DE3441982C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur kontinu­ ierlichen Herstellung von Garn nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie von einer Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.

Bei einer solchen, aus der DE 26 20 118 A1 bekannten Vor­ richtung sind in einem festgelegten, nicht veränderbaren Abstand voneinander und koaxial zu einer die Faserlauf­ richtung bestimmenden Achse zwei Dralldüsen in einem ge­ meinsamen Gehäuse angeordnet, die von einer in dem Gehäu­ se vorgesehenen Verteilungskammer mit Druckluft versorgt werden. Die in Bewegungsrichtung der Fasern erste Drall­ düseneinrichtung gibt den Fasern eine axiale Bewegungs­ komponente und eine Drehung in einer Richtung, während die zweite Dralleinrichtung senkrecht zur Faserbewegungs­ richtung auf die Fasern so einwirkt, daß diesen eine Dre­ hung entgegengesetzt zu der in der ersten Dralldüsenein­ richtung aufgeprägten Drehung erteilt wird, die als Falschdrall wirkt. Diese Art der pneumatischen Faserbe­ handlung führt zu einem Faserbündelgarn mit einem Kern aus im wesentlichen parallel ausgerichteten Fasern und mit um den Kern herum festgezogenen Fasern, die den Kern verfestigen, wobei durch den Falschdrall das Garn aufgelockert wird und eine bestimmte Flauschigkeit hat, die jedoch nicht mit einem hochvoluminösen Garn verglichen werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, das gattungsgemäße Verfahren, bzw. die gattungs­ gemäße Vorrichtung so auszubilden, daß mit einfachen Maßnahmen und geringem konstruktiven Aufwand ein breites Sortiment von hochvoluminösen Garnen hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 verfahrensmäßig und mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 vorrichtungsmäßig gelöst.

Die Ansprüche 2 bis 4 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, Anspruch 6 beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung, die die Anpassung an die mittlere Faserlänge ermöglicht.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können aus Fasern endlicher Länge, beispielsweise aus Baumwolle-, Leinen- oder Wollefasern, oder aus Fasern endlicher Länge zusammen mit einem als Kern dienenden komplexen Chemiefaden hoch­ voluminöse Garne mit hoher Garnqualität und großer Fer­ tigungsgeschwindigkeit hergestellt werden. Dabei ergeben sich Garne mit gleichbleibender linearer Dichte, da auch Fasern, die kürzer sind, als die mittlere Faserlänge, bei dem Verschlingungs- bzw. Verflechtungsvorgang der freien Faserenden, die durch die pulsierenden Gasströme in eine schwingende Bewegung versetzt werden, sicher eingebunden werden. Dabei wird auf das Garn in der Garn­ bildungszone keine mechanische Spannung ausgeübt, wie sie zwischen Zuführ- und Abführwalzen normalerweise auftritt, da sowohl die Fixierung der in Garnlaufrichtung hinteren Faserenden in der Garnbildungszone sowie die Verschlin­ gung der freien vorderen Garnenden mit Hilfe eines gas­ förmigen Mediums, wie Luft oder Dampf, durchgeführt wird.

Da mechanische Spannelemente nicht erforderlich sind, ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr einfach, wobei sich eine Anpassung an die mittlere Fa­ serlänge aufgrund einer Gewindeverbindung zwischen Hülse und Gehäuse nach Anspruch 6 einfach verwirkli­ chen läßt.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung im Prinzipschema,

Fig. 2 im Axialschnitt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 3 den Schnitt III-III von Fig. 2 und

Fig. 4 im Axialschnitt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird zur Erzeugung eines hoch­ volumigen Garns ein Fasermaterial A aus Fasern endlicher Länge nach dem Strecken in einem Streckwerk 1 bzw. aus einem Fasermaterial A und einem komplexen Chemiefaden F mit Hil­ fe eines Zuführwalzenpaares einer Garnbildungszone B zuge­ führt, in welcher dem Fasermaterial A in einem Bereich C eine falsche Drehung erteilt wird und gleichzeitig in einem Bereich D die Fasern miteinander verflochten bzw. verschlungen werden, und zwar unter Einwirkung von Strah­ len eines gasförmigen Mediums, wie Luft oder Dampf. Die Bereiche C und D haben voneinander den Abstand l, der im wesentlichen der mittleren Faserlänge entspricht. Zwi­ schen den Bereichen C und D liegt ein Bereich E, in wel­ chem sich die Fasern wieder aufdrehen, so daß sie beim kontinuierlichen Prozeß mit ihren einen Enden durch die falsche Drehung im Bereich C untereinander gehalten sind, während ihre anderen Enden durch das Aufdrehen im Bereich E frei voneinander sind und im Bereich D verflochten wer­ den können. Die Verflechtung bzw. Verschlingung der Fasern erfolgt durch einen pulsierenden Strom des gasförmigen Mediums, dessen Pulsationsperiode direkt proportional zur Faserlänge oder umgekehrt proportional zur Bewegungsge­ schwindigkeit der Fasern eingestellt wird. Das aus der Garnbildungszone B in Faserlaufrichtung spannungsfrei austretende fertige Garn 2 wird über ein Garnabzugswal­ zenpaar 3 zu einem Wickelkörper 4 transportiert und dort aufgewickelt.

Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung hat eine kammerförmi­ ge Einstrahleinrichtung 5 zur Erzeugung der falschen Drehung, eine kammerförmige Einstrahleinrichtung 6 für die Verflechtung der Fasern und ein Abzugswalzenpaar 3. Die beiden Einstrahleinrichtungen 5 und 6 sind in einem Gehäuse 7 angeordnet. Das Gehäuse 7 hat ferner eine Ver­ teilungskammer 8, einen durchgehenden Kanal 9 für das Fasermaterial, radiale Kanäle 10 für die Zuführung des gasförmigen Mediums in die Einstrahleinrichtung 6 für die Verflechtung der Fasern, einen Anschluß 11 für die Zuführung des gasförmigen Mediums in die Verteilungs­ kammer 8 sowie Kanäle 12, die mit der Einstrahleinrich­ tung 5 in Verbindung stehen und zueinander sowie zur Achse der Einstrahleinrichtung 5 versetzt sind, so daß bei der Zuführung des gasförmigen Mediums durch die Kanäle 12 in der Einstrahleinrichtung 5 verwirbelte Gas­ ströme erzeugt werden.

Die dem Bereich C von Fig. 1 entsprechende Einstrahlein­ richtung 5 zur Erzeugung der falschen Drehung liegt im Gehäuse 7 in Bewegungsrichtung des Fasermaterials vor der dem Bereich D entsprechenden Einstrahleinrichtung 6 für die Verflechtung der Fasern, und zwar von der Achse der radialen Kanäle 10 aus in einem der mittleren Länge der verwendeten Fasern entsprechenden Abstand l.

Im Gehäuse 7 ist am Austritt des durchgehenden Kanals 9 ein Tauchkolben 13 angeordnet, der, wie aus Fig. 3 er­ sichtlich ist, durchgehende Bohrungen 14 mit unterschied­ lichen Durchmessern aufweist, die parallel zum durchge­ henden Kanal 9 verlaufen, so daß durch Verstellung des Tauchkolbens 13 die Austrittsgeschwindigkeit und somit die lineare Dichte des hergestellten Garns variiert werden kann.

Im Gehäuse 7 ist, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, auf der Einführungsseite für das Fasermaterial in dem durchge­ henden Kanal 9 eine Hülse 15 mit einem zylindrischen An­ satz 16 angebracht, der einen zentralen Kanal 17 besitzt, der koaxial zum durchgehenden Kanal 9 des Gehäuses 7 an­ geordnet ist. Die Hülse 15 ist in das Gehäuse 7 über eine Gewindeverbindung eingeschraubt, wobei der Ansatz 16 der Hülse 15 so in die Einstrahleinrichtung 5 des Gehäuses 7 ragt, daß zwischen dem Gehäuse 7 und dem Ansatz 16 eine Ringkammer 18 gebildet wird, die mit den Kanälen 12 der Einstrahleinrichtung 5 in Verbindung steht. Die Stirn­ fläche des Ansatzes 16 bildet dabei eine Begrenzungswand der Einstrahleinrichtung 5, von der aus der Abstand 1 festgelegt wird.

Die Ringkammer 18 sorgt für eine günstige Verwirbelung des Luftstroms in der Einstrahleinrichtung 5, durch den einerseits dem Fasermaterial A die falsche Drehung erteilt und andererseits das Fasermaterial A in Richtung der Ein­ strahleinrichtung 6 für die Verflechtung der Fasern wei­ terbewegt wird.

Die Hülse 15 mit dem Ansatz 16 ist in das Gehäuse 7 ein­ schraubbar und damit verstellbar, so daß die Größe der kammerförmigen Einstrahleinrichtung 5 und der Abstand zwischen den Einstrahleinrichtungen 5 und 6 abhängig von der mittleren Faserlänge geändert werden können.

Als Einstrahleinrichtung 5 kann auch ein Teil des durch­ gehenden Kanals 9 dienen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, wofür der Ansatz 16 der Hülse 15 einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des durchgehenden Kanals 9.

