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Spinnverfahren zum Verspinnen von Stapelfasern und Spinnvorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Verspinnen von Stapelfasern, bei dem Einzelfasern aus einem stetig zugeführten Faserband herausgelöst, an die Innenwandung eines schnell rotierenden, einen Faserring bildenden Hohlkörpers geleitet und aus diesem als Garn axial abgezogen werden.
Bei einer bereits bekannten Spinnvorrichtung, die in dieser Weise arbeitet, werden die Einzelfasern an die Innenwandung eines Hohlkörpers geleitet, in der sich eine mit Bohrungen und nach innen gerichteten Nadeln versehene Ringnut befindet. Der von der Auflösungswalze kommende Faserstrom wird durch diese im Nadelfeld befindlichen Bohrungen geleitet. Diese Bohrungen müssen entsprechend gross und zahlreich sein, um eine ausreichende Luftmenge hindurchzulassen. Da auf derselben Fläche auch die Fasern gesammelt werden, ergibt es sich zwangsläufig, dass Faserenden in diese Bohrungen gesaugt werden die Fasern werden dadurch festgehalten und können sich nicht mehr an den entstehenden Faden anspinnen.
Entweder werden diese Fasern von Zeit zu Zeit mitgenommen, dann gibt es unerwünschte Dickstellen im Garn, oder die Bohrungen setzen sich ganz zu. Dann kann die Luft nicht mehr durch diese Bohrungen strömen und der Faden wird immer dünner, bis er bricht.
Bei der bekannten Spinnvorrichtung dreht sich der Hohlkörper mit einer erheblich höheren Geschwindigkeit als die Auflösungswalze. Dadurch ist es nicht zu vermeiden, dass die in dem Luftstrom schwimmenden einzelnen Fasern von dem sich neu gebildeten Faden ergriffen werden, ehe sie die Geschwindigkeit des Hohlkörpers angenommen und sich an der mit Bohrungen versehenen Innenwandung des Hohlkörpers abgesetzt haben. Sie bilden dann Kringel um den Faden, die diesen zusammenschnüren und sein Aussehen sowie seine Festigkeit nachteilig beeinflussen.
Die Umdrehungszahl der Auflösungswalze kann nicht beliebig gesteigert werden, da die Fasern aus dem zugeführten Faserband schonend ausgekämmt werden müssen, ohne etwa zerrissen zu werden. Eine Kürzung der Fasern würde die Garnqualität in unerwünschtem Masse herabsetzen.
Es sind auch schon schnell rotierende, mit Löchern versehene Hohlkörper zur Aufnahme von einzeln tangential eingelieferten Fasern bekanntgeworden. Es entstehen auch hier die gleichen Schwierigkeiten, weil das liefernde Streckwerk wie bei den besagten Auflösungswalzen infolge der beschränkten Höhe des Verzuges die Fasern zu langsam in den Hohlkörper einführt.
Die Erfindung sucht die oben genannten Nachteile zu vermeiden. Das erfindungsgemässe Verfahren besteht hiebei darin, dass die Einzelfasern vor ihrer Überleitung an die Innenwandung des Hohlkörpers mittels der sie umgebenden Luft annähernd auf die Umfangsgeschwindigkeit der Innenwand des Hohlkörpers beschleunigt und in an sich bekannter Weise im wesentlichen tangential der Innenwand zugeführt werden. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass durch diese Massnahmen die Nachteile bekannter Spinnverfahren vermieden werden können.
Vorteilhaft wird das erfindungsgemässe Spinnverfahren dadurch verwirklicht, dass zur Unterstützung der Faser- und Luftbeschleunigung zwischen einer Auflösungswalze und dem rotierenden Hohlkörper mindestens eine Beschleunigungswalze eingebracht ist, welche gemäss besonders vorteilhaften Ausführungsfor-
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men einer erfindungsgemässen Spinnvorrichtung mit Nadeln oder in an sich bekannter Weise mit radialen Luftdurchlässen versehen sein kann, durch welche der Luftstrom geleitet wird.
