CH673036A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zur Herstellung eines armierten Fadens gemäss den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 3.

Die Erfindung kann in den Betrieben der Textilindustrie verwendet werden.

Ein armierter Faden ist ein Faden, der auf seiner gesamten Länge mit Fasern bzw. Fäden umwickelt ist, wobei der umwickelte Faden als Kernfaden, die Fasern bzw. Fäden aber, mit denen der Kernfaden umwickelt wird, als Umwicklungskomponente bezeichnet werden.

Es ist bekannt, dass armierte Fäden in der letzten Zeit dadurch zunehmend Verbreitung erfahren, dass sie gegenüber Einzelfäden bzw. Einfachgarne eine Reihe wesentlicher Vorteile besitzen, von denen als Hauptvorteil s die Möglichkeit angesehen wird, Eigenschaften der den Kernfaden und die Umwicklungskomponente bildenden Stoffe in verschiedenen Varianten zu kombinieren und hierdurchjeweilige beliebige erwünschte Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses, wie beispielsweise Festigkeit, Hygrosko-10 pizität, Knitterfreiheit zu erlangen.

Zur Zeit sind verschiedene Verfahren zur Herstellung armierter Fäden bekannt, in denen als Umwicklungskomponente Fasern auftreten. Zu diesen Verfahren gehören auch Verfahren des ringlosen pneumatisch-mechanischen Spin-ls nens, die auch als Spinnen mit «offenem Ende» bezeichnet werden und in denen die Umwicklungsfasern durch Auflösen eines Faserbandes in einer Vereinzelungsvorrichtung erzeugt werden, während das Umwickeln des Kernfadens mit Fasern vermittels eines Drehorgans vorgenommen wird, 20 das meistens im ringlosen Spinnen zur Garnerzeugung dient und entweder in Form einer Schale, die als «Spinnkammer» bezeichnet wird, oder in Gestalt einer auf einer Drehachse T-förmig befestigten Scheibe oder in einer beliebigen anderen bekannten Form, beispielsweise in Gestalt eines 25 Trichters, ausgeführt ist (US-PS Nr. 3 605 395). Da dabei im Drehorgan eines beliebigen Typs der Kernfaden zu dessen Umwickeln mit Fasern durch die Drehachse desselben hindurchgeführt werden muss, so soll diese Drehachse hohl sein.

Also können zur Herstellung eines armierten Fadens belie-30 bige Verfahren und Einrichtungen zum ringlosen pneumatisch-mechanischen Spinnen verwendet werden, die ein sogenanntes «Gleichstromspinnsystem» besitzen, d. h. ein Spinnsystem, bei dem die aufgelösten Fasern dem Drehorgan an dem einen Ende desselben zugeführt werden, während das 35 fertige Garn durch die hohle Achse hindurch an dem anderen Ende abgeleitet wird (siehe US-PS Nr. 3 411 283 und US-PS Nr. 3 501 905).

Jedoch ergeben sich bei der Anwendung von verschieden aufgebauten Drehorganen - sowohl in Form einer Schale, 40 d. h. einer Spinnkammer, wie auch in Gestalt einer Scheibe -eigene spezifische Probleme, die ihrer Lösung bedürfen.

Beispielsweise entsteht bei der Anwendung einer Spinnkammer das Problem der Qualität des erzeugten Fadens, weil die Dichte und Festigkeit der Umwicklung des Kernfadens 45 mit Fasern von der Spannung derselben abhängen und in der Spinnkammer das Spannen der Fasern nur durch die Fliehkräfte zustande kommt, die bei real in der Praxis erreichbaren Umlaufgeschwindigkeiten der Spinnkammer zur Gewährleistung der erforderlichen Dichte und Festigkeit so unzureichend sind.

Beim Einsatz eines Drehorgans in Gestalt einer Scheibe entsteht sowohl das Problem der Qualitätserhöhung des armierten Fadens wie auch das Problem der Reduzierung von Verlusten an Fasern, die durch die Wirkung von Flieh-55 kräften von der Scheibenoberfläche fortgeschleudert werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsge-mässe Einrichtung bezwecken die Lösung des Problems der Qualitätserhöhung des armierten Fadens und teilweise auch des Problems der Reduzierung von Fasern verlusten beim 60 Einsatz eines als Scheibe ausgebildeten Drehorgans.

Der Begriff der Qualität des armierten Fadens schliesst verschiedene Qualitätskennwerte ein, so beispielsweise Fadengleichmässigkeit (Gleichmässigkeit der Umwicklung und Umhüllung des Kernfadens mit Fasern), Umwicklungs-65 dichte, Deckfestigkeit (Festigkeit des Festhaltens der Fasern am Kernfaden), Reissfestigkeit des Fadens. Diese Kennwerte hängen von verschiedenen Faktoren ab. Beispielsweise hängt ein solcher Kennwert wie Reissfestigkeit des Fadens haupt

3

673036

sächlich von der Qualität des zur Fertigung von Kernfäden und Fasern benutzten Materials ab, während andere Kennwerte, im besonderen die Festigkeit des Fasermantels, in hohem Masse vom Herstellungsverfahren des armierten Fadens, genauer vom Umwicklungsverfahren des Kernfadens mit Fasern, abhängig sind.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des armierten Fadens und die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung desselben bezwecken gerade die Lösung des Problems der Erhöhung der Festigkeit des Fasermantels, d. h. der Festigkeit des Festhaltens der Fasern am Kernfaden.

Die Dichte und Festigkeit des Fasermantels des armierten Fadens hängen hauptsächlich von der Spannung der Fasern beim Umwickeln des Kernfadens mit denselben ab, und die Spannung der Fasern wird in bekannten Verfahren und Einrichtungen hauptsächlich durch Herbeiführung der Einspan-nung der Fasern und des Kernfadens unter Ermöglichung eines Durchgleitens der Fasern in dieser Einspannung bei bestimmter Reibungskraft erzielt.

