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Spinneinrichtung zum Verspinnen von Spinnfasern
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Bag. 1139 Zusatz zu P 26 13 263.8-26 = Bag. 978
Durch
die deutschen Offenlegungsschriften 26 13 263 und 26 56 787 sind Spinneinrichtungen
zum Friktionsspinnen bekannt, die aus zwei benachbarten porösen Oberflächen mit
von der Friktionsseite abgewandten Luftabsaugeinrichtungen bestehen, wobei die Luftabsaugeinrichtungen
derart angeordnet sind, daß die jeder Oberfläche zugeordnete Luftabsaugeinrichtung
- in Bewegungsrichtung der jeweiligen Oberfläche betrachtet - vor der Fadenbildungslinie
angeordnet ist.
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Friktions-Spinneinrichtungen (Walzenspinner) mit einer derartigen
Anordnung der Absaugeinrichtungen bringen hervorragende - bisher mit Walzenspinnern
unerreichte - Ergebnisse hinsichtlich des ersponnenen Fadens.
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Durch die mit Anspruch 1 dieser Erfindung gelöste Aufgabe wird eine
wesentliche Einsparung des Luftverbrauchs erzielt. Wider Erwarten hat die Spinneinrichtung
nach der Erfindung aber auch trotz der relativ zuin Fadenlauf bzw.
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der Fadenbildungslinie in geometrischer Hinsicht asymmetrische Anordnung
der Friktionsoberflächen und Luftströmungen und trotz der Ungleichheit der Stärke
der Luftströmungen nicht nur eine Minderung des Luftverbrauchs, sondern auch gleichwertige
Spinnergebnisse geliefert, Ferner besteht erfindungsgemäß auch die Möglichkeit,
die Spinneinrichtung für ein breiteres Spektrum von Garntypen ohne besonders genaue
und feinfühliginstellung einzusetzen.
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Hierzu wird der Fadendurchmesser der auf der Spinneinrichtung herzustellenden
Fäden z.B. nach den in der DE-OS 26 56 787 angegebenen Formeln berechnet. Die Berechnung
erfolgt für den kleinsten, herzustellenden Fadendurchnesser. Der engste Spalt zwischen
den Walzen wird sodann kleiner als der kleinste Fadendurchmesser eingestellt. Die
obere Begrenzungslinie der Luftabsaugeinrichtung, welche der aus dem Zwickel fördernden
Walze zugeordnet ist, wird zwischen der Fadenbildungslinie
des
kleinsten Fadendurchmessers und dem engsten Spalt angeordnet. Bei dieser Einstellung
des Walzenspinners können sodann auch niedrigere Garnnummern (größere Fadendurchmesser)
hergestellt werden.
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Für die Spinneinrichtuna nach dieserErfindunq wird also der engste
Spalt für einen bestimmten Bereich von Garnnummern fest eingestellt und zwar derart,
daß der engste Spalt kleiner ist als der kleinste Garndurchmesser. Hierdurch ergibt
sich, daß jede Garntype eine nach ihrem Durchmesser unterschiedliche Fadenbildungslinie
einnimmt. Die Fadenbildungslinie liegt im wesentlichen dort, wo die Weite des zwischen
den Walzenoberflächen gebildeten Zwickels dem Fadendurchmesser entspricht. Dadurch,
daß die Absaugeinrichtungen sich mit ihrer der Fadenbildungslinie zugeordneten Begrenzungslinie
nicht berühren und nicht überlappen, ist eine Anpassung der Einstellung der Absaugeinrichtungen
auf den jeweiligen Fadendurchmesser nicht erforderlich. Nach diesem Aspekt der Erfindung
wird die Fadenbildungslinie also in an sich bekannter Weise aus dem Bereich des
engsten Spalts in den davorliegenden Zwickel verlegt und allein durch die Weite
des zwischen den Walzen gebildeten Zwickels einerseits und den Fadendurchmesser
andererseits bestimmt. Hierdurch entsteht unterhalb der Fadenbildungslinie, insbesondere
zwischen dieser und der Ebene des engsten Spalts in demjenigen Zwickelbereich durch
die Absaugeinrichtung, welche der aus dem Zwickelbereich fördernden Walze zugeordnet
ist, ein Unterdruckv Durch diesen Unterdruck wird der Faden in den Zwickel gezogen.
