DE1922743A1

DE1922743A1 - Spinneinheit zum Verspinnen eines Faserbandes

Info

Publication number: DE1922743A1
Application number: DE19691922743
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Breitenbach
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1969-05-03
Filing date: 1969-05-03
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR2041821A1; JPS5034657B1; GB1289601A; FR2041821B1; CH504546A; US3673781A

Description

DR. -ING. TIPL.-lh C. M VJ. D(PL.-PHYS. D R. DIPL.-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT- GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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SKP Kugellagerfabriken Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Schweinfurt, Ernst-Sachs-Str 2-8

Spinneinheit zum Verspinnen eines Faserbandes

Die Erfindung betrifft eine Spinneinheit zum Verspinnen eines Fäserbandes, mit einem in einem Lagergehäuse gelagerten, eine Spinnkammer aufweisenden Spinnrotor, dem eine Liefereinrichtung und eine Vereinzelungsvorrichtung vorgeschaltet ist, mit deren Hilfe das vorgelegte Faserband in Einzelfasern auflösbar ist, die der Spinnkammer zuführbar sind.

Beim Einsatz solcher Spinneinheiten hat man erkannt, dass die Garnfestigkeit zu einem wesentlichen Teil davon abhängt, wie sich die vereinzelten Stapelfasern in der Sammelrille des Spinnrotors anlagern. Es wurde in diesem Zusammenhang gefunden, dass sich optimale Ergebnisse erzielen lassen, wenn sich die Einzelfasern im Spinnrotor zueinander parallel ausrichten.

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Als Transprotmedium für die vereinzelten Stapelfasern benutzt man bei Spinneinheiten der eingangs erwähnten Art einen Luftstrom. Mit dessen Hilfe lassen sich, sieht man vom Fasertransport ab, die Stapelfasern beim Austritt aus der Vereinzelungsvorrichtung strecken bzw. in Transportrichtung ausrichten, wodurch eine parallele Faseranlagerung in der Samme1-, rille des Spinnrotors begünstigt wird.

Aufgrund des hochtourigen Antriebes des Spinnrotors hat bei diesen Spinneinheiten der Fasertransport mit sehr hoher Geschwindigkeit zu erfolgen. Dies wirkt sich aber entlang der Transportstrecke auf die Stapelfasern insofern nachteilig aus, als sich, bedingt durch die Reibung des Gases an der Innenwand des entsprechenden Führungskanals, zwischen Gasmolekülen erhebliche Geschwindigkeitsdifferenzen ergeben, so dass die Fasern, insbesondere bei Kontaktnahme mit der sich längs der Kanalwand erstreckenden Grenzschicht, in .sich zum Teil stark gekrümmt und so im Luftstrom orientiert werden, dass sie zu einem grossen Teil kreuz und quer in die Spinnkammer eintreten.

Aus diesem ungeordneten Anlagern der Stapelfasern resultiert unter dem Einfluss der im Spinnrotor wirksam werdenden hohen Zentrifugalkraft eine geringe Garnfestigkeit. Das ungeordnete Anlagern der Stapelfasern erfolgt dabei in verstärktem Masse . in solchen Spinnrotoren, die zur Erzeugung des für den Fasertransport erforderlichen Luftstromes als Gebläserad ausgebildet sind und in der Spinnkammer einen Unterdruck erzeugen. Es

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entsteh dadurch in der Spinnkammer zwangsläufig Luftverwir-. belungen, die sich auf die erzielbare Garnfestigkeit und damit auf die herstellbare Garnlänge in der Zeiteinheit in verstärktem Masse nachteilig auswirken.

