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Titel: Verfahren zum Abstreichen von Fasern vom Belag der Auskämmrolle
und deren Förderung durch den Zuführungskanal zum Drallorgan einer spindellosen
Spinneinheit und Einrichtung zur Durchführung desselben ================================================
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstreichen von Fasern vom Belag der Auskämmrolle
und deren Förderung durch den Zuführungskanal zum Draliorgan der spindellosen Spinneinheit
und Einrichtung zur Durchführung desselben, Es sind verschiedene Prinzipien des
spindellosen Spinnens bekannt, die auch als "open-end" Spinnen bezeichnet werden0
Allen ist eine Vereinzelungseinrichtung gemeinsam, die das Auflösen des vorgelegten
Faserbandes bis auf
einzelne Fasern und deren regelmäßiges Befördern
bis in das Drallorgan sicherstellt, was z. B. mittels einer Spinnkammer, ein Wirbelrohres
und dergleichen durchgeführt werden kann. Der Erfindung liegt eine vervollkommnete
Funktion eines auf mechanischem Prinzip beruhenden Vereinzelungsmechanismus, der
als Auskämmrolle bezeichnet wird, zugrunde. Dieses Organ erfüllt im Wesentlichen
zwei unterschiedliche Funktionen. Die erste besteht darin, daß die Fasern festgehalten
und vom vorgelegten Faserband ausgekämmt werden. Die Aufgabe der zweiten Funktion
ist es, an einer bestimmten, vom Lösungspunkt entfernten Stelle diese Fasern freizugeben
und dem Luftförderstrom zur Förderung durch den Führungskanal in das Drallorgan
zu übergeben.
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Mit steigenden Forderungen hinsichtlich einer Leistungssteigerung
der Spinneinheiten machen sich bei den bisher bekannten Lösungen der sogenannten
Abstreichbereiche do h. der Stellen, wo vom Belag der Auskämmrolle die Fasern losgelöst,
bzw. abgestrichen werden, gewisse Funktionsbegrenzungen bemerkbar, die ein unzulängliches
Abstreichen zur Folge haben. Dieses führt zu einer steigenden Anzahl der mit der
Auskämmrolle umlaufenden Fasern, was zur Erhöhung der Zahl der Verstopfungen der
Auskämmrolle beiträgt. Ein nicht vollkommenes Loslösen der Fasern verursacht auch
einen verstärkten Verschleiß der inneren Wände des Hohlkörpers de s des Vereinzelungsmechanismus,
in
dem die Auskämmrolle rotiert, und insbesondere dem des Trennmessers. Zum tadellosen
Abstreichen der Fasern muß zweifelsohne ein angebrachter Belag mit einem größeren
Winkel der vorderen Kante der Verzahnung eingesetzt werden, waa jedoch keine ausreichende
Maßnahme darstellt, denn zum guten Abstreichen der Fasern müssen entsprechend Bedingungen
geschaffen werden.
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Es sind folgende prinzipielle Anordnungen des Abstreich bereiches
bekannt.
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Eine spiralförmige Wand des inneren Hohlraumes, die allmählich in
den Führungskanal des Drallorgans übergeht, ist z. B. in den tschechoslowakischen
Patentschriften Nr.
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115 362 und 101 216, im U.S.Patent Nr. 689 556 und im französischen
Patent Nr. 1 309 135 beschrieben. Ein Nachteil einer solchen Anordnung ist die festgestellte
Tatsache, daß sich die Fasern hier über einen längeren oder kürzeren Abschnitt auf
einer krummen Bahn in der Nähe der inneren Wand des Führungskanals befinden oder
an ihr gleiten. In einem solchen Fall sind sie Schleuderkräften unterworfen und
durch die entstandenen Reibungskräfte zwischen den Fasern und der erwähnten Wand
werden die Fasern gebremst. Nach einem längeren Betrieb verschlechtert sich die
Oberflächengüte dieser Wand und die Fasern verlieren unerwünschterweise an Geschwindigkeit.
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Es ist ferner ein Abstreichbereich bekannt, der durch eine einfache
schräge Verbindung eines kurzen Führungskanals mit dem zylindrischen Hohlraum, in
dem die Auskämmrolle rotiert, gebildet ist, z. B. DAS Nft. 1 111 549 und DAS Nr.
1 009 541o Eine solche Anordnung kann nur ein sehr unvollkommenes Faserabstreichen
gewährleisten.
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Eine vorteilhaftere Lösung stellt ein tangentialer Anschluß des Führungskanals
mit dem zylindrischen Hohlraum des Vereinzelungsmechanismus dar, so wie es z. B.
in der DAS Nr. 1 420 167 und in den Schweizer Patentschriften Nr. 456 414 und 464
026 veranschaulicht wird. Auch bei ähnlichen Ausführungen wurde jedoch mittels Zeitlupenfotografie
ein mangelhaftes Faserabstreichen vom Belag festgestellt, sowie eine sehr beträchtliche
Streuung der Faserbewegung beim Übergang in der Zuführungskanal, einschließlich
der Berührung der Fasern mit den Wänden des Kanals.
