. B. in Form einer Bohrung) des Garnbildungselements im Hinblick auf die Bildung des wendeiförmigen Kanals überhaupt nicht bearbeitet werden muss.

Alternativ kann es ebenso von Vorteil sein, wenn das Führungselement als Drahtwendel ausgebildet ist. Die Wendel kann ebenfalls als Einsatz gefertigt werden und weist vorzugsweise einen lichten Durchmesser auf, der maximal 1 mm beträgt, um eine entsprechende, die Falschdrallerteilung bewirkende Umlenkung des Garns sicherzustellen. Die Steigung der Windung kann dabei, wie im Übrigen auch im Falle aller anderen erfindungsgemäßen Führungen, über die Längserstreckung der Wendel konstant sein oder aber über die Längserstreckung variieren, beispielsweise (gleichmäßig) zu- oder abnehmen.

Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn die Anzahl der Windungen der wendeiförmigen Führung zwischen 0,2 und 5, vorzugsweise zwischen 1 und 3 liegt. Während eine hohe Anzahl eine besonders starke Drehung der Kernfasern im Bereich der Einlassöffnung bewirkt, bewirkt eine geringe Anzahl nur eine geringe Reibung zwischen Garn und Führung, so dass die äußeren Fasern des Garns nur einer geringen mechanischen Belastung ausgesetzt sind. Auch wenn die Führung beispielsweise auch nur eine halbe Windung aufweisen kann, so besitzt sie dennoch eine wendeiförmige Kontaktfläche für das Garn, d. h. die Kontaktfläche weist einen gebogenen Abschnitt auf und erstreckt sich zudem in Längsrichtung des restlichen Abzugskanals, so dass im Ergebnis ein Schraubenlinien- bzw. wendeiförmiger Verlauf entsteht. Vorteilhaft ist es, wenn der Abstand zwischen der Einlassöffnung und der wendeiförmigen Führung zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 5 mm, beträgt. Ein möglichst geringer Abstand ist vorteilhaft, da das von der Führung erzeugte Drehmoment auf die im Bereich der Einlassöffnung freiliegenden Kernfasern wirken soll, so dass diese innerhalb der freien Faserenden entgegen der Luftströmung gedreht werden. Ein gewisser Abstand kann dennoch von Vorteil sein, um einen stirnseitigen Anschlag für einen die Führung aufweisenden Einsatz zu bilden.

Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn die wendeiförmige Führung in einer Draufsicht einen Kreisbogen beschreibt, der bezüglich einer Längsachse des Garnbildungselements einen Mittel punktswinkel α aufweist, dessen Betrag wenigstens 60°, vorzugsweise wenigstens 120°, besonders vorzugsweise wenigstens 180°, beträgt. Die Führung kann somit, wie bereits oben angedeutet, weniger als eine vollständig Windung aufweisen, wobei durch die gebogene Form dennoch eine entsprechende Falschdrallerzeugung möglich ist.

Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn der Einsatz aus mehreren, vorzugsweise gleichartigen, Einzelelementen zusammengesetzt ist, wobei die Einzelelemente kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten kommt also eine„Basiswendel" zum Einsatz, die derart ausgebildet ist, dass sie mit einer oder mehreren weiteren Basiswendeln form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden kann. Im Ergebnis ergibt sich hieraus die Möglichkeit, die Länge des Einsatzes bzw. die Windungszahl des Abzugskanals durch die Anzahl der miteinander verbundenen Einzelelemente zu variieren. Die Einzelelemente können dabei beispielsweise an einer ihrer Stirnseite eine oder mehrere Vertiefungen und auf der gegenüberliegenden Stirnseite einen oder mehrere Fortsätze aufweisen. Werden zwei Einzelelemente zusammengefügt, so greift der bzw. die Fortsätze des einen Einzelelements in die Vertiefung(en) des benachbarten Einzelelements. Der bzw. die Fortsätze bzw. die Vertiefung(en) weisen vorzugsweise in wenigstens einem Bereich einen von einer Kreisform abweichenden Quer- schnitt auf, so dass die zusammengefügten Einzelelemente nicht gegeneinander verdreht werden können. Dies stellt sich, dass aus den miteinander verbundenen Einzelelementen ein stufenloser Abzugskanal gebildet werden kann, der sich entlang des gesamten Einzelelements erstreckt. Ferner ist es möglich, dass der Einsatz aus einem Anfangsstück, einem Endstück sowie einem oder mehreren identischen Mittelstücken zusammengesetzt ist, wobei das Anfangsstück eine Einlaufschräge und das Endstück eine Auslaufschräge aufweist. Durch die Anzahl der Mittelstücke wird schließlich die Gesamtlänge des Einsatzes bestimmt (wobei auf das Mittelstück auch verzichtet werden kann). Schließlich kann der Einsatz auch aus mehreren identischen Einzelelementen zusammengesetzt sein, die jeweils eine Einlaufschräge und eine Auslaufschräge aufweisen. Die Konturen von Einlauf- und Auslaufschräge sind dabei vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass sie beim Zusammenfügen der Einzelelemente einen Formschluss bilden und die genannte Verdrehsicherung gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Luftspinnmaschine zeichnet sich schließlich dadurch aus, dass innerhalb des Abzugskanals und/oder im Anschluss an eine Auslassöffnung des Abzugskanals eine wendeiförmige Führung angeordnet ist, mit deren Hilfe dem Garn ein Falschdrall erteilbar ist. Bezüglich möglicher Ausgestaltungen und Vorteile wird auf die bisherige Beschreibung verwiesen, wobei sämtliche Einzelmerkmale in beliebiger Kombination zur Anwendung kommen können, solange keine eindeutigen Widersprüche entstehen. Zudem kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich zu der genannten Führung o- der alternativ hierzu eine wendeiförmige Führung im Anschluss an eine Auslassöffnung des Abzugskanals angeordnet ist.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die wenigstens eine Spinndüse bezüglich der Einlassöffnung tangential ausgerichtet ist, so dass mit Hilfe der Spinndüse eine Luftströmung erzeugbar ist, die in einer Draufsicht eine erste Drehrichtung aufweist, und dass die wendeiförmigen Führung eine Windung aufweist, deren Drehrichtung in der Draufsicht in einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, Richtung verläuft. Hierdurch entstehen schließlich zwei Drehmomente, wobei das von der Luftströmung erzeugte Drehmoment dafür sorgt, dass die freien Faserenden des in die Wirbelkammer eingeführten Fasermaterials in der ersten Drehrichtung um die Kernfasern geschlungen werden, die wiederum durch das durch die Führung erzeugte Drehmoment in entgegengesetzte Richtung gedreht werden. Die Kernfasern werden somit gewissermaßen vorgespannt, bevor die freien Fasern als Umwindefasern um den Faserkern gelegt werden. Nach Passieren der Führung erfolgt schließlich die erfindungswesentliche Drehung des gesamten Garns in die Richtung, in der sich die Umwindefasern um den Faserkern winden, so dass die Windung der Umwindefasern verstärkt und die Drehung des Faserkerns aufgelöst wird.

Schließlich wird ein Verfahren zur Herstellung eines Garns mit Hilfe einer Spinnstelle einer Luftspinnmaschine, bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, dass das Garn nach dem Eintritt in den Abzugskanal einem Drehmoment ausgesetzt wird, welches eine Drehung des Garns um seine Längsachse in einer zweiten Drehrichtung bewirkt, wobei die zweite Drehrichtung in der genannten Draufsicht der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, und wobei durch die Drehung des Garns um seine Längsachse ein Falschdrall entsteht. Die Beaufschlagung des Garns mit dem Drehmoment kann hierbei innerhalb des Abzugskanals und/oder im Anschluss an den Abzugskanal erfolgen. Die Erzeugung des Drehmoments kann ferner pneumatisch oder aber auch mit Hilfe mechanischer Elemente erfolgen.

So ist es beispielsweise von Vorteil, wenn das Drehmoment mit Hilfe einer wendeiförmigen Führung erzeugt wird, die innerhalb des Abzugskanals und/oder im Anschluss an eine Auslassöffnung des Abzugskanals angeordnet ist. Bezüglich baulicher Merkmale der Führung wird wiederum auf die bisherige Beschreibung verwiesen, wobei auch hier sämtliche Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination verwirklicht werden können, solange keine offensichtlichen Widersprüche entstehen. Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausschnitts einer Luftspinnmaschine gemäß dem Stand der Technik.

