CH661059A5

CH661059A5 - Rotor-feinspinnverfahren und einrichtung zu seiner durchfuehrung.

Info

Publication number: CH661059A5
Application number: CH619782A
Authority: CH
Inventors: Vaclav Maixner; Emil Pelinka; Frantisek Pesek; Jiri Sefl
Original assignee: Elitex Zavody Textilniho
Priority date: 1982-10-23
Filing date: 1982-10-25
Publication date: 1987-06-30
Also published as: GB2128643A; FR2535740A1; GB2128643B; FR2535740B1; DE3239289A1; JPS5988933A; DE3239289C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotor-Feinspinnverfahren, bei welchem ein Garn von der Sammeloberfläche eines Spinnrotors durch einen dem Spinnrotor nachgesetzten Abzugstrichter hindurch abgezogen wird, wobei das Garn über eine durch eine gekrümmte Eintritts-Arbeitsoberfläche des Trichters gebildete Berührungsbahn gleitet.

Bei Verfahren dieser Art hat es sich gezeigt, dass sich Fasern mit von Baumwolle unterschiedlichen Eigenschaften nicht zu annehmbaren Qualitätsgarnen verarbeiten lassen, indem deren spezifische Eigenschaften zu einer wesentlichen Erhöhung der Axialkraft auf das aus dem Spinnrotor abgezogene Garn führen. Spezifisch sind hierbei insbesondere die Koeffizienten der vor allem dynamischen Reibung der Faseroberfläche sowie die Adhäsion der Fasern zu anderen Oberflächen, die Verformbarkeit des Faserquerschnitts einschliesslich der verminderten Härte deren Oberfläche, der Biegungswiderstand der Fasern und die Grösse deren spezifischer Oberfläche.

Insbesondere die Fasern, die auf Baumwollart zu verarbeiten sind, werden bereits bei deren Herstellung mit einem vergütenden Oberflächenfilm versehen, welcher deren Verar-beitbarkeit ohne weitere Behandlung der Oberflächeneigenschaften gestatten soll. In der Baumwolltechnologie ist es nicht üblich, die Faseroberfläche vor der Verarbeitung noch zu behandeln, wie dies in der Wolltechnologie der Fall ist. Es ist deshalb selbstverständlich, dass sich die erwähnten spezifischen Eigenschaften auf den ganzen Komplex von Fasern und Oberflächenvergütung beziehen. Daraus geht auch hervor, dass sich die aus dem gleichen makromolekularen Stoff (sogar dem morphologisch gleichen) hergestellten Fasern in den genannten spezifischen Eigenschaften sehr wesentlich, eben durch die unterschiedliche Oberflächenappretur, unterscheiden können.

Die bisher bekannten Rotorspinnverfahren werden in der Industrie am erfolgreichsten bei Naturfasern, wie Baumwolle, Anfangsstadium Wolle, bei chemischen Fasern, wie Viskose-Zellwolle, sowie bei Synthesefasern, wie Polyesterfasern, gegenbenenfalls deren Mischungen, durchgeführt. Der Ein-fluss der spezifischen Eigenschaften chemischer oder synthetischer Fasern auf die Reibung und infolgedessen auf die Axialkraft des aus ihnen gesponnenen und über die Metalloberflächen aus dem Rotor abgeführten Garnes unterscheidet sie jedoch von Baumwolle nicht wesentlich. Für diese Fasern ist heute das Rotorspinnen optimalisiert, und dieser Qptimalisie-rung bemüht sich die Faserentwicklung vor allem in bezug auf die Oberflächeneigenschaften der neuen Fasern anzupassen. Die gegenwärtige Entwicklung der Garnabzugstrichter für die bisher rotorgesponnenen Fasern, die sich nicht allzusehr von Baumwolle unterscheiden, wird durch das Bestreben geleitet, auf dem Trichter solche Reibungsbedingungen herzustellen, die eine bessere Kontrolle und eine gewisse Lokalisierung der Draht im Abschnitt vom Trichter zurück in die Sammeloberfläche des Rotors ermöglichen würden. Diese Bestrebung erfordert eine grössere Reibung auf der Eintritts-Arbeitsoberfläche des Trichters, und da dessen Begrenzungsfaktor die Axialkraft des abzuziehenden Garnes ist, benutzen die bisher bekannten Lösungen verschiedene Kombinationen von glatten und rauhen Arbeitsoberflächen des Trichters, beispielsweise einen Wechsel glatter und rauher Segmente auf dem Trichter während einer Umdrehung des Rotors, radialer sowie konzentrischer Nuten auf der Eintritts-Arbeitsoberfläche des Trichters usw. Diese Lösungen können für das Rotorfeinspinnen von Fasern mit spezifischen Eigenschaften nicht angewendet werden, da deren Reibung auf der üblichen glatten Eintritts-Arbeitsoberfläche des Trichers bereits übermässig hoch ist.