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Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat zum Ziel, die oben dargelegten Mängel und Schwierigkeiten bei Spinneinheiten der eingangs erwähnten Art auszuschalten und basiert auf der Erkenntnis, dass sich die angestrebte parallele Anlagerung der Stapelfasern im Spinnrotor zur Erzielung einer hohen Redoublierung der Fasern nur dann in hohem Masse erzielen lässt, wenn die Faserbev/egung von der Liefereinrichtung zum Spinnrotor unter weitgehender Ausschaltung eines bewegten Gases vonstatten geht. Demgemäss zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Vereinzelungsvorrichtung ein elektrostatisches Feld aufweist j dessen eine Elektrode die Liefereinrichtung und dessen andere Elektrode mindestens einen Teil der Innenfläche des Spinnrotors bildet. Der Einsatz elektrostatischer Kräfte für den Fasertransport vermeidet entlang der Transportbahn nicht nur die Fasern in ihrer Länge nachteilig beeinflussende Turbulenzen, sondern bietet insofern einen sehr wesentlichen Vorteil,als die Stapelfasern bei Verlassen der Liefereinrichtung zugleich vereinzelt werden. Diese Vereinzelung kommt einmal durch entsprechend hohe elektrostatische Kräfte zustande, welche am Auslass der Liefereinrichtung die einzelnen Fasern aus dem vorverzogenen Faserband herausziehen und zum anderen dadurch ganz wirksam, dass die herausgelösten Einzelfasern eine gleichnamige elektrische Ladung haben, wodurch abstossende Kräfte wirksam werden, die die Fasern gegenseitig zwangsläufig in radialem Abstand halten. Die Erfindung ermöglicht es deshalb, auf eine mechanische Vereinzelungsvorrichtung gegebenenfalls ganz zu verzichten.

Darüber hinaus bewirkt das elektrostatische Feld beim Austritt der Fasern aus der Liefereinrichtung zwangsläufig eine Faserstreckung und ein Ausrichten derselben in der Weise, dass sie parallel zueinander dem Spinnrotor zufliegen*

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Die der Spinnkammer gestreckt zufliegenden Stapelfasern werden schliesslich unter dem Einfluss der im Innern der Spinnkammer rotierenden Luft in der Bewegungsrichtung des Spinnrotors mitgerissen und durch die hierbei wirksam werdende Zentrifugalkraft in radialer Richtung in die Rotorsammelrille abgedrängt, wobei sich im wesentlichen alle Stapelfasern zueinander parallel anlagern.

Die Erfindung ermöglicht damit eine hohe Garngleichmässigkeit bei einer wesentlichen Steigerung der Garnfestigkeit durch die günstiger vonstatten gehende Redoublierung der Stapelfasern sowie eine erhebliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass bereits bekannt ist, mit Hilfe eines elektrostatischenPeldes Stapelfasern einem Spinnrotor zuzuführen. Es handelt sich dabei aber nicht um einen eine Spinnkammer zur Redoublierung von Stapelfasern aufweisenden Spinnrotor, sondern derselbe ist trichterförmig ausgebildet und die in den Trichter fliegenden Stapelfasern werden, ohne dass sie zunächst in einer Sammelrille parallel zueinander ausgerichtet werden, sofort wieder als Garn versponnen. Mit Hilfe solcher Spinneinheiten hergestellte Garne weisen eine sehr geringe Garnfestigkeit und Garngleichmässigkeit auf und sind deshalb mit aus redoublierten Stapelfasern hergestelltem Garn nicht zu vergleichen.

Was nun die Erfindung betrifft, so kann, wie bereits oben erwähnt worden ist, auf die Anordnung einer speziellen Vereinzelungsvorrichtung verzichtet werden·; die Liefereinrichtung als solche kann ausserdem eine beliebige Ausbildung aufweisen. Die Liefereinrichtung kann aber auch mit einer Vereinzelungs-

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walze kombiniert sein, die jede bekannte Ausbildung haben kann. Die Liefereinrichtung kann mit einer oder mit mehreren Lieferwalzen ausgestattet sein, wobei im Falle der Verwendung lediglich eine Lieferwalze das mit dieser zusammenwirkende Gegenstück ein Schuh oder eine weitere Walze sein kann. In jedem Falle ist mindestens ein Teil der Liefereinrichtung, um diese als Elektrode verwenden zu können, elektrisch leitend, insbesondere metallisch, auszubilden, wobei es günstig ist, die Konstruktion so zu treffen, dass die Liefereinrichtung mit dem einen Pol einer Hochspannungsquelle verbindbar ist. Die bei der Liefereinrichtung zum Einsatz kommende mindestens eine Walze braucht dabei selbst nicht aus elektrisch leitendem Material bestehen, das gleiche trifft auch auf eine gegebenenfalls mit dieser kombinierte Vereinzelungswalze zu.

