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WO2005026419A1 - Textilmaschine mit verdichtungsstreckwerk. - Google Patents

Textilmaschine mit verdichtungsstreckwerk. Download PDF

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Publication number
WO2005026419A1
WO2005026419A1 PCT/CH2004/000580 CH2004000580W WO2005026419A1 WO 2005026419 A1 WO2005026419 A1 WO 2005026419A1 CH 2004000580 W CH2004000580 W CH 2004000580W WO 2005026419 A1 WO2005026419 A1 WO 2005026419A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thread
textile machine
balloon constriction
balloon
spinning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CH2004/000580
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludek Malina
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Priority to DE112004001690T priority Critical patent/DE112004001690A5/de
Priority to JP2006526504A priority patent/JP2007506001A/ja
Publication of WO2005026419A1 publication Critical patent/WO2005026419A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/66Cap arrangements
    • D01H7/68Cap constructions

Definitions

  • the present invention relates to a textile machine, preferably a spinning machine or twisting machine, with compression drafting device and balloon constriction units in the form of funnels, bells or caps in accordance with the characterizing part of the independent claim.
  • Balloon constriction units in the sense of this application are to be distinguished from balloon constriction elements which are used in connection with conventional ring spinning processes with a spinning ring and a ring traveler.
  • the effect of the latter elements is e.g. B. in Melliand textile reports, 3/1989, page 159 ff.
  • Thread guiding elements in the form of funnel, bell or cap elements have been known as a possibility since the development of the industrial spinning process. Furthermore, it has long been known that spinning with such aggregates or organs has the potential to overcome the productivity limits of the ring spinning process with a spinning ring and ring traveler. Since this goal is intrinsically plausible, a large number of combinations of the various individual elements have now been proposed, which should lead to a process which is practical for spinning and / or twisting - so far without any success. In certain cases, the proposed designs can be practically excluded from the outset, e.g. B.
  • Such devices can according to DE-A-3400327 be designed as a spinning finger or spinning crown arranged at the tip of the spindle with a thread guide eyelet located just above it.
  • the optimal spinning and winding tensions should continue to be guaranteed even at higher speeds and useful spool sizes.
  • these requirements cannot be met by means of an arrangement according to DE-A-3400327, in particular there would be no possibility according to DE-A-3400327 to separate the spinning tension (at the drafting system outlet) from the winding tension (when depositing in the bobbin) to program.
  • the rotatable bell should be designed as a control device in order to determine the size of the yarn balloon and the yarn tension. This control device is to be formed as an open tube which is "unobstructed" at the upper end in order to allow the formation of the balloon between a drafting device and the control device. The dimensioning of the balloon is to ensure the required spinning tension.
  • EP-B-225660 has but also brought no practical solution.
  • DE-C-3741431 from 1987 provides further information on the effect of the device according to DE-A-3400327. According to the statement in the later document, speeds of 40,000 revolutions per minute can be achieved by means of a device according to DE-A-3400327, a certain deviation in the appearance of the yarn spun in this way with respect to the ring yarn being that the new yarn turned out to be significantly hairier.
  • DE-C-3741431 therefore proposed to provide a compression element between the drafting system and the bell. By compacting the fuse as long as there is no spin twist, the spin triangle can be reduced so that the possible centrifugal forces acting on the fibers are also reduced. An increased spreading of fiber ends would have to be prevented.
  • both the tube and the winding body can also be provided with their own drive, each drive being individually adjustable in terms of its speed, so that the difference in the speed of the tube and the winding body can be determined This allows the thread tension at the transition from the support tube to the winding body to be adjusted.
  • EP-B-947617 also reveals a method in which a fiber sliver delivered by a drafting unit is first subjected to compression and then twisted and wound up using a ring spinning device with a reduced amount of thread balloons or thread balloons. Since ring spinning devices are provided, the designs do not have balloon constricting units or thread guiding members in the sense of this application, but again spindle attachments, as are also shown in DE-A-3400327.
  • the present invention is based on the knowledge that the combination of a compression drafting device with balloon constriction units or thread guiding elements in the form of bell, cap or funnel elements can lead to considerable advantages, but the choice of a support tube according to DE-A-19938493 as such an element is wrong. Furthermore, this invention is based on the knowledge that the optimization of both the spinning tension and the winding tension is of great importance, but that the determination of the spinning tension by means of a thread balloon connected to the spinning triangle cannot lead to a good result.
  • the next prior art is said to be DE application 199 38 493. It shows a spinning device with a compression drafting system and a thread guide, in shape a support tube slipped over the spindle, on the outside of which the thread is placed on a storage sleeve, where it experiences its spinning rotation.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a textile machine which is not only able to increase the production speed but, under the given circumstances, is also able to improve the yarn quality, even relative to an ordinary compact spinning or twisting machine.
  • this is done by combining a compacting drafting unit with a subsequent balloon constriction unit, which is designed in such a way that the thread is deposited on its inside on a storage sleeve, an assembly as is known, for example, from funnel spinning.