Die gegenwärtige technische Praxis hat eine verhältnismässig sehr beschränkte Möglichkeit, den Einfluss zu grosser Reibungskoeffizienten mancher Fasern durch Herabsetzung der Reibungskoeffizienten der Arbeitsoberflächen der Garnabzugsbahnen zu kompensieren. Die Möglichkeiten eines analogen Vorganges bei Fasern, d.h. das Herabsetzen der Reibung der Fasern durch Anwendung einer auf die Oberfläche der Faser aufgetragenen Präparation bei deren Herstellung sind ebenfalls beschränkt.

Bei den bisherigen Vorrichtungen zum Rotorspinnen, die Spinnstellen mit Rotor und Abzugstrichter enthalten, wird nicht vorausgesetzt, dass die Ausführung des Abzugstrichters prinzipiell dem Einfluss der genannten spezifischen Eigenschaften bestimmter Fasern angepasst sind. Die Bahn und Art der Berührung bei gegebenem Umspannungswinkel des abzuziehenden Garnes auf den bekannten Trichtern, die durch den Krümmungshalbmesser r der vom Garn berührten Eintrittsoberfläche des Trichters bestimmt werden, sind nicht geeignet für das Spinnen von Fasern mit spezifischen Eigenschaften. Es ist zwar bekannt, dass die Verringerung des Krümmungshalbmessers der Eintritts-Arbeitsoberfläche zu einer Herabsetzung der Axialkraft im abzuziehenden Garn führt, jedoch in nicht zu grossem Umfang, so dass diese Massnahme nicht geeignet ist, den unerwünschten Einfluss

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spezifischer Eigenschaften eines Garnes auf deren Reibung auf der Eintritts-Arbeitsoberfläche des Trichters und damit die übermässige Erhöhung der Axialkraft im abzuziehenden Garn zu kompensieren.

Eine übermässige Erhöhung der Axialkraft hat eine Herabsetzung der Produktivität zur Folge, da die dem Quadrat der Umdrehungszahl des Rotors proportionale Axialkraft eine Herabsetzung der Umdrehungszahl des Rotors und damit eine Verringerung der Abzugsgeschwindigkeit des Garnes verlangt. Weiter bewirkt eine höhere Axialkraft einen übermässigen Abrieb der Präparation der Faseroberfläche oder sogar einen Abrieb der Fasermasse und dadurch eine erhöhte Staubildung, wobei dieser Staub in den Rotor zurückgesaugt wird, was eine häufigere Reinigung der Rotoren hervorruft, hauptsächlich jedoch eine sich verringernde Qualität des Garnes bewirkt. Ferner hat eine höhere Axialkraft eine erhöhte Bruchzahl des Garnes zur Folge, die mit einer höheren Garnbruchwahrscheinlichkeit durch Einfluss der die Festigkeit des Garnes überschreitenden Spannung zusammenhängt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren der vorgenannten Art so auszugestalten, dass sich die Axialkraft der abgezgogenen Garne aus Fasern mit den genannten Eigenschaften in gewünschten Grössenordnungen bewegt.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Einwirkung der Reibungskräfte auf das Garn an der ersten Berührungsstelle in der Abzugsbahn hinter der Sammeloberfläche des Spinnrotors, nämlich auf der Einlass-Arbeitsoberfläche des Abzugstrichters durch Verkürzung der Berührungsbahn des abzuziehenden Garnes verringert wird, wodurch eine optimale Axialkraft des abzuziehenden Garnes im Abschnitt hinter dem Auslass des Trichters erreicht wird, die das 2,5fache der Axialkraft gemäss der Formel

Fo = 5,45 • 10 ~12 • R2 ■ n2 nicht überschreitet, wobei

Fo = die Axialkraft im abzuziehenden Garn im Abschnitt zwischen der Sammeloberfläche des Spinnrotors und dem Eintritt in den Abzugstrichter (mN/tex),

R = den Halbmesser des Spinnrotors (mm) und n =die Umdrehungszahl des Spinnrotors (min-1) bedeuten. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zur Duchführung des erfmdungsgemässen Verfahrens mit einer Spinnstelle mit einem Rotor und einem Abzugstrichter mit einer Arbeitsoberfläche.

Diese Einrichtung zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass die Arbeitsoberfläche des Trichters durch die Eintrittskante und den durch diese Eintrittskante und den letzten Punkt der Garnberührung auf dieser Arbeitsoberfläche begrenzten Abschnitt gebildet und die Verkürzung der Berührungsbahn des Garnes beim gegebenen Halbmesser r der Krümmung durch die Höhe h des Kopfteiles des Trichters bestimmt ist.