Also besteht das Wesen des Verfahrens zum Umwickeln des Kernfadens mit Fasern, das die Erreichung einer bestimmten Festigkeit des Fasermantels des armierten Fadens gewährleistet, im Grunde darin, wie das Verfahren zum Einspannen der Fasern und des Kernfadens im Drehorgan realisiert wird. Da nun das gesamte technologische Herstellungsschema des armierten Fadens in verschiedenen bekannten Verfahren und Einrichtungen zum ringlosen Spinnen praktisch unveränderlich bleibt, so werden in der nachstehend angeführten Charakteristik des derzeitigen Standes der Technik die bekannten Lösungen nur durch das Verfahren zum Einspannen der Fasern und des Kernfadens im Drehorgan und die Konstruktion der Einspannungsvor-richtung charakterisiert.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung eines armierten Fadens (US-PS Nr. 3 877 211), das sich auf das Verfahren des ringlosen pneumatisch-mechanischen Spinnens bezieht und darin besteht, dass man ein Faserband nimmt, es in einzelne Fasern auflöst, die Fasern gemeinsam mit dem Kernfaden dem Drehorgan zuführt und durch Umlauf des Drehorgans das Umwickeln des Kernfadens mit Fasern unter Bildung eines armierten Fadens vornimmt.

Bekannt ist auch eine Einrichtung zur Durchführung des beschriebenen bekannten Verfahrens (US-PS Nr. 3 877 211), die je eine Speisequelle für das Faserband und für den Kernfaden, eine Vorrichtung zum Auflösen des Faserbandes in einzelne Fasern sowie ein in einem Gehäuse, das mit einer Bohrung zum Faserndurchtritt versehen ist, die über einen Faserleitungskanal mit der Vorrichtung zum Auflösen des Faserbandes in einzelne Fasern verbunden ist, untergebrachtes Drehorgan in Gestalt einer auf einer Drehachse T-förmig befestigten Scheibe mit einer Axialbohrung zum Durchtritt des Kernfadens und der Fasern, mit einem Mittel zum Festhalten der Fasern an der Scheibenoberfläche sowie mit einem Mittel zur Erzeugung eines Luftstroms im Faserleitungskanal in Form von unter der Scheibe befestigten Lüfterflügeln und in der Scheibe vorgesehenen Radialschlitzen enthält.

Eine Besonderheit dieses Verfahrens und der Einrichtung zur Durchführung desselben besteht darin, dass praktisch keine Einspannung der Fasern und des Kernfadens im Drehorgan vorhanden ist, so dass die Reibungskraft, die zum Festhalten der Fasern an der rotierenden Scheibe beim Umwickeln des Kernfadens mit denselben nur durch das Verhältnis der Durchmesser der in der Scheibe vorhandenen Axialbohrung und des zu drehenden Fadens bestimmt ist.

Die erwähnte Besonderheit des erfindungsgemässen Verfahrens gewährleistet einerseits das Fehlen irgendeiner Verdrehung des Kernfadens, da keine Einspannkräfte auf denselben einwirken, die zur Herbeiführung einer solchen Verdrehung ausreichend wären. Dies kann von Vorteil sein beispielsweise bei der Herstellung eines stromleitenden armierten Fadens, wenn als Kernfaden ein Draht mit Emaili-5 solation verwendet wird, bei dem die geringste Drehung zur Zerstörung des Emails führt und daher unzulässig ist. Andererseits führt bei der Anwendung von üblichen Textil-fasern das Fehlen der Einspannung der Fasern und des Kernfadens dazu, dass die an den Kernfaden nicht angedrückten io Fasern, die eine bestimmte Elastizität besitzen, eine lockere und unfeste Hülle am Kernfaden bilden, die nicht nur während der darauffolgenden Verarbeitung, sondern auch bei der Beförderung des armierten Fadens abgetrennt werden kann.

ls Ein Versuch zur Erhöhung der Reibungskraft der Fasern an den Wänden der in der Scheibe vorhandenen Axialbohrung durch Verringerung des Durchmessers derselben bis auf die Werte, die mit dem Durchmesser des armierten Fadens vergleichbar sind, vermag das entstandene Problem nicht zu 20 lösen, da diesem Weg ein unüberwindlicher Widerspruch zugrunde liegt: einerseits soll die Bohrung in der Scheibe derartig klein sein, dass der Kernfaden mit den Fasern in dieselbe innig und bei erforderlicher Kraftanlage hineingeht, andererseits aber ist das anfängliche Einführen des Kernfa-25 dens durch eine solche Bohrung, beispielsweise mit Hilfe eines Einführungsstabes bzw. anderer Einführungsmittel, mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden und praktisch nicht durchführbar, was eine Vergrösserung des Durchmessers dieser Scheibenbohrung erfordert.

30 Darüber hinaus muss bei der Notwendigkeit einer Änderung der linearen Dichte des erzeugten Fadens, beispielsweise bei Sortimentsänderungen, der Durchmesser der Durchgangsbohrung entsprechend verändert werden, was den Austausch entweder des gesamten Drehorgans oder der 35 Scheibe mit der erwähnten Bohrung voraussetzt. Beides macht die Bedienung der Maschine im Betrieb komplizierter, erhöht die Maschinenstillstände und setzt den Zeitausnutzungsgrad herab.