  • the so-called bell, cap or funnel spinning or twisting (hereinafter referred to as funnel spinning) is a method to make ring spinning or twisting more efficient.
  • either the lower edge of the funnel, a recess on the lower edge or a thread guide in any shape in or on the funnel serves as a deflection for laying the thread on the storage sleeve.
  • the guiding of the thread at least for the most part, but preferably entirely on the inside of the funnel, means that the balloon, at least for the most part, is completely restricted in particularly advantageous embodiments and practically prevented from spreading.
  • lower centrifugal forces act on the yarn between the drafting device and the wound yarn package. This also solves the problem of rotor friction.
  • the guidance as such supports the thread by fully absorbing the centrifugal force.
  • FIG. 1 shows a storage device 1 with a cop 2 on a storage sleeve 3.
  • a balloon constriction unit 4 here in the form of a funnel with a thread guide 5 in the form of a checkmark on the inside of the funnel 4 allows the thread 6 to be guided on the storage sleeve 3 to a cop 2 without allowing the rotating thread 6 to spread into a balloon.
  • 1 shows a variant of a balloon constriction unit with its own drive 8, but it is also conceivable to use entrained ones, for example also in connection with rotating rings, which are not specifically shown here.
  • Fig. 2 shows the same arrangement with a balloon constriction unit 4 in bell shape with a thread guide in the form of a recess on the underside of the bell, for which an encapsulation 7 is additionally provided. This encapsulation is considered a particularly advantageous embodiment, since it enormously reduces air friction and can therefore be used to save energy.
  • Fig. 3 shows an embodiment in which the thread 6 is only partially guided on the inside of the balloon constriction unit 4.
  • a hole in the wall of the balloon constriction unit 4 is provided as the thread guide 5.
  • the thread 6 runs along the inside of the balloon constriction unit 4 up to the thread guide hole 5 and passes through it out of the balloon constriction unit 4 in order to be deposited over the outside of the last part of the unit 4, which preferably widens downwards.
  • a reverse solution would also be possible, namely that the thread or twine initially runs along the outside of the wall of the balloon constriction unit 4 in order to enter through a hole and then be guided and deposited on the inside.
  • the textile machine comprises a bobbin forming device which is suitable for a bobbin, for example a cop, with a non-cylindrical, in particular a conical, part. to build.
  • the balloon constriction unit comprises a thread guide element with a first part which is adapted to the non-cylindrical part of the bobbin.
  • the thread guide member is provided with a holder in the form of a hollow shaft through which the thread can get into the interior of the unit, the outer diameter of the hollow shaft preferably being considerably smaller than the outer diameter of the bobbin to be formed.
  • the holder also comprises a bearing arrangement which cooperates with the hollow shaft in order to rotatably support the member about the axis of the hollow shaft, the bearing arrangement preferably comprising roller bearings.
  • the thread guide member is provided with a second part which connects the first part to the hollow shaft.
  • the second part is essentially cylindrically adapted to the storage sleeve or it forms a substantially continuous transition from the hollow shaft to the first part.
  • the thread guide is designed in such a way that no balloon can form between the delivery rollers of the drafting system and the entry into the balloon constriction unit, or at least can not maintain it.
  • the thread guide is designed in such a way that no balloon can result or be maintained inside the balloon constriction unit.
  • a single drive preferably in the form of a controllable electric motor, is provided for the balloon constriction unit.
  • a single drive preferably in the form of a controllable electric motor, is provided for the sleeve carrier, preferably in the form of a spindle.
  • the drives are arranged or controlled in such a way that the controllable setting of the thread tension (the “winding tension") between the balloon constriction unit and the bobbin (the winding body) is made possible:
  • the thread guide is designed in such a way that the spinning tension in the twist-in area at the exit from the compression drafting system is dependent on the winding tension, preferably in such a way that no additional thread tension arises in the thread stretch in the running direction before the transition from the balloon constriction unit to the storage sleeve.
  • the thread guide is designed in such a way that the spinning tension results from the winding tension and the tension losses due to friction on deflection surfaces, the wrap angles at deflections preferably being limited overall in such a way that the spinning tension falls in an optimal range or at least in a sufficiently high range.
  • the winding voltage is selected to be high enough to result in a predetermined coil structure, in particular a predetermined coil hardness or density.
  • the winding tension is limited to ensure sufficient residual stretch in the thread.
  • the winding tension is limited in such a way that a residual elongation higher than 4%, preferably higher than 4.5%, for example in the range 4.5 to 7% results.
  • This stretch can e.g. B. can be measured by Uster Tensorapid 3 at a test speed of 5 m / min.
  • the thread guide is designed such that the thread reaches the outer surface of the thread guide member, for example the outer surface of the first part of the member, the thread does not form any spirals.
  • All elements of the thread guide member are connected to each other in such a way, for. B. by the formation of the organ from a piece that there is no relative rotation of these elements during operation.