Hierdurch wird die von der Walzenoberfläche ausgeübte Friktion auf den Faden erhöht.
Die Absaugeinrichtung an der in den Zwickel fördernden Walze sorgt insbesondere
auch für die Abfuhr der Luft, welche durch die
Fasereirslreiseeinrichtung
mitgeführt wird. Hierzu wird nach Anspruch 3 vorgeschlagen, daß die Begrenzungslinie
der Absaugeinrichtung, welche der in den Zwickel fördernden Walze zugeordnet ist,
vor oder auf der Fadenbildungslinie, und zwar vorzugsweise auf oder vor der Fadenbildungslinie
des größten herzustelle@@en Garndurchm@ssers li@gen soll. Mit dieser Art der Luftführung
bleiben einerseits die Vorteile der durch die Hauptanmeldung unter Schutz gestellten
Luftführung erhalten. Zum anaeren wird die Luftführung derart funktionsgerecht modifiziert,
daß bei gleicher Garnqualität ein Senkung des Luftverbrauch ermöglicht und die Bedienung
und Einstellung des Walzenspinners vereinfacht wird.
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Die Zufuhr der Fasern geschieht vorzugsweise durch ein luftfiihrendes
Faserleitrohr, dessen Mündung auf den Zwickelbereich vor dem engsten Spalt gerichtet
ist, z.B. beschrieben in den De-OS 26 5Cj 737 (Bag. 1012), 27 32 678 (Bag. 1036)
und 28 03 904 (Bag. 1054).
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Die Walzen sind vorzugsweise als Hyperboloide ausgeführt, vorzugsweise
als an der dünnsten Stelle abgeschnittene Hyperboloide, wie sie in deii DER 5 27
39 410 (Bag. 1042) und 28 03 904 (Bag. 1054) beschrieben sind.
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Vorteilhafte Bereiche der Luftdrücke sind in den weiteren Ansprüchen
angegeben. Von besonderem Vorteil für den Luftverbrauch einserseits aber auch Betriebssicherheit
und Zwirnergebnis andererseits ist es, wenn - wie durch Anspruch 6 vorgeschlagen
- die Innenoberfläche der in den Zwickel fördernden Walze im Anschluß an die geradlinige
Begrenzungskante der Absaugeinrichtung - in Drehrichtung dr Walze gesehen - durch
eine ortsfeste Abdeckung, welche sich bis in des @ereich des engsten Spalts und
vorzugsweise darüberhinaus erstreckt, abgedeckt et. Hierdurch kann der Unterdruck
in
den Zwickelbereich zwischen Fadenbildungslinie und engstem Spalt erhöht werden.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung beschrieben.
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Fig. 1 die schematische Darstellung einer Friktions-Spinneinrichtung
mit Faserzufuhr; Fig. 2 die schematische Anordnung der Absaugeinrichtungen innerhalb
der beiden Walzen einer Friktions-Spinneinrichtung.
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Die Erfindung ist für alle Arten von Walzenspinnern wie z.B.
