DE2613263A1

DE2613263A1 - Verfahren zum spinnen von fasern zu einem faserverbund

Info

Publication number: DE2613263A1
Application number: DE19762613263
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Dammann
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1976-03-27
Filing date: 1976-03-27
Publication date: 1977-09-29
Also published as: BR7701876A; JPS52140640A; JPS6113005B2; JPS61179325A; CS215121B2; DE2613263B2; GB1574531A; JPS61179324A; CS209436B2; GB1574534A; IT1078000B; CS215122B2; JPS6330411B2; JPS6330412B2; GB1574532A; GB1574533A

Description

B a r m a g

Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Wuppertal

Verfahren zum Spinnen von Fasern zu einem Faserverbund

Bei einem Spinnprinzip (Melliand Textilberichte 1975, Heft 9, Seite 690 ff) wird ein aus Stapelfasern bestehendes Krempelband in Einzelfasern mittels einer schnell rotierenden Kardierwalze aufgelöst und sodann auf eine rotierende zylindrische Siebtrommel gegeben. Dieses besitzt in ihrem Inneren einen Saugstutzen, der längs einer Mantellinie der Innenoberfläche der Siebtrommel mündet. Der angesaugte Luftstrom drückt die Stapelfasern gegen die Außenoberfläche der Siebtrommel und soll sie außerdem auf der den Saugstutzen an der einen Seite begrenzenden Außenmantellinie der Siebtrommel festhalten. Durch die Rotation der Siebtrommel wird ein Torsionsmoment in das Spinnfließ eingebracht durch welches die Einzelfasern in der Fadenbildungslinie zu einem Faserverbund geformt und mit einer echten Zwirnung zu einem Garn zusammengedreht werden. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß der Beharrungszustand der Einzelfasrrn auf der besagten Mantellinie lediglich labil ist. Die Einzelfasern werden die Mantellinie verlassen und der Spinnprozeß wird zusammenbrechen, wenn Rotations-

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geschwindigkeit der Siebtrommel sowie die Saugströmung und der Titer des zu spinnenden Garns nicht richtig aufeinander abgestimmt sind bzw. schwanken. Außerdem hemmt die Saugströmung die Drehung des sich auf der Mantellinie formierenden Faserverbundes, da die Saugströmung an der einen Seite dieses Faserverbundes der Drehbewegung entgegengerichtet ist. Dasselbe Prinzip ist in der DT-OS 23 61 313 gezeigt, wobei auch dort durch die Absaugung eine Luftströmung hergestellt werden muß, die eine starke Strömungskomponente gegen die Laufrichtung der bewegten Fläche hat, die aber den die Zwirnung des Faserbandes bewirkenden Torsionskräften entgegengerichtet ist.

Durch die DT-OS 24 49 583 ist ein Verfahren zum Spinnen textiler Fasern bekannt, bei dem die Fasern in dem Zwickel zwischen zv/ei gleichsinnig rotierenden achsparallelen Siebtrommeln zu einem Faserband zusammengedreht werden. In jeder der Siebtrommeln sind Luftabsaugeinrichtungen angeordnet, deren Mündungen gegen den Zwickelbereich, in dem der Faden gebildet wird, ausgerichtet sind.

Durch die entsprechenden Luftströme werden die Fasern an die Siebtrommelwände in diesem Zwickelbereich gedrückt.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß sowohl die eine der Siebtrommeln als auch die dieser zugeordnete Saugströmung der gewünschten Zwirnung des Faserbandes entgegen wirken. Auch hier wird sich ein stabiler Betrieb nur schwer und nur dann erzielen lassen, wenn das Faserband bzw. der Faden durch quer zu dem Zwickelbereich liegende Abzugswalzen auf der Fadenbildungslinie gehalten wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereit-

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zustellen, bei dem die oben geschilderten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll vermieden werden, daß das Faserband durch die bewegten Oberflächen oder Luftströmungen einander entgegenwirkenden Torsionskräften ausgesetzt wird. Ferner soll gewährleistet sein, daß sich auch ohne besondere Fadenführerelornente ein stabiler Betriebspunkt unabhängig von der Einstellung der jeweiligen Betriebsparameter ergibt.