Bekannt ist ein anderes Verfahren zur Herstellung eines 40 armierten Fadens, das auf der bekannten Einrichtung zum ringlosen Spinnen durchgeführt wird (SU-Urheberschein Nr. 941445). Dieses Verfahren und die dazugehörige Einrichtung sind im wesentlichen dem vorhergehenden Verfahren und der Einrichtung ähnlich, aber dieses Verfahren 45 unterscheidet sich dadurch, dass im Drehorgan die gemeinsame Einspannung der Fasern und des Kernfadens in einer dazu vorgesehenen Einspannvorrichtung mit nachfolgendem Umwickeln des Kernfadens mit Fasern und Erzeugen eines armierten Fadens stattfindet.

so Die Vorrichtung zur Einspannung der Fasern und des Kernfadens ist unter der Scheibe des Drehorgans angebracht und stellt eine Buchse mit einem axialen Kanal, die axial verschiebbar angeordnet und abgefedert ist, sowie eine Kugel dar, die sich in einer profilierten Aussparung befindet, die an 55 der der Scheibe zugekehrten Stirnseite der Buchse ausgeführt ist.

Das Einspannen der Fasern gemeinsam mit dem Kernfaden gewährleistet ein dichtes Andrücken der Fasern an den Kernfaden während des Umwickeins desselben mit Fasern, 60 wodurch ein armierter Faden mit einem ausreichend festen Fasermantel entsteht, dessen Festigkeit der von der abgefederten Kugel erzeugten Einspannungskraft proportional ist.

Beim Auflösen des Faserbandes in einzelne Fasern werden in der Vereinzelungsvorrichtung aus einem Bündel zuge-65 führter Fasern vor allem kürzere Fasern ausgekämmt und dem Drehorgan zugeleitet, weil sie früher als die längeren Fasern aus der Einspannung des Speisepaars gelöst werden, so dass hierdurch eine gewisse Umverteilung und Umgrup-

673036

pierang der Fasern gemäss ihrer Länge erfolgt. Die Zuführung dieser aufgelösten Fasern zum Drehorgan und die Umwicklung des Kernfadens mit denselben führt im bekannten Verfahren auch zur ungleichmässigen Verteilung der kurzen und langen Fasern am Kernfaden. Dies erhöht die Ungleichmässigkeit des Fasermantels und verringert die Qualität des fertigen Fadens.

Beim Eindringen von Fremdkörpern bzw. Faserbündeln in die in der Scheibe vorhandene Axialbohrung zum Durchtritt der Fasern und des Kernfadens und infolge der hier durch zugenommenen Fadenspannung kann ausserdem die Kugel aus ihrer Aussparung herausgestossen und unter der Wirkung von Fliehkräften von der Drehachse weg seitwärts verschoben werden. Dies beeinträchtigt einerseits die Einspannung der Fasern und des Kernfadens zwischen der abgefederten Buchse und der Kugel und führt zur Erzeugung eines armierten Fadens geminderter Qualität sowie führt andererseits eine Unwucht des Drehorgans herbei, die dessen Vibrationen hervorruft und einen verstärkten Verschleiss der dasselbe aufnenmenden Lager bewirkt.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines armierten Fadens durch ringloses Spinnen (SU-Urheber-schein Nr. 366 232), das darin besteht, dass man das Faserband in einzelne Fasern auflöst, die gemeinsam mit dem Kernfaden dem Drehorgan zugeführt werden, wo das Einspannen der Fasern und des Kernfadens sowie Umwickeln des Kernfadens mit Fasern unter Bildung eines armierten Fadens vorgenommen werden.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Zuführen der aufgelösten Fasern in die Einspannung des Drehorgans die Fasern in der Einspannungszone zu einem Faserstrang zusammengefasst werden, mit welchem dann der Kernfaden umwickelt wird, indem sich die Fasern entlang einer Schraubenlinie um den Kernfaden herum lagern.

Das zusammenfassen der Fasern zu einem Faserstrang, d. h. zu einem geordneten Bündel von geradegestreckten und parallelisierten Fasern, erhöht die Gleichmässigkeit der Verteilung der Fasern im Bündel und dementsprechend auch im Fasermantel des armierten Fadens, was die Qualität des letzteren beträchtlich erhöht.

Jedoch wird in diesem Verfahren der Kernfaden gemeinsam mit den Fasern entlang der Drehachse des Drehorgans zugeführt, und das Umwickeln desselben erfolgt mit dem aus den einzelnen Fasern gebildeten Faserstrang bei gleichzeitiger Einspanung des Faserstrangs und des Kernfadens. Dies erlaubt es nicht, getrennte Regelung der Spannungen des Kernfadens und der Fasern vorzunehmen und deren optimales Verhältnis einzustellen, was zur Unkontrollierbarkeit des Prozesses der Fadenarmierung und zur Unmöglichkeit führt, vorgeschriebene Qualitätskennwerte des armierten Fadens, insbesondere die vorgegebene Festigkeit des Fasermantels, zu erzielen.

Bekannt ist weiterhin eine Einrichtung zum ringlosen Spinnen (SU-Urheberschein Nr. 3115 441), die zur Durchführung des beschriebenen bekannten Verfahrens zur Herstellung eines armierten Fadens bestimmt und im wesentlichen den vorhergehenden bekannten Einrichtungen ähnlich ist, sich von diesen aber dadurch unterscheidet, dass die Vorrichtung zur Einspannung der Fasern und des Kernfa-

trisch zur Drehachse des Drehorgans liegen und der Kernfaden mit dem Faserstrang entlang der Drehachse laufen, so findet bei Änderungen der Fadenspannung beim etwaigen Eindringen von Fremdkörpern und Staubteilchen zusammen s mit den Fasern in die Durchgangsbohrung der Scheibe kein Öffnen der Einspannbacken und kein Stören des Armierungsprozesses des Kernfadens statt, und gleichfalls kann auch keine Unwucht des Drehorgans mit sämtlichen daraus folgenden nachteiligen Wirkungen entstehen, io Darüberhinaus gehört zum Vorteil dieser Einrichtung auch die Möglichkeit der Einspannkraftregelung (durch Ändern des Trägheitsmomentes der umlaufenden Massen), beispielsweise bei Änderungen der linearen Dichten des erzeugten armierten Fadens.

