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Die
Erfindung betrifft eine Spinnmaschine mit einer Verdichtungseinrichtung
zum Verdichten eines Faserverbandes in einem Streckwerk mit einem
Verdichtungselement, wobei das Verdichtungselement eine Trommel
mit einer Mantelfläche
umfasst, und die Mantelfläche
eine Kannelur mit Erhöhungen
und Vertiefungen aufweist, und in den Vertiefungen und/oder Erhöhungen der
Kannelur Durchbrüche zum
Ansaugen von Luft von aussen in das Innere der Trommel angeordnet
sind und der Faserverband im Bereich der Durchbrüche in Materialflussrichtung über die
Mantelfläche
führbar
ist. Eine Kannelur wird definitionsgemäss aus Erhöhungen und Vertiefungen in
Wechselfolge gebildet.
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Es
ist bekannt einen Faserverband nach Austritt aus dem Streckwerk über eine
bewegte Führungsfläche eines
Verdichtungselementes einer Verdichtungseinrichtung zu leiten, wobei
die Verdichtungseinrichtung eine Zugkraft auf den Faserverband ausübt und seitlich
auf den Faserverband anströmende
und in das Innere der Führungsfläche abgesaugte
Luft abstehende Randfasern des Faserverbandes an diesen anlegt.
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Eine
solche Verdichtungseinrichtung ist in der Regel zwischen einem Streckwerk
und einer Spinnstelle, insbesondere einer Ringspinneinrichtung,
vorgesehen. Das Verdichtungselement kann z. B. eine mit Erhebungen
sowie Durchbrüchen
für die Luftabsaugung
ausgerüstete
Verdichtungswalze sein. Das Verdichtungselement kann insbesondere eine
Abzugswalze des Streckwerks sein, welches mit einer Andrückwalze
zusammenarbeitet.
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So
beschreibt beispielsweise die
DE-A-100 39 831 ein Verdichtungselement mit
Vertiefungen und Erhöhungen
sowie Durchbrüchen
für den
Saugzug. Auch die
DE-A-199
17 181 beschreibt ein walzenförmiges Verdichtungselement,
dessen Führungsfläche zwecks
Erzeugung eines Saugzuges mit Bohrungen durchsetzt ist.
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Es
hat sich gezeigt, dass herkömmliche
Verdichtungswalzen zur Kurzstapel- und insbesondere zur Langstapelverarbeitung,
wie z. B. Wolle, beim Verdichtungsprozess bzw. bei den damit verbundenen
Nebeneffekten nicht immer zufriedenstellende Ergebnisse liefert.
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Ausgestaltung
der Verdichtungswalze zu optimieren.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Kopfbreite (A) der Erhöhungen
0.1 bis 1.5 mm und die Breite der Durchbrüche 0.5 bis 1.5 mm betragen.
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Die
Verdichtungswalze weist eine Saugzone bzw. Verdichtungszone auf, über welche
der Faserverband geführt
und verdichtet wird. Die Breite der Verdichtungszone kann der Breite
der Verdichtungswalze entsprechen oder kleiner sein als die Breite
der Verdichtungswalze. Die Durchbrüche sind bevorzugt lediglich
in der Verdichtungsbreite angeordnet.
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Die
Erhöhungen
sind vorzugsweise als quer zur Materialflussrichtung verlaufende
Rippen oder Zähne
ausgebildet. Diese Rippen können
durchgehend oder ggf. unterbrochen sein. Die Vertiefungen sind vorzugsweise
als quer zur Materialflussrichtung verlaufende Nuten, Rillen bzw.
Rinnen ausgebildet. Die Vertiefungen können durchgehend oder ggf.
unterbrochen sein. Die Erhöhungen
und Vertiefungen verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. Sie
können
sich nur über
die Breite der Verdichtungszone oder über die gesamte Breite der
Verdichtungswalze erstrecken.
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Auf
diese Weise entsteht eine Rauhigkeit der bewegten Führungsfläche (= Mantelfläche), welche in
Bewegungsrichtung der Führungsfläche wesentlich
grösser
ist als quer zur Bewegungsrichtung.