Die Lüuung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen das Anspruchs 1 mit vorteilhaften Ausführungen nach den Ansprüchen 2 bis 4 mit Vorrichtungen nach den Ansprüchen 8 bis 10. Ira Unterschied zu der DT-OS 24 49 583, wo durch die bewegenden Oberflächen ein Zwickel gebildet werden muß (vgl.Seite 4, Absatz 2) ist nach dem vorgeschlagenen Verfahren und der vorgeschlagenen Vorrichtung etwas derartiges nicht erforderlich wenn auch möglich. Das bedeutet, daß bei der Verwendung von Siebtrommeln der Faden t?ort gebildet wird, d.h. die Fadenbildungslinie dort ist^wo die Oberflächen der Siebtrommeln ihre geringste Entfernung haben. In jedem Falle sind die Absaugungen, nach dieser Erfindung zu beiden Seiten der Fadenbildungslinie angeordnet und überschneiden sich nicht oder allenfalls sehr geringfügig in dem Bereich zwischen den bewegten Oberflächenin dem die Fadenbildungslinie liegen soll. Die gegensinnig bewegten Oberflächen sind als gegensinnig bewegte Siebbänder oder auch als die Oberflächen von gleichsinnig rotierenden Siebtrommeln (Anspruch 4) denkbar.

Vorteilhafterweise besitzen die auf die Fasern einwirkenden Kräfte auch Komponenten in Fadenförderrichtung (Anspruch 9) was besonders vorteilhaft durch als Hyperboloide ausgebildete Siebtroinnein erzielbar ist (Anspruch 11-13), da diese gleichzeitig auch eine Ausrichtung der einzelnen Fasern in Richtung des zu bildenden Faserverbundes sowie eine Förderung der Fasern und

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des Faserverbundes bewirken, insbesondere wenn nach dem Vorschlag des Anspruches 13 eine Klemmung des Verbundes zwischen den Stirnscheiben der Hyperboloiden bewirkt wird. Der Abstand zwischen den Siebtrommeln bzw. den bewegten Oberflächen wird so gewählt, daß efi nicht kleiner als der Durchmesser des zu bildenden Faserverbundes iut (Anspruch 3). Dor Abstand ist durch die erreichbaren Drehzahlen nach oben begrenzt, da bei großem Abstand der Trommeloberflächen von der Fadenachse und hohen Fadenabzugsgeschwindigkeiten auch sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten für die Siebtrommeln erforderlich sind.

In besonders vorteilhafter Weise können das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung nach Anspruch IO auch zur Herstellung eines Fadens aus Fasern unterschiedlicher Provenienz genutzt v/erden. Es können also z. B. Naturfasern und synthetische Fasern aus unterscheidlichen Rohstoffen oder synthetische Fasern mit unterschiedlichen Eigenschaften gemischt werden, was bisher stets vor der Spinneinrichtung zu geschehen hatte. Dieses neuartige Misch- und Spinnverfahren ergibt sich aus Anspruch 6.

Nach diesem kombinierten Misch- und Spinnverfahren lassen sich zufolge Anspruch 7 auch Effektgarne mit unterschiedlicher Beschaffenheit der Kernfasern und der Außenfasern herstellen, wenn die Kernfasern räumlich vor den Außenfasern auf die Fadenbildungslinie geführt werden.

Zwecknäßigerweise sollten die Torsionsmomente, die durch die Vorrichtungen nach Anspruch 8 bis 13 auf die Fasern bzw. den Faserverbund auszuüben sind, relativ klein sein und die Vorrichtung sollte nicht dazu benutzt werden, das für die Zwirnung erforderliche gesamte Torsionsmoment aufzubringen. Die Vorrichtung ist daher nach Anspruch 14 in vorteilhafter

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Wei so weitergebildet. Es kann sich hierbei -fiim an sich bekannte Drallgeber handeln.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung und der dargoateilten Ausführungsbeispiele näher erläutert*.

Ils zeigen:

Fig. 1: ein Schenabild des Spinnverfahrens; Fig. 2: die schematische Darstellung eines

Ausführungsbeispiels mit beidseiti-

ger Faserzuführung; Fig. 3: das Prinzipbild für das erf indurigsge-

mäße Spinnverfahren, bei dem eine

Förderwirkung auf den Faserverbund

ausgeübt wird;
Fig. 4: die schematische Darstellung eines

Ausführungsbeispiels des in Fig. 3

gezeigten Spinnprinzips.