  • the arrangement is preferably chosen such that the thread tension between the bobbin and the balloon constriction unit can propagate up to the exit of the compression drafting system, the spinning tension at the drafting system outlet being essentially reduced by the winding tension by tension losses, in particular at deflection points.
  • the determination of the optimal spinning tension for a specific yarn product has to be done empirically in practice, since the theoretical considerations are very complex - see e.g. B. Melliand Textilberichte, 7/1991, page 499 ff.
  • a non-optimal spinning tension leads to poor running behavior, in particular to a high number of thread breaks which occur in the "spinning triangle" (at the drafting system exit).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Guides For Winding Or Rewinding, Or Guides For Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine mit einem Verdichtungsstreckwerk und Balloneinengungsaggregaten, die geeignet sind, Faden oder Zwirn zur Ablage auf eine Ablagehülse zumindest teilweise über die Innenseite der Balloneinengungsaggregate zu führen.

Description

Textilmaschine mit Verdichtungsstreckwerk
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Textilmaschine, vorzugsweise eine Spinnmaschine oder Zwirnmaschine, mit Verdichtungsstreckwerk und Balloneinengungsaggregaten in Trichter-, Glocken- oder Kappenform gemäss dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs.
Stand der Technik - Balloneinengungsaggregate Balloneinengungsaggregate im Sinne dieser Anmeldung sind von Balloneinengungselemente zu unterscheiden, die im Zusammenhang mit konventionellen Ringspinnverfahren mit einem Spinnring und einem Ringläufer benutzt werden. Die Wirkung letztgenannter Elemente ist z. B. in Melliand Textilberichte, 3/1989, Seite 159 ff. beschrieben worden.
Das Spinnen bzw. Zwirnen mit Balloneinengungsaggregaten bzw.
Fadenführungsorganen in der Form von Trichter-, Glocken- oder Kappenelementen ist seit der Entwicklung des industriellen Spinnverfahrens als Möglichkeit bekannt gewesen. Weiter ist schon lang bekannt, dass das Spinnen mit derartigen Aggregaten bzw. Organen das Potential aufweist, die Produktivitätsgrenzen des Ringspinnverfahrens mit einem Spinnring und Ringläufer zu überwinden. Da dieses Ziel an und für sich verlockend ist, sind mittlerweile sehr viele Kombinationen der verschiedenen Einzelelementen vorgeschlagen worden, die zu einem für die Spinnerei und/oder Zwirnerei praxistauglichen Verfahren führen sollen - bisher ohne irgendwelchen Erfolg. In gewissen Fällen können die vorgeschlagenen Ausführungen praktisch von vornherein ausgeschlossen werden, z. B. wegen der Komplexität der Anordnung und/oder weil das Erzeugen eines Fadenballons bzw. die Verwendung eines Ringläufers keinen wesentlichen Vorteil im Vergleich zum konventionellen Ringspinnverfahren verspricht - siehe diesbezüglich z. B. US 1519663 bzw. DE-B- 1053365. Andere Ausführungen weisen aber derartige, offensichtliche Mängel nicht auf - Beispiele solcher Kombinationen sind in den folgenden Schriften zu finden: Der Faden wird über eine Hohlspindel ins Innenraum eines „Flyers" (zylindrischen Flügels) geführt, bleibt mit der Innenfläche des Flügels bis zu einem Fadenführungselement am unteren Ende des Flügels in Berührung und wird um das letztere Element umgelenkt, wonach den Faden in eine Spule aufgewickelt wird. Die Hohlspindel wird angetrieben. Die GB Schrift geht kaum auf die zu erfüllenden spinntechnologischen Anforderungen ein.
DE-A-3046180 aus dem Jahr 1980:
Diese Schrift bezieht sich auf die Verwendung eines „Organs zur Drehungserteilung", wobei eine Glocke und ein Flügel als Beispiele derartiger Organe angegeben werden und eine flügelartige Glocke schematisch gezeigt wird. Durch die Zuführung des Garns vom Streckwerk durch eine in der verlängerten Spindelachse liegende Öffnung ins Glockeninnere soll die Bildung eines Ballons vermieden werden. Die Erfindung in DE-A-3046180 befasst sich mit den Problemen des Aufwindens des Garns auf einem Kops bzw. Kötzer, d.h. auf einem Garnkörper, der einen nicht-konstanten Durchmesser aufweist. Daraus ergeben sich unterschiedliche Werte für die Umdrehungszahl der Glocke. Die DE-A-3046180 schlägt einen Antrieb vor, welcher diesen Problemen Rechnung tragen soll.