Hierbei besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, dass die Kante am Einlass des Abzugstrichters in einer zur Rotationsachse senkrechten Schnittebene in der Höhe h des Kopfteiles des Trichters im Schnittpunkt mit einer die Arbeitsoberfläche bildenden Rotationsfläche liegt, welche durch Rotation eines Viertelkreisbogenabschnittes mit dem Krümmungshalbmesser r in einer Entfernung D/2 um die Rotationsachse entsteht, wobei D der kleinste Innendurchmesser des Trichters ist.

Eine Verkürzung der Berühungsbahn des Garnes auf der Eintritts-Arbeitsoberfläche des Trichters durch Herabsetzung der Höhe des Kopfteils des Trichters gestattet ein Umrüsten bestehender Abzugstrichter. Durch Herabsetzung der Höhe des Kopfteils des Trichters wird, neben der Verkürzung der

Berührungsbahn für das Garn auf der Eintritts-Arbeitsoberfläche des ursprünglich ungeeigneten Abzugstrichters, zudem eine qualitativ neue Arbeitsoberfläche gebildet, die durch die Eintrittskante und den Rest der ursprünglichen Eintritts-Arbeitsoberfläche gebildet wird.

Auf diese erfindungsgemässe Weise lässt sich der Einfluss der bei verschiedenen Fasern unterschiedlichen spezifischen Eigenschaften kompensieren, so dass sich qualitative Garne unter hervorragenden Kennwerten der Produktivität feinspinnen lassen.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsge-genstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung, welche einen Abzugstrichter in einem Längsschnitt durch eine in der Drehachse des Trichters liegende Ebene zeigt, näher erläutert.

Der einem nicht näher gezeigten Spinnrotor zugeordnete Abzugstrichter 1 ist in einem Längsschnitt durch eine in der Drehachse 2 des Trichters 1 liegende Ebene dargestellt. Diese Drehachse 2 ist zugleich Drehachse des zugeordneten Spinnrotors. Der Abzugstrichter 1 weist einen kleinsten Innendurchmesser D nahe seinem Einlass mit der ringförmigen Kante 4 auf, die in eine Eintritts-Arbeitsoberfläche 5 übergeht, welche an der letzten Berührungsstelle 6 eines von der Sammeloberfläche des Spinnrotors über die Kante 4 und die Arbeitsoberfläche 5 abgezogenen Garnes 3 endet. Hierbei weist die Eintritts-Arbeitsoberfläche 5 einen Krümmungshalbmesser r auf. Von der letzten Berührungsstelle 6 des Garnes 3 im Bereich des kleinsten Innendurchmessers D öffnet sich der Trichter 1 wieder konisch nach innen.

Wie aus der Darstellung erkennbar, liegt die Kante 4 am Einlass des Abzugstrichters in einer zur Rotationsachse 2 senkrechten Schnittebene in der Höhe h des Kopfteiles 1 des Trichters im Schnittpunkt mit einer die Arbeitsoberfläche 5 bildenden Rotationsfläche, welche durch Rotation eines Viertelkreisbogenabschnittes mit dem vorerwähnten Krümmungshalbmesser r in einer Entfernung D/2 um die Rotationsachse 2 entsteht.

Erfindungsgemäss ist nun die Garnberührungsbahn bei einem gegebenen Krümmungshalbmesser r der Arbeitsoberfläche 5 vergleichsweise der in der Darstellung gestrichelt angedeuteten Berührungsbahn auf der Arbeitsoberfläche 5 bei einer Kopfteilhöhe H, bei der das abzuziehende Garn einer unzulässig hohen Axialkraft unterliegt, um die Kopfteil-Teilhöhe h auf die Kopfteil-Teilhöhe H-h verkürzt.

Das Garn wird im übrigen in bekannter Weise durch den Abzugstrichter hindurch mittels einer üblichen Garnabzugsvorrichtung (nicht gezeigt) abgezogen, und zwar direkt oder zunächst über eine nicht näher gezeigte Austritts-Arbeitsober-fläche des Abzugstrichters, die etwa durch einen keramischen, beispielsweise Sinterkorund-Ring gebildet ist, oder über eine unter verschiedenen Winkelwerten gebogene Röhre.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen-standes im Vergleich bisher üblicher Abzugstrichter sind nachfolgend der tabellarischen Übersicht entnehmbar. Hierbei sind die Werte der auf das abzuziehende Garn einwirkenden Axialkraft (als Mittelwerte graphischer Aufzeichnungen in gleichen Zeitintervallen des Ausspinnens ermittelt) sowie die Qualitätskriterien der Garne bei Verwendung von konventionellen Abzugs trichtern S denjenigen bei Verwendung des erfmdungsgemässen Trichters N gegenübergestellt.