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Die
Erhöhungen
und Vertiefungen verlaufen bevorzugt in einem rechten Winkel zur
Materialflussrichtung. Die Erhöhungen
und Vertiefungen verlaufen bevorzugt parallel zur Trommelachse.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Erhöhungen und Vertiefungen in
einem Winkel zu einer Orthogonalen der Materialflussrichtung liegen.
Dieser Winkel kann z. B. 6 bis 10° (Winkelgrade)
zu dieser Orthogonalen betragen. Der besagte Winkel kann z. B. mittels
Abkippen der Trommelachse gegenüber
der Materialflussrichtung (wobei hier die Erhöhungen und Vertiefungen vorzugsweise
parallel zur Trommelachse verlaufen) und/oder durch gegenüber dem
Verlauf der Trommelachse schräges
Anordnen der Erhöhungen und
Vertiefungen auf der Verdichtungswalze ausgebildet werden (wobei
hier die Erhöhungen
und Vertiefungen nicht parallel zur Trommelachse verlaufen).
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Die
Erhöhungen
und Vertiefungen sind bevorzugt geradlinig ausgebildet. Es sind
jedoch auch sogenannte Pfeil-Kanneluren möglich.
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Die
Erhöhungen
und Vertiefungen sind vorzugsweise abwechslungsweise um den gesamten Umfang
der Verdichtungswalze angeordnet. Die Verdichtungswalze kann z.
B. 75 bis 150 Rippen bzw. Vertiefungen mit Durchbrüchen (z.
B. Lochreihen) enthalten. Besonders bevorzugt enthält die Walze 104,
118 oder 150 Rippen bzw. Vertiefungen. Die nutenförmigen Vertiefungen
werden zweckmässig
aus der Trommel herausgearbeitet.
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Die
Verdichtungseinrichtung enthält
eine Absaugeinrichtung, welche an den Innenraum der Verdichtungswalze
angeschlossen ist, so dass durch die Durchbrüche in der Verdichtungszone
Luft entlang der Führungsfläche strömen kann
und in das Innere des Verdichtungswalze gelangt.
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Der
Siebtrommelradius R der bewegten Führungsfläche kann zwischen 50 und 90
mm betragen. Die Verdichtungswalze (Siebtrommel) kann aus Stahl oder
Messing gefertigt sein. Ist die Verdichtungswalze aus Stahl gefertigt,
so beträgt
ihre Oberflächenhärte bevorzugt
500 bis 1'200 HV
(Vickers Härte), insbesondere
1'000 HV. Ist die
Verdichtungswalze aus Messing gefertigt, so weist diese bevorzugt
eine Oberflächenhärte von
550 bis 1'400 HV,
insbesondere von 900 bis 1'000
HV auf. Zum Erreichen der genannten Oberflächenhärten enthält die Verdichtungswalze aus
Messing zweckmässig
eine Oberflächenbeschichtung,
z. B. aus Nickelphosphor, Hartchrom, Plasma oder Keramik. Grundsätzlich kann
auch die Verdichtungswalze aus Stahl eine Oberflächenbeschichtung, insbesondere
aus einem vorgenannten Material, enthalten. Die Oberflächenhärten können ferner
auch (zusätzlich)
durch entsprechende Wärmebehandlungsverfahren
erzielt werden.
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Die
Kopfbreite der Kannelur kann grösser oder
kleiner sein als deren Fussbreite. Die Abstände zwischen den Kanneluren
können
gleichmässig
oder unterschiedlich sein.
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Die
Kopfbreite (A) der Erhöhungen
ist vorzugsweise 0.1 mm oder grösser,
insbesondere 0.13 mm oder grösser,
und ist zweckmässig
kleiner 1.5 mm, vorzugsweise kleiner 1.36 mm, vorteilhaft kleiner
als 1 mm, insbesondere kleiner 0.7 mm. Die Kopfbreite (A) gemäss vier
besonders vorteilhaften Ausbildungen der Erfindung beträgt jeweils
0.13 mm, 0.3 mm, 0.5 mm und 1.36 mm. Die Kopfbreite (A) kann jedoch
auch generell kleiner 0.5 mm sein. Die Breite (B) der Durchbrüche beträgt zweckmässig 0.5 bis
1.5 mm, vorzugsweise 0.5 bis 1 mm, vorteilhaft 0.5 bis 0.8 mm, insbesondere
0.6 mm. Die Breite (B) der Durchbrüche kann, z. B. aus Gründen von
Fertigungstoleranzen, geringer sein als die Breite der Vertiefung
an ihrer Basis. Die Breite (B) der Durchbrüche kann jedoch auch der Breite
der Vertiefung an ihrer Basis entsprechen.