In Fig. 1 sind schematisch die Siebbänder 1 und 2 dargestellt, die sich gegensinnig mit den Bewegungsrichtungen 11 und 12 bewegen. Mittels Luftzuführungen 13 und 14 werden die Luftströmungen 3 und 4 erzeugt, welche die Siebbänder durchdringen. Einem oder beiden Siebbändern werden die Einzelfasern 5 zugeführt. Diese Einzelfasern werden durch die Luftströmung 3 zunächst gegen das Siebband 2 gedrückt. Die Einzelfasern gelangen sodann bis in den Bereich der Luftströmung 4 und werden von dieser gegen das Siebband 1 gedrückt. Da sich dieses gegenläufig zu Siebband 2 bewegt, werden die Einzelfasern wieder zurücktransportiert bis in den Eereich der Luftströmung. Durch diesen "Kreislauf" der Einzelfasern werden die Einzelfasern zu einem Faserverbund 8 zusammengedreht.Die Bewegungsvektoren

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der Siebblinder 1 und 2 sowie der Luftströmungen 3 und 4 umlaufen die Fadenbildungslinie 9 gleichsinnig und bewirken, daß der Faserbund 8 auf der Fadenbildungslinie 9 eine stabile Lage erhalt. Der entstehende Faden 10 wird kontinuierlich mittels nicht dargestellter Aufwickeleinrichtung aus dem Eereich zwischen den Sieboberflächen herausgezogen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht·aus den zylindrischen Siebtrommeln 1 und 2, die gleichsinnig rotieren, so daß ihre Oberflächen im Bereich der Fadenbildungslinie 9 eine gagensinnige Bewegung haben. Beidseits der Fadenbildungslinie sind im Inneren der Siebtrommeln 1 und 2 die Saugeinrichtungen 13 und 14 angeordnet, die jeweils eine die Siebtrommeln durchdringende Luftströmung 3 bzw. 4 erzeugen.

Die Einzelfasern werden durch die Faserzuführeinrichtung 6 oder aber die Faserzuführeinrichtung 7 oder aber durch beide zugeführt. Die FaserZuführeinrichtungen 6 und 7 sind als Kanal ausgebildet und münden auf einem gebogenen Blech, welches seinerseits auf die Siebtrommel 1 bzw. die Siebtrommel 2 mündet. Die Einzelfaserförderung in den FaserZuführungseinrichtungen kann durch Injektor 15 bewirkt werden. Der Faserzuführungseinrichtung 6 bzw. 7 kann jeweils eine Kardierwalze bekannter Bauwelse vorgeordnet sein.

Die Einzelfasern, welche von den Faserzuführungseinrichtungen bzw. 7 im Bereich der Luftströmungen 3 bzw. 4 auf die Siebtrommeln 1 bzw. 2 gegeben worden sind, werden durch die Luftströmungen gegen die Trommeloberflächen gedrückt und in den Bereich der Fadenbildungslinie 9 transportiert. Die Mündungen der Saugeinrichtungen überlappen sich im Bereich der Fadenbildungslinie 9 nur geringfügig. Durch den in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Umlaufsinn der Bewegungsvektoren der Sieboberflächen einerseits und der Luftströmungen andererseits wird in

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der F'adonbildungslinie 9 aus den Einzelfasern ein Faserverbund hergestellt. Der in der Fadenbildungsl'nie 9 entstehende Fon;orvorbund wird z. B. mittels der Aufwickeleinrichtung au:; dir Spinnzone abgezogen und dabei eventuell im Anschluß an die Spinneinrichtung mittels eines geeigneten Drallgebers einem weiteren Torsionsmoment zur Erzielung der gewünschten Verzwirnung unterworfen. Ein derartiger Drallgeber kann beispielswcisa aus drei gleichsinnig rotierenden Achsen bestehen, die in den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks gelagert sind und auf denen in der Aufeinanderfolge ihres Drehsinns Reibscheiben aufgesteckt sind, welche sich im Mittelpunkt de;! gleichseitigen Dreiecks überlappen. Der Faserverbund wird durch den Mittelpunkt des gleichseitigen Dreiecks geführt. Hierbei üben die Reibscheiben gleichzeitig die Drallgebung und dio Förderung des Faserverbundes bzw. des entstehenden Fadens aus.

Anhand von Fig. 3 ist das erfindungsgemäße Wirkprinzip der Dr.llfTobunq bei gleichzeitiger Förderung des Fanerverbundes dargestellt. Dargestellt sind die Siebbänder 1 und 2, welche sich in zueinander parallelen Ebenen in der Bewegungsrichtung 11 ur.d 12 bewegen. Eeidseits der Fadenbildungslinie 9 sind die Saugeinrichtungen 13 und 14 - eventuell mit geringfügiger Überlappung ihrer Mündungen - angeordnet. Die Einzelfasern 5 werden auf Band 2 oder aber zusätzlich auch auf Band 1 zugeführt und durch die Saugeinrichtungen gegen das Band gedrückt. Es korimt codann zu der Drallgebung nach dem bereits beschriebenen WJrkprinzip.

