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B e s c h r e i b u n g
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Vorrichtung zum Feinverspinnen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Feinverspinnen der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.
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Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 19 65 605 bekannt. Die
bekannte Vorrichtung ist einer Offenend-Spinnvorrichtung. nachgeschaltet, die en.tweder
eine feststehende öder eine rotierende Spinnkammer aufweist.
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In die Spinnkammer mündet eine rotierende Zuführungsleitung für die
Fasern. Die Mündungsöffnung der Zuführungsleitung liegt außerhalb ihrer Drehachse,
so daß die Fasern über einen Kreisbereich innerhalb der Spinnkammern verteilt werden.
An der Ausgangsöffnung der Spinnkammer ist ein ebenfalls drehbares Austrittsrohr
derart angeordnet, daß der Faden koaxial mit der Drehachse des Austrittsrohres geführt
werden kann. Der Faden wird entweder durch das Zusammendrehen der von der Zuführleitung
eingebrachten einzelnen Fasern in der rotierenden Spinnkammer und/oder durch die
Rotation der das Austrittsrohr enthaltenden Mitnahmeeinrichtung gebildet.
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Die Mitnahmeeinrichtung enthält weiterhin an der der Spinnkammer abgewandten
Seite des Austrittsrohres zwei Klemmwalzen, deren Achsen jeweils senkrecht zur Drehachse
der Mitnahmeeinrichtung verlaufen und in Richtung der Drehachse übereinander angeordnet
sind. Der Faden läuft über einen Teil der ersten Walze in den Spalt zwischen den
zwei Walzen und über einen Teil der zweiten Walze zu einer Ausgabeöffnung. Durch
das mechanische Festklemmen ist es zwar möglich, dem Faden nunmehr eine definierte
Drehung zu erteilen, die verwendete Mitnahmeeinrichtung ist jedoch relativ störanfällig,
da die mechanischen Einklemmstellen durch den durchlaufenden Faden einem
starken
Verschleiß unterliegen. Weiterhin ist es nicht auszuschließen~, daß sich beispielsweise
durch unterschiedliche Abnutzung Unwuchten bilden, die zu einer verringerten Leistungsfähigkeit
der bekannten Vorrichtung führen. Um derartige nchten und gleichzeitig die an dem
Auslaßrohr angreifenden Kräfte so klein wie möglich zu halten, müssen auch die Durchmesser
der Klemmwalzen so klein wie möglich bemessen sein. Dies bedeutet jedoch, daß die
durch den durchlaufenden Faden mitgenommenen Klemmwalzen mit einer hohen Geschwindigkeit
rotieren, die umso größer ist, je größer die Spinngeschwlndigkeit ist. Dies und
die Tatsache, daß der Faden konstruktionsbedingt auf einem größeren Oberflächenbereich
der beiden Klemmwalzen anliegt, kann jedoch insbesondere bei hohen Spinngeschwindigkeiten
zu einer nicht mehr akzeptablen Erwärmung des Fadens führen. Aus diesem Grund ist
die Spinngeschwindigkeit der bekannten Vorrichtung insbesondere beim Verspinnen
synthetischer Fasern begrenzt.
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Aus der DE-PS 27 58 823 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Spinnen
eines Fasergarns bekannt, bei der der Faserstrang zwischen Zuliefer- und Abzugswalzen
einen Fadenkanal passiert, dessen Innendurchmesser den Durchmesser des Faserstrangs
um ein Mehrfaches übersteigt. In den Fadenkanal münden unter verschiedenen Winkeln
Druckluftdüsen, die ein Rotieren des durchlaufenden Faserstranges unter Bildung
eines oder mehrerer Fadenballone erzeugen.
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Abgesehen davon, daß mit der beschriebenen Vorrichtung nur Falschdrehungen
ausgeführt werden können, hat sich weiterhin herausgestellt, daß die mit diesem
Verfahren aufzubringenden Drehungen nicht ganz gleichmäßig und nicht reproduzierbar
sind.