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Die
Breite (C) der Vertiefungen auf Höhe der Kopffläche beträgt vorzugsweise
0.5 bis 1.8 mm, vorteilhaft 0.8 bis 1.1 mm, insbesondere 0.8 mm.
Die Höhe
(D) der Vertiefungen ist zweckmässig
0.1 mm oder grösser,
vorzugsweise 0.18 mm oder grösser und
ist vorzugsweise 0.8 mm oder kleiner, vorteilhaft 0.35 oder kleiner,
insbesondere 0.28 mm oder kleiner. Eine typische Höhe (D) ist
0.18 mm.
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Die
Flanke bzw. die Seitenwand der Rippe weist vorzugsweise einen Radius
auf. Dieser Radius (E) kann 0.1-0.3 mm, vorzugsweise 0.2 mm betragen.
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Die
Durchbrüche
können
als Langlöcher bzw.
Schlitze mit einem Längen/Breiten-Verhältnis von
grösser
1, vorzugsweise von grösser
2 und insbesondere von grösser
5 oder als Rundlöcher
ausgebildet sein. In der Längserstreckung
einer Vertiefung und/oder Erhöhung
kann eine Reihe von gleichmässig
oder ungleichmässig
voneinander beabstandeten Durchbrüchen, wie Schlitze oder Rundlöcher, angeordnet
sein. Langlöcher
können
sich auch unterbruchlos über
die gesamte Breite der Verdichtungszone oder sogar darüber hinaus
erstrecken. Die Durchbrüche
befinden sich vorzugsweise ausschliesslich in den Vertiefungen und
beginnen an der Basis der Vertiefung. Bevorzugt weisen sämtliche Vertiefungen
Durchbrüche
auf. Es können
jedoch auch Vertiefungen ohne oder mit einer reduzierten Zahl von
Durchbrüchen
vorgesehen sein. Die in einer Vertiefung in Reihe nebeneinander
angeordneten Durchbrüche
können
von identischer geometrischer Ausgestaltung sein. Sie können aber
auch unterschiedlich bemessen sein. So ist es z. B. möglich, dass
sich Langlöcher
und (Kreis-)Rundlöcher
in einer Reihe jeweils abwechseln. Ferner können sich auch Langlöcher unterschiedlicher
Länge in
einer Reihe abwechseln. Langlöcher
können
auch nach einem geometrischen Schema angeordnet sein.
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In
weiteren Ausführungsformen
können
die Durchbrüche
nur in den Erhöhungen
oder abwechselnd sowohl in den Vertiefungen als auch in den Erhöhungen angeordnet
sein.
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Die
Langlöcher
bzw. Schlitze weisen eine Breite von z. B. 0.5 bis 1.5 mm, vorzugsweise
von 0.6 bis 1 mm auf. Besonders bevorzugte Schlitzbreiten sind 0.6
und 1 mm. Die Langlöcher
bzw. Schlitze können
u. a. in Abhängigkeit
vom Herstellungsverfahren eine Länge
von 2 mm oder grösser,
vorzugsweise von 5 mm oder grösser,
insbesondere von 7 mm oder grösser,
und von 25 mm oder kleiner, vorzugsweise von 15 mm oder kleiner,
insbesondere von 11 mm oder kleiner aufweisen. Besonders bevorzugte Schlitzlängen sind
5 mm und 15 mm.
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Rundlöcher können einen
Durchmesser von 0.5 bis 1.5 mm, insbesondere von 0.5 bis 1 bzw.
1.1 mm aufweisen. Typische Durchmesser sind 0.8, 1 und 1.1 mm. Die
Verdichtungswalze kann z. B. 5 bis 15 Löcher, insbesondere abwechselnd
jeweils 10 bzw. 11 Löcher
oder 13 bzw. 14 Löcher, über die
Arbeitsbreite, d. h. in einer Lochreihe aufweisen. Abwechselnd heisst
in diesem Zusammenhang im Wechsel von Reihe zu Reihe.