Gleichzeitig haben die Siebbänder 1 und 2 aber auch eine Bewegung rkomponente in Förderrichtung. Es sei erwähnt, daß auch die Luftströmungen, welche durch die Saugeinrichtungen 13 und erzeugt werden, eine Bewegungskomponente in Förderrichtung haben können. Das zuvor beschriebene Verfahrensprinzip, bei dem gleichseitig eine Drallgebung durch umlaufende Kraftvektoren und eine Förderung erfolgt, ist in der Praxis durch die Sieb- !

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.trommeln nach Fig. 4 verwirklicht, welche als Hyperboloiden au;:ac'hi ldot sind. Diese Hyperboloiden sind so angeordnet, daß ihre /ichsan in zueinander parallelen Ebenen liegen. Die l.iyi'crJoloJdan sind weiterhin so angeordnet, daß jode von ihm-n eine¹ erzeugende Gerade hat, welche parallel zur Fadenbildungslinie 9 liegt. Das bedeutet, daß der Winkel, den die Projektion der beiden Achsen auf eine der beiden Ebenen miteinander· bilden, doppelt so groß vie der Krouzungswinkel ist, unter dem die erzeugende Gerade die jeweilige Hyperboloidenachse schneidet.

Die Hyperboloid - Siebtrommeln 1 und 2 werden durch die Antriebsmotoren 13, 19 mit der Eevregungsrichtung 11, 12 angetrieben. In ihrem Inneren befinden sich hier nicht im einzelnen dargestellte Saugeinrichtungen 13,14, deren Mündung sich über einen Teil des Innenumfangs der Hyperboloid - Siebtrommeln 1 bzw. 2 erstreckt und kurz vor, auf oder kurz hinter der Fadenbildungslinie 9 endet. Die Faserzuführeinrichtung bzw. Faserig u führ einrichtungen sind in Fig. 4 nicht dargestellt. Die Faserzuführung kann z. B. auf Trommel 1 in Richtung des Pfeiles erfolgen.

Auf die Stirnflächen der Hyperboloid-Siebtrommeln sind an der Austrittsseite die Stirnflächenwülste 16 und 17 aufgesetzt, welche eine Klemmung des hier bereits zusammengeschlossenen Faserverbundes -bewirken. Die Hyperboloid-Siebtroirsneln besitzen im Bereich der Fadenbildungslinie eine Bewegungskomponente, welche die Drallgebung bewirkt und eine andere Bewegungskomponente, welche die Förderung des entstehenden Faserverbundes und der Einzelfasern bewirkt. Die Förderwirkung wird durch die Stirnflächenwülste 16 und 17 noch unterstützt.

Mit 22 ist ein zusätzlicher Drallgeber beliebiger Bauart angedeutet. Bei 21 wird der entstehende Faden aufgewickelt.

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Ir. ί'απϋπ-nir.nlinag mit Fig. 2 sei noch darauf hingewiesen, daß dir; l-'ciKcrsuführung mittels der raserzuführeinrichtung 6 oder oc.or auch durch beide erfolgen kann. Kenn die Faserzuführung dur'~h beide Faserzuführeinriahtungen 6 und 7 erfolgt, so ist :....'! er f i p.durigi.;gomäß auch nöglich. Fäden aus Fasermischungen In -.'.UMt-OlIeJi, indem Fasern einox* Provenienz über die Faser- :: ι- 'Yt.,:c:.i nrichtung 6 und Tar-ern der anderen Provenienz über die !'ν*:;.^zuführeinrichtung 7 eingegeben werden. Die in Fig. 2 c!-!r'-o:;tellte Spinnvorrichtung läßt sich also gleichzeitig zum Hinchen und Spinnen von Einzelfasern verwenden. Dabei kennen die Faserzuführainrichtungen 6 bzw. 7 gegeneinander in Richcurij der Fadenbildungsiinie versetzt sein oder es können hinter den Faserzuführeinrichtungen 6 bzw. 7 v/eitere Faserzuführoinrichtungen liegen. Hierdurch ist es möglich, Fäden :i-i spinnen, deren Kern sich hinsichtlich der Provenienz der F.J.vi2Clia::orn und des Aufbaus von den Außenfasern unteracheidoL. Hierdurch lassen sich 2. B. Effektgarne mit Kern-Mantel- c-C ich t'.-n herstellen.

CaL«?i kann - wie sich i'..B. aus Fig. 4 ergibt,der Kernfaden als {:ricilo;;^r tcJen - z.B. als endloser Chemiefaden auf der Fadenbilau.-vrslir.ie 9 von oben zugeführt und zwischen den Oberflächen hindurchgeführt werden. Dabei ist lediglich darauf zu achten, da3 der Endlosfaden nicht in Kontakt mit den Oberflächen gerät und eine ausreichend hohe Spannung hat, um zu verhindern, daß der Endlosfaden eine Falschzwirnung erhält. Durch dieses, in Anspruch 15 als vorteilhaft beanspruchte Verfahren kann ein Spinnfaden erzeugt werden, dessen Kernfaden aus Endlosfasern und dessen Mantelfasern aus Stapelfasern bestehen.