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Alle angegebenen Lösungen sind - im Hinblick auf die Zuführung der
Förderluft in die Abstreichzone - von geschlossenem Typ, wobei die Luft in den Zuführungskanal
über die Lücken im Vereinzelungsmechanismus eindringt, insbesondere dann im Bereich
der Zubringemechanismus und der Auflösung. Das ist energetisch ungünstig.
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Von diesem Standpunkt stellt der sogenannte "gerade Kanal"
eine
vollkommenere Ausführung dar. Er wird in der tschechoslowakischen Patentschrift
Nr. 125 190 beschrieben, bei dem -die Suftzuführung in die Abstreichzone durch eine
direkte Verbindung von dem umliegenden Milieu, d. h.
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von der Atmosphäre aus erfolgt. Diese Einrichtung arbeitet mit einer
Unterdruckkammer und erfordert für eine zuverlässige Funktion, daß die Luftgeschwindigkeit
im geraden Kanal größer ist, als die Umfangsgeschwindigkeit der Spitzen des Belages
der Auskämmrolle. Bei den üblichen Umfangsgeschwindigkeiten des Belages von 20 -
30 m/s ist es notwenig, minimal eine Luftgeschwindigkeit von 30 - 40 m/s zu erreichen.
Bei den üblichen ökonomisch möglichen Lüfterleistungen der Spinnkammern und einer
bestimmten notwendigen Breite der Auskämmrolle für die Forderung einer einwandfreien
Auflösung des Bandes werden dann bei den notwendigen bestimmten Querschnitten des
geraden Kanals im Abschnitt des Abstreichbereiches sehr kleine Querschnitts.
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höhen des geraden Kanals erreicht. So wird bei dieser Ausführung für
den Faseraustritt ein gedrängter Raum gebildet. Die Fasern prallen durch ihre natürliche.
Tendenz vom Belag auszutreten auf die Kanalwand gegenüber dem Bela. Bei der beschränkten
Querschnittshbhe des Kanals ist auch die Größe des Mittelpunktswinkels des Sektors
der Abstreichzone stark beschränkt und die nicht abgestrichenen Fasern stoßen häufig
auf das Trennmesser. Dazu kommen noch die abgestrichenen Fasern, die von der gegenüberliegenden
Wand zurückgeworfen werden. Ein Beweis dafür
sind die abgenutzten
Kanten des Trennmessers und der Kanalwände nach einem längeren Betrieb. Auch die
hohen Förderluftgeschwindigkeiten bei kleinen Querschnitten eines flachen Kanals
sind ebenfalls für den Betrieb der Spinneinheit energetisch ungünstig.
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Die Erfindung geht von ausführlichen experimentellen und theoretischen
Erkenntnissen über die Funktion der Abstreichzone im System der Vereinelungseinrichtung
einer spindellosen Spinneinheit aus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Nachteile
zu beseitigen und eine Einrichtung zu schaffen, die eine Berührung der Fasern mit
den Wänden und dem Messer weitgehend verhindern soll, um den Faserdurchgang durch
das System zu vervollkommnen. Durch eine stufenlose Bewegung soll die Form der Fasern
möglichst wenig gestört werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Fasern,
nachdem sie sich vom Belag losgelöst haben, sich im Abstreichbereich mit einer kleinen
Streuung an der Grundform der Fasertrajektorie entlang bewegen, ohne die Wand, die
sich gegenüber dem Belag befindet und das Abtrennmesser zu berühren.
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Ein anderes Kennzeichen des Verfahrens gemäß der Erfindung
besteht
darin, daß im Ubergangspunkt der bereits losen vereinzelten Fasern vom Belag der
Auskämmrolle in den Abstreichbereich die Fasern durch Schleuderkraft über die Luftschicht,
die den Belag umhüllt, in den durch den Boden des Abstreichbereiches durch den Luftzuführungskanal
angesaugten Luftstrom geworfen werden, der das Rückansaugen dieser Fasern zum Belag
der Auskämmrolle verhindert und die Fasern durch den Führungskanal in das Drallorgan
außerhalb des Trennmessers und der Wand wegführt.
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Ein weiteres Kennzeichen ist, daß knoter der Mündung des kanals für
die Zuführung der Luft im Boden ein Luftwirbelfeld entsteht, welches den Luftstrom
im Abstreichbereich von der Oberfläche der Luftumhüllung des Belags abbiegt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Fasern
bei ihrer Bewegung durch den Abstreichbereich, in dem sich das parallelströmende
Luftfeld befindet, zum Mündungspunkt des Führungskanals an der von dessen Wänden
entfernten Trajektorle geführt, wobei sie ungefähr auf die Mitte der Höhe der Trajektorie
gerichtet sind.
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Es hat sich als Vorteil erwiesen, die Fasern im Zuführungskanal an
der von seinen Wänden entfernten Trajektorie zu bewegen.
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Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
besteht darin, daß die Größe des Winkels A, den eine vorgestellte tangentiale Ebene
zum Belag im Auflösungspunkt mit der Wand schließt, die dem Belag gegenüberliegt,
im Bereich von 0° bis 20° liegt und vor-0 zugsweise 10 beträgt.
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Ein Vorteil ist, daß die Tangente zur Trajektorie im Schnittpunkt
mit der Mündung parållel ist zur Achse des Zuführungskanals.