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Eine genau definierte Drehung, die eine bessere Reißfestigkeit und
-Gleichmäßigkeit des Fadens zur Folge hat, kann dem Faserstrang weiterhin in dem
allbekannten
Ringst nwerfahtqer. ciitgeeben werden. LCI diesem Verfahren
läuft der Faserstrang über Ringläufer und Ring zur Spule. Bei größeren Relativgeschwindigkeiten
zwischen Ringläufer und Ring tritt jedoch auch hier durch die mechanische Reibung
zwischen den beiden Teilen Wärme auf, die die Spinngeschwindigkeit insbesondere
beim Verspinnen synthetischer Fasern stark begrenzt. Des weiteren bildet sich konstruktionsbedingt
ein Fadenballon aus, der durch die auftretenden Fliehkräfte den Fadenauf Zug beansprucht.
Auch dadurch wird die Spinngeschwindigkeit beschränkt.
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Der Anmeldung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung aufzuzeigen,
mit der einem Faserstrang eine definierte Drehung erteilt werden kann, ohne daß
die Spinngeschwindigkeit begrenzt ist.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
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Durch die exzentrische Anordnung des Fadenkanals und der durch die
Abstimmung von Abzugskraft und Drehzahl bewirkte Reibungseingriff durch Fliehkraft
wird sichergestellt, daß die Oberfläche des Faserstranges und die Oberfläche des
Fadenkanals nur kurzzeitig in Reibungseingriff stehen. Dadurch wird das Auftreten
von Reibungswärme auf ein Minimum begrenzt, so daß auch temperaturempfindliche synthetische
Fasern mit einer hohen Geschwindigkeit ersponnen werden können. Da die Oberfläche
des Faserstrangs durch den Reibungseingriff sicher mitgenommen wird, kann dem Faserstrang
eine genau definierte Drehung erteilt werden.
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Die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 2 und 3 hat sich im Hinblick
auf die angreifenden Zentrifugalkräfte als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 bewirkt, daß der Faserstrang zwangsgeführt
wird, so daß die durch die Auslenkung auftretenden Zugkräfte auf ein Minimum beschränkt
werden.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 stellt eine konstruktiv besonders
einfache Lösung dar.
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Die Ansprüche 6 und 7 beschreiben zwei Varianten, die alternativ,
j.e nach den aufzubringenden Drehungen eingesetzt werden können.
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Anspruch 8 beschreibt besonders bevorzugte Umdrehungsgeschwindigkeiten
der Mitnahmeeinrichtung.
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Durch die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 9 oder 10 wird die Mitnahme
des Faserstrangs weiter verbessert.
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-Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Figur 2 eine alternative Ausgestaltung der Hohlwelle mit Fadenkanal,
und Figur 3 eine dritte Ausführungsform der Hohlwelle ohne Zwangsführung für den
Faserstrang.
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Aus Figur 1 ist eine als ganzes mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum
Feinspinnen ersichtlich, die ein Gehäuse 2 und eine als ganzes mit 3 bezeichnete
Mitnahmeeinrichtung enthält. Die Vorrichtung 1 ist zwischen einem nur schematisch
dargestellten Streckwerk 1, das ein Faserband 5 aus gestreckten, parallelisierten
Fasern liefert, und einer schematich als "pult 6 darlcjstlltcn
Aufwickeivorricrtung
zum Aufwickeln des fertig verdrehten Faserstranges, deren Aufwickelgeschwindigkeit
zum Regeln der Fadenabzugskraft einstellbar ist, angeordnet.
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Die Mitnahmeeinrichtung 3.weist eine Hohlwelle 7 auf, die zwischen
zwei Lagern 8 und 9 um ihre als Drehachse 10 wirkende Mittellinie drehbar gelagert
ist. Der Antrieb der Hohlwelle 7 erfolgt über einen Elektromotor ll.
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Die Hohlwelle 7 weist an ihrem zum Streckwerk 4 weisenden Enne und
an ihrem zur Spule 6 weisenden Ende miteinander fluchtende Bereiche 7 a und 7 b
auf, deren Innendurchmesser untereinander etwa gleich und nur geringfügig größer
als der Durchmesser des Faserstrangs sind. Zwischen den Bereichen 7 a und 7 b ist
ein erweiterter Bereich 7 c angeordnet. Der erweiterte Bereich 7 c weist eine um
die Drehachse 10 rotationssymmetrische Gestalt mit einem zylindrischen Mittelabschnitt
und zwei in Richtung auf die Bereiche 7 a und 7 b konisch zulaufenden Seitenabschnitten
auf. Der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnittes ist mehr als doppelt so
groß wie der Innendurchmesser eines der Bereiche 7 a oder 7 b.
