DE1115163B - Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Spinnen eines Fadens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum pneumatischen Spinnen eines Fadens aus Fasern im Bereich der Wirbelachse eines Wirbelstromes, dessen Axialströmung entgegengesetzt zur Abzugsrichtung des gesponnenen Fadens gerichtet ist, bei dem der Wirbelstrom durch in eine Drallzone einströmende Absaugluft gebildet wird, bei dem der sich in der schraubenförmigen Abströmung im Bereich zwischen der Zuführungsstelle der Fasern und der Drallzone (Spinnzone) aus den Fasern bildende lose gewickelte Faserstrang durch die Drallzone gezogen und hierdurch zum fertigen Faden versponnen wird.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Spinnvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einer bekannten pneumatischen Spinnvorrichtung werden von einem mit Walzen zugeführten Faserband (Vorgespinst) die Fasern von einem Luftstrom tangential in ein Gehäuse eingesaugt, in welchem ein Saugkopf umläuft. An diesem rotierenden Saugkopf entsteht ein schrauben- und spiralförmiger Saugwirbelstrom, der in eine feine Öffnung eines an der Stirnseite des Saugkopfes angebrachten Siebes mündet. An dieser örtlich eng begrenzten Stelle soll durch Wirbeln der Faden aus den Fasern gebildet werden. Die Vorrichtung nach diesem Patent, bei welcher der Faden in Saugrichtung bzw. in Strömungsrichtung der Saugluft abgezogen wird, hat den erheblichen Nachteil, daß die Fasern an dem vorgenannten Sieb hängenbleiben und ein rasches Verstopfen der Ansaugöffnung des Siebes eintritt.

Es ist ferner, insbesondere zum Verspinnen von Glasfasern, eine pneumatische Spinnvorrichtung vorgeschlagen worden, die aus einem Rohr besteht, das über seine ganze Länge einen tangentialen Eintrittskanal für die mit Druckluft oder Druckflüssigkeit zugeführten Fasern aufweist. Dieses Rohr ist auf der einen Stirnseite vollständig offen, während die andere Stirnseite verschlossen ist und nur eine kleine Austrittsöffnung für den hier abgezogenen gesponnenen Faden aufweist. Mit dieser Vorrichtung ist es nicht möglich, einen Faden zu spinnen, der den gestellten Anforderungen entspricht, d. h. eine genügende Gleichmäßigkeit und insbesondere auch einen stärkeren Drall und damit eine entsprechende Reißfestigkeit aufweist.

Es ist weiterhin ein Verfahren zum pneumatischen Spinnen eines Fadens mit einem die Fasern mit sich führenden Saugwirbelstrom vorgeschlagen worden, bei dem durch tangentiales Luftansaugen ein schraubenförmiger Saugluftstrom erzeugt wird, dessen Länge ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt

Verfahren und Vorrichtung
zum pneumatischen Spinnen eines Fadens

Anmelder:

Konrad Götzfried,

Göggingen über Augsburg,

Gabelsbergerstr. 75

Konrad Götzfried, Göggingen über Augsburg,
ist als Erfinder genannt worden

und dessen Geschwindigkeit fortlaufend erheblich abnimmt, und bei dem diesem Saugwirbelluftstrom in Abstand von der Ansaugstelle die Fasern mit einem weiteren Saugluftstrom zugeführt werden und der sich bildende Faden in an sich bekannter Weise entgegen der Axialluftströmung des Wirbelstromes abgezogen wird.

Eine Vorrichtung zum Durchführen dieses älteren Verfahrens besteht aus einem zylindrischen Mundstück, das eine axiale Austrittsöffnung für den gesponnenen Faden und einen tangential in die Axialbohrung des Mundstückes einmündenden Luftansaugschlitz aufweist, einem an dieses Mundstück anschließenden längeren Spinnrohr, das an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist, und aus einem in das Spinnrohr einmündenden Zufuhrrohr für die angesaugten Fasern. Derjenige Teil der Axialbohrung des Mundstücks, in den der tangentiale Ansaugschlitz mündet, ist nach dem älteren Vorschlag zu einer im Durchmesser wesentlich größeren Drallkammer erweitert, deren Höhe erheblich kleiner ist als ihr Durchmesser.