Die Messungen erfolgten unter einer ausreichend repräsentativen Folge von Feinspinnresultaten desselben Fasermusters bei gleichen klimatischen Bedingungen. Es hat sich dabei gezeigt, dass die gemeinsamen Beziehungen der Werte der Axialkräfte und der Garnqualität auch für völlig andere Faserarten erhalten bleiben. Somit ist es nicht erforderlich, Angaben über die betreffende Faserart zu machen. Das Resultat bei der Verwendung eines konventionellen Trichters S hat nur zu Beginn des Ausspinnens Gültigkeit, wonach sich

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die Werte mit zunehmender Ausspinnzeit verschlechtern. Demgegenüber bleiben die Werte bei Verwendung eines erfindungsgemässen Abzugstrichters N (Beispiele 2 und 4) auch über eine längere Ausspinnzeit nahezu konstant.

Die Messergebnisse werden an folgender Einrichtung ermittelt:

Rotor-Feinspinnmachine BD 200 S

Rotorhalbmesser (mm) 27

Vorgelegtes Spinnband 2mal gestreckt, 3,3 ktex

Umdrehungszahl der

Auskämmwalzen (min ~ ') 6000

Ausgesponnenes Garn:

Feinheit (tex) 35,5

Drall (m-1) 620

Eintritts-Arbeitsoberfläche blank, Hartchrom

Austritts-Arbeitsoberfläche Sinterkorundring

Drehzahlen der Rotoren (min -1) 46 250 bzw. 51 200

Abzugsgeschwindigkeit des Garnes 74,6 bzw. 82,6

(m/min-1)

Daraus wurden folgende Werte ermittelt:

Beispiele 1 2

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Axialkraft (mN/tex) im

abzuziehenden Garn:

hinter der Austritts-

Arbeitsoberfläche F

40

18

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31

23

vor der Eintritts-

Arbeitsoberfläche Fo

(Vorlauf-Axialkraft)

8,5

10,4

Verhältnis F/Fo

4,7

2,1

4,9

3,0

2,2

Qualität des ausgesponnenen

Garnes:

Ungleichmässigkeit USTER

(CV%)

19,5

16,2

19,6

17,3

15,0

Anzahl von Dünnstellen

538

40

468

202

0

Anzahl von dicken Stellen

460

83

620

310

56

Anzahl von Noppen

380

54

428

150

36

Angewandter Trichter

(Beisp.-Nr.):

S/1

N/2

S/3

N/4

N/5

Krümmungshalbmesser r der

Eintritts-Arbeitsoberfläche

(mm)

4

Öffnungs-Innendurchmesser

D (mm)

2

Kopfteilhöhe H bzw. h (mm)

H 3,9

h 2,4

H 3,9

h 3,1

h 2,4

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Rotor-Feinspinnverfahren, bei welchem ein Garn von der Sammeloberfläche eines Spinnrotors durch einen dem Spinnrotor nachgesetzten Abzugstrichter hindurch abgezogen wird, wobei das Garn über eine durch eine gekrümmte Ein-tritts-Arbeitsoberfläche des Trichters gebildete Berührungsbahn gleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung der Reibungskräfte auf das Garn an der ersten Berührungsstelle in der Abzugsbahn hinter der Sammeloberfläche des Spinnrotors, nämlich auf der Einlass-Arbeitsoberfläche des Abzugstrichters, durch Verkürzung der Berührungsbahn des abzuziehenden Garnes verringert wird, wodurch eine optimale Axialkraft des abzuziehenden Garnes im Abschnitt hinter dem Auslass des Trichters erreicht wird, die das 2,5fache der Axialkraft gemäss der Formel

Fo = 5,45 • 10~12■ R2 ■ n2 nicht überschreitet, wobei

R = den Halbmesser des Spinnrotors (mm) und n = die Umdrehungszahl des Spinnrotors (min - ') bedeuten.

2. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Spinnstelle mit einem Rotor und einem Abzugstrichter mit einer Arbeitsoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsoberfläche des Trichters (1) durch die Eintrittskante (4) und den durch diese Eintrittskante (4) und den letzten Punkt (6) der Garnberührung auf dieser Arbeitsoberfläche begrenzten Abschnitt gebildet und die Verkürzung der Berührungsbahn des Garnes beim gegebenen Halbmesser (r) der Krümmung durch die Höhe (h) des Kopfteiles des Trichters bestimmt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante (4) am Einlass des Abzugstrichters in einer zur Rotationsachse (2) senkrechten Schnittebene in der Höhe (h) des Kopfteiles (1) des Trichters im Schnittpunkt mit einer die Arbeitsoberfläche (5) bildenden Rotationsfläche liegt, welche durch Rotation eines Viertelkreisbogenabschnittes mit dem Krümmungshalbmesser (r) in einer Entfernung (D/2) um die Rotationsachse (2) entsteht, wobei D der kleinste Innendurchmesser des Trichters ist.