Figur 2 einen Schnitt durch jeweils ein Garn beim Passieren eines bekannten Garnbildungselements (a)) sowie beim Passieren eines erfindungsgemäßen Garnbildungselements (b)),

Figur 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Garnbildungselements,

Figur 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Garnbildungselements, und

Figur 5 eine Seiten- und eine Draufsicht eines Mittelstücks eines mehrteiligen Einsatzes für ein erfindungsgemäßes Garnbildungselement, und

Figur 6 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen wendeiförmigen Führung.

Figur 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Spinnstelle 2 einer bekannten Luftspinnmaschine. Die Spinnstelle 2 umfasst ein eine Eingangsöffnung 19 aufweisendes Faserführungselement 21 mit einem Führungskanal 15, über den das zu verspinnende und meist als verstrecktes Faserband vorliegende Fasermaterial 20 in die sogenannte Wirbelkammer 18 der Spinnstelle 2 gelangt, in der wiederum der eigentliche Spinnprozess stattfindet. Die Verstreckung übernimmt in der Regel ein dem Faserführungselement 21 vorgeschaltetes Streckwerk, aus dem das verstreckte Faserband mit Hilfe eines Abzugswalzenpaars abgezogen wird. Schließlich wird das Faserband vorzugsweise von einem Lieferwalzenpaar 16 erfasst, welches möglichst unmittelbar im Anschluss an das Faserführungselement 21 angeordnet sein sollte, um Fehlverzüge zu vermeiden.

Nachdem das Fasermaterial 20 das Faserführungselement 21 über dessen Führungskanal 15 passiert hat, gelangt es in den Wirkbereich mehrerer, in der Regel tangential in die Wirbelkammer 18 mündende Spinndüsen 7. Werden diese während des Spinnbetriebs über eine entsprechende Versor- gungsleitung14 mit einem Überdruck beaufschlagt, so entsteht eine Wirbelluftströmung, die den oberen Bereich einer in die Wirbelkammer 18 ragenden Hohlspindel umströmt. Werden die nach außen abstehenden Faserenden von dieser Luftströmung erfasst, so entsteht die gewünschte Drehung des Fasermaterials 20 im Bereich der Einlassöffnung 3 und im Ergebnis das gewünschte Garn 5, welches schließlich über die Einlassöffnung 3 und den daran anschließenden Abzugskanal 4 aus der Wirbelkammer 18 abgezogen werden kann.

Neben einteiligen Hohlspindeln sind bereits mehrteilige Hohlspindeln bekannt, die, wie in Figur 1 gezeigt, aus einem Spindelkörper 10 und einer damit verbundenen Spindelspitze bestehen. Die Verbindung erfolgt beispielsweise in einem schematisch dargestellten Verbindungsbereich, wobei die Verbindung form- und/oder kraftschlüssig erfolgen kann. Nach einer ver- schleißbedingten Verformung des Bereichs um die Einlassöffnung 3 kann die Spinnspitze 9 schließlich unabhängig vom Spindelkörper 10 ausgetauscht werden. Gleiches gilt für den Fall, dass ein Wechsel des zu verspinnenden Fasermaterials 20 vorgesehen ist.

Während des Spinnprozesses sind nun die äußeren, die sogenannte Fasersonne 22 bildenden Faserenden einer durch die Spinndüsen 7 erzeugten Luftströmung ausgesetzt, die durch ihre tangentiale Ausrichtung ein entsprechendes Drehmoment auf die Faserenden ausübt. Dieses Drehmoment wirkt schließlich auch auf den ungedrehten Faserkern 23, der daher ebenfalls versucht, sich in Richtung der Luftströmung zu drehen. Eine derartige Drehung des Faserkerns 23 ist jedoch zu vermeiden. Grund hierfür ist die Tatsache, dass sich eine potentielle Drehung des Faserkerns 23 innerhalb des Abzugskanals 4 wieder auflösen würde, da hier kein die Drehung fixierendes Drehmoment mehr angreift. Es würde daher innerhalb des Abzugskanals 4 zu einer Rückdrehung des gesamten Garns 5, d. h. des Faserkerns 23 und damit auch der Umwindefasern 24, in eine Richtung kommen, die der Drehrichtung der Umwindefasern 24 (= um den Faserkern geschlungene Faserenden) entgegengerichtet ist. Die Umwindefasern 24 würden in diesem Fall wieder ein Stück weit gelöst, so dass die Festigkeit des Garns 5 abnehmen würde.