Gemäss cinerWeiterbildungderErfindungkannaber auch die Beschleunigung der Einzelfasern dadurch erzielt werden, dass der Querschnitt eines zwischen der Beschleunigungswalze und dem Hohlkörper liegenden Luftkanals sich zum Hohlkörper hin verringert, wobei es zweckmässig ist, überhaupt den Querschnitt des von der Auslösungswalze zum Hohlkörper führenden Luftkanal in Richtung zum Hohlkörper zu verengen.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht der Zuführwalze, der Auflösungswalze und der Beschleunigungswalze mit anschliessendem Luftkanal als Schnitt nach der Linie B-B'in Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Beschleunigungswalze, denHohlkörpermitGebläse und die Abzugswalzen als Schnitt nach der Linie A-A' in Fig. l, Fig. 3 eine Seitenansicht der Zuführwalze, der Auflösungswalze und des Verbindungskanals mit sich zum Hohlkörper hin verengendem Querschnitt und Fig. 4 eine Ausführung eines Hohlkörpers mit Zentralabsaugung für mehrere Spinnvorrichtungen.
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform wird ein Faserband 1 mittels sich in Richtung Pfeil C drehender Zuführnadelwalze 2 einer in Richtung Pfeil D mit grösserer Ge- schwindigkeit umlaufenden Auflösungswalze 3 zugeführt. Deren Nadeln 4 kämmen Einzelfasern 5 aus dem Fascrband l aus und nehmen sie in ihrer Bewegungsrichtung mit. Der Auflösungswalze 3 ist eine mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Beschleunigungswalze 6 nachgeschaltet. Ein Luftkanal 7 mündet tangential mit einer Öffnung 8 an der Innenwandung des Hohlkörpers 9. Die Zuführnadelwalze 2, die Auflösungswalze 3 und die Beschleunigungswalze 6 laufen in einem Gehäuse um, das aus fertigungstechnischen Gründen von dem Gehäuseteil 10 und dem Deckel 11 gebildet wird.
Diese genannten Walzen werden durch Achsen angetrieben, die mehrere Spinnvorrichtungen antreiben. So treibt die Achse 12 die Beschleunigungswalze 6 an. Die Auflösungswalze 3 und
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den Nadeln 4.
Der Luftkanal 7 befindet sich in dem herausnehmbaren Leitkern 15. Er wird seitlich durch den Wulst 16 gehalten. Der Hohlkörper 9 ist koaxial zu den im Gehäuseteil 10 befindlichen Walzen angeordnet und umschliesst den Leitkern 15. Er ist mittels der Lagerung 19 drehbar auf der Hohlachse 17 gelagert, die ihrerseits mit einem Ende in der Halterung 18 befestigt ist. Der Hohlkörper wird über den Riemen 20 entgegen der Drehrichtung der Beschleunigungswalze 6 angetrieben. In der Wandung des Hohlkörpers 9 befindet sich eine V-förmige glattwandige Ringnut 21 zum Sammeln der Einzelfasern 5.
Am Grund der Ringnut 21 sind nach vorn geneigte Nadeln 22 angebracht. Von den als Gebläse wirkenden Luftkanälen 23 des Hohlkörpers 9 ist der Raum, welcher von der Ringnut 21 umschlossen wird, durch eine Stirnwand 24 getrennt. In ihr befindet sich eine Öffnung 25, durch die die Hohlachse 17 mit einer Leitscheibe 26 hindurchführt.