15 Jedoch gewährleistet die bekannte Einrichtung keine Möglichkeit, den Kernfaden getrennt von den vereinzelten Fasern dem Drehorgan zuzuführen. Dies führt zur Unmöglichkeit des getrennten Spannens derselben und der Erzielung optimaler Verhältnisse der Spannungsstärken von 20 Kernfaden und Fasern, während die Ausführung der Vorrichtung zur Einspannung der Fasern und des Kernfadens in Gestalt von zwei Platten die mittels Backen die gemeinsame Einspannung des Kernfadens und der Fasern ausführen, es nicht erlaubt, ihre getrennte Einspannung zustande zu 25 bringen und die Möglichkeit des relativ zueinander erfolgenden Spannens sicherzustellen, was die Erzielung von vorgegebenen Werten der Qualität des armierten Fadens verhindert.

Ausserdem ist die Vorrichtung zur Einspannung mittels 30 Riehkräften in der bekannten Einrichtung kompliziert aufgebaut, was einerseits unter den Bedingungen einer solchen Textilproduktion, die durch konstanten massenweisen Aus-stoss gleichartiger Erzeugnisse gekennzeichnet ist, keinen den erwähnten Nachtteil aufwiegenden Nutzen bringt, weil 35 die Bedienung erschwert wird und die Kosten der Ausrüstungen und des Produktionsprozesses höher sind.

Andererseits bedingt der komplizierte konstruktive Aufbau der Vorrichtung auch eine komplizierte Konfiguration derselben, was unter Bedingungen der Textilproduktion 40 zum unvermeidlichen Verstopfen von Nuten, Bohrungen und anderen Vorrichtungselementen mit Fremdkörpern und Flug führt, das periodisches Stillsetzen und Reinigen der Vorrichtung verursacht. Ausserdem gewährleistet die durch die Fliehkräfte herbeigeführte Einspannung keine konstante 45 Einspannkraft bei Änderungen der Geschwindigkeit der funktionierenden Einrichtung und Erhaltung der technologischen Bedigungen der Fadenherstellung, was zur Notwendigkeit einer Umrichtung der Einspannvorrichtung führt und somit den Zeitausnutzungsgrad herabsetzt.

so Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines armierten Fadens der eingangs genannten Art und eine Einrichtung zur Durchführung desselben mit einer solchen gegenseitigen Lage des Kernfadens und der Fasern während des gesamten Herstellungszyklus 55 des armierten Fadens zu schaffen, die es erlauben, Spannungen des Kernfadens und der Fasern zu regeln und deren optimale Verhältnisse zu erzielen, was die Qualität des armierten Fadens, insbesondere die Festigkeit der Umwicklung des Kernfadens mit Fasern, beträchtlich erhöht.

dens in dieser Einrichtung zwei Platten aufweist, die auf quer 60 Diese Aufgabe wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren zu den Platten liegenden Schwenkachsen frei angebracht sind und bei denen die einen Enden untereinander kontaktieren und Einspannbacken bilden, während die anderen Enden mit Gegengewichten in Gestalt von Lasten versehen sind, die mittels Schrauben zur Regelung der Einspannkraft verschoben werden, die durch die Fliehkräfte beim Umlauf des Drehorgans erzeugt wird.

Da in dieser Vorrichtung die Einspannbacken symme-

dadurch gelöst, dass es die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 umschriebenen Merkmale umfasst.

Zweckmässigerweise wird dem Drehorgan zumindest ein weiterer Kernfaden unter einem Winkel zum ersten Kern-65 faden zugeführt, wobei das nachfolgende Einspannen und Umwickeln desselben mit den zum Faserstrang gleichzeitig mit dem ersten Kernfaden erfolgt.

Die vorgeschlagene Einrichtung zur Durchführung dieses

5 673036

Verfahrens weist die im Kennzeichen des Patentanspruches 3 der Fasern, die deswegen möglich wird, weil infolge des umschriebenen Merkmale auf. Umlaufs des Drehorgans der Faserstrang dermassen

Zweckmässigerweise ist im Gehäuse oberhalb der Scheibe gezwirnt wird, dass er zum erforderlichen Spannen eine aus-

zumindest noch eine Bohrung zum Durchtritt eines weiteren reichende Festigkeit bekommt.

Kernfadens ausgeführt, die in bezug auf die erste Bohrung s Die Zuführung des Kernfadens zum Drehorgan unter entlang dem Kreisumfang versetzt ist. einem Winkel zur Drehachse desselben und mit erforder-Die im erfindungsgemässen Verfahren realisierte, getrennt licher Spannung sowie die Bildung eines Faserstrangs aus von den Fasern und unter einem Winkel zur Drehachse des den Fasern gewährleisten nicht nur die Möglichkeit einer

Drehorgans erfolgende Kernfadenzuführung und die For- Trennung von Kernfaden und Faserstrang in der Einspan-

mung des Faserstrangs aus den Fasern vor der Einspannung io nung des Drehorgans durch deren Anbringung an den dia-

derselben sowie die in der erfindungsgemässen Einrichtung metral entgegengesetzten Wänden der in der Scheibe vorhan-realisierte Ausführung der Vorrichtung zur Einspannung der denen Axialbohrung und an den diametral entgegenge-

Fasern und des Kernfadens in Gestalt einer abgefederten setzten Oberflächen der Sphärischen Einspannung, sondern

Buchse und einer Kugel gestatten es, den Kernfaden und die auch die Erhaltung dieser Lage während des Betriebes. Dies Fasern in Form eines etwas gezwirnten Faserstrangs getrennt is bietet wiederum die Möglichkeit, die Spannungen des Kern-

zu spannen und sie zur Erzielung ihres optimalen Verhält- fadens und des Faserstrangs zu regeln und deren optimales nisses zu regeln. Dies ermöglicht es, die Festigkeit des Faser- Verhältnis zur Erzeugung eines armierten Fadens mit der mantels des armierten Fadens beträchtlich zu erhöhen und erforderlichen Struktur zu erzielen.