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in den Offenlegungsschriften 26 13 263, 26 56 737, 27 14 089, 27 32
678, 27 39 410, 28 03 904 gezeigt anwendbar. Auf Einzelheiten der Faserzufuhr kommt
es hier nicht an. Mit den in Fig. 1 gezeigten Spinnern werden erfindungsgemäß gute
Ergebnisse erzielt. Daher werden diese Anordnungen hier als Ausführungsbeispiele
dargestellt. Fig. 1 ist ein Walzenspinner, der der DE-OS 27 39 410 (Bag. 1042) entnommen
ist. Die dortige Beschreibung wird daher zum Gegenstand einer Anmeldung gemacht,
Die Siebwalzen sind als asymmetrische Hyperboloide ausgebildet. Das bedeutet, daß
die Erzeugende der Siebwalzenmäntel eine die Rotationsachsen der Siebwalzen kreuzende
Gerade ist. Die Asymmetrie der Siebwalzen bedeutet, daß diese keine Normalebenen
besitzen, zu der die beiden Siebwalzenenden spiegelsymmetrisch sind. Dabei befindet
sich - wie Fiq.1a deutlich macht - jede der Normalen-Schnittebenen 14 und 15 auf
der einen Seite der Normalen-Symmetrieebene 16, derart, daß der Durchmesser des
Hyperboloiden vom einen Ende zum anderen nur abnimmt. Die Hyperboloide sind so angeordnet,
daß ihre
Achsen in zueinander parallelen Ebenen liegen, bzw. daß
jede von Ihnen eine erzeugende Gerade hat, welche parallel zu der Fadenbildungslinie
liegt. Hierdurch wird einerseits die Fadenbildungslinie durch Zwirnung, andererseits
aber auch eine Förderung des entstehenden Fadens zum Ausgang der Spinnvorrichtung
erreicht. Das bedeutet, daß bei Projektion der beiden Achsen auf einer Ebene der
Winkel zwischen ihnen doppelt so groß ist, wie der Winkel, unter dem jede erzeugende
Gerade ihre jeweilige Hyperboloidachse schneidet.
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Die Hyperboloide sind weiterhin so angeordnet, daß der engste Spalt,
den die benachbarten erzeugenden Geraden bilden, im wesentlichen rechteckig ist
Da einer der Hyperboloidkörper mit seiner Lagerung verschiebbar und um eine Achse
schwenkbar ist, ist es möglich, die Spaltbreite einzustellen und/oder den Hyperboloidkörper
derart zu neigen, daß der engste Spalt zum Fadenausqang hin enger oder vorzugsweise
weiter wird.
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Im Inneren der Hyperboloide , 2 befinden sich Absaugeinrichtungen
3, 4, wie in Fig, 3 gezeigt.
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Fig. 3 zeigt lediglich einen schematischen Querschnitt durch die Walzen
eines Walzenspinners. Die Walzen 1 und 2 werden mit den Bewegungsrichtungen der
Pfeile 19 und 20 angetrieben. Die Walzen sind perforiert. Die Walzen bilden in der
Ebene 21 einen engsten Spalt mit der Spaltweite S.
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Der Faden 7 wird oberhalb der Ebene 21 in dem zwischen den Oberflächen
der Walz 1 und 2 gebildeten Zwickel gebildet.
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Hierzu werden aus der Mündung des Faserzufuhrkanals 18 Einzelfasern
11 in einem Luftstrom in den Zwickel gefördert.
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Auf der Innenseite der Walzen 1 bzw. 2 sind die Aubsaugeinrichtungen
3 und 4 angeordnet. Beide Absaugeinrichtungen erstrecken sich im wesentlichen parallel
zur Ebene 21 und damit auch parallel zur Fadenbildungslinie 7. Die Wand 22
der
Absaugeinrichtung 3, welche die - in Drehrichtung 19 der Walze 1 gesehen - untere
Begrenzung der Absaugeinrichtung 3 bildet, liegt kurz vor oder auf der Ebene der
Fadenbildungslinie 7. Die Wand 22 der Absaugeinrichtung 4, welche - in Drehrichtung
20 der Walze 2 gesehen - die hintere Begrenzung der Absaugeinrichtung 4 darstellt,
liegt zwischen der Fadenbildungslinie 7 und der Ebene des engsten Spalts 21.
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Als bevorzugt ist vorgesehen, daß die Innenoberfläche der Walze 1
zwischen Fadenbildungslinie 7 und der Ebene 21 des engsten Spalts durch die Abdeckplatte
24 abqedeckt ist.
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Die Abdeckplatte ist vorzugsweise fest mit der Wand 22 verbunden und
demnach - wie auch die Absaugungen - ortsfest angebracht.
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Es sei erwähnt, daß durch den Faserzufuhrkanal 13 ein Luftstrom geführt
wird, weicher die Einzelfasern fördert.
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Nach der Erfindung wird in der Absaugeinrichtung 3 ein gereinerer
Luftunterdruck als in der Absaugeinrichtung 4 hergestellt. Es herrscht hier z.B.
ein Unterdruck von 500 mm/WS.