Wird die Spinnvorrichtung nach Fig. 1 und 2 in Gang gesetzt, so arbeitet sie folgendermassen :
Die Zuführnadelwalze 2 führt ein Faserband 1 stetig zu, aus der die schneller laufende Auflösungswalze 3 mittels ihrer Nadeln 4 fortlaufend Einzelfasern 5 auskämmt und in der Bewegungsrichtung Pfeil D mitnimmt. Die Gebläsewirkung der Luftkanäle 23 erzeugt einen Saugluftstrom, welcher durch die Zwischenräume zwischen den Nadelstegen der Beschleunigungswalze 6 und der Auflösungswalze 3 hindurchführt. Dieser Saugluftstrom löst die Einzelfasern 5 von den Nadeln 4 der Auflösungswalze 3 ab und überträgt sie auf die mit sehr hoher Geschwindigkeit umlaufende Beschleunigungswalze 6. Die unterschiedliche Länge der Pfeile C, D und E deutet an, dass die Walzen sich mit verschieden hoher Geschwindigkeit bewegen.
In Wirklichkeit ist die Steigerung der Umdrehungszahlen grösser und ein Vielfaches der vorgeschalteten Walzen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Beschleunigungswalze 6 entspricht ganz oder angenähert der des Hohlkörpers 9. Die bewegten Nadelstege 14 haben auch eine Gebläsewirkung, so dass die beschleunigten Einzelfasern 5 mit dem Luftstrom über den Luftkanal 7 an die Stirnwand 24 und in die Ringnut 21 des Hohlkörpers 9 transportiert werden. Der Faserluftstrom strömt mit einer Geschwindigkeit gegen die Ringnut 21 des Hohlkörpers 9, die der Umfangsgeschwindigkeit der Ringnut 21 ganz oder angenähert entspricht. Um ein Zahlenbeispiel zu geben, beträgt bei einem Umfang dieser Ringnut von 30 cm und einer Umdrehungszahl des Hohlkörpers von 30 000 Umdr/min die Umfangsgeschwindigkeit der Ringnut und die Strömungsgeschwindigkeit des Faser-Luftstromes 9 000 m/min.
Die Fasern gleiten infolge der Zentrifugalwirkung in die Ringnut 21, werden dort zwischen den Nadeln 22 Faser für Faser abgelegt, bis die gewünschte Garnstärke erreicht ist. Der von den Fasern gereinigte Luftstrom wird in Achs-
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richtung des Hohlkörpers umgelenkt und strömt durch die Öffnung 25 und die Luftkanäle 23 ins Freie oder in eine nicht gezeigte Absaugleitung. Ausser dem Luftstrom, der die Fasern in den Hohlkörper 9 leitet, wird auch Luft durch die Hohlachse 17 gesaugt. Hält man nun einen Anspinnfaden vor die Öffnung der Hohlachse 17, so wird dieser von dem Nebenluftstrom erfasst und in den Hohlkörper hineingesaugt.
Don wird er sofort von dem Luftstrom in Drehung versetzt, so dass das vordere Ende des Anspinnfadens in die Ringnut 21 geschleudert wird, wo es durch die Drehung des Hohlkörpers 9 an die dort gesammelten Fasern angedreht wird. Die Leitscheibe 26 verhindert dabei, dass der Anspinnfaden in die Öffnung 25 hincingesaugt wird.
Legt man nun den Anspinnfaden zwischen die Walzen des Lieferwerkes 2' ?,'so zieht der Anspinnfaden die angesammelten Fasern über den Rücken der nach vorn geneigten Nadeln 20 in der Ringnut 21 hinweg, spinnt diese Fasern an und zieht sie als- Faden 28 fortlaufend ab. Der Faden 28- wird ohne Unterbrechung aus dem Hohlkörper 9 über die Umlenkrolle 29'durch die Walzen des Lieferwerkes 27 abgezogen und einer nicht dargestellten Wickelvorrichtung zugeführt.