Eine ganze Reihe neuerer Entwicklungen ist aus der Veröffentlichung der DE-A- 3400327 aus dem Jahr 1984 entstanden. Gemäss der DE-C-3400327 wird gemäss der Erfindung die Glocke einer Glockenspinnvorrichtung im wesentlichen frei rotierbar gelagert und durch die Spindel über den Faden geschleppt, wobei in der Rotationsachse der Glocke eine den Faden zum Aussenmantel der Glocke führende Fadenführung vorgesehen ist. Damit wird erreicht, dass sich der Faden wendeiförmig um den Schaft der Glocke schlingt und dabei die Glocke nachschleppend mitnimmt, ohne dass sich ein Fadenballon bekannter Art ausbildet. Um das Unterdrücken des Fadenballons sicherzustellen, wird weiter vorgeschlagen, die Glocke möglichst schlank auszuführen. In einer Ausführung (Fig. 2) wurde vorgeschlagen, die Fadenführung als eine an sich bekannte Vorrichtung zum Unterdrücken von
Fadenballons auszubilden. Derartige Vorrichtungen können gemäss DE-A-3400327 als an der Spitze der Spindel angeordneter Spinnfinger oder Spinnkrone mit dicht darüber befindlicher Fadenführeröse ausgebildet sein.
Die vermeintliche Auswirkung dieser Glockengestaltung ist näher aus der DE-A- 3741432 aus dem Jahr 1987 zu entnehmen. Die aufgrund der Herstellung einer Kopswicklung entstehenden Unterschiede in der Aufwindegeschwindigkeit und damit in der Fadenspannung sollen über den Verlauf der Wendeln ausgeglichen werden, mit denen der Faden auf dem Aussenmantel der Glocke läuft. Die Steigung dieser Wendeln sollen sich in Abhängigkeit von der Fadenspannung ändern. Da offensichtlich damals schon bekannt war, dass diese Massnahme nicht ausreichen würde, die Problematik der variablen Fadenspannung zu beherrschen, wurde gemäss DE-A-3741432 zusätzlich vorgeschlagen, innerhalb der Glocke zwischen dem Fadeneinlauf und der Fadenaustrittsöffnung ein die Ausbildung eines Fadenballons gestattender Freiraum zu belassen. Dadurch sollte es möglich gewesen sein, die spinntechnologischen Vorteile eines Fadenballons auszunutzen, ohne dass dessen wesentliche Nachteile in Kauf genommen werden müssten.
Die Idee, dass ein kleiner Fadenballon vorteilhaft sein könnte, ist schon vorher in EP- A-225660 aus dem Jahr 1985 vorgeschlagen worden. Diese Schrift definiert die folgenden Anforderungen an ein Spinnsystem:
- der Optimalwert der „Spinnspannung" im sogenannten „Spinndreieck" am Ausgang des Streckwerks soll gewährleistet sein; - unabhängig von der gewählten Spinnspannung, soll eine höhere „Aufwindespannung" ermöglicht werden, welche den optimalen Spulenaufbau ergibt, wobei
- die optimale Spinn- und Aufwindespannungen auch bei höheren Drehzahlen und nützlichen Spulengrössen weiterhin gewährleistet werden sollen. Gemäss EP-A-225660 sind diese Anforderungen mittels einer Anordnung nach DE-A- 3400327 nicht erfüllbar, insbesondere gäbe es nach DE-A- 3400327 keine Möglichkeit, die Spinnspannung (am Streckwerkausgang) separat von der Aufwindespannung (beim Ablegen in der Spule) zu programmieren. Gemäss EP-B- 225660 soll eine Lösung darin bestehen, dass die drehbare Glocke als eine Kontrolleinrichtung zu gestalten wäre, um die Grosse des Garnballons und die Garnspannung zu bestimmen. Diese Kontrolleinrichtung soll als ein offenes Rohr gebildet werden, das am oberen Ende „unbehindert" ist, um die Bildung des Ballons zwischen einem Streckwerk und der Kontrolleinrichtung zu gestatten. Die Dimensionierung des Ballons soll die erforderliche Spinnspannung gewährleisten. Die EP-B-225660 hat aber auch keine praxistaugliche Lösung gebracht.
Aus DE-C-3741431 aus dem Jahr 1987 sind weitere Erkenntnisse zur Wirkung der Vorrichtung gemäss DE-A-3400327 zu gewinnen. Gemäss der Aussage in der späteren Schrift lassen sich mittels einer Vorrichtung nach DE-A-3400327 Drehzahlen von 40 000 Umdrehungen pro Minute erzielen, wobei eine gewisse Abweichung in dem Aussehen des auf diese Weise ersponnenen Garns bezüglich des Ringgarns darin bestand, dass das neue Garn deutlich haariger ausgefallen ist. DE-C-3741431 schlug deshalb vor, zwischen dem Streckwerk und der Glocke ein Verdichtungselement vorzusehen. Durch ein Verdichten der Lunte solange dies noch keinen Spinndrall aufweist, lasse sich das Spinndreieck verkleinern, so dass auch die möglichen auf die Fasern wirkenden Fliehkräfte verringert seien. Ein verstärktes Abspreizen von Faserenden wäre somit zu verhindern.