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Ein anderes Merkmal der Einrichtung besteht darin, daß der Winkel
B, der dem Mittelpunktwinkel D im Abstreichbereich gleicht, der um den Winkel A
vermindert wurde, den eine gedachte tangentiale Ebene mit dem Belag im Lösungspunkt
mit der Wand schließt, die dem Belag entgegenliegt, größer ist als der erwähnte
Winkel A.
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Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme ist die Summe der Winkel
A plus B größer oder gleich 500 und sie liegt vorzugsweise im Bereich von 60° bis
70°.
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Ferner ist es vorteilhaft, daß die Entfernung L 17 - 19 der rechtwinkligen
Projektionen des Auflösungsortes der Fasern und des Trennungsmessers auf die dem
Belag entgegenliegende Wand kleiner ist, als die Entfernung L 17-26 des Schnittpunktes
der tangentialne Ebene mit dieser Wand und der rechtwinkligen Projektion des
Trennungsmessers
auf diese Wand.
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Eine besonders wirksame Lösung wird dadurch erreicht, daß der Luftzuführungskanal
eine kleiner Schnittfäche hat als die minimale Schnittfläche im Abstreichbereich
und in unmittelbarer Nähe des Auflösungspunktes der Fasern vom Belag der Auskämmwalze
mündet.
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Ein weiteres Kennzeichen ist darin zu sehen, daß die Entfernung des
Schnittpunktes der Achse des Luftzuführungskanals mit dem Boden des Abstreichbereiches
vom Belag höchstens der Hälfte der Höhe vom Boden gleich ist, bzw., daß das Verhältnis
zwischen der Bodenfläche zur Schnittfläche des Kanals für die Luftzuführung im Bereich
2 : 1 bis 30 : 1 liegt.
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Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme ist die Umfangs entfernung
um die Auskämmrolle vom Ende der Auskämmzone bis zum Eingriffspunkt der Auskämmrolle
in den Luftstrom des Abstreichbereiches größer als die effektive Stapellänge des
gesponnenen Fasermaterials. Ferner ist die Umfangsentfernung um die Auskämmrolle
vom Punkt, wo diese in den Luftstrom im Abstreichbereich eingreift bis zum Trennmesser
größer als die effektive Stapellange des gesponnenen Fasermaterials. Außerdem ist
der Luft zuführungskanal, der Abstreichbereich und der Zuführungskanal ein System
zylindrischer und kegelförmiger aneinander
anschließender Kanäle.
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Gemäß einer anderen Lösung hat der Luftzuführungskanal in dem Abstreichbereich
eine kleinere Schnittfläche als die minimale Schnittfläche des Abstreichbereiches
und mündet in unmittelbarer Nähe der dem Belag gegenüberliegenden Wand.
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Ein anderes Kennzeichen ist, daß am Auflösungspunkt der Fasern vom
Belag der Auskämmrolle eine regelbare Blende angeordnet ist mit der Fläche der Öffnung
kleiner als der minimale Querschnitt des Abstreichbereiches, wobei die Fläche dieser
regelbaren Blende einstellbar zum Zwecke einer vorteilhaften Anordnung des Luftströmungsgebildes
im Abstreichbereich der Fasern ist.
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Nach weiteren Lösungen ist die Wand mit mindestens einer Zuführungsöffnung
für Luft versehen, oder mindestens mit einer Abführöffnung für die Abführung der
Luft, bzw. sie ist mit Zuführungs- und Abführöffnungen versehen.
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Gemäß einer anderen Lösung ist der Auflösepunkt der Fasern im Abstreichbereich
im sich verjüngenden Durchlaufkanal mittels einer Einlage abgegrenzt.
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Durch eine Konbination von zwei oder mehreren Merkmalen der Erfindung
kann eine Lösung geschaffen werden, die in einer zweckmäßigen Verbindung eine höhere
Wirkung bringt.
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Um die erfindungsgemäße Lösung bilden zu können, wurde experimentell
die Tendenz des Austrittes der Fasern vom Belage untersucht, es wurde die Streuung
des Faseraustrittes vom Belag bei verschiedener Ausführung des Belage der Ausksmmrolle
studiert. Ferner wurde theoretisch die Trajektorie abgeleitet der schräg. in das
Parallelfeld der strömenden Luft eintretenden Fasern und experimentell wurde die
Trajektorie und die Faserstreuung um diese untersucht bei sehr hohem Faserzubringen
in einem konkreten Abstreichbereich in verschiedenen Varianten.
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Einige Beispiele zur Durchführung des Verfahrens und der Einrichtungen
gemaß der Erfindung sind schematisch in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt
und werden im folgendem näher beschrieben:Es neigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung
eines Schnittes der Spinnkammer, insbesondere aber der Vereinzelungseinrichtung
zur Erläuterung der Position des Abstreichbereiches der Fasern; Fig. 2 eine Darstellung
eines Schnittes durch den Abstreichbereich einer Vereinzelungseinrichtung mit einer
Darstellung der Trajektorien der Fasern und mit dem Streuungsfeld; Fig. 2a eine
Kurve der Verteilung der Faserhäufigkeit im Streuungsfeld;
Fig.