somit auch die Qualität der aus demselben hergestellten Die Festigkeit des Fasermantels des armierten Fadens Erzeugnisse zu steigern. Ausserdem werden beim Einsatz 20 steht in direkter Abhängigkeit von der Struktur desselben. So von mehreren Kernfäden ausser der erzielten Erhöhung der kann beispielsweise in dem Fall, wo der Kernfaden stark Festigkeit des erwähnten Fasermantels auch die Faserver- gespannt ist und eine Gerade darstellt, während die Fasern luste erheblich gesenkt, während die Arbeitsleistung der ihn in regelmässigen Windungen entlang einer Schrauben-Maschinen sowie der Ausstoss an fertigem armiertem Faden linie umwickeln, die Festigkeit des Fasermantels nicht ausgesteigert werden, was die Rentabilität der Produktion 25 reichend hoch sein, weil die Faserwindungen an der Obererhöht. fläche des Kernfadens keinen Halt finden, an dem sie sich

Das erfindungsgemässe Verfahren wird auf die folgende festhaken könnten, und die Festigkeit des Fasermantels

Weise ausgeführt. hängt in diesem Fall nur von der Umwicklungsdichte des

Das Faserband wird aus einer Speisekanne bzw. aus einer Kernfadens mit Fasern sowie vom Zustand deren Oberanderen Speisequelle der Vereinzelungsvorrichtung zuge- 3» flächen ab, welcher ihre gegenseitige Haftung bestimmt.

führt, wo es auf eine beliebige bekannte Weise in einzelne In dem Fall aber, wo der Faserstrang und der Kernfaden Fasern getrennt und dem umlaufenden Drehorgan zugeführt ungefähr gleiche Spannung besitzen, so dass sie gegenseitig wird, während der Kernfaden von der Spule abgewickelt und und gleichmässig einander umwinden, erhält man einen unter erforderlicher Spannung dem Drehorgan unter einem armierten Faden mit einer Struktur, die der Struktur eines Winkel zur Drehachse desselben zugeführt wird. Im Dreh- 35 gezwirnten Fadens ähnlich ist, bei dem die Festigkeit des organ wird aus den Fasern zunächst ein Faserstrang gebildet, Fasermantels unter übrigen gleichen Bedingungen um eine worauf dieser und der Kernfaden eingespannt werden, wobei Grössenordnung höher als beim sonst bekannten armierten die Einspannung derselben getrennt stattfindet. Nach Ver- Fäden mit der schraubenförmigen Umwicklungsstruktur ist. lassen der Einspannungszone werden der Faserstrang und Die Regelung der Spannungen des Faserstrangs und des der Kernfaden verbunden, und durch Umlauf des Drehor- 40 Kernfadens kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Beigans nimmt man das Umwickeln des Kernfadens mit dem spielsweise lässt sich diese Kegelung durch entsprechende Faserstrang vor, wodurch ein armierter Faden entsteht, der Wahl ihres Durchmesserverhältnisses vorgenommen dann auf eine beliebige bekannte Weise zu einem Wickel- werden, weil bei ein und derselben von der Einspannung des körper aufgewickelt wird. Drehorgans erzeugten Kraft nach ihrem Durchmesser ver-

Bei der Zuführung der vereinzelten Fasern zur Scheiben- 45 schiedene Fadenkomponenten diese Einspannung unter Ein-

oberfläche des Drehorgans werden sie ausgerichtet und vor- Wirkung verschiedener Kräfte und demnach mit verschie-

wiegend in der radialen Richtung in Gestalt von Faser- dener Spannung passieren werden.

bändchen abgelegt, was durch die in der Scheibe vorhan- Dies kann ferner durch entsprechende Wahl von Stoffen denen Radialschlitze begünstigt wird. Der Faserstrang wird mit verschiedener Rauhigkeit für die Fadenkomponenten durch Verbinden mehrerer Faserbändchen und deren so geschehen, welche Rauhigkeit verschiedene Reibungskraft-

Zufuhr in die Einspannung des Drehorgans geformt. Beim betrage beim Durchlauf der Fadenkomponenten durch die

Umlauf des Drehorgans erhält der Faserstrang beim Umwik- Einspannung gewährleistet.

kein des Kernfadens seinen Anteil der Drehung, die sich Diese Regelung kann schliesslich durch Gewährleistung

über die Einspannung des Drehorgans auf die Scheibenober- einer Möglichkeit zur Änderung der Kernfadenspannung in fläche fortpflanzt, wo sich das Faserstrangende befindet, das ss Richtung ihrer Zu- bzw. Abnahme relativ zur Spannung des sich dank dem Umlauf des Drehorgans um seine Achse Faserstranges vorgenommen werden, da die Spannung des dreht, und wo neue Faserbändchen gebildet werden. In dieser letzteren bei konstanter Einspannkraft in der Einspannung

Weise ist auf der Scheibenoberfläche während des Betriebs auch als konstant gelten kann.

stets ein um seine eigene Achse rotierendes Ende eines Faser- In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verbündeis (sogenanntes «offenes Ende») vorhanden, an das 6» fahrens können dem Drehorgan zwei und mehr Kernfäden dann immer neue Faserportionen in Gestalt von Faser- zugeführt werden, wobei die Kernfäden unter einem Winkel bändchen angedreht und danach bereits in Faserstrangform sowohl zur Drehachse wie auch zueinander unter nachfol-mit dem Kernfaden zwecks Umwickeln desselben verbunden gender gleichzeitiger Einspannung und Umwicklung der-werden. selben mit dem Faserstrang zugeführt werden.