Neuerdings ist die „Drallerzeugung für die Fasern mittels (eines) rotierenden, von einem laufenden Faden umschlungenen Stützrohrs" in DE-A-19938493 wieder aufgegriffen worden. Durch diese Gestaltung der Drallerzeugung soll der Faden „in ausreichendem Abstand von dem Wickelkörper geführt werden" können. Die DE-A- 19938493 weist ausdrücklich auf DE-C-3400327 hin und führt das Scheitern des früheren Vorschlags darauf zurück, „dass bei der durch die Glockenspinnvorrichtung erzielbaren höheren Spinngeschwindigkeit höhere Fliehkräfte auf den Faden wirken, die zur Bildung von mehr abstehenden Fasern führt, was die Fadenqualität mindert". Gemäss der DE-A-19938493 soll dieses Problem dadurch gelöst werden, dass ein sogenanntes „Verdichtungsstreckwerk" vorgesehen ist, wobei durch dieses Streckwerk abstehende Fasern weitgehend unterdrückt werden, so dass erst durch die Kombination von Verdichtungsstreckwerk und Stützrohr eine Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit bei guter Fadenqualität ausnutzbar würde. Gemäss der DE-A-19938493 kann man ausserdem sowohl das Rohr als auch den Wickelkörper mit einem eigenen Antrieb versehen, wobei jeder Antrieb einzeln hinsichtlich seiner Drehzahl regelbar ist. Auf diese Weise lasse sich die Differenz der Drehzahl des Rohres und des Wickelkörpers beliebig einstellen. Hierdurch werde die Fadenspannung am Übergang von Stützrohr zum Wickelkörper einstellbar.
Aus EP-B-947617 ist ausserdem ein Verfahren zu entnehmen, bei dem eine von einem Streckwerk abgelieferte Faserlunte zunächst einem Verdichten unterworfen und anschliessend mittels einer Ringspinnvorrichtung fadenballonios- oder fadenballonreduziert-gedreht und aufgewunden wird. Da Ringspinnvorrichtungen vorgesehen sind, weisen die Ausführungen keine Balloneinengungsaggregate bzw. Fadenführungsorgane im Sinne dieser Anmeldung auf, sondern wieder Spindelaufsätze, wie sie auch in DE-A-3400327 gezeigt sind.
Schliesslich ist aus WO 97/32065 ein Spinnverfahren mit einem Ballonbegrenzer bekannt, wobei das durch die Arbeitsoberfläche des Ballonbegrenzers mitgenommene Garn von dieser Arbeitsoberfläche direkt auf die Hülse als ein rotierende offene Schlinge übergeht, die sich durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft ausdehnt. Gemäss dem in der WO Schrift vorgeschlagenen Lösungsprinzip soll das Garn durch die Zentrifugalkraft in eine rotierende offene Schlinge ausdehnen, in die das Garn kontinuierlich durch diese Schlinge selbst zugeführt und von der das Garn durch relative Bewegung dieser Schlinge gegenüber der rotierenden Spindel kontinuierlich abgezogen und auf die Hülse abgewickelt wird. Die rotierende offene Schlinge wird entweder radial begrenzt und eventuell auch räumlich geformt oder rotiert im freien Raum. Stand der Technik - Verdichtungsstreckwerk
Die Verwendung eines sogenannten „Verdichterfeldes" im Anschluss am Hauptverzugsfeld ist schon lange bekannter Stand der Technik - siehe z. B. DE-A- 857168. Das Bestreben, die Lunte im Hauptverzugsfeld bzw. an der Ausgangswalze zu verdichten, ist auch schon bekannt - siehe z. B. DE-B-1178749.
Zumindest für Baumwollgarne sind erfolgreiche Verdichtungsverfahren erst in den letzten zehn Jahren zur Verfügung gestellt worden - für Beispiele siehe Melliand Textilberichte, 2000 3/133 ff. und 2002 6/405 ff. sowie International Textile Bulletin, 1/2002, Seite 42 und 43.
Die bisher erfolgreichsten Verdichtungsverfahren nutzen vor allem pneumatische (aerodynamische) Kräfte, um die Verdichtungswirkung zu erzielen. Es sind aber auch Lösungen bekannt, die mechanischen Kräfte verwenden - siehe z. B. WO 03/95723, EP Patentanmeldung 4018817.9 vom 09.08.2004 und DE Patentanmeldung 102004020984.7 vom 23.04.2004.
Die Erfindung Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Kombination eines Verdichtungsstreckwerks mit Balloneinengungsaggregate bzw. Fadenführungsorgane in der Form von Glocken-, Kappen- oder Trichterelemente zu erheblichen Vorteile führen kann, dass aber die Wahl eines Stützrohrs gemäss DE-A-19938493 als ein derartiges Element falsch ist. Weiter geht diese Erfindung von der Erkenntnis aus, dass die Optimierung sowohl der Spinnspannung wie auch der Aufwindespannung von grosser Bedeutung ist, dass aber die Bestimmung der Spinnspannung mittels eines am Spinndreieck anschliessenden Fadenballons zu keinem guten Ergebnis führen kann. Als nächster Stand der Technik soll die DE-Anmeldung 199 38 493 gelten. Sie zeigt eine Spinnvorrichtung mit Verdichtungsstreckwerk und einem Fadenführer, in Form eines über die Spindel gestülpten Stützrohres, über dessen Aussenseite der Faden auf einer Ablagehülse abgelegt wird, wobei er seine Spinndrehung erfährt.