3 einen Schnitt durch den Abstreichbereich mit gekennzeichneter Grundform der Trajektorie
des Flusses der Fasern, welche durch die Mitte der Mündung des Zufuhrungskanals
gehen; Fig. 4 eine schematische Darstellung des Abstreichbereiches, der durch einen
geraden Kanal mit parallelem Luftstromfeld gebildet ist, mit gelennzeichneter theoretischen
Trajektorie der Fasern und mit den Geschwindigkeiten; Fig. 5 eine schematische Darstellung
der geometrischen Parameter des Schnittes des Abstreichbereiches der Fasern; Fig.
6 eine Darstellung des Abstreichbereiches, in den die Luft mittels eines Kanals
zugeführt wird, der einen kleinen Querschnitt besitzt als der kleinste Querschnitt
des Abstreichbereiches; Fig. 7 eine Darstellung der Ausführung gemäß Fig. 6 mit
einer anderen Lage des Luftzuführungskanals; Fig. 8 einen Schnitt durch den Abstreichbereich,
in den die Luft über eine in ihrer Lage verstellbare Blende eintritt;
Fig.
9 ein Schnitt des Abstreichbereiches, dessen Wand gegenüber der Auskämmrolle mit
Luftzuführungslöchern versehen ist; Fig. 10 ein Schnitt durch den Abstreichbereich,
dessen Wand gegenüber der Auskämmrolle mit Löchern für die Abführung der Luft versehen
ist; Fig. 11 ein Schnitt durch den Abstreichbereich, der in dem geraden Kanal mit
sich verjüngendem Querschnitt gebildet ist; Fig. 12 einen schematischen Schnitt
durch den Abstreichbereich, eine Fasertrajektorie und ihre Tangente; Fig. 13 einen
schematischen Schnitt durch eine weitere Ausführung der Vereinzelungseinrichtung
und Fig 14 einenQuerschnitt entlang der Ebene x - x der Fig. 13.
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Im Hinblick darauf, daß die Erfindung auf einen engen Bereich der
Spinneinheit für spindelloses Spinnen gerichtet ist, wird kurz eine Beschreibungs
der Ausführungsbeispiele einer Einheit gegeben, einschließlich der Spinnkammer,
trotzdem das Drallorgan, wie bereits angegeben wurde, von einer vollkommen anderen
Type sein kann.
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In der in Fig. 1 dargestellten Spinneinheit ist der Körper 1 der Vereinzelungseinrichtung
an die Spinnkammer 2 angesetst. Das Faserband 3 tritt durch den Verdichter 4 mit
Hilfe eines Lieferzylinders 5 mit einem Drucktisch 6 in die Vereinzelungseinrichtung
ein, in deren zylinderförmigem Hohlraum 7 die Auskämmrolle 8 angebracht ist, die
um ihre Achse 9 rotiert. Der Hohlraum 7 ist unterbrochen und geöffnet für den Austritt
der Fasern durch den Abstreichbereich 10, der auf einer Seite durch den Auflösungsort
11 der Fasern 12 vom Belag 13 und auf der anderen Seite durch das Trennmesser 14
begrenzt ist.
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Ferner wird der Abstreichbereich 10 durch den Belag 13 und durch die
Wand 15 gegenüber dem Belag 13 begrenzt.
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Im Auflösungsort ist vor dem Abstreichbereich 10 ein Kanal 16 für
die Luftzuführung in diesen Bereich angeordnet. Die Luft kann hier, wie bekannt,
entweder von dem umgebenden Milieu zugeführt werden, oder vom Zirkulationssystem
der technologischen Luft. Die Mündung 17 des Kanals 16 ist schematisch durch eine
gestrichelte Linie dargestellt. An den Abstreichbereich 10 schließt sich der Zuführungskanal
18 im Bereich des Trennmessers 14 an, das verschiedene Form haben kann. Die Mündung
19 des Zuführungskanals 18 ist hier wieder schematisch durch eine gestrichelte Linie
dargestellt. Aus den Fasern 12 wird im Drallorgan 2 in bekannter Weise Garn 20 gebildet,
das mittels Abzugswalzen 38 und 39 abge-zogen und auf
eine Spule
40 aufgewickelt wird.
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In Fig. 2 ist außer den aus Fig. 1 bekannten Begriffen die Grundtrajektorie
21 der Fasern dargestellt, die aus der oberen Walzfläche 22 des Belages 13 austritts
in der Umgebung sind ferner die untere 23 und die obere 24 Streugrenze des Faserstromes
gekennzeichnet.
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In Fig. 2a ist schematisch die Kurve 211 der Verteilung der Faserhäufigkeit
im Streufeld dargestellt, die der in Fig. 2 dargestellten Situation entspricht.
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In Fig. 3 ist ein Spezialfall der Trajektorie 21 dargestellt, die
eine solche Eingenschaft hat, daß sie die Höhe des Zuführungskanals 18 am Ort seiner
Mündung 19 in zwei gleiche Abschnitte C teilt.