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Die
Durchbrüche
einer Reihe können
in einem Abstand von 1 bis 1.5 mm nebeneinander liegen. Die Lochreihen
können
in Umfangrichtung jeweils versetzt oder gleichgerichtet zueinander
angeordnet sein.
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Die
erfindungsgemässe
Verdichtungswalze bewirkt eine verbesserte Klemmung des Fasermaterials
beim Auslaufwalzenpaar. Ferner wird dank der erfindungsgemässen Verdichtungswalze
die Ablagerung von z. B. Wollfett oder Avivage auf der Auslaufober- und Unterwalze (Siebtrommel)
bei der Verarbeitung von Wolle oder Chemiefasern eliminiert bzw.
reduziert. Die Verdichtungswalze ist zudem einfacher zu reinigen
und bei Verwendung von schlitzförmigen Durchbrüchen kann
die Verstopfung der Durchbrüche
reduziert werden.
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Die
erfindungsgemässe
Verdichtungswalze findet Anwendung sowohl in der Kurz- als auch
in der Langstapelspinnerei. Alle gängigen Fasermaterialien wie
Baumwoll- und/oder
Chemiefasern und insbesondere Wolle oder Mischfasern mit Wolle lassen sich
mit der erfindungsgemässen
Verdichtungswalze ausgezeichnet verarbeiten.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
einen schematischen Querschnitt durch eine Spinnmaschine mit einer
Verdichtungseinrichtung zum pneumatischen Verdichten eines Faserverbandes;
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2a:
eine teilweise gezeigte Abwicklung eines Verdichtungselementes im
Querschnitt;
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2b:
eine teilweise gezeigte Abwicklung eines Verdichtungselementes in
Draufsicht;
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2c:
eine teilweise gezeigte Abwicklung eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Verdichtungselementes in Draufsicht;
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2d:
eine teilweise gezeigte Abwicklung eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Verdichtungselementes in Draufsicht;
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3:
einen teilweise dargestellten Querschnitt durch das Verdichtungselement;
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4:
eine weitere Ausführungsform
einer teilweise gezeigten Abwicklung eines Verdichtungselementes
in Draufsicht.
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Eine
Materialvorlage 1 gemäss 1 besteht
bei einer herkömmlichen
Spinnmaschine entweder aus einer Kanne oder Vorgarnspule. Im vorliegenden
Beispiel wird vom Umfang einer Vorgarnspule 1 ein Faserverband 2 abgezogen
und über
eine Umlenkvorrichtung 3 einem Streckwerk 4 zugeführt. Das
Streckwerk 4 umfasst ein erstes, zweites und drittes Lieferwalzenpaar 5a, 5b und 5c.
Das zweite Lieferwalzenpaar 5b ist zwecks Führung des
Faserverbandes mit einem Doppel-Riemchenaggregat 21a, 21b ausgestattet.
Der Faserverband 2 wird zwischen dem ersten und zweiten
Lieferwalzenpaar 5a und 5b einem Vorverzug unterzogen.
Zwischen dem zweiten und dem dritten Lieferwalzenpaar 5b und 5c liegt
das Hauptverzugsfeld, in welchem der Faserverband stark verzogen
wird. Zwischen einer Klemmwalze 7 und der Verdichtungswalze 6,
welche das dritte Lieferwalzenpaar 5c darstellen, wird
der verstreckte Faserverband 2 geklemmt und nachfolgend
auf einer Verdichtungseinrichtung 8 verdichtet.
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Der
das Streckwerk 4 verlassende Faserverband weist eine Breite
auf, die während
des Verdichtens abnimmt. Entlang der Verdichtungszone 9 kann eine
Führung 10,
bevorzugt in Form eines Schirmes, den Faserverband 2 an
der Oberfläche
der Verdichtungswalze 6 begleiten.
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Im
Anschluss an die Verdichtungszone 9 ist eine Klemmwalze 11 angeordnet,
welche an die Verdichtungswalze 6 angedrückt ist
und so die Dreherteilung von einer Spinneinrichtung 12 her
entgegen der Materialflussrichtung begrenzt.