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Durch diesen Unterdruck wird-die von dem Faserzufuhrkanal 18 in den
Zwickel zwischen den Walzen 1 und 2 geförderte Luft aesauqt und hierdurch im Bereich
des Fadens eine Luftströmung erzeugt, welche die Fadendrehung unterstützt.
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In der Absaugeinrichtung 4 wird ein Buftunterdruck erzeugt, der ein
Vielfaches, vorzugsweise das Vier- bis FünfEache, des Luftunterdrucks in der Absaugeinrichtung
3 beträgt, z.B.
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2.500 mm/Ws. Durch die Absaugung 4 entsteht in dem Raum, welcher begrenzt
ist durch die Walzenoberflächen der Walzen 1, 2, durch den Faden 7 sowie den engsten
Spalt 21, ein Unterdruck. Dieser Unterdruck bewirkt, daß der Faden 7 in Richtunq
des Pfeils 19 zurEbene des enqsten~Spalts 21 gezogen und dadurch in engen Reibkontakt
mit den beiden Walzenoberflächen 1 und 2 gebracht wird. Die Entstehung dieses Unterdrucks
in dem Zwickelbereich unterhalb der Fadenbildunqslinie
7 wird
durch die Abdeckung 24 noch gefördert.
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Zur Förderung des Unterdrucks dient weiterhin, daß die Spaltweite
s des engsten Spaltes möglichst eng und in jedem Falle kleiner als der Fadendurchmesser
eingestellt wird. Eine mögliche Spaltweite ist z.B. 0,04 mm.
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Es sei erwähnt, daß der Spalt auch so eingestellt werden kann, daß
er in Fadenlaufrichtung größer wird. Dadurch wird erreicht, daß der Spalt sich dem
in Bildungsrichtung dicker werdenden Fadendurchmesser anpaßt und die Fadenbildungslinie
parallel zur Ebene des engsten Spalts 21 liegt. Zur Vereinfachung der Einstellung
des Walzen spalts und zur Erhöhung des Unterdrucks zwischen Fadenbildungslinie und
engstem Spalt kann aber auch vorgesehen sein, daß der engste Spalt über die Länge
der Walzen konstant bleibt, daß sich stattdessen aber die Wände 22 und 23 der Absaugungen
3 bzw. 4 in Richtung der Fadenbildung etwas gegenüber der Ebene 21 des engsten Spalts
anheben. Dadurch wird erreicht, daß der in Bildungsrichtung dicker werdende Faden
zwar nicht mehr parallel zur Ebene 21 des engsten Spalts liegt, daß aber trotzdem
die Begrenzungen 22 und 23 eine konstante relative Lage zur Fadenbildungslinie behalten.
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In dem US-Patent ...., 4,130.983 (Baq. 978) sind Versuche zur Herstellung
eines Baurriwolifadens Rs 24 beschrieben, Bei Befolquna der Lehre nach dieser Erfindung
konnten auf der in dem angegebenen US-Patent geschilderten Walzenspinneinrichtung
Reißfestigkeiten von 19 Rkm erzielt werden.
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Dabei wurde die Oberflächengeschwindigkeit der Walze 2 variiert. Die
Oberflächengeschwindigkeit der Walze 2 war gleich der Oberflächengeschwindigkeit
der Walze 1 und wurde auf einen bis zu 10 8 größeren Wert erhöht. Dabei zeigte sich
eine weitere Erhohung der Festigkeit auf 20,5 Rkm.
Bei noch größerer
Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten ergaben sich Probleme hinsichtlich der Stabilität
des Spinnprozesses.
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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Siebwalze 2 Siebwalze 3 Absaugeinrichtung
4 Absaugeinrichtung 5 Antriebsmotor 6 Antriebsmotor 7 fertiger Faden 8 Lieferwerk
9 Kanal für Faserzufuhr 10 Spinnkabel 11 Einzelfaser 12 Förderwalze 13 Auflösewalze
14 Normalen-ScInittebene 15 Normalen-Schnittebene 16 Normalen-Symmetrieebene 17
Faserzufuhreinrichtung 19 Bewegungsrichtung 20 Bewegungsrichtung 21 Ebene des engsten
Spalts 22 Wand 23 Wand 24 Abdeckung
L e e r s e i t e