Die Nadeln 22 haben dabei die Aufgabe, die Drehungsstrecke des Fadens am Fadenanfang zu begrenzen, d. h., die in der Ringnut 21 liegenden gesammelten Fasern 5'daran'zu hindern,. von dem Faden mitgedreht zu werden. Eine Kringelbildung durch auf den fertigen Faden treffende Einzelfasern wird hiebei dadurch verhindert, dass die Einzelfasern sich mit annähernd gleicher Geschwindigkeit bewegen wie der Fadenanfang in der Ringnut selbst. Es ist also keine Differenzgeschwindigkeit zwisehen zugeführten Fasern und abgezogenem Faden, so dass die Einzelfasern nicht vom Faden in der Luft aufgegriffen werden und sich um den Faden kringeln. Durch die Beschleunigung des Faser-Luftstromes wird die Fadenspannung bedeutend herabgesetzt, da der Luftwiderstand in Drehrichtung des Hohlkörpers entfällt.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Spinnvorrichtung. Die Zuführnadelwalze 2 und die Auflösungswalze 39 entsprechen in ihrer Funktion und in ihrem Aufbau den entsprechenden Walzen der Fig. 1 und 2, nur dass hier die Beschleunigungswalze durch die entsprechende Gestaltung des Luftkanals 31 entfällt. Dementsprechend ist auch das Gehäuse 30 geformt. Während der Luftkanal 7 der Fig. 1 geradlinig von der Beschleunigungswalze 6 zum Hohlkörper 9 führt, ist der Luftkanal 31 ringförmig mit einem zum Hohlkörper hin verengten Querschnitt ausgebildet. Dadurch wird der von der Auflösungswalze zum Hohlkörper geleitete Faser-Luftstrom in Rotation versetzt und gleichzeitig beschleunigt. In den Zeichnungen ist der Hohlkörper nicht zu sehen, da er durch den Leitkern 32 verdeckt ist.
Die Anbringung des Hohlkörpers entspricht der Ausführung nach Fig. 2. Die Drehrichtung des Hohlkörpers ist entgegengesetzt der Drehrichtung - Pfeil G - der Auflösungswalze 39.
AusFig. 4ist die Ausführung des Luftkanals ersichtlich, der in diesem Ausführungsbeispiel nicht wie bei Fig. l und 2 den Faser-Luftstrom in die Ringnut 34 des Hohlkörpers 35 durch eine begrenzte Öffnung (8 in Fig. 1), sondern durch den Ringspalt 33 leitet.
Ausserdem wird bei dieser Ausführungsart die Luft nicht durch ein gleichzeitig mit dem Hohlkörper umlaufendes Gebläse befördert, sondern durch eine nicht gezeigte gesonderte Absaugung, an die mehrere Spinnvorrichtungen angeschlossen werden können. Der Ansaugstutzen 36 führt zu diesem Gebläse. Die Luftbewegung ist durch den Pfeil H angedeutet. Durch die Absaugung entsteht in dem abgedichteten Hohlraum 37 ein Vakuum, in das der von Fasern gereinigte Luftstrom durch die im Hohlkörper 35 angebrachten Öffnungen 38 gesaugt wird. Die weitere Funktion ist die gleiche, wie bei Fig. 1 und 2 bereits beschrieben.
Der Faserluftstrom führt von der Auflösungswalze 39 in den Luftkanal 31. Hier wird er durch die spiralförmige Gestaltung dieses Luftkanals in Rotation versetzt und gleichzeitig durch die Querschnittsverengung des Luftkanals auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die der Umfangsgeschwindigkeit der Ringnut 34 des Hohlkörpers 35 ganz oder annähernd entspricht. Der Faser-Luftstrom wird über den rundherum offenen Ringspalt 35 in die Ringnut 34 des Hohlkörpers 35 geleitet. Dort sondern sie sich in der beschriebenen Art aus dem Faser-Luftstrom aus, lagern sich im Nadelfeld und werden zum Faden 41 versponnen. Der von den Fasern gereinigte Luftstrom wird durch die Öffnungen 38 in den Hohlraum 37 gesaugt und durch den Ansaugstutzen 36 zu dem Gebläse geleitet.
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