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Im Inneren der Hohlwelle 7 ist ein den Fadenkanal bildendes Röhrchen
12 zur Zwangsführung des Faserstranges 5 angeordnet. Das Röhrchen 12 weist einen
Außendurchmess.er auf, der im wesentlichen dem Innendurchmesser der Bereiche 7a
und 7 b der Hohlwelle entspricht. Innerhalb der Bereiche 7 a und 7 b verläuft das
Röhrchen 12 koaxial mit der Drehachse 10 der Hohlwelle 7. Im'erweiterten Bereich
7 c der Hohlwelle 7 ist das Röhrchen 12 aus seiner koaxialen Lage mit der Drehachse
10 mit zwei Abschnitten 12 a und 12 b seitlich ausgelenkt. Die Auslenkung ist so
groß, daß die Außenfläche des Röhrchen 12 in den beiden Bereichen 12 a und 12 b
zumindest punktweise an der Innenfläche des erweiterten Bereiches 7 c anliegt. Das
Röhrchen 12 kann aus
Metall, Kunststoff oder ähnlichen Materialien
sein.
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Die Innenfläche des Röhrchens kann haftfähig ausgebildet oder mit
einem gesonderten Reibbelag versehen sein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: Das Streckwerk
4 liefert einen Faserstrang 5 aus gestreckten, parallelisierten Fasern. Der Faserstrang
5 tritt in das Röhrchen 12 am Bereich 7 a in die Hohlwelle 7 ein, durchläuft die
beiden versetzten Abschnitte 12 a und 12 b tritt nach Passieren des Bereiches 7
b aus der Hohlwelle 7 aus und wird durch die rotierende Spule 6 aufgewickelt. Die
Hohlwelle 7 wird durch den Motor in Umdrehung versetzt, wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit
der Hohlwelle 7 zwischen 20.000 bis 90.000 U/min beträgt.
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Durch diese hohe Umdrehungsgeschwindigkeit wird die Oberfläche des
Faserstranges 5 in den Bereichen 12 a und 12 b durch die Zentrifugalkraft gegen
die Innenfläche des Röhrchens 12 gedrückt und durch Reibungskraft in der exzentrischen
Rotationsbewegung um die Drehachse 10 derart mitgenommen, daß sich der Faserstrang
5 um seine eigene Achs-e verdreht. Auf diese Weise kann dem Faserstrang 5 eine genau
definierte Drehung verliehen werden. Nach dem Verlassen der Hohlwelle 7 wird der
verdrehte Faserstrang 5 auf die Spule 6 aufgewickelt. Der Abziehvorgang durch die
Spule 6 kann gesteuert werden, so daß der Faserstrang so locker bleibt, daß ein
Anpressen seiner Oberfläche an die Innenfläche des Fadenkanals durch die Fliehkraft
immer gewährleistet bleibt. Die Abziehkraft durch die Spule 6 darf insbesondere
nicht so hoch werden, daß der Faden innerhalb des Röhrchens 12 derart straff gezogen
wird, daß die Zentrifugalkraft bei vorgegebener Drehzahl nicht mehr ausreicht, den
Faserstrang 5 an dic TrinFnwliritle dc.' Rohrchtnn 1.3 zil prcsen In Figur 2 ist
in schematischer Weise eine Abwandlung der
Hohlwelle 7 dargestellt.
Die Hohlwelle 7 weist wie in Figur 1 die beiden als Ein- und Auslauf für den Faserstrang
5 ausgebildeten Bereiche 7 a und 7 b und den Bereich 7 c mit erweitertem Innendurchmesser
auf. Der Bereich 7 c weist die gleiche rotationssymmetrische Gestalt, wie der Bereich
7 c in Figur 1, aber einen größeren Innendurchmesser und eine größere Länge auf.