Dieser Stand der Technik weist mehrere Probleme auf: Zum einen entsteht durch die freie Umschlingung des Stützrohres auf der Aussenseite eine sehr starke Reibung. So werden die mit dieser Methode hergestellten Garne in Relation zu Produkten aus einem Verdichtungsspinnverfahren ohne Stützrohr signifikant haariger, d.h. die Haarigkeit entspricht etwa der auf einer gewöhnlichen Ringspinnmaschine erzielten. Dies ist besonders ärgerlich, weil der Kunde, die Spinnerei also, erhebliche Mehrauslagen für eine Textilmaschine mit einem Kompaktierstreckwerk auf sich nimmt, gerade um die Haarigkeit des zu spinnenden Garnes auf ein Minimum zu reduzieren.
Zum Zweiten divergieren Spinn- und Aufwindespannung zu stark. Dadurch wird der Faden zwischen Stützrohr und Ablagehülse überdehnt, seine Bruchdehnung verringert. Bei sehr hohen Drehzahlen gerät der Faden sogar umso mehr ausser Kontrolle je dicker der Kops während des Spinnprozesses wird: Der Faden hebt ab, ist schliesslich vollständig der Fliehkraft ausgesetzt. So bewirkt das Stützrohr, vom Erfinder zur Erhöhung von Garnqualität und Produktionsgeschwindigkeit gedacht, maximal das letztere - die Garnqualität jedoch leidet bei einem auf dieser Vorrichtung laufenden Verfahren nachweislich.
Der vorliegende Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Textilmaschine bereitzustellen, die nicht nur die Produktionsgeschwindigkeit zu steigern, sondern unter gegebenen Umständen auch die Garnqualität - auch sogar relativ zu einer gewöhnlichen Kompaktspinn- oder -zwirnmaschine - zu verbessern imstande ist.
Erfindungsgemäss geschieht dies durch die Kombination eines Kompaktierstreckwerkes mit einem nachfolgenden Balloneinengungsaggregat, das so gestaltet ist, dass der Faden auf seiner Innenseite auf einer Ablagehülse abgelegt wird, einem Aggregat, wie es etwa vom Trichterspinnen bekannt ist. Das sog. Glocken-, Kappen- oder Trichterspinnen oder -zwirnen (im Folgenden kurz Trichterspinnen genannt) ist eine Methode, das Ringspinnen oder das Zwirnen effizienter zu gestalten. Dabei wird ein glocken-, resp. kappen- oder trichterartiges Element (im Folgenden Trichter) über die Ablagehülse gestülpt. Bei dieser Anordnung dient entweder die Unterkante des Trichters, eine Aussparung an der Unterkante oder ein Fadenführer in beliebiger Form im oder am Trichter als Umlenkung zur Verlegung des Fadens auf die Ablagehülse. Die Führung des Fadens mindestens grösstenteils, vorzugsweise aber ganz auf der Innenseite des Trichters führt dazu, dass der Ballon mindestens grösstenteils, in besonders vorteilhaften Ausführungen zur Gänze eingeengt, praktisch an der Ausbreitung gehindert wird. Dadurch wirken wie bei allen Hülsen, die den Ballon einengen, geringere Zentrifugalkräfte auf das Garnstück zwischen Streckwerk und aufgewundenem Garnkörper. Auch das Problem der Läuferreibung wird so gelöst. Die Führung als solche unterstützt den Faden, indem sie die Fliehkraft vollkommen aufnimmt.
Die Erfindung soll im Folgenden durch die beigefügten, selbstredend nur beispielhaft und keineswegs einschränkend zu verstehenden Zeichnungen näher erläutert werden.
Alle Figuren zeigen eine Ablagevorrichtung einer Textilmaschine. Das dazugehörende, vorgeordnete Streckwerk wird als bekannt vorausgesetzt und nicht abgebildet.
Es zeigt Fig. 1 eine Ablagevorrichtung 1 mit einem Kops 2 auf einer Ablagehülse 3.