Die Zuordnung der Liefereinrichtung zum Spinnrotor kann verschieden sein. Besonders günstige Verhältnisse in bezug auf die Faserbewegung von der Liefereinrichtung zum Spinnrotor lassen sich dadurch schaffen, dass der Auslass der Liefereinrichtung im wesentlichen koaxial zum Spinnrotor angeordnet ist, so dass der Faserflug in einem Bereich des elektrostatischen Feldes erfolgt, in dem Kräftegleichheit herrscht und sich dadurch eine Ablenkung von Stapelfasern nicht ergeben kann. Der Auslass der Liefereinrichtung kann aber auch im Abstand von der Achse des Spinnrotors vorgesehen sein. In diesem Falle ist es jedoch günstig, zwischen dem Auslass der Liefereinrichtung und dem Spinnrotor eine stationäre Führungsvorrichtung zur Führung der vereinzelten Stapelfasern bis in die Nähe des Spinnrotors vorzusehen, da in diesem Falle der Fasertransport nicht in einem ausgeglichenen Kräftefeld erfolgt und deshalb der Fall eintreten könnte, dass

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Stapelfasern aus ihrer Transportbahn abgelenkt werden. Die Führungsvorrichtung wird man vorteilhaft durch ein gegebenen-.falls sich in Transportrichtung konisch verjüngendes Rohr aus Isolierstoff, wie beispielsweise Glas, bilden.

Um gegebenenfalls der Tendenz der in die Spinnkammer geleiteten Stapelfasern entgegenzuwirken, dass bei der Neutralisation dieser Stapelfasern, wenn sie die Vandung des Spinnrotors berühren, diese wieder von der durch die Liefereinrichtung gebideten Elektrode angezogen und dementsprechend aus der Spinnkammer wieder herausgezogen werden, wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, koaxial zum Spinnrotor eine die Spinnkammer nach aussen abdeckende Prallplatte aus Isolierstoff, beispielsweise aus Glas, vorzusehen, mit deren Hilfe sich die Stapelfasern in radialer Richtung an die Innenumfangsfläche des Spinnrotores umlenken lassen. Diese Prallplatte wird man vorteilhaft stets vorsehen, gleichgültig, ob der Auslass der Liefereinrichtung koaxial oder exzentrisch zum Spinnrotor vorgesehen ist. Im ersteren Falle wird man zur Führung der Stapelfasern ein Rohr verwenden, das die Prallplatte zentral durchdringt, während im letzteren Falle dieses Rohr beispielsweise an der Peripherie der Prallplatte angeordnet werden kann.

Der Spinnrotor selbst kann als massiver Körper aus elektrisch leitendem Metall, insbesondere Stahl, hergestellt sein. Um aber das elektrostatische Kraftfeld im wesentlichen auf die Spinnkammer zu beschränken und die bewegten Massen des Spinnrotors so klein wie möglich zu halten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Spinnrotor aus Isolierstoff und an seiner Innenseite mit einer elektrisch leitenden Schicht ausgestat-

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tet, die vorzugsweise die Rotorinnenseite ganz abdeckt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Mit Io ist als Ganzes ein rotationssymmetrischer Spinnrotor bezeichnet, der eine von seiner gemäss der Zeichnung rechten Seite her zugängliche Spinnkammer 12 hat. Mit I^ ist am Umfang der Spinnkammer eine Sammelrille bezeichnet. Der Spinnrotor ist auf einer Hohlwelle 1.6 drehfest angeordnet und beispielsweise aus nichtelektrisch leitendem Material, insbesonde-

re Kunststoff, hergestellt. Er weist deshalb ein verhältnismässig geringes Gewicht auf. Die Stirn- und Umfangsflächen der Spinnkammer sind mit einem elektrisch leitenden Belag 18 beschichtet. Der Kunststoff des Spinnrotors ist vorzugsweise aus der Gruppe der ABS-Polymerisate, und die leitende Schicht ist beispielsweise eine aufgedampfte Kupfer-Nickelschicht. Der Zugang zur Spinnkammer 12 ist mit Hilfe einer koaxial zum Spinnrotor angeordneten Prallplatte 2o abgedeckt, die bei stationär befestigt ist. Mit 24 ist ein an der Peripherie der Prallplatte befestigtes, sich in Transportrichtung der Stapelfasern verjüngendes Führungsrohr bezeichnet, dem in kurzem Abstand eine z.B. durch ein Walzenpaar angedeutete, als Ganzes mit 26 bezeichnete Liefereinrichtung vorgeschaltet ist. Die Hohlwelle 16 sowie die Liefereinrichtung ist über elektrische Leitungen 28 bzw. 3o mit einer Hochspannungsquelle 32 elektrisch verbunden, die mehrere tausend Volt Spannung, insbesondere zwanzig- bisdreissigtausend Volt Spannung liefert.