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Im
Inneren der Verdichtungswalze 6 befindet sich ein Saugelement 13,
welches an eine Saugeinrichtung 14 angeschlossen ist. Die
Verdichtungswalze ist eine zumindest teilflächig luftdurchlässige, rotierende
Trommel. Diese enthält
Durchlässe
in Form von Lo chungen, Schlitzen oder Kombinationen davon, wie eingangs
beschrieben. Das Saugelement 13 weist im Bereich der luftdurchlässigen Oberfläche eine
Saugöffnung
auf.
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Zwischen
dem Streckwerk 4 und der Spinneinrichtung 12 ist
ein Fadenführer 15 angeordnet, welcher
im Fall einer Ringspinneinrichtung den Fadenballon des Garns 16 gemäss 1 nach
oben hin begrenzt. Als Alternative Lösung zum gezeigten Ausführungsbeispiel
kann die Spinnmaschine auch einen Spinnfinger für ein ballonreduziertes Spinnen enthalten.
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Im
unteren Bereich der Spinneinrichtung wird das Garn 16 mittels
eines Läufers
auf einem Ring 17, der auf einem Ringrahmen 18 befestigt
ist, durch die Drehung einer Spindel 19 mit Antrieb auf
einen Kops 20 aufgewickelt. Der Bewegungsbereich des Ringrahmens 18 bestimmt
die Höhe
des Kopses 20.
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Bei
Wolle (nicht gezeigt) werden in der Regel von einer Vorgarnspule
zwei Faserverbände,
insbesondere Nitschel-Vorgarne, abgezogen. Vorliegende Ausführungsbeispiele
finden unter Berücksichtigung der
genannten Unterschiede auch Anwendung in der Verarbeitung von Wolle.
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Die
im Querschnitt schematisch dargestellte erfindungsgemässe Kannelur
der Saugwalze, hier in einer Ebene gezeigt, gemäss 2a weist
Erhebungen 41 der Höhe
D in Form von quer zur Materialflussrichtung verlaufenden Längsrippen
mit einer Kopffläche 43 der
Breite A und seitlichen Flankenwänden 48 mit
einem Radius E auf. Zwischen den Erhebungen 41 befinden
sich Vertiefungen 42 der Breite C auf Höhe Kopffläche, in welchen Durchbrüche 44 der
Breite B für
den Saugzug vorgesehen sind.
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Die 2b, 2c und 2d zeigen
die Kannelur 51, 61, 71 mit entsprechenden
Erhebungen 53, 63, 73 und Vertiefungen 54, 64, 74 gemäss 2a in
einer Draufsicht. Die Ausführungsform
gemäss 2b enthält in den
Vertiefungen Durchbrüche
in Form von mehreren in Reihe angeordneten Rundlöchern 52.
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Die
Ausführungsform
gemäss 2c enthält Durchbrüche in Form
von Längsschlitzen 62.
Die Längsschlitze 62 können sich über die
gesamte Breite der Saugzone erstrecken. Es können jedoch auch analog zu
den Rundlöchern
mehrere voneinander beabstandete Längsschlitze über die
Breite der Saugzone angebracht sein.
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Die
Ausführungsform
gemäss 2d enthält Durchbrüche in Form
von Längsschlitzen 72a, 72b von
unterschiedlicher Länge.
Kurze Längsschlitze 72a wechseln
sich mit langen Längsschlitzen 72b ab.
Benachbarte Schlitzreihen mit abwechselnd langen und kurzen Längsschlitzen 72a, 72b sind
jeweils versetzt zueinander angeordnet.
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Die
im Querschnitt schematisch dargestellte erfindungsgemässe Kannelur
eines Abschnittes einer Verdichtungswalze 30 gemäss 3 weist
Erhebungen 32 und Vertiefungen 31 auf. Über die
auf diese Weise geriffelte Oberfläche, welche die Führungsfläche 35 ausbildet,
wird ein Faserverband 33 in Materialflussrichtung 34 geführt und
dabei verdichtet.
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Die
Ausführungsform
gemäss 4 zeigt eine
Kannelur 71 mit Durchbrüchen
in Form von Rundlöchern 72,
welche sowohl in den Erhebungen 73 als auch in den Vertiefungen 74 angeordnet
sind. Die Rundlöcher
sind in abwechselnd versetzten Reihen an angeordnet.