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In Fig. 4 ist die Trajektorie 21 im parallelen Luftstrom mit der Geschwindigkeit
Vv dargestellt, und zwar im Koordinatensystem (x, y) mit dem Ausgangspunkt am Ort
t1 der Faserauflösung für den Fall, daß die tangentiale Ebene 25 zur oberen Walzfläche
22 des Belages 13 mit der Strömungsrichtung den Winkel A einschließt. Die Geschwindigkeit
des Luftstromes ist Vv und die Umfangsgeschwindigkeit der Auskämmrolle v1 Nach Fig.
5 schneidet die erwähnte tangentiale Ebene 25
die Wand 15 in einer
Schnittlinie 26. Die Entfernung der Mündung 17 von der Ausmündung 19 ist die Länge
L 17 - 19 im Abstreichbereich 10 und die Entfernung der Mündung 17 von der Schnittlinie
26 ist als die Länge L 17-26 gekennzeichnet. Der Mittelpunktswinkel D, der dem Anstreichbereich
zugehört, wird in den Winkel A und B = D-A unterteilt.
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In Fig. 9 und 13 hat der Kanal 16 zur Luftzuführung in der Mündung
17 einen kleinen Querschnitt, als der minimale Querschnitt im Abstreichbereich 10
und ist dem Ort 11 der Faserauflösung angesetzt.
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Gemäß Fig. 7 ist der Kanal 16 zur Luftzuführung in der Nähe der Wand
15 angebracht.
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In Fig. 8 wird der Lufteintritt in den Abstreichbereich mittels einer
regelbaren Blende 28 mit der Öffnung 29 beeinflußt, welche in Führungen 30 und 31
verschiebbar ist.
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Die Einrichtung in Fig. 9 ist mit Zuführungsöffnungen 32 zur Luftzuführung
in den Abstreichbereich versehen, die zwischen der Mündung 17 und der Ausmündung
19 in der Wand 15 angebracht sind.
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In Fig. 10 sind in der Wand 15 Abführöffnungen 33 für die
Abführung
der Luft vom Abstreichbereich 10 angebracht.
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Gemäß Fig. 11 wird der Kanal 16 und der Auflösungsort 11 mittels einer
Einlage 35 im Durchlaufkanal 34 mit sich verjüngendem Querschnitt gebildet.
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Gemäß Fig. 12 hat die Tangente 37, die zur Fasertrajektorie 21 im
Punkt 36 geführt wird, welcher ein Schnittpunkt der Trajektorie 21 und der Ausmündung
19 ist, eine mit der Richtung des Zuführungskanals 18 parallele Richtung.
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In der Ausführung gemäß Fig. 13 und 14 werden der Kanal 16 für die
Luftzuführung, der Abstreichbereich 10 und der Zuführungskanal 18 als ein System
zylindrischer und kegelförmiger aneinander anschließender Kanäle ausgebildet.
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Der Eintrittsteil 160 des Kanales 16 für die Zuführung der Luft 7
kann durch eine Aussparung 161 gebildet werden, es kann in diesem auch ein angemessenes
Regelorgan 162 angebracht sein, wie z. B. die schematisch in Fig. 13 dargestellte
Drosselklappe, die zur degelung der Menge der zugeführten Luft dient. In der Aussparung
161 kann auch ein passender, nicht dargestellter Filter angebracht werden, der den
Zutritt unerwünschter kleiner Unreinlichkeitsteilchen in das innere der Einrichtung
verhindert.
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In der Ausführung gemäß Fig. 13 und 14 geht der Kanal 16 für die Luftzuführung
durch seine Mündung 17 plötzlich in den Abstreichbereich 10 über, dessen Boden 100
im Prinzip senkrecht zu seiner Längsachse gerichtet ist, Dabei ist die Entfernung
F - siehe Fig. 14 - des Schnittpunktes der Achse des Kanals 16 für die Luftzuführung
mit dem Boden 100 im Abstreichbereich 10 vom Belag 13 der Auskämmrolle 8 höchstens
der Hälfte der Höhe E des Bodens 100 gleich. Das Verhältnis der Fläche 100 des Bodens
zur Fläche des Querschnittes des Kanals 16 für die Luftzuführung liegt im Bereich
2 : 1 bis 30 : 1. Der Zuführungskanal 18 liegt im Prinzip tangential zum Belag 13
der Auskämmrolle 8 und verjüngt sich in der Richtung des Austrittes vom Körpers
1 der Auskämineinrichtung.
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Der Zuführungskanal 18, der im unteren Teil des Körpers 1 der Auskämmeinrichtung
ein Messer 14 bildet, ist in die Spinnkammer 2 mit einer kleinen Neigung gerichtet,
welche mit Rücksicht zu einer zur Drehachse der Spinnkammer 9 senkrechten Ebene
einen Winkel von 200 bis 450 einschließt.
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Die Ausmündung des Kanals 16 für die Zuführung der Luft durch die
Mündung 17, wie in weiterem erläutert wird, verursacht die Bildung eines Wirbelfeldes
101, durch dessen Wirkung das Rücugen der Fasern zum Belag 13 der Auskämmrolle 8
im Bereich des Trennmessers M ausgeglichen wird und ein Luftstrom mit den verihzelten
Fasern
12, der zur Spinnkammer 2 gerichtet ist, bewegt sicht durch die Mitte des Zuführungskanals
18.