Mit 3¹* ist ein der Liefereinrichtung vorgelegtes Faserband bezeichnet, das in derselben in'bekannter Weise vorverzogen wird.

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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, befindet sich die Ebene, in der der Auslass der Liefereinrichtung liegt, in radialem Abstand von der Rotorachse. Da Spinnrotor und Liefereinrichtung jeweils eine Elektrode bilden und demgemäss zwischen sich ein elektrostatisches Feld erzeugen, werden am Auslass der Liefereinrichtung aus dem vorverzogenen Faserband Jk einzelne Fasern 36 herausgezogen, dabei gestreckt und mit hoher Geschwindigkeit durch das Rohr 2k hindurch der Spinnkammer 12 zugeführt. Bei Eintritt in die Spinnkammer werden die Fasern durch die rotierende Luft in der Spinnkammer in der Bewegungsrichtung des Spinnrotors mitgenommen und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in der Sammelrille Ik parallel zu sich selbst angelagert. Aus dieser werden sie in bekannter Weise abgezogen, wobei durch den sich bei der Rotation des Spinnrotors in dessen Innern bildenden Fadenabzugsballon die einzelnen Fasern zu Garn gesponnen werden. Sobald die einzelnen Stapelfasern in die Spinnkammern eindringen und Berührung mit der leitenden Schicht 18 bekommen, werden diese neutralisiert, so dass die durch die Liefereinrichtung gebildete Elektrode nunmehr auf diese eine Zugkraft ausübt. Es ist denkbar, dass vereinzelte Stapelfasern, insbesondere wenn sie sich noch nicht im unmittelbaren Bereich des Rotorumfanges befinden, dadurch veranlasst v/erden könnten, wieder in Richtung der Liefereinrichtung 26 zu fliegen. Um dies zu vermeiden, ist die Prallplatte 2o vorgesehen, auf der dann diese Stapelfasern zwangsläufig auftreffen und in Umfangsrichtung der Spinnkammer umgelenkt werden.

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Claims

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Patentansprüche :

lJ Spinneinheit zum Verspinnen eines Faserbandes, mit einem in einem Lagergehäuse gelagerten, eine Spinnkammer auf v/eisenden Spinnrotor, dem eine Liefereinrichtung und eine Vereinzelungsvorrichtung vorgeschaltet ist, mit deren Hilfe das vorgelegte Faserband in Einzelfasern auflösbar ist, die der Spinnkammer zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelungsvorrichtung ein elektrostatisches Feld aufweist, dessen eine Elektrode die Liefereinrichtung (26) und dessen andere Elektrode mindestens einen Teil der Innenfläche des Spinnrotors (lo) bildet.
2. Spinneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass der Liefereinrichtung (26) im wesentlichen koaxial zum Spinnrotor angeordnet ist.
3. Spinneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass der Liefereinrichtung (26) im Abstand von der Achse des Spinnrotors (lo) vorgesehen und zwischen dem Auslass der Liefereinrichtung und dem Spinnrotor eine stationäre Führungsvorrichtung (24) zur Führung der vereinzelten Stapelfasern (36) bis in die Nähe des Spinnrotors (lo) angeordnet ist.
4'. Spinneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (24) durch ein sich gegebenenfalls in Bewegungsrichtung der Stapelfasern konisch verjüngendes Rohr aus Isolierstoff, beispielsweise Glas, gebildet ist.

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5. Spinneinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zum Spinnrotor (lo) eine die Spinnkammer (12) des Spinnrotors nach aussen abdeckende Prallplatte (2o) aus Isolierstoff, beispielsweise Glas, angeordnet ist und dass das Führungsrohr (2*1) die Prallplatte (2o) durchdringt.
6. Spinneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spinnrotor (lo) aus Isolierstoff ist und an seiner Innenseite eine elektrisch leitende Schicht (18) aufweist, die vorzugsweise die Rotorinnenseite ganz abdeckt.
7. Spinneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Liefereinrichtung (26) elektrisch leitend, insbesondere metallisch ist, und mit dem einen Pol einer Hochspannungsquelle (32) verbindbar ist.
8. Spinneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Liefereinrichtung(26) mindestens eine Walze und ein mit dieser zusammenwirkendes Gegenstück, beispielsweise einen Schuh oder eine weitere Walze, aufweist.

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