Zur Erzeugung eines pulsierenden Gasstroms, der durch den Anschluß 11, die Verteilungskammer 8 und die Einstrahlein­ richtung 6 zugeführt wird und dessen Pulsationsperiode di­ rekt proportional zur Faserlänge und umgekehrt proportio­ nal zur Bewegungsgeschwindigkeit der Fasern einstellbar ist, werden in der Zeichnung nicht gezeigte Mittel benutzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Nach dem Austritt des Fasermaterials A aus dem Streckwerk 1 und nach Durchgang durch das Zuführwalzenpaar gelangt es in den zentralen Kanal 17 der Hülse 15, in die Einstrahl­ einrichtung 5 für die Erzeugung der falschen Drehung, in den durchgehenden Kanal 9, in die Einstrahleinrichtung 6 zur Verflechtung bzw. Verschlingung der Fasern und danach in die durchgehende Bohrung 14 des Tauchkolbens 13 und wird nach Rückprall von einer Abschirmung 19 aus der Einstrahlein­ richtung 6 abgeführt und nach Durchgang durch das Garnab­ zugswalzenpaar 3 auf den Wickelkörper 4 aufgewickelt. Das Fasermaterial A erhält in der Einstrahleinrichtung 5 eine Drehung in der einen Richtung und beginnt, sich nach Durchgang durch den Bereich C in Fig. 1 im Bereich E in der entgegengesetzten Richtung aufzudrehen. Dabei werden die in Bewegungsrichtung des Fasermaterials A vorderen Enden der sich aufdrehenden Fasern durch den turbulenten Strom des in der Einstrahleinrichtung 6 periodisch zugeführ­ ten gasförmigen Mediums im Bereich D miteinander verschlungen, während die in Bewegungsrichtung des Fasermaterials A hin­ teren Enden sich in dem Bereich C für die Erzeugung der falschen Drehung befinden und untereinander festgehalten werden.

Die Garnbildung erfolgt also durch das gasförmige Medium gleichzeitig in zwei im Abstand der Faserlänge hinterein­ ander befindlichen Abschnitten. Innerhalb des ersten Abschnitts zwischen dem Zuführwalzenpaar und dem als Punkt dargestellten Bereich E wird das Fasermaterial A durch die falsche Drehung gleichsam entspannt. In dem als Punkt dargestellten Bereich D findet eine intensive Einwirkung auf die Fasern endlicher Länge durch den pul­ sierenden turbulenten Gasstrom statt. Dadurch, daß die hinteren Ende der Fasern durch die falsche Drehung ein­ gespannt sind, können ihre vorderen Enden, die sich in­ nerhalb des Abschnitts ED im freien, also nicht einge­ spannten Zustand befinden, mit den benachbarten Fasern verschlungen werden, indem sie eine schwingende Bewe­ gung ausführen.

Da der Abstand l vom Bereich C, wo dem Fasermaterial A die falsche Drehung erteilt wird, bis zum Bereich D, wo die Fasern verflochten werden, nicht größer als die mittlere Faserlänge ist, übersteigt die Größe des Ab­ schnitts ED, auf welchem sich die Fasern in freiem Zu­ stand befinden, nicht die minimale Faserlänge, wodurch die Menge der als Abfall abgeführten Fasern stark ver­ ringert wird.

Wesentlich bei der Garnbildung mit Hilfe des als Strahlen zugeführten gasförmigen Mediums ist das Fehlen einer zwangsweisen Spannung des Fasermaterials A in den für die Garnerzeugung dienenden Bearbeitungseinrichtungen. Bei Auftreten einer solchen Spannung würde der Garnbildungs­ prozeß gestört. Daher ist die Zuführungsgeschwindigkeit für das Fasermaterial A größer als die Abzugsgeschwindig­ keit aus der Vorrichtung oder genauso groß wie diese Ge­ schwindigkeit, was mit Hilfe der Einstrahleinrichtung 5 möglich ist.

Außerdem wird die Dauer des Prozesses für die druckluft­ bewirkte Verflechtung entsprechend der minimalen endlichen Länge der Fasern, aus denen das Garn besteht, geändert. Dies wird dadurch erreicht, daß die minimale Länge eines Verflechtungsabschnitts der minimalen Länge der Fasern entspricht, die am Verflechtungsprozeß beteiligt sind. Dadurch ist die Dauer des Verflechtungsvorgangs direkt proportional zur minimalen Faserlänge und umgekehrt pro­ portional zur Durchgangsgeschwindigkeit der Fasern durch den Verflechtungsabschnitt.

Zur Herstellung eines Halbwollgarns wird ein Fasermate­ rial aus 50% Wolle und 50% Lawsan (Polyester) verwendet, wobei die Fasern eine maximale Stapellänge von 81 mm, eine minimale Stapellänge von 17 mm und eine lineare Dichte von 62 tex haben. Die Ablaufgeschwindigkeit des Garns beträgt 2,5 m/s.