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Der Körper 1 der Auskammeinrichtung ist dabei so angeordnet, daß die
Umfangsentfernung G um die Auskäminrolle 8 vom Ende der Auskämmzone 102 bis zum
Eingriffsort der Auskämmrolle 8 in den Luftstrom im Abstreichbereich 10 länger ist,
als die effektive Stapellänge des gesponnenen Fasereaterials, und daß die Umfangsentfernung
H um die Ausk9tmrolle 8 von dem Eingriffspunkt der Auskammrolle 8 in den Luftstrom
im Abstreichbereich 10, d. h. von der Mündung 17 bis zum Trennmesser 14, ebenfalls
länger wird, als die effektive Stapellänge des gesponnenen Fasermaterials.
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Der Belag 13 wird z. B. durch die dargestellten Zähne 3 oder Nadeln
gebildet, deren Neigung zur Tangente des Umfanges der Auskämmrolle 8 zweckmäßig
im Bereich von 800 bis 120° gegen die Drehrichtung dieser Rolle liegt.
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Die Fasern vom Band 3 werden durch die Auskämmrolle 8 aufgelöst, durch
welche sie in den Abstreichbereich 10 gefördert werden, wo sie durch Wirkung der
zentrifugalen und aerodynamischen Kräfte vom Belag 13 abgestrichen werden. Ein Strom
der durch den Kanal 16 zugeführten Luft, bringt die Fasern 12 im aufgelösten Zustand
durch den Zuführungskanal 18 in die Spinnkammer 2, wo sie in ein
Garn
20 gedrallt werden, welches durch die Abzugswalzen 38, 39 abgezogen und auf die
Spule 40 aufgedreht wird.
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Um die Möglichkeit einer Vervollkommnung des Abstreichprinzipes der
Fasern 12 des Belages 13 der-Auskämmrolle 8 zu schaffen, wird von dem Prinzip ausgegangen,
daß es möglich ist, durch eine geeignete Konfiguration des Abstreichbereiches 10
und mit einer geeigneter Geschwindigkeit und einem geeignetem Bild der Strömung
in diesem Bereich die Fasertrajektorie 12 zu beeinflussen, bei den Fasern die aus
dem Belag 13' austreten in solch einer Weise, daß die Fasern 12 kleine Streuung
haben und praktisch nicht auf die Wände 15 und auf das Trennmesser 14 stoßen. Das
wird dadurch erreicht, daß im Abschnitt zwischen der Mündung 17 und der Ausmündung
19 die Grundtrajektorie weder auf die Wand 15 noch auf das Messer 14 stößt, was
bei einer kleinen Streuung, die durch die Feststellung der Streugrenzen 23 und 24
gegeben wird, praktisch alle Fasern 12 erfüllen. Oder in anderen Worten: aufgrund
einer definierten bzw. festgestellten Trajektorie der Fasern 12 wird solch eine
Konfiguration der Wand 15, der Wände des Zuführungskanals 18 und des Trennmessers
14 gewählt, daß die erwähnten Wände mit dem Trennmesser 14 außerhalb der Streugrenzen
23 und 24 liegen. Gemäß der Verteilungsdiagramme der Faserhäufigkeit in Fig. 2a
um die Grundtrajektorie 21 folgt, daß ungefähr 1 fo der Fasern 12 diese Bedingung
zufällig nicht zu erfüllen braucht. Die Wand 15 braucht im allgemeinen
keine
ebene Form zu haben und kann z.B. konvex oder konkav sein, wie es in Fig. 2 und
3 dargestellt ist.
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Wenn die Trajektorie 21 des Faserstromes auf die Mitte der Ausmündung
19 des Zuführungskanals 18 gerichtet ist - Fig. 3 - werden die Aufprallungen der
zufällig zerstreuten Fasern 12 auf die Wand 15 und das Trennmesser 14 auf ein Minimum
herabgesetzt.
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Hat die Trajektore 21 die Eigenschaft, daß ihre Tangente 37 im Punkt
36 parallel zur Richtung des Zuführungskanals 18 - oder seiner Achse - ist, die
eine Verbindung der Mitten der Querschnitthöhen des Zuführungskanal 18 bildet, sind
die Fasern 12 optimal in den Zuführungskanal 18 gerichtet und es treten dann praktisch
keine Anstöße der Fasern auf die Wände des Zuführungskanales ein.