Darin tritt das Prinzip des ringlosen pneumatisch-mecha- 65 In diesen Fall bilden die Kernfäden eine Art Keil im Bewe-

nischen Spinnens, dem sogenanten Spinnen mit dem gungsweg des Stroms der vereinzelten Fasern, wohin die

«offenen Ende», zutage. zugeführten Fasern gelangen. Infolge der axialen Längsver-

Das Formen eines Faserstrangs geschieht zur Spannung Schiebung der Kernfäden und der Verbindung derselben im

673036

axialen Kanal der Scheibe werden diese Fasern im Endresultat zwischen den Kernfäden eingeklemmt, die die eingeklemmten Fasern in den axialen Scheibenkanal und in die Einspannung des Drehorgans mitnehmen, und nach dem Austritt aus derselben werden die Kernfäden zusammen mit den in ihnen eingeklemmten Fasern vom Faserstrang umwik-kelt. Diese Struktur des armierten Fadens weist eine sehr hohe Festigkeit des gebildeten Fasermantels auf, weil dank guter Haftung aneinander die die Kernfäden umhüllenden Fasern an diesen dank ihrer Haftung mit den zwischen den Kernfäden eingeklemmten Fasern zuverlässig festgehalten sind.

Der erwähnte Effekt wird erheblich verstärkt, wenn der armierte Faden unter Anwendung von mehreren Kernfäden hergestellt wird, weil je mehr Kernfäden am Prozess teilnehmen, umso grösser die Zahl von entstehenden «Keilen», d. h. von Faserneinklemmstellen ist, so dass eine entsprechend grössere Zahl von Fasern eingeklemmt wird, was die Festigkeit des Fasermantels dank der Haftung der die Kernfäden umhüllenden Fasern an den eingeklemmten Fasern noch mehr erhöht.

Ausser dem genannten Effekt bringt die Anwendung von mehreren armierten Fäden auch noch den Vorteil, dass die Erfassung der Fasern durch den aus den Kernfäden bestehenden Keil in der Luft, noch vor dem Gelangen der Fasern auf die Scheibenoberfläche, in die Wirkungszone der Fliehkräfte, stattfindet, die Zahl der durch die Wirkung der Fliehkräfte von der Scheibenoberfläche abgeworfenen Fasern erheblich verringert wird, was die Faserverluste herabsetzt, die Abfallmenge reduziert und die Arbeitsleistung der Maschine steigert sowie den anfallenden Anteil des fertigen armierten Fadens erhöht.

Im folgenden sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Prinzipschema einer Einrichtung zur Herstellung eines armierten Fadens, gemäss der Erfindung;

Fig. 2 ein Drehorgan mit einer Vorrichtung zur Einspannung der Fasern und des Kernfadens,

Fig. 3 ein Gehäuse mit Bohrungen zum Durchtritt von Kernfäden, und

Fig. 4 ein Drehorgan mit einer Vorrichtung zur Einspannung der Fasern und zweier Kernfäden.

Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens enthält gemäss Fig. 1 eine Speisequelle zum Einspeisen eines Faserbandes 1, die in der vorliegenden Ausführungsform eine Speisekanne 2 ist, sowie eine Speisequelle für einen Kernfaden 3 in Gestalt einer Spule 4.

Zum Auflösen des Faserbandes 1 ist in der Einrichtung eine Vorrichtung zum Vereinzeln der Fasern vorhanden, die einen leitenden Verdichtungstrichter 5, ein Speisepaar, das von einer Walze 6 und einer abgefederten Andrückplatte 7 gebildet ist, sowie eine gezahnte Kämmwalze 8 aufweist, die in einem Gehäuse 9 untergebracht ist, welches einen Faserleitungskanal 10 besitzt. In einem anderen Gehäuse 11, das an das Gehäuse 9 anschliesst und mit einer Bohrung 12 zum Durchtritt der Fasern versehen ist, die mit dem Faserleitungskanal 10 verbunden ist, ist in Drehlagern 13 ein Drehorgan 14 gelagert. Das Drehorgan 14 weist eine Scheibe 15 mit einer Axialbohrung 16 zum Durchtritt der Fasern und des Kernfadens 3, auf und ist mit einem Mittel zum Festhalten der Fasern in Gestalt von Vorsprüngen 17 und Radialschlitzen 18 versehen. Ein zylindrisches Gehäuse 19 mit einem Innenraum 20 besitzt längs seiner Erzeugenden und auf der dem zylindrischen Gehäuse 19 zugekehrten Ebene der Scheibe 15 befestigte Schaufeln 21, die das Flügelrad eines Lüfters bilden, der zusammen mit den Radialschlitzen

18 ein Mittel zur Erzeugung eines Luftstroms im Faserleitungskanal 10 darstellen. Das Drehorgan 14 besitzt eine Vorrichtung zur Einspannung eines Faserstrangs 22 und des Kernfadens 3, die durch eine abgefederte Buchse 23 mit s einem axialen Kanal 23', die im Innenraum 20 des zylindri-■ sehen Gehäuses 19 angebracht ist, sowie durch eine Kugel 24 gebildet ist, die sich in einer profilierten Aussparung 24' (Fig. 2) befindet, welche an der zur Scheibe 15 gekehrten Stirnseite der abgefederten Buchse 23 ausgeführt ist. Zur io Zuführung des Kernfadens 3 von der Spule 4 (Fig. 1) in das Drehorgan 14 ist im Gehäuse 11 eine Bohrung 25 zum Durchtritt des Kernfadens 3 vorhanden, die oberhalb der Scheibe 15 und mit einer Versetzung in bezug auf die Axialbohrung 16 in der Scheibe 15 liegt.