Für die Garnherstellung mit der genannten linearen Dichte muß dem Fasermaterial eine falsche Drehung erteilt werden, die 254 Drehungen pro Meter beträgt. Da die Stapellänge der an der Garnbildung beteiligten Fasern 17 bis 81 mm beträgt, wird der Abstand vom Übergangspunkt für die falsche Drehung bis zum Abschnitt der druckluftbedingten Verflechtung mit 40 mm angesetzt, so daß beliebige, nach dem Kammgarnspinnsystem verarbeitete Fasern verwendet werden können. Die Dauer der druckluftbewirkten Verflech­ tung wird auf 0,0068 s festgelegt. Die Garnbildung er­ folgt entsprechend diesen Parametern. Das erzeugte Garn hat eine relative Reißbelastung von 14,35 p/tex, eine relative Reißdehnung von 14%, einen Variationsfaktor für die Reißbelastung von 9,5% und für die lineare Dichte von 1,5%.

Claims (6)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Garn (2), bei dem ein Fasermaterial (A) mit Fasern endlicher Länge in einer Garnbildungszone (B) durch Einwirkung eines gasförmigen Mediums in einem ersten Bereich (C) vorwärtsbewegt und mit einer falschen Drehung versehen und gleichzeitig in Vorwärtsbewegungsrichtung im Ab­ stand in einem zweiten Bereich (D) zusätzlich senkrecht mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt wird, wonach das erzeugte Garn (2) aus der Garnbildungszone (B) abge­ zogen und aufgewickelt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fasern in dem ersten Bereich (C) durch die falsche Drehung untereinander an ihren einen Enden gehalten werden, sich zwischen dem ersten Bereich (C) und dem zweiten Bereich (D) wieder aufdrehen und ihre dadurch freigewordenen anderen Enden in dem zweiten Bereich (D), der von dem ersten Bereich (C) in einem der mittleren Faserlänge des Fasermaterials (A) entsprechenden Abstand (l) vorgesehen ist, durch Beauf­ schlagung mit einem pulsierenden Strom des gasförmigen Mediums verschlungen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pulsationsperiode des pul­ sierenden Stroms des gasförmigen Mediums direkt propor­ tional zur minimalen Faserlänge und umgekehrt proportio­ nal zur Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit der Fasern des Fasermaterials (A) eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Fasermaterial (A) durch die Garnbildungszone (B) mit einer Geschwindig­ keit bewegt wird, die genauso groß ist wie oder größer ist als die Geschwindigkeit, mit der das erzeugte Garn (2) abgezogen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Garnbildungszone (B) zusammen mit dem Fasermaterial (A) als Kern ein komplexer Chemiefaden (F) zugeführt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Walzenpaar für die Zufüh­ rung des Fasermaterials (A), mit einer ersten Einstrahl­ einrichtung (5) zur axialen Vorwärtsbewegung und zum falschen Drehen des Fasermaterials (A) durch Einwirkung wenigstens eines Gasstroms, mit einer von der ersten Einstrahleinrichtung (5) im Abstand angeordneten zweiten Einstrahleinrichtung (6) zur senkrechten Beaufschlagung des Fasermaterials (A) mit Gasströmen und mit einem Garnabzugswalzenpaar (3), wobei die beiden Einstrahlein­ richtungen (5, 6) in einem gemeinsamen Gehäuse (7) längs eines durch das Gehäuse (7) axial hindurchgehenden Kanals (9) angeordnet und mit einer im Gehäuse (7) vorgesehenen Verteilungskammer (8) für das Gas verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einstrahl­ einrichtungen (5, 6) in einem der mittleren Faserlänge des Fasermaterials entsprechenden Abstand (1) voneinander angeordnet sind und daß den radialen Kanälen (10) der zweiten Einstrahleinrichtung (6) Mittel zur Erzeugung von pulsierenden Gasströmen zugeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Gehäuse (7) auf der Faser­ materialeinlaßseite eine axial einstellbare Hülse (15) mit einem zylindrischen Ansatz (16) angeordnet ist, der einen zu dem durch das Gehäuse (7) hindurchgehenden Ka­ nal (9) koaxialen Kanal (17) aufweist, wobei zwischen dem Ansatz (16) und dem Gehäuse (7) eine Ringkammer (18) ausgebildet ist, die über Kanäle (12) mit der Vertei­ lungskammer (8) verbunden ist, und die fasermaterial­ einlaßseitige Stirnwand der die erste Einstrahlrich­ tung (5) bildenden Kammer von der Stirnseite des An­ satzes (16) gebildet wird.