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Bildet sich im Abstreichbereich 10 ein paralleles Luft stromfeld,
wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Grundztrajektorie der Fasern 21 durch
folgende parametrische Gleichungen bestimmt: y = 1 ( 1 + c . v1 . sin A.t) c x ist
für VV > v1.cos A gleich X = Vv t - 1/c . ln/1 + c (vv - v1 .cos A) t/
x
ist für vv < vl . cos A gleich x = VV . t + 1 . in / 1 + c ( v1.cos A - vv )t/
c es ist: t .... Zeit (Parameter) c ... mittlerer Koeffizient des Luftwiderstandes
für die Fasern vv ........ Strömungsgeschwindigkeit der Luft v1 Umfangsgeschwindigkeit
der Auskämmrolle ln natürlicher Logarithmus (mit Basis e) Diese Gleichung charakterisiert
den Einfluß der Strömung auf die Krümmung der Trajektorie 21 der Fasern 12. Die
natürliche Tendenz der Fasern 12 in einem ruhigen Milieu ist es, in der Tangentenrichtung
zum Belag 13 im Ort 11 der Auflösung der Fasern 12 auszutreten. Experimentell ist
festgestellt worden, daß für Baumwolle fasern die Konstante c einen Wert im Bereich
c = 2 bis 3 /cm/ hat. Es sind erfolgreiche Resultate erhalten worden bei dem Abstreichen
der Fasern 12 auch bei den luftgeschwindigkeiten, die kleiner waren als die Umfangsgeschwindigkeit
der Auskämmrolle 8. Zum Beispiel war bei einer Geschwindigkeit v = 20 /m/s/ und
einer Luftgeschwindigkeit vv = 16,31/m/s/ die Grundtrajektorie der Baumwollefasern
12
bei der Ausmündung 19 mit einer Querschnittshöhe von 12 mm,
1 mm von der Mitte in die obere Hälfte der Querschnittshöhe gerichtet. Dieses wurde
bei einer WinkelgröBe A = 20° erzielt.
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Es ist festgestellt worden, daß es vorteilhaft ist, wenn der Winkelwert
A im Bereich 6° bis 20° gewählt wird -siehe Fig. 5, wobei sich der Wert von A =
100 als sehr vorteilhaft gezeigt hat. Dieser Wert muß dem Charakter der Fasern 12
und dem benutzten Belag 13 der Auskämmrolle 8 angepaßt werden.
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Bei der Benutzung von verschiedenartigen Belagen 13, wie z. B. Säge,
Nadeln, Nägel, hat sich ebenfalls gezeigt, daß es vorteilhaft ist, daß der Winkel
B größer ist, als der Winkel A und daß der Mittelspunktwinkel D = A + B größer ist
als 500, mit Vorteil dann 600 bis 700, damit die Herstellungsungenauigkeiten des
Balages 13 beseitigt werden und damit noch mehr die Anzahl der Anschläge der zufällig
zerstreuten Fasern 12 auf das Trennmesser 14 herabgesetzt wird.
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Ein sehr gutes Hilfsmittel für eine richtige Wahl der Entfernungen
der Wänd 15 vom Belag 13 ist die Bedingung, daß die Entfernung L 17-26 gleich oder
größer ist als die Entfernung L 17-19.
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Bei den Belagen 13, die sehr leicht die Fasern 12 auflösen, hat sich
gezeigt, daß es zweckmäßig ist, den Kanal 16 für die Luftzuführung in der Nähe des
Auflösungsortes 11 anzuordnen, wobei der Querschnitt des Kanals 16 für die Luftzuführung
kleiner gewählt wird, als der kleinste Querschnitt im Abstreichbereich 10, wie es
in Fig. 6 dargestellt ist. Damit wird ein Luftstrom hervorgerufen, der aus dem Kanal
16 für die Luftzuführung im Abstreichbereich 10 austritt und in den Anfangsphasen
des Abstreichens wirkt. Durch eine geeignete Form der Trajektorie 21 gemäß der angeführten
Prinzipien wird das Heranfliegen der Fasern auf die Wand 15 verhindert.
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Demgegenüber ist es bei den Belagen 13, die eine erniedrigte Auflösungsfähigkeit
für die Fasern 12 haben, gemäß Fig. 7 angemessen, den Kanal 16 für die Luftzuführung
mit einem in der Nähe der Wand 15 verkleinerten Querschnitt zu benutzen, womit ein
Strömungsbild im Abstreichbereich 10 erzielt wird, mit welchem sich die ajektorie
21 in der Anfangsphase auf einen längeren Abschnitt der Tangente 25 anschließt und
erst in einer näheren Entfernung von der Wand 15 auf die Fasern 12 ein intensiver,
durch einen mit der Wand 15 parallelen Strom eingewirkt wird.
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Mittels einer Blende 28 mit der Öffnung 29 auf dem Bild 8, die in
der Mündung-des Kanals 16 für die Luftzuführung angebracht ist, kann durch das Verschieben
in der Führung 30
eine angepaßte Lage der Öffnung 29 für den Lufteintritt
in den Abstreichbereich 10 eingestellt werden und somit ein passendes Strömungsbild
in diesem Bereich für verschiedene Materialien der Fasern 12 und Belage 13 der Auskämmrolle
8 gebildet werden. Je nach der Lage der Öffnung 29 wird aus einer grbßeren oder
kleineren Entfernung vom Auflösungsort 11 mit intensivem Luftstrom auf die Fasern
gewirkt, die aus dem Belag 13 heraustreten.