is Der Versetzungsbetrag der Bohrung 25 in bezug auf die Bohrung 16 wird aus der Bedingung der Bildung eines solchen Neigungswinkels a (Fig. 2) des Kernfadens 3, der durch diese Bohrungen hindurchgeht, zur Ebene der Scheibe 15 gewählt, bei der das Berühren der Vorsprünge 17 (Fig. 1 ) 20 durch den Kernfaden 3 beim Umlauf der Scheibe 15 ausgeschlossen ist. Zur Regelung der Spannungsgrösse des von der Spule 4 über einen längs ihrer Achse angebrachten Fadenführer 26 abgewickelten Kernfadens 3 ist eine Vorrichtung 27 in Gestalt von Einspannscheiben 28 und einer Nachstell-25 feder 29 mit Mutter 30 vorgesehen. Das Drehorgan 14 wird von einem Riementrieb 31 in Drehung versetzt. Unter dem Drehorgan 14 befindet sich eine Einheit zum Aufwickeln eines fertigen armierten Fadens 32, die eine Reibantriebs-walze 33 und einen mit ihr zusammenwirkenden Wickel-30 körper 34 einschliesst. Die Zufuhr des Faserbandes 1 aus der Kanne 2 erfolgt mit Hilfe einer Zuführwalze 35. Im Gehäuse 11 (Fig. 3) ist noch eine Bohrung 25 zum Durchtritt eines weiteren Kernfadens 3 ausgeführt, die ebenfalls oberhalb der Scheibe 15 (Fig. 1) und mit einer radiusmässigen Versetzung 35 in bezug auf die Drehachse des Drehorgans 14 liegt, wobei sie relativ zueinander entlang dem Kreisumfang gleichfalls versetzt sind. In diesem Fall wird der Versetzungsbetrag der Bohrungen 25 (Fig. 3) in bezug auf die Bohrung 16 und relativ zueinander aus der Bedingung der Bildung eines 40 solchen Neigungswinkels zur Ebene der Scheibe 15 der durch die Bohrungen 25 in die Bohrung 16 hindurchlaufenden Kernfäden 3 gewählt, bei dem nicht nur das Berühren der Vorsprünge 17 durch die Kernfäden 3 beim Umlauf der Scheibe 15 ausgeschlossen, sondern auch eine optimale Lage 45 dieses Winkels zur Ebene des von den Kernfäden 3 gebildeten Keiles in bezug auf den Strom der vereinzelten Fasern zur maximalen Erfassung der Querschnittsfläche dieses Stromes gewährleistet wird.

Der erforderliche Winkel zwischen den Kernfäden 3 wird so dank der Lage der Bohrungen 25 relativ zueinander im Gehäuse 11 gewährleistet, die durch den Winkel ß zwischen den durch die Mittelpunkte der Bohrungen 25 und 16 verlaufenden Linien festgelegt ist.

Dem Drehorgan 14 (Fig. 4) können zwei Kernfäden 3 55 unter einem Winkel zur Drehachse des Drehorgans 14 sowie zueinander zugeführt werden.

Die Einrichtung arbeitet folgenderweise.

Das Faserband 1 (Fig. 1) wird aus der Kanne 2 mit Hilfe der Walze 35 dem Verdichtungstrichter 5 zugeführt, wo das 60 Faserband verdichtet und vergleichmässigt wird. Aus dem Trichter 5 gelangt das verdichtete Faserband 1 in das Speisepaar, das dieses Band der Kämmwalze 8 zuleitet. Die Kämmwalze 8 löst das Band 1 in einzelne Fasern auf, die vom Luftstrom von den Zähnen der Walze 8 abgenommen und über 65 den Faserleitungskanal 10 durch die Bohrung 12 dem Drehorgan 14 zugefünrt werden. Der Luftstrom zur Zuführung der vereinzelten Fasern über den Kanal 10 wird beim Umlauf des Drehorgans 14 von den Flügeln 21 des Lüfterflü-

673 036

gelrades erzeugt. Die vereinzelten Fasern werden auf die Oberfläche der ebenen Scheibe 15 geleitet, wo sie unter der Wirkung des Luftstroms entlang der Radialschlitze 18 vorwiegend in der radialen Richtung orientiert und in Gestalt von Faserbändchen zwischen den Vorsprüngen 17 abgelegt werden, die als Mittel zum Festhalten der Fasern dienen. Der Kernfaden 3 wird von der Spule 4 abgewickelt und über den Fadenführer 26 und die Vorrichtung 27 zur Spannungsregelung des Kernfadens 3 in die Bohrung 25 geleitet, aus der der Kernfaden 3 unter einem Winkel 90 °-a (Fig. 2) zur Drehachse des Drehorgans 14 in die Axialbohrung 16 der Scheibe 15 gerät, von wo er, indem er um die Kugel 24 läuft und in den axialen Kanal 23' der abgefederten Buchse 23 gelangt.