Ein Balloneinengungsaggregat 4 hier in Trichterform mit einer Fadenführung 5 in Form eines Häkchens auf der Innenseite des Trichters 4 erlaubt die geführte Ablage des Fadens 6 auf der Ablagehülse 3 zu einem Kops 2, ohne die Ausbreitung des rotierenden Fadens 6 zu einem Ballon zuzulassen. Die Fig. 1 zeigt eine Variante eines Balloneinengungsaggregates mit eigenem Antrieb 8., doch ist ebenso denkbar, mitgeschleppte zu verwenden, z.B. auch in Verbindung mit rotierenden Ringen, die hier nicht eigens gezeigt werden. Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung mit einem Balloneinengungsaggregat 4 in Glockenform mit einer Fadenführung in Form einer Aussparung an der Unterseite der Glocke, für die zusätzlich eine Kapselung 7 vorgesehen ist. Diese Kapselung gilt als eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, da sie die Luftreibung enorm vermindert und daher zur Energieeinsparung eingesetzt werden kann.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der der Faden 6 nur zum Teil an der Innenseite des Balloneinengungsaggregates 4 geführt wird. Hier ist als Fadenführung 5 ein Loch in der Wandung des Balloneinengungsaggregates 4 vorgesehen. Der Faden 6 läuft an der Innenseite des Balloneinengungsaggregates 4 entlang bis zu dem Fadenführerloch 5 und tritt durch dieses aus dem Balloneinengungsaggregat 4 heraus, um über die Aussenseite des letzten Teiles des Aggregates 4 abgelegt zu werden, der sich vorzugsweise nach unten verbreitert. Möglich wäre auch eine umgekehrte Lösung, dass nämlich der Faden oder Zwirn zunächst aussen an der Wandung des Balloneinengungsaggregates 4 entlangläuft, um durch ein Loch nach innen einzutreten und abschliessend innen geführt und abgelegt zu werden.
Die Formen und Materialien der Trichter, resp. Glocken oder Kapseln, aber auch der Fadenführer sind - wie durch die verschiedenen Variationen angedeutet - unterschiedlich denkbar. Die Möglichkeiten sind jeweils durch die Gegebenheiten der einzelnen Maschine, aber auch durch die des gewünschten Erzeugnisses begrenzt.
Obwohl das erfinderische Prinzip breit konzipiert ist, ergeben sich spezielle Vorteile aus Kombinationen bevorzugter Merkmale, die nachfolgend aufgeführt sind: a. Die Textilmaschine umfasst eine Spulenbildungseinrichtung, die geeignet ist, eine Spule, beispielsweise einen Kops, mit einer nicht-zylindrischen, insbesondere einer kegelförmigen, Partie. zu bilden. b. Das Balloneinengungsaggregat umfasst ein Fadenführungsorgan mit einem ersten Teil, welcher der nicht-zylindrischen Partie der Spule angepasst ist. c. Das Fadenführungsorgan ist mit einer Halterung in der Form einer Hohlwelle versehen, durch welche der Faden ins Innern des Aggregats gelangen kann, wobei der Aussendurchmesser der Hohlwelle vorzugsweise erheblich kleiner als der Aussendurchmesser der zu bildenden Spule ist.
d. Die Halterung umfasst ebenfalls eine Lageranordnung, die mit der Hohlwelle zusammenarbeitet, um das Organ um die Achse der Hohlwelle drehbar zu tragen, wobei die Lageranordnung vorzugsweise Wälzlager umfasst.
e. Das Fadenführungsorgan ist mit einem zweiten Teil versehen, welcher den ersten Teil mit der Hohlwelle verbindet.
f. Der zweite Teil ist im wesentlichen zylindrisch der Ablagehülse angepasst oder er bildet einen im wesentlichen kontinuierlichen Übergang von der Hohlwelle in den ersten Teil.
g. Die Fadenführung ist derart gestaltet, dass sich kein Ballon zwischen den Lieferwalzen des Streckwerks und dem Eintritt in das Balloneinengungsaggregat bilden, oder zumindest sich aufrechterhalten, kann.
h. Es erfolgt keine Fadenführung mit einem reibungserzeugenden Umschlingungswinkel zwischen den Lieferwalzen des Streckwerks und dem Eintritt in das Balloneinengungsaggregat.
i. Die Fadenführung ist derart gestaltet, dass sich kein Ballon im Innern des Balloneinengungsaggregats ergeben bzw. aufrechterhalten kann.
j. Die Fadenführung erfolgt derart, dass der Faden bis zum ersten Teil des Fadenführungsorgans nah an der Drehachse der Ablagehülse geführt wird. k. Für das Balloneinengungsaggregat ist ein Einzelantrieb, vorzugsweise in der Form eines steuerbaren Elektromotors vorgesehen.
I. Der Einzelantrieb arbeitet mit der Hohlwelle zusammen.
m. Für den Hülsenträger, vorzugsweise in der Form einer Spindel, ist ein Einzelantrieb, vorzugsweise in der Form eines steuerbaren Elektromotors vorgesehen.
n. Die Antriebe sind derart angeordnet bzw. gesteuert, dass die steuerbare Einstellung der Fadenspannung (der „Aufwindespannung") zwischen dem Balloneinengungsaggregat und der Spule (dem Wickelkörper) ermöglicht wird:
o. Die Fadenführung ist derart gestaltet, dass die Spinnspannung im Eindrehungsbereich am Ausgang vom Verdichtungsstreckwerk von der Aufwindespannung abhängig ist, vorzugsweise derart, dass in der Fadenstrecke in Laufrichtung vor dem Übergang vom Balloneinengungsaggregat auf die Ablagehülse keine zusätzliche Fadenspannung entsteht.