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BAD ORIGINAL

Claims

P a t e η t a η s ρ r ü c h e

1.) Vc: rf .thron ;:un Spiimnn von Far.orn zu eijvr.-m 1-¹L"..^::ti)."vc.".rl ur.d, Lei dem clio Farcrn zwischen zv.ei S. \.ac;'barter. u/id rri-"<Tor.s.iiinig l-owsgten sowia lafL-ia-cKl " ;·.·:ϊ'ΐοη übi..-rf läc);ci·,, v.'clche von zvoi Luftströmungen durc/J.ruii-iC¹! sind, zusa.ü'iKuicjadreht worden, d-üurch qekon:.":oich;\et., daß dii- .<·.·;»:■ --'jnq:>voktoron der bov/egten Oberflächen (1_f2) vov. Lv! a.:r Luft strömungen (3,4) die Fadenbildangslinie (9) gleichsinnig ira Drehsinn des zu bildenden Fadens (10) u.v.laui'on.

2.) Verfai-.rcin nach Anspruch 1, a.,\c.,rc\i ge kennzeichnet, daß die Dov/egungsvektoren der Oberflächen (1,2) in der FacU-nbildungslini-D (9) auf zueinander parallelen !•:b(."■'. ion 1 ioqen.

3.) v.rfahren nach Anspruch 1 oder 2, uaäarch gekennzeichnet, daß üi?r /ibstand zwischen den Oberflächen in der rriGC-nbildungslinie (10) einstellbar und nicht kleiner als die Dicke des zu bildenden Faserverbundes (8) ist.

4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen (1,2) als Zylinderflachen ausgebildet sind und daß die Fadenbildungslinie (9) auf der Verbimingsebene der beiden Zylinderachsen liegt.

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5.) Verfahreii nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvektoren eine Komponente in Förderrichtung des Fadens (10) haben.

6.) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, insbesondere Verfahren zur Herstellung eines Fadens aus Einzelfasern unterschiedlicher Provenienz, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der bewegten Oberflächen (1,2) ein Teil der Fasern (5) zugeführt wird, wobei insbesondere die Fasern einer Provenienz der einen Oberfläche und die Fasern der anderen ProvenienJt der anderen Oberfläche zugeführt v/erden.

7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Fasern der einen Provenienz gegenüber der Zuführung der Fasern der anderen Provenienz axial versetzt erfolgt.

8.) Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, bestehend aus zwei gegensinnig bewegten, luftdurchlässigen Oberflächen, zwischen denen der Faserverbund gebildet wird, sowie aus Luftabsaugeinrichtungen auf den vom Faserverbund abgewandten Seiten der bewegten Oberflächen,

dadurch gekennzeichnet, daß die der jeweiligen Oberfläche (1,2) zugeordnete Luftabsaugeinrichtung (13,14) in Bewegungsrichtung dieser Oberfläche betrachtet - vor der Fadenbildungslinie (9) angeordnet ist.

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9.) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen im Bereich der Fadenbildungslinie in parallelen Ebenen laufen.

ν Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Beschickungseinrichtungen für die Einzelfasern vorgesehen sind, welche auf jeweils einer der Oberflächen gerichtet und - in Bewegungsrichtung dieser Oberfläche betrachtet - vor der Fadenbildungslinie angeordnet sind.

11.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bv.ogten Oberflächen als die Mäntel von Hyperboloiden ausgebildet sind, deren Achsen derart gegeneinander verschränkt angeordne sind, daß die Fadenbildungslnic parallel zu je einer Erzeugenden der Hyperboloiden liegt.

12.) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Beschickeinrichtung auf einer Mantellnie der Hyperboloiden mündet.

13.) Vorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hyperboloiden im Fadenauslauf Scheiben (16,17) aufgesetzt sind, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Hyperboloiden^ Schnittfläche ist.

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14.) Vorrichtung nach einem odor mehreren der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung ein Drallgeber (22) nachgeschaltet ist, welcher vorzugsweise auch eine Bewegungskoitiponente in Fadenförderrichtung hat.

15.) Verfahren nach einen oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Fadenhildunnslinie ein Endlosfaden als Kernfaden zugeführt wird und der Abstand der Oberflächen in der Fadenbildungslinie so groß ist, daß diese keinen Kontakt mit dem Endlosfaden haben.

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