Beim Umlauf des vom Riemen 31 (Fig. 1) angetriebenen Drehorgans 14 wird auf der Oberfläche der Scheibe 15 aus den Faserbändchen der Faserstrang 22 (Fig. 2) geformt, der etwas gezwirnt und in die Axialbohrung 16 der Scheibe 15 und dann in die Einspannung zwischen der Kugel 24 und der Oberfläche der profilierten Aussparung 24' der abgefederten Buchse 23 eingezogen wird. Nach dem Austritt aus der Einspannung in den axialen Kanal 23' werden der Faserstrang 22 und der Kernfaden 3 verbunden, und es findet das Umwik-keln des Kernfadens 3 mit dem Faserstrang 22 statt, wodurch der armierte Faden 32 (Fig. 1) gebildet wird, der über den axialen Kanal 23' zur Aufwickeleinheit abgeleitet und mit Hilfe der Reibwalze 33 zu einem Wickelkörper 34 aufgewik-kelt wird. Dank der Spannung des Kernfadens 3, die stets in einer Richtung von der Achse der Bohrung 16 weg infolge der zweckdienlich vorgesehenen Lage der Bohrung 25 im Gehäuse 11 wirkt und an dem einen Ende desselben durch die Vorrichtung 27, an dem anderen Ende aber durch die Spannung in der Aufwickeleinheit erzeugt wird, sowie dank der Spannung des Faserstrangs 22, die einerseits durch die Reibungskräfte der den Faserstrang 22 bildenden Fasern und der Oberfläche der Scheibe 15 sowie durch die Reibungskräfte des Faserstrangs 22 in der Einspannungszone erzeugt wird, und dank der Spannung des fertigen armierten Fadens 32 in der Aufwickeleinheit werden der Faserstrang 22 und der Kernfaden 3 nicht nur an den diametral entgegengesetzten Wänden der Axialbohrung 16 und der Kugel 24 s angeordnet, sondern sie behalten diese Lage auch während des Betriebes bei. Dies erlaubt es, den Spannungsbetrag des Faserstrangs 22 und des Kernfadens 3 zu regeln und deren optimale Verhältnisse zur Erzeugung eines armierten Fadens 32 mit einer Struktur zu erzielen, die beispielsweise der io Struktur eines gezwirnten Fadens ähnlich ist, bei welchen die Festigkeit des Fasermantels erheblich höher als bei dem nach den anderen bekannten Verfahren hergestellten armierten Faden ist. Die Regelung der der Spannung des Kernfadens 3 in Richtung ihrer Zu- bzw. Abnahme relativ zur Spannung is des Faserstrahls 22, die unter bestimmten konkreten Bedingungen als konstant angesehen werden darf, erfolgt mittels der Mutter 30, deren Verschiebung die Feder 29 zusammendrückt bzw. löst, so dass dadurch die Reibungskraft zwischen den Einspannscheiben 28 vergrössert bzw. vermindert wird.

20

Bei der Zufuhr von zwei oder mehr Kernfäden 3 durch die Bohrung 25 im Gehäuse 11 (Fig. 1) in die Axialbohrung 16 der Scheibe 15 unter Bildung eines Neigungswinkels a eines jeden Kernfadens 3 zur Ebene der Scheibe 15 und unter einem Winkel b zueinander wird nicht nur die Trennung des Faserstrangs 22 und der Kernfäden 3 in der Einspannungszone während des Betriebes, sondern auch die Schaffung eines aus den Kernfäden 3 bestehenden Keiles im Bewegungsweg der vereinzelten Fasern gewährleistet, in den diese zugeführten Fasern geraten und darin eingeklemmt werden. Dadurch wird beim nachfolgenden Umwickeln der Kernfäden mit den übrigen Fasern ein Fasermantel einer hohen Festigkeit dank den wirkenden Haftkräften zwischen den Umwicklungsfasern und den eingeklemmten Fasern erzeugt.

25

35 Die Erfindung ermöglicht es, die Festigkeit des Fasermantels des armierten Fadens zu erhöhen und somit die Qualität der aus demselben hergestellten Erzeugnisse zu steigern.

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

673036 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines armierten Fadens, bei dem ein Faserband (1) in Einzelfasern aufgelöst wird und die Fasern gleichzeitig mit mindestens einem Kernfaden (3) einem Drehorgan (14) zugeführt werden, worin Fasern und Kernfaden (3) eingespannt und dieser mit dem aus den Fasern zusammengefassten Faserstrang (22) umwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernfaden (3) von den Fasern getrennt unter'einem Winkel zur Drehachse des Drehorgans (14) zugeführt wird, der Faserstrang (22) vor dem Einspannen der Fasern zusammengefasst wird, das Einspannen des Faserstranges (22) und des Kernfadens (3) getrennt erfolgt und nach dem Einspannen und vor dem Umwickeln des Kernfadens (3) mit dem Faserstrang (22) der Kernfaden (3) mit dem Faserstrang (22) verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drehorgan (14) zumindest ein weiterer Kernfaden (3) unter einem Winkel (ß) zum ersten Kernfaden (3) zugeführt wird, wobei das nachfolgende Einspannen und Umwik-keln des weiteren Kernfadens mit dem Faserstrang (22) gleichzeitig mit dem ersten Kernfaden (3) erfolgt.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die je eine Speisequelle für das Faserband (1) und für den Kernfaden (3), eine Vorrichtung zum Auflösen des Faserbandes in einzelne Fasern, sowie ein in einem Gehäuse (11), welches mit einer Bohrung (12) zum Faserdurchtritt versehen und über einen Faserleitkanal (10) mit der Vorrichtung zum Auflösen des Faserbandes in einzelne Fasern verbunden ist, untergebrachtes Drehorgan (14) enthält, das eine Scheibe (15) mit einer Axialbohrung (16), ein Mittel zum Festhalten der Fasern und ein Mittel zum Erzeugen eines Luftstroms im Faserleitkanal (10), eine Buchse (23) mit einem axialen Kanal (23') zum Ableiten des armierten Fadens, die unter der Scheibe (15) gleichachsigmit der Drehachse des Drehorgans (14) angeordnet ist und eine Vorrichtung zum Einspannen der Fasern und des Kernfadens besitzt, die unter der Scheibe (15) angebracht ist, da durch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (11) oberhalb der Scheibe (15) eine Bohrung (25) zum Durchtritt des Kernfadens (3) vorgesehen ist, die relativ zur Axialbohrung (16) in der Scheibe (15) versetzt ist, während die Vorrichtung zum Einspannen der Fasern und des Kernfadens die Buchse (23) mit dem axialen Kanal (23'), die entlang ihrer Achse verschiebbar und abgefedert ist, sowie eine Kugel (24) umfasst, die sich in einer profilierten Aussparung (24' ) befindet, welche an der der Scheibe (15) zugekehrten Stirnseite der Buchse (23) ausgeführt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (11) oberhalb der erwähnten Scheibe zumindest noch eine Bohrung (25) zum Durchtritt des weiteren Kernfadens (3) vorgesehen ist, die relativ zur ersten Bohrung (25) längs dem Kreisumfang versetzt ist.