p. Die Fadenführung ist derart gestaltet, dass sich die Spinnspannung aus der Aufwindespannung und den Spannungsverluste wegen Reibung an Umlenkungsflächen ergibt, wobei die Umschlingungswinkel an Umlenkungen vorzugsweise insgesamt derart begrenzt sind, dass die Spinnspannung in einem optimalen Bereich oder zumindest in einem ausreichend hohen Bereich fällt.
q. Die Aufwindespannung wird derart hoch gewählt, dass sich ein vorgegebener Spulenaufbau, insbesondere eine vorgegebene Spulenhärte bzw. -dichte ergibt. r. Die Aufwindespannung wird begrenzt, um eine ausreichende Restdehnung im Faden zu gewährleisten.
s. Für Baumwollgarne im Nummernbereich Ne 6 bis Ne 200 wird die Aufwindespannung derart begrenzt, dass sich eine Restdehnung höher als 4%, vorzugsweise höher als 4,5%, beispielsweise im Bereich 4,5 bis 7% ergibt. Diese Dehnung kann z. B. mittels Uster Tensorapid 3 bei einer Prüfgeschwindigkeit von 5 m/min gemessen werden.
t. Falls die Fadenführung derart gestaltet wird, dass der Faden auf die Aussenfläche des Fadenführungsorgans, beispielsweise auf die Aussenfläche vom ersten Teil des Organs, gelangt, bildet der Faden keine Wendeln.
u. Alle Elemente des Fadenführungsorgans sind derart miteinander verbunden, z. B. durch die Bildung des Organs aus einem Stück, dass sich während des Betriebs keine relative Drehung dieser Elemente ergibt.
Diese zuletzt aufgeführten Merkmale können einzeln oder in jeder beliebigen Kombination in den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Anordnungen verwendet werden. Die Anordnung wird aber vorzugsweise derart gewählt, dass die Fadenspannung zwischen der Spule und dem Balloneinengungsaggregat sich bis zum Ausgang des Verdichtungsstreckwerks fortpflanzen kann, wobei sich die Spinnspannung am Streckwerksausgang im wesentlichen durch die Aufwindespannung vermindert durch Spannungsverluste, insbesondere an Umlenkstellen, ergibt. Die Ermittlung der optimalen Spinnspannung für ein bestimmtes Garnprodukt muss in der Praxis empirisch erfolgen, da die theoretischen Überlegungen sehr komplex sind - siehe z. B. Melliand Textilberichte, 7/1991 , Seite 499 ff. Eine nicht-optimale Spinnspannung führt zu einem schlechten Laufverhalten, insbesondere zu einer hohen Anzahl Fadenbrüche, die im „Spinndreieck" (am Streckwerksausgang) entstehen.

Claims

Patentansprüche
1. Textilmaschine mit einem Verdichtungsstreckwerk und dem Verdichtungsstreckwerk nachgeordneten Fadenablagevorrichtungen (1) sowie Balloneinengungsaggregaten (4) in Trichter-, Glocken- oder Kappenform, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden/Zwirn (6) zur Ablage auf einer Ablagehülse (3) zumindest zu einem Teil über die Innenseite der Balloneinengungsaggregate (4) geführt wird.
2. Textilmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für das Ablegen des Fadens (6) im und/oder am Balloneinengungsaggregat (4) eine Fadenführung (5) vorgesehen ist.
3. Textilmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführung (5) in Form eines offenen oder geschlossenen Häkchens an der Unter- oder Innenseite des Balloneinengungsaggregates (4) ausgebildet ist.
4. Textilmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführung (5) in Form der Unterkante des Balloneinengungsaggregates (4) und/oder einer Aussparung an der Unterkante und/oder Wandung des Balloneinengungsaggregates (4) ausgebildet ist.
5. Textilmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Balloneinengungsaggregat (4) separat angetrieben ist.
6. Textilmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Balloneinengungsaggregat (4) nicht separat angetrieben ist.
7. Textilmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Balloneinengungsaggregat (4) mit einem rotierenden Ring verbunden ist.
8. Textilmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um Balloneinengungsaggregat (4) und/oder Ablagehülse (3) herum eine Kapselung (7) vorgesehen ist.
9. Textilmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Textilmaschine mit einem pneumatischen Verdichtungsstreckwerk handelt.
10. Textilmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Textilmaschine mit einem mechanischen Verdichtungsstreckwerk handelt.
11. Spinn- bzw. Zwirnverfahren mit einem Verdichtungsstreckwerk und dem Verdichtungsstreckwerk nachgeordneten Fadenablagevorrichtungen (1) sowie Balloneinengungsaggregaten (4) in Trichter-, Glocken- oder Kappenform, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden/Zwirn (6) zur Ablage auf einer Ablagehülse (3) zumindest zu einem Teil über die Innenseite der Balloneinengungsaggregate (4) geführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspannung zwischen der Spule und dem Balloneinengungsaggregat sich bis zum Ausgang des Verdichtungsstreckwerks fortpflanzen kann.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnspannung am Streckwerksausgang im wesentlichen durch die Aufwindespannung vermindert durch Spannungsverluste, insbesondere an Umlenkstellen, ergibt.
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