Bei diesem Verfahren entsteht nur in einem hauchschwachen Wirbelstrom durch ständiges Faserwickeln um den frei endend rotierenden Faden ein fortlaufender Faserstrang, der erst in größerem Abstand von der Spinnzone zu einem reißfesten Garn gedreht wird. Wird die erforderliche hohe Strömungsgeschwindigkeit in der Drallzone durch Saugluft erzeugt, so fordert dies einen sehr hohen Unterdruck (praktisch mindestens 650 mm Wassersäule), wodurch nicht nur die an den tangentialen Ansaugschlitzen der Drallkammer benötigten Ansaugluftströme, sondern an der Austrittsöffnung für den gesponnenen Faden und ins-

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3 . . 4

besondere an der Düse der einsaugenden Fasern zu- axial durch ein Streckrohr 6 in Abstand verbunden,

sätzliche unbrauchbare Luftströmungen entstehen, Der Spinnkonus ist mit Abstand von einem Mantel-

die die axiale Strömung in der Spinnzone erheblich rohr 7 umschlossen, das an einem Ende luftdicht mit

steigern und zu unwirtschaftlichen Faserabsaugungen einem Zylinder 30 verbunden und am anderen Ende

bis zu 3O⁰/* der zugeführten Fasermenge führen. 5 mit einer Saugleitung 29 verbunden ist, die zu einer

Die Erfindung geht von dem Verfahren der ein- Unterdruckquelle (Saugpumpe oder Ventilator) führt, gangs genannten Art aus und ist dadurch gekenn- Der Zylinder 30 besitzt eine axiale Bohrung und erzeichnet, daß die in die Drallzone einströmende weitert sich in eine diskusförmige Drallkammer 4. Die Druckluft einen kreisenden Druckluftring bildet. Drallkammer 4 besitzt eine Austrittsöftnung 37 für

Bei einem bekannten Verfahren wird kein Druck- io den fertig gesponnenen Faden 20 und mehrere in die

luftring erzeugt, sondern nur eine Druckluftspirale. Drallkammer tangential einmündende Kanäle 5, die

Dies liegt daran, daß in die Drallzone nur ein Druck- von einem Drehschieber 8 zu schließen sind. Der

luftkanal tangential einmündet. Zylinder 30 ist von einer Druckluftkammer 9 um-

Ein Druckluftring wird erst erzeugt, wenn z. B. schlossen, die an einer Druckluftleitung 10 an-

mehrere Druckluftstrahlen tangential in die Drallzone 15 geschlossen ist. Durch tangentiales Einströmen von

einströmen. Dementsprechend ist das erfindungs- Druckluftstrahlen durch die Kanäle 5, bildet sich in

gemäße Verfahren in einer Ausbildung dadurch ge- der Drallkammer 4 ein kreisender Druckluftring mit

kennzeichnet, daß der kreisende Druckluftring einer sehr hohen Rotationsgeschwindigkeit, der durch

durch mehrere in die Drallzone tangential einströ- die axiale Bohrung des Zylinders 30 und das an-

mende Druckluftstrahlen gebildet wird. 20 schließende Streckrohr 6 unter Abnahme seiner Ge-

Der erforderliche Unterdruck zum Erzeugen des schwindigkeit schraubenförmig in den Spinnkonus 1 Saugluftstroms, beträgt bei dem erfindungsgemäßen abströmt, um sich mit einem die Fasern mit sich Verfahren nur etwa 70 bis 100 mm Wassersäule. führenden Saugluftstrom zu vereinigen. Es entsteht Hierdurch wird das unproduktive Wegfliegen der damit eine wirbelnd---sich drehende Druckluftsäule, Fasern aus der Spinnzone vermieden. Charakteristisch 25 deren Geschwindigkeit sich im Abstand von der für das neue Verfahren ist, daß die pneumatische Drallkammer erheblich verringert. Die in den Bereich Garndrehung völlig unabhängig von der Spinnzone des rotierenden Faserstrangs kommenden Fasern umin größerem Abstand mit Druckluft in der Drallzone schlingen diesen in einer schwachen Turbulenzströerfolgt. Dadurch verringert sich nicht nur der Faser- mung, wobei zugleich ein Strecken des losen Faserverlust auf maximal 5°/», sondern die Garnqualität 30 Strangs erzielt wird. Es wird damit ein sperriges Umwird hinsichtlich der Reißfestigkeit und Gleichmäßig- schlingen der frei fliegenden Fasern am frei endend keit verbessert. rotierenden Faserwickel erzielt, die das Absaugen

Es ist eine Vorrichtung zum Faserwirbeln mit frei fliegender Fasern durch das Luftabsaugrohr 33 tangentialer Drucklufteinströmung bekannt. Die weitgehend verhindert, so daß nur ein kleiner Teil Druckluft wird dabei tangential in eine Zyklon- 35 der zugeführten Fasern ungenutzt durch das Absaugkammer eingeführt, an deren Austrittsöffnung ein rohr 33 in