Um diesem Effekt entgegenzuwirken und den Umwindefasern 24 einen zusätzlichen Drall in Richtung ihrer bereits vorhandenen, durch die Luftströmung erteilten Drehung zu erteilen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass innerhalb des Abzugskanals 4 (oder bei Bedarf auch im Anschluss an eine Auslassöffnung 6 desselben) eine wendeiförmige Führung 8 angeordnet ist, mit deren Hilfe einem den Abzugskanal 4 passierenden Garn 5 ein Falschdrall (d. h. eine Drehung, die sich mangels Fixierung nach der Führung wieder auflöst) erteilbar ist. Die Drehrichtung der wendeiförmigen Führung 8 ist dabei der Drehrichtung der Luftströmung entgegengerichtet, so dass das von der Führung 8 auf die Kernfasern im Bereich der Einlassöffnung 3 ausgeübte Drehmoment dem Drehmoment entgegenwirkt, das durch die Luftströmung auf die die Fasersonne 22 bildenden Faserenden ausgeübt wird. Mit anderen Worten dreht sich also der innenliegende Faserkern 23 in eine Richtung, die der Drehrichtung der von der Luftströmung erfassten Faserenden entgegengerichtet ist.

Dargestellt ist der Effekt in Figur 2, in der die Orientierung der einzelnen Fasern mit Hilfe entsprechend orientierter Schraffierungen angedeutet ist. Wie aus der in 2 a) dargestellten und den Stand der Technik verdeutlichenden Abbildung zu entnehmen ist, verlaufen die den Faserkern 23 bildenden Fasern im unmittelbaren Bereich vor der Einlassöffnung 3 (Bereich„I") parallel, d. h. sie weisen keine Eigendrehung auf (die sich in diesem Bereich als Fasersonne 22 um den Faserkern 23 bewegenden freien Faserenden sind nicht gezeigt und für das Verständnis auch nicht ausschlaggebend). Während der Faserkern 23 durch die Einlassöffnung 3 ins Innere des Abzugskanals 4 gezogen wird, schlingen sich die freien Faserenden schließlich um den Faserkern 23, so dass sich prinzipiell ein Bild ergibt, wie es in Figur 2a) im Bereich„II" zu sehen ist. Da der Abzugskanal 4 bei den bekannten Spinnstellen 2 hohlzylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, erfährt das Garn 5 im weiteren Verlauf („III") vor der Auslassöffnung 6 des Abzugskanals 4 keine weitere Drehung mehr, so dass sich an der Orientierung der den Faserkern 23 bildenden Fasern sowie den entsprechenden Umwindefasern 24 nichts mehr ändert.

Im Gegensatz hierzu weisen die den Faserkern 23 bildenden Fasern nach Passieren der Einlassöffnung 3 (Bereich„II") eine Drehung auf (siehe Figur 2b)). Grund hierfür ist das bereits beschriebene Drehmoment, welches das mit Hilfe der erfindungsgemäßen Führung 8 in Drehung versetzte Garn 5 im Bereich der Einlassöffnung 3 auf den Faserkern 23 überträgt. Da dieses Drehmoment dem von der Luftströmung auf die freien äußeren Faserenden ausgeübten Drehmoment entgegenwirkt, ist die im Bereich„II" vorhandene Drehung des Faserkerns 23 der Drehung der Umwindefasern 24 entgegengesetzt.

Schließlich gelangt das Garn 5 in den Bereich„III" nach der Führung 8. Hier kommt es schließlich zur Auflösung der Faserkerndrehung, da das Garn 5 nach der Spinnstelle 2 mit Hilfe entsprechender Abzugsvorrichtungen, beispielsweise in Form eines Abzugswalzenpaars derart fixiert ist, dass sich die Drehung nicht über die Abzugsvorrichtung fortpflanzen kann. Somit wirkt mit zunehmender Annäherung des den Falschdrall aufweisenden Garnabschnitts an die Abzugsvorrichtung ein Gegendrehmoment, welches schließlich für die Rückdrehung des Faserkerns 23 sorgt. Gleichzeitig werden jedoch auch die Umwindefasern 24 in die selbe Richtung gedreht, so dass die Drehung derselben verstärkt wird. Ein besonders festes Garn 5 ist schließlich das Ergebnis des mit Hilfe der erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine durchgeführten Spinnprozesses.

Eine Möglichkeit, die erfindungsgemäße Führung 8 konstruktiv zu realisieren, zeigt Figur 3. Im gezeigten Beispiel umfasst das Garnbildungselement 1 einen prinzipiell zylindrischen Einsatz 12, auf dessen Oberfläche eine wendeiförmige, als Rinne ausgebildete Einkerbung 13 verläuft. Diese bildet wiederum zusammen mit den benachbarten Wandabschnitten einer mittigen Bohrung einen wendeiförmigen Kanal, der an den beiden Stirnseiten des Einsatzes 12 beispielsweise in eine Schräge übergeht, über die das Garn 5 in den Kanal eintreten und diesen wieder verlassen kann. Durch die schraubenförmige Führung des Garns 5 innerhalb des wendeiförmig verlaufender Abschnitts 1 1 des Abzugskanals 4, der nach innen durch die Einkerbung 13 begrenzt wird, entsteht schließlich ein Falschdrall, der sich jedoch im Anschluss an die Führung 8 wieder auflöst und damit die Verfestigung der Umwindefasern 24, wie sie in Figur 2 (Abschnitt„III") gezeigt ist, bewirkt.

Rein vorsorglich sei an dieser Stelle schließlich noch bemerkt, dass die in Figur 1 gezeigten Spinndüsen 7 im Fall des Garnbildungselements 1 gemäß Figur 3 derart tangential in die Wirbelkammer 18 eintreten sollten, dass sie eine Luftströmung erzeugen, die (in der Draufsicht auf die Einlassöffnung 3 gesehen) gegen den Uhrzeigersinn rotiert, um die gewünschte gegeneinander gerichtete Drehung der Kernfasern und der die Fasersonne 22 bildenden Faserenden im Bereich der Einlassöffnung 3 sicherzustellen.

Des Weiteren kann es von Vorteil sein, den beschriebenen Einsatz 12 mehrteilig auszubilden. Eine entsprechende Ausführungsform zeigen beispielsweise die Figuren 4 und 5. Wie diesen Figuren zu entnehmen ist, besteht der gezeigte Einsatz 12 aus einem eine Einlaufschräge 25 aufweisenden Anfangsstück 26, einem eine Auslaufschräge 27 aufweisenden Endstück 28 sowie einem dazwischen angeordneten Mittelstück 29. Anfangsstück 26, Mittelstück 29 und Endstück 28 besitzen in eingebautem Zustand entsprechend aneinander anliegende Kontaktflächen 30 sowie formschlüssig ineinander greifende Verdrehsicherungen.

Wie Figur 5 zu entnehmen ist, kann die Verdrehsicherung beispielsweise durch ein Zusammenwirken entsprechender Fortsätze 31 und korrespondierender Vertiefungen 32 realisiert werden. Beispielsweise weist das Mittelstück 29 im Bereich einer seiner beiden Stirnseiten einen Fortsatz 31 und im Bereich der gegenüberliegenden Stirnseite eine korrespondierende Vertiefung 32 auf. Besitzt nun das Anfangsstück 26 in dem in Figur 4 gezeigten Beispiel auf seiner nach unten zeigenden Stirnseite ebenfalls eine entsprechende Vertiefung 32, so kann das Mittelstück 29 über seinen Fortsatz 31 formschlüssig mit dem Anfangsstück 26 zusammengesteckt werden. Eine entsprechende Verbindung ist auch mit dem Endstück 28 möglich, wenn dieses an seiner dem Mittelstück 29 zugewandten Kontaktfläche 30 einen mit der Vertiefung 32 des Mittelstücks 29 korrespondierenden Fortsatz 31 aufweist.

Der Vorteil eines mehrteiligen Einsatzes 12 liegt schließlich darin, dass die Anzahl der verwendeten Mittelstücke 29 in Abhängigkeit der jeweiligen Prozessparameter (zu verspinnendes Fasermaterial 20, Spinngeschwindigkeit, etc.) variiert werden kann. Wird das Endstück 28 direkt mit dem Anfangsstück 26 gekoppelt, so erhält man einen besonders kurzen Abzugskanal 4, während dieser durch entsprechendes Zwischenschalten eines oder mehrerer Mittelstücke 29 verlängert werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, Anfangsstück 26, Endstück 28 und Mittelstück 29 identisch auszubilden, so dass aus einem einheitlichen Grundelement wiederum entsprechende Einsätze 12 zusammengesteckt werden können. Insbesondere wäre es in diesem Zusammenhang denkbar, das jedes der Grundelemente eine Einlaufschräge 25 und eine Auslaufschräge 27 aufweist (vergleichbar zu dem Einsatz 12 in Figur 3), wobei Einlaufschräge 25 und Auslaufschräge 27 zweier in montiertem Zustand benachbarter Grundelemente derart aneinander liegen, dass ein gegenseitiges Verdrehen ausgeschlossen ist und ein durchgängiger Abzugskanal 4 entsteht.

Eine Alternative Möglichkeit, die erfindungsgemäße Führung 8 zur realisieren, zeigt schließlich Figur 6.

So wäre es anstelle des in Figur 3 gezeigten Einsatzes 12 auch denkbar, das Garn 5 mit Hilfe einer Drahtwendel 17 umzulenken (neben einer Wendel aus Metall kann selbstverständlich auch eine Wendel aus einem anderen Material zum Einsatz kommen). Die Drahtwendel 17 sollte dabei einen lichten Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als der Durchmesser des herzustellenden Garns 5, um zu verhindern, dass das Garn 5 die Drahtwendel 17 ohne Erzeugung eines Falschdralls passieren kann.

Die Wendel kann schließlich in Form eines Einsatzes 12 in die Spinnspitze 9, in den die Spinnspitze 9 tragenden Spindelkörper 10, in eine einteilige Hohlspindel, oder aber auch (in Spinnrichtung gesehen) nach dem Garnbildungselement 1 angeordnet werden. Die Zahl der Windungen, die Ganghöhe bzw. die Dicke der Wendel sind dabei nach Ermessen des Fachmanns zu wählen, so dass die Darstellung in Figur 6 nur als Beispiel zu werten ist. In jedem Fall erfährt das Garn jedoch durch die wendeiförmige Führung eine Drehung, die sich nach der Führung wieder auflöst.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentan- Sprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.

Bezuqszeichenliste

Garnbildungselement

Spinnstelle

Einlassöffnung

Abzugskanal

Garn

Auslassöffnung

Spinndüse

wendeiförmige Führung

Spinnspitze

Spindelkörper

wendeiförmig verlaufender Abschnitt des Abzugskanals Einsatz

Einkerbung

Versorgungsleitung

Führungskanal

Lieferwalzenpaar

Drahtwendel

Wirbelkammer

Eingangsöffnung

Fasermaterial

Faserführungselement

Fasersonne

Faserkern

Umwindefasern

Einlaufschräge

Anfangsstück

Auslaufschräge

Endstück Mittelstück Kontaktfläche Fortsatz Vertiefung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Garnbildungselement für eine Spinnstelle (2) einer Luftspinnmaschine, wobei das Garnbildungselement (1 ) an einer Stirnseite eine Einlassöffnung (3) sowie einen im Bereich der Einlassöffnung (3) beginnenden und sich innerhalb des Garnbildungselements (1 ) erstreckenden Abzugskanal (4) für ein mit Hilfe der Spinnstelle (2) hergestelltes Garn (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Abzugskanals (4) eine wendeiförmige Führung (8) angeordnet ist, mit deren Hilfe einem den Abzugskanal (4) passierenden Garn (5) ein Falschdrall erteilbar ist.

2. Garnbildungselement gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (1 ) eine die Einlassöffnung (3) aufweisende Spinnspitze (9) und einen die Spinnspitze (9) tragenden Spindelkörper (10) aufweist, wobei sich der Abzugskanal (4) sowohl innerhalb der Spinnspitze (9) als auch innerhalb des Spindelkörpers (10) erstreckt und wobei die wendeiförmige Führung (8) innerhalb der Spinnspitze (9) angeordnet ist.

3. Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzugskanal (4) einen wendeiförmig verlaufenden Abschnitt (1 1 ) aufweist, der die wendeiförmige Führung (8) für das Garn (5) bildet.

4. Garnbildungselement gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wendeiförmige Führung (8) durch einen innerhalb des Abzugskanals (4) angeordneten Einsatz (12) gebildet wird.