Das Röhrchen 12 weist innerhalb des erweiterten Bereiches 4 gegenüber der Drehachse
10 exzentrische Abschnitte 12 a, 12 b, 12 c und 12 d auf. Die Außenfläche des Röhrehens
12 liegt in vier exzentrischen Abschnitten 12 a bis 2 d an der Innenoberfläche des
erweiterten Bereiches 7 c an. Der Faserstrang 5 tritt in der bereits beschriebenen
Weise in das Röhrchen 12 am Bereich 7 a der Hohlwelle 7 ein, wird durch die exzentrischen
Abschnitte 12 a bis 12 d geführt und dort bei Rotation der Hohlwelle 7 durch Zentrifugalkraft
gegen die Innenoberfläche des Röhrchens 12 gedrückt und von dieser mitgenommen,
so daß der Faserstrang 5 am Bereich 7 b die Spinnvorrichtung 1 als fertig verdrehter
Faden verläßt, der wiederum auf die Spule 6 aufgewickelt wird. Auch in diesem Ausführungsbeispiel
ist die Abzugskraft durch die Spule 6 so eingestellt bzw. regulierbar, daß der Zentrifugalkraft
in den exzentrischen Abschnitten 12 a bis 12 d nicht entgegengewirkt wird.
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Figur 3 zeigt in schematischer Weise ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Hohlwelle 7. Die Hohlwelle 7 weist wiederum die zwischen Lagern 8 und 9 aufgenommenen
Bereiche 7 a und 7 b und den rotationssymmetrisch erweiterten Bereich 7 c auf. Die
Abmessungen entsprechen etwa denen der Hohlwelle in Figur 2. Im inneren der Hohlwelle
7 ist kein Röhrchen angeordnet, vielmehr ist die Innenoberfläche, insbesondere des
erweiterten Bereiches 7 c selbst, haftfähig ausgebildet bzw. mit einem Reibbelag
versehen. Der Faserstrang 5 tritt in der Nähe des Bereiches 7 a in die Hohlwelle
7 ein und wird bei Eintritt in den erweiterten Bereich 7 c durch die Zentrifugalkraft
so
nach außen abgelenkt, daß sich zumindest ein Fadenballon begrenzten Durchmessers
mit mindestens einer punktförmigen Berührungsstelle mit der Innenwand des erweiterten
Bereiches 7 c ausbildet. Der Faserstrang 5 wird somit in etwa der gleichen Weise
exzentrisch ausgelenkt, wie dies in den vorhergegangenen Ausführungsbeispielen durch
die Zwangsführung durch das Röhrchen 12 der Fall war, wobei dem Faserstrang 5 eine
genau definierte Drehung erteilt werden kann. Nach Verlassen des Bereiches 7 b der
Hohlwelle 7 wird der verdrehte Faserstrang 5 in bereits beschriebener Weise auf
die Spule 6 aufgewickelt, wobei die Abzugsgeschwindigkeit durch die Spule 6 so geregelt
werden kann, daß sich auch ein den Figuren 1 oder 2 entsprechender Fadenverlauf
innerhalb des erweiterten Bereiches 7 c ergeben kann. Der Innendurchmesser der sich
ausbildenden. Fadenballone wird jedoch durch den Innendurchmesser des erweiterten
Bereiches 7 c begrenzt, so daß die am Faden anliegenden Zugkräfte nicht zu einer
unerwünschten Dehnung des Fadens führen können.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und gezeichneten
Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann der erweiterte Bereich 7 c auch eine andere
als die gezeichnete Gestalt aufweisen und z. B. rund oder oval sein-. Auch die Größe
und der Innendurchmesser des erweiterten Bereiches und die Anzahl der exzentrischen
Abschnitte können variiert und insbesondere auf die Drehzahl der Hohlwelle abgestimmt
werden, so daß das jeweils gewünschte Ergebnis erreicht werden kann. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist weiterhin nicht nur zum Verspinnen eines aus einem Streckwerk kommenden
Faserbandes geeignet, sondern kann ebenso anderer, Vorrichtungen nachgeschaltet
erden.
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