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Die Einrichtung in Fig. 9 stellt eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung
des Strömungsbildes im Abstreichbereich 10 dar, die durch Seitenströme der Luft
von den Zuführungsöffnungen -32 erreicht wird. Die Luftzuführung durch diese Zufuhrungslöcher
32 kann entweder zwangsläufig von der äußeren Quelle der Druckluft abhängig sein
oder es kann Luft sein, die z. B. durch die Unterdruck-Spinnkammer 2 in den Abstreichbereich
gesaugt wird. Durch eine solche Anordnung wird die Entfernung des Faserstromes 12
von der Wand 15 erreicht. Eine solche Anordnung ist deswegen eine geeignete Anordnung
für Belage 13, welche die Fasern 12 leicht auflösen und für eine hohe Umdrehungszahl
der Auskämmrolle so Die Entfernung des Faserstromes 12 vom Treunmesser 14 kann auf
der anderen Seite gemäß Fig. 10 mittels Luft strömen erreicht werden, die durch
die Abführlöcher 33
vom Abstreichbereich 10 weggeleitet werden.
Die durch diese Löcher abgeführte Luft muß mittels einer äußeren Unterdruckquelle
abgesaugt werden.
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Die Einrichtung nach Fig. 11 stellt eine vom Herstellungsstandpunkt
einfache Ausführung des Abstreichbereiches 10 dar, da der Abstreichbereich durch
eine Einlage 35 im Durchlaufkanal 34 gebildet ist. Dieser Durchlaufkanal 34 hat
allmählich sich verjüngenden Querschnitt und kann sehr einfach aus einem Gußstück
oder aus Spritzguß hergestellt werden.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 13 und 14 erfolgt das Eindringen der
Luft durch den Kanal 16 für die Luftzuführung in den Abstreichbereich 10 durch die
Wirkung einer plötzlichen Veränderung der Querschnitte in der Form eines turbulenten
Stromes, dessen wirbelnde Oberfläche die Luft von der Umgebung ansaugt, in die sie
ausströmt. Das bedeutet im Prinzip in dem Raum, wo der Boden 100 und die Wand im
Abstreichbereich 10 zusammenkommen, der sich gegenüber dem abgedeckten Teil der
Auskämmrolle 8 befindet, wo ein Wirbelfeld 101 gebildet wird. Hinter der Mündung
17 im Boden 100 wird durch die Wirkung des erwähnten Wirbelfeldes 101- - der eindringende
Luftstrom in die Nähe der erwähnten Wand im Abstreichbereich 10 sugesaugt, die sich
gegenüber dem abgedeckten Teil der Auskämmrolle 8 befindet.
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Die entstehende Krümmung des Luftstromes hat die Störung der Rückansaugung
der Fasern 12 zum Belag 13 der Auskämmrolle 8 im Bereich des Trennmessers 14 zur
Folge, in der Weise, daß die bereits freien, vereinzelten Fasern 12 in diesen Strom
durch Schleuderkraft über die Grenzluftschicht der Auskämmrolle 8 geworfen werden
mit dem Resultat, daß sich der Faserfluß dann in der Mitte des Zuführungskanals
18 bewegt, ohne auf das Trennmesser 14 oder die Wände des Zuführungskanals 18, noch
auf die Wand 15 gegenüber dem Belag 13 anzuprallen. Der Faserfluß wird im sich verjüngenden
Zuführungskanal 18 beschleunigt, wodurch es fortlaufend zum Strecken der mitgetragenen
vereinzelten Fasern 12 kommt.
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Die Luftmenge pro Sekunde, die in die Spinnkammer 2 über den Zuführungskanal
18 zugebracht wird, beträgt 1 bis 3 Liter/s und die notwenige Geschwindigkeit der
Luftströmung, die durch die Einrichtung für die Unterdruckbildung hervorgerufen
wird, bildet einen Unterdruck von 100 bis 250 mm Wassersäule, wobei die Luftgeschwindigkeit
vom Trennmesser 14 bis zum Austritt des Zuführungskanals 18 in die Spinnkammer 2
fortlaufend anwächst.
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Der Kanals 16 für die Luftzuführung kann axial gegenüber der Mitte
der Breite der Auskämmrolle 8 verschoben werden, damit die axialen Abweichungen
des Stromes der vereinzelten
Fasern ausgeglichen werden, welche
durch konstruktive Vorhaben mit der Richtung des Zuführungskanals 18 verursacht
werden. Es ist auch eine Begrenzung der mitgetragenen Fasern zu einer Seite möglich,
wenn der Belag 13 durch Auskämmmittel gebildet wird, die in der Form einer Spirale
gewickelt sind, wie es aus Fig. 14 ersichtlich ist.
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Die Verwirklichung der Erfindung begrenzt sich nicht auf die angeführten~Beispiele.
Es ist z. B. möglich, eine Reihe anderer Einrichtungen zu bilden in der Weise, daß
die Kennzeichen der angeführten Ausführungsbeispiele in geeigneter Form verbunden
werden.
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Die Einrichtung ermöglicht den Betrieb einer in den Ausmaßen sehr
kleinen Auskämmrolle 8 bei großen Mengen des verarbeitenden Materials, in der Größenordnung
von 500 g/hod und mehr.
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Die Bilder in Fig. 1 bis 13 stellen Planschnitte des Abstreichbereiches
10 dar, im Prinzip senkrecht zur Rotationsachse der Auskämmrolle. Die Form der Kanalquerschnitte
im Abstreichbereich kann in gewissen Grenzen beliebig sein, d. h. Rechteck, Quadrat,
Trapez, Kreis, Ellipse und ähnlichen.