5. Garnbildungselement gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (12) auf einer der Innenwandung des Abzugskanals (4) zugewandten Oberfläche eine wendeiförmige und vorzugsweise rinnenförmige Einkerbung (13) aufweist, die zusammen mit dem benachbarten Teil der Innenwandung die wendeiförmige Führung (8) in Form eines wendeiförmigen Kanals bildet.

6. Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (12) als Drahtwendel (17) ausgebildet ist.

7. Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Windungen der wendeiförmigen Führung (8) zwischen 0,2 und 5, vorzugsweise zwischen 1 und 3 liegt.

8. Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Einlassöffnung (3) und der wendeiförmigen Führung (8) zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und

5 mm, beträgt.

9. Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wendeiförmige Führung (8) in einer Draufsicht einen Kreisbogen beschreibt, der bezüglich einer Längsachse des Garnbildungselements (1 ) einen Mittelpunktswinkel α aufweist, dessen Betrag wenigstens 60°, vorzugsweise wenigstens 120°, besonders vorzugsweise wenigstens 180°, beträgt.

Garnbildungselement gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, der Einsatz (12) aus mehreren Einzelelementen, insbesondere einem Anfangsstück (26), einem Endstück (28) sowie einem oder mehreren identischen Mittelstücken (29), oder aus mehreren gleichartigen Einzelelementen, zusammengesetzt ist, wobei die Einzelelemente kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind

Luftspinnmaschine mit wenigstens einer Spinnstelle (2), wobei die Spinnstelle (2) eine Eingangsöffnung (19) für ein zu verspinnendes Fasermaterial (20), eine der Eingangsöffnung (19) in Spinnrichtung nachgeordnete Wirbelkammer (18), ein in die Wirbelkammer (18) ragendes Garnbildungselement (1 ) mit einer Einlassöffnung (3) und einem Abzugskanal (4) für ein mit Hilfe der Spinnstelle (2) hergestelltes Garn (5), sowie wenigstens eine in die Wirbelkammer (18) mündende Spinndüse (7) aufweist, mit deren Hilfe innerhalb der Wirbelkammer (18) im Bereich der Einlassöffnung (3) eine wirbeiförmige Luftströmung erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Abzugskanals (4) und/oder im Anschluss an eine Auslassöffnung (6) des Abzugskanals (4) eine wendeiförmige Führung (8) angeordnet ist, mit deren Hilfe dem Garn (5) ein Falschdrall erteilbar ist.

Luftspinnmaschine gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungselement (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.

Luftspinnmaschine gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spinndüse (7) bezüglich der Einlassöffnung (3) tangential ausgerichtet ist, so dass mit Hilfe der Spinndüse (7) eine Luftströmung erzeugbar ist, die in einer Draufsicht eine erste Drehrichtung aufweist, und dass die wendeiförmigen Führung (8) eine Windung aufweist, deren Drehrichtung in der Draufsicht in einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, Richtung verläuft.

14. Verfahren zur Herstellung eines Garns (5) mit Hilfe einer Spinnstelle (2) einer Luftspinnmaschine, wobei ein aus Einzelfasern bestehendes Fasermaterial (20) innerhalb einer Wirbelkammer (18) der Spinnstelle (2) im Bereich einer Einlassöffnung (3) eines spindelförmigen Garnbildungselements (1 ) mit einer Wirbelluftströmung beaufschlagt wird, mit deren Hilfe ein Teil der Fasern in einer Draufsicht in einer ersten Drehrichtung um einen Faserkern (23) geschlungen werden, so dass ein Garn (5) entsteht, und wobei das Garn (5) über einen an die Wirbelkammer (18) angrenzenden Abzugskanal (4) des Garnbildungselements (1 ) abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn (5) nach dem Eintritt in den Abzugskanal (4) einem Drehmoment ausgesetzt wird, welches eine Drehung des Garns (5) um seine Längsachse in einer zweiten Drehrichtung bewirkt, wobei die zweite Drehrichtung in der genannten Draufsicht der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, und wobei durch die Drehung des Garns (5) um seine Längsachse ein Falschdrall entsteht.

15. Verfahren gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung des Garns (5) mit einem Drehmoment innerhalb des Abzugskanals (4) oder im Anschluss an den Abzugskanal (4) erfolgt.

16. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment mit Hilfe einer wendeiförmigen Führung (8) erzeugt wird, die innerhalb des Abzugskanals (4) und/oder im Anschluss an eine Auslassöffnung (6) des Abzugskanals (4) angeordnet ist.