DE10255035A1

DE10255035A1 - Vorrichtung zum Herstellen eines gesponnenen Fadens

Info

Publication number: DE10255035A1
Application number: DE2002155035
Authority: DE
Inventors: Gerd Stahlecker
Original assignee: Wilhelm Stahlecker GmbH
Current assignee: Wilhelm Stahlecker GmbH
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2004-06-03

Abstract

Eine Vorrichtung zum Herstellen eines gesponnenen Fadens aus einem Stapelfaserverband enthält einen eine Auslassöffnung aufweisenden Zuführkanal zum Zuführen des Stapelfaserverbandes und einen eine Einlassöffnung aufweisenden Fadenabzugskanal. Zum Erzeugen einer Wirbelströmung um die Einlassöffnung des Fadenabzugskanals ist eine Fluideinrichtung mit Strahldüsenöffnungen vorgesehen. Ein Fluidablasskanal umgibt den Fadenabzugskanal im Wesentlichen ringförmig. Weiterhin ist eine der Auslassöffnung des Zuführkanals nachgeordnete, eine Faserführungsfläche enthaltende, im Bereich der Einlassöffnung des Fadenabzugskanals angeordnete Drallsperre vorgesehen. Erfindungsgemäß weist der Fluidablasskanal in unmittelbarer Nähe der Einlassöffnung des Fadenabzugskanals eine Querschnittsverengung auf, die eine im Wesentlichen ringförmige Fluiddurchlassöffnung bildet, welche sich näher an der Achse des Fadenabzugskanals befindet als die Strahldüsenöffnungen.

Description

Die Endung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines gesponnenen Fadens aus einem Stapelfaserverband, mit einem eine Auslassöffnung aufweisenden Zuführkanal zum Zuführen des Stapelfaserverbandes, mit einem eine Einlassöffnung aufweisenden Fadenabzugskanal, mit einer Strahldüsenöffnungen aufweisenden Fluideinrichtung zum Erzeugen einer Wirbelströmung um die Einlassöffnung des Fadenabzugskanals, mit einem den Fadenabzugskanal im Wesentlichen ringförmig umgebenden Fluidablasskanal sowie mit einer der Auslassöffnung des Zuführkanals nachgeordneten, eine Faserführungsfläche enthaltenden, im Bereich der Einlassöffnung des Fadenabzugskanals angeordneten Drallsperre.
Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die WO 02/24993 A2 Stand der Technik. Bei dieser Vorrichtung wird ein von einem Streckwerk oder einem anderen Verzugsaggregat kommender Stapelfaserverband durch einen Zuführkanal hindurch zur Einlassöffnung eines Fadenabzugskanals geführt, wobei zunächst die vorderen Enden der im Stapelfaserverband gehaltenen Fasern in den Fadenabzugskanal geführt werden, während hintere freie Faserenden abgespreizt und von der Wirbelströmung erfasst und um die sich bereits in der Einlassöffnung des Fadenabzugskanals befindlichen, d.h. eingebundenen vorderen Enden herumgedreht werden, wodurch ein Faden mit weitgehend echter Drehung erzeugt wird. Der Begriff „vordere" und „hintere" Enden der Fasern bezieht sich im diesem Zusammenhang auf die Transportrichtung des Stapelfaserverbandes.
Um den Bereich der Einlassöffnung, die sich in einem stationären spindelartigen, kegelförmigen Bauteil befindet, entsteht auf Grund der Wirbelströmung eine regelrechte „Sonne" von umkreisenden Fasern, die zum Teil auch um das spindelartige Bauteil gewunden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese nachteilige Umwindung des spindelartigen Bauteils, die hohe Reibungsverluste verursacht, zu mindern und dadurch das beschriebene Spinnverfahren zu verbessern.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Fluidablasskanal in unmittelbarer Nähe der Einlassöffnung des Fadenabzugskanals eine Querschnittsverengung aufweist, die eine im Wesentlichen ringförmige Fluiddurchlassöffnung bildet, welche sich näher an der Achse des Fadenabzugskanals befindet als die Strahldüsenöffnungen.
Durch diese Maßnahme wird die Wirbelströmung in ihrem Durchmesser reduziert, wodurch sich bei im Wesentlichen gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit der Wirbelströmung deren Winkelgeschwindigkeit vergrößert, was auf die Intensität der Einbindung der Fasern um den Kern des Stapelfaserverbandes einen positiven Einfluss hat. Dadurch wird nicht nur die Reibung zwischen dem spindelartigen Bauteil und den Fasern reduziert, sondern im ersponnenen Faden auch mehr Drehung eingebracht. Dies führt insgesamt zu einer verbesserten Fadenqualität.
Bevorzugt ist der Fluiddurchlassöffnung ein trichtertörmiger Einlauf vorgeordnet. Dadurch wird in Strömungsrichtung des Fluids eine schräge Leitfläche gebildet, die die Wirbelströmung zur Achse des Fadenabzugskanals hin verlagert.
In weiterer Ausgestaltung ist für die Querschnittsverengung ein Einsatz in einem den Fluidablasskanal bildenden Gehäuse vorgesehen. Dadurch lässt sich die Querschnittsverengung an unterschiedliche Spinnbedingungen und Fasermaterialien anpassen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
1 in etwa zehnfacher Vergrößerung einen Axialschnitt durch eine Vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Querschnittsverengung,
2 eine Ansicht ähnlich 1 mit einer anders gestalteten Querschnittsverengung.
Die 1 zeigt eine Vorrichtung, mit der einem durch einen Zuführkanal 1 zugeführten, losen Stapelfaserverband 2 in einer Wirbelkammer 3 eine Drehung erteilt wird, so dass ein gesponnener Faden 4 entsteht, der durch einen Fadenabzugskanal 5 abgezogen wird. Eine Fluideinrichtung erzeugt in der Wirbelkammer 3 durch Einblasen eines Fluids, beispielsweise Luft, durch tangential in die Wirbelkammer 3 mündende Druckstrahldüsen 6 eine Wirbelströmung. Das aus Strahldüsenöffnungen 7 austretende Fluid wird durch einen Fluidablasskanal 8 abgeführt, wobei dieser einen um den Fadenabzugskanal 5 angeordneten ringförmigen Querschnitt um ein spindelförmiges stationäres Bauteil herum aufweist.
Nach der Auslassöffnung 9 des Zuführkanals 1 ist als Drallsperre eine Kante 10 einer Faserführungsfläche 11 angeordnet, die exzentrisch zum Fadenabzugskanal 5 im Bereich von dessen Einlassöffnung 12 angeordnet ist.
In der Vorrichtung werden die zu verspinnenden Fasern einerseits im Stapelfaserverband 2 gehalten und so von der Auslassöffnung 9 des Zuführkanals 1 im Wesentlichen ohne Drehungserteilung in den Fadenabzugskanal 5 geführt. Andererseits sind die Fasern aber im Bereich zwischen Zuführkanal 1 und Fadenabzugskanal 5 der Wirkung der Wirbelströmung ausgesetzt, durch die sie oder mindestens ihre Endbereiche von der Einlassöffnung 12 des Fadenabzugskanals 5 radial weggetrieben werden. Die mit dem beschriebenen Verfahren hergestellten Fäden 4 zeigen denn auch einen Kern von im Wesentlichen in Fadenlängsrichtung verlaufenden Fasern oder Faserbereichen ohne wesentliche Drehung und einen äußeren Bereich, in welchem die Fasern oder Faserbereiche um den Kern herum gedreht sind.
Dieser Fadenaufbau kommt nach einer modellhaften Erklärung dadurch zu Stande, dass vorlaufende Enden von Fasern, insbesondere solche, deren nachlaufende Bereiche noch stromaufwärts von Zuführkanal 1 gehalten werden, im Wesentlichen direkt in den Fadenabzugskanal 5 gelangen, dass aber nachlaufende Faserbereiche, insbesondere wenn sie im Eingangsbereich 13 des Zuführkanals 1 nicht mehr gehalten werden, durch die Wirbelbildung aus dem Stapelfaserverband 2 gezogen und dann um den entstehenden Faden 4 gedreht werden.
Jedenfalls sind Fasern zu einem gleichen Zeitpunkt sowohl im entstehenden Faden 4 eingebunden, wodurch sie durch den Fadenabzugskanal 5 gezogen werden, als auch der Wirbelströmung ausgesetzt, die sie zentrifugal, also von der Einlassöffnung 12 des Fadenabzugskanals 5 hinweg beschleunigt und in den Fluidablasskanal 8 abzieht. Die durch die Wirbelströmung aus dem Stapelfaserverband 2 gezogenen Faserbereiche bilden einen in die Einlassöffnung 12 des Fadenabzugskanals 5 mündenden Faserwirbel, dessen längere Anteile sich spiralartig außen um den spindelförmigen Eingangsbereich 14 des Fadenabzugskanals 5 winden und in dieser Spirale entgegen der Kraft der Strömung im Fluidablasskanal 8 gegen die Einlassöffnung 12 des Fadenabzugskanals 5 gezogen werden. Fasern, deren vorlaufendes oder nachlaufendes Ende nicht in den entstehenden Faden 4 eingezogen wird, werden mit einer Wahrscheinlichkeit, die mit kleinerer Faserlänge größer wird, durch den Fluidablasskanal 8 abgesaugt und stellen dadurch einen unerwünschten Faserabgang dar.
Es hat sich gezeigt, dass sich um den spindelförmigen Eingangsbereich 14 auf Grund der entstehenden Wirbelströmung sonnenartig umkreisende Fasern winden und infolge der dadurch entstehenden Reibung die Effizienz des Spinnverfahrens mindern.
Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß im Fluidablasskanal 8 in unmittelbarer Nähe der Einlassöffnung 12 des Fadenabzugskanals 5 eine Querschnittsverengung 15 vorgesehen, welche eine im Wesentlichen ringförmige Fluid-Durchlassöffung 16 bildet, die sich näher an der Achse 17 des Fadenabzugskanals 5 befindet als die Strahldüsenöffnungen 7. Dadurch wird der Luftwirbel in seinem Durchmesser reduziert, und bei im Wesentlichen gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit vergrößert sich die Winkelgeschwindigkeit der Wirbelströmung, was auf die Intensität der Einbindung der Fasern um den entstehenden Faden 4 einen positiven Einfluss hat.
Wie ersichtlich, ist der Fluiddurchlassöffnung 16 ein trichterförmiger Einlauf 18 vorgeordnet, so dass eine schräge Leitfläche 24 gebildet wird, die den Luftwirbel nach innen verlagert.
Gemäß 1 ist für die Querschnittsverengung 15 ein Einsatz 19 in dem den Fluidablasskanal 8 bildenden Gehäuse 20 vorgesehen. Dadurch wird es möglich, die Querschnittsverengung 15 an unterschiedliche Spinnbedingungen oder Fasermaterialien anzupassen.
Die 2, bei welcher für gleiche Bauteile wie bei 1 gleiche Bezugsziffern verwendet wurden, unterscheidet sich von der Ausführung nach 1 im Wesentlichen nur durch eine andere Gestaltung der Querschnittsverengung 21. Bei der Variante nach 2 wurde auf einen gesonderten Einsatz verzichtet und stattdessen beim Fluidablasskanal 8 direkt in seinem Anfangsbereich eine sehr enge Fluiddurchlassöffnung 22 vorgesehen, die sich in Strömungsrichtung kegelförmig erweitert. Bei dieser Ausführung wird somit die Querschnittsverengung 21 unmittelbar durch das Gehäuse 23 und den spindelförmigen Eingangsbereich 14 gebildet.

Claims

Vorrichtung zum Herstellen eines gesponnenen Fadens aus einem Stapelfaserverband, mit einem eine Auslassöffnung aufweisenden Zuführkanal zum Zuführen des Stapelfaserverbandes, mit einem eine Einlassöffnung aufweisenden Fadenabzugskanal, mit einer Strahldüsenöffnungen aufweisenden Fluideinrichtung zum Erzeugen einer Wirbelströmung um die Einlassöffnung des Fadenabzugskanals, mit einem den Fadenabzugskanal im Wesentlichen ringförmig umgebenden Fluidablasskanal sowie mit einer der Auslassöffnung des Zuführkanals nachgeordneten, eine Faserführungsfläche enthaltenden, im Bereich der Einlassöffnung des Fadenabzugskanals angeordneten Drallsperre, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidablasskanal (8) in unmittelbarer Nähe der Einlassöffnung (12) des Fadenabzugskanals (5) eine Querschnittsverengung (15;21) aufweist, die eine im Wesentlichen ringförmige Fluiddurchlassöffnung (16;22) bildet, welche sich näher an der Achse (17) des Fadenabzugskanals (5) befindet als die Strahldüsenöffnungen (7).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddurchlassöffnung (16;22) ein trichterförmiger Einlauf (18) vorgeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Querschnittsverengung (15) ein Einsatz (19) in einem den Fluidablasskanal (8) bildenden Gehäuse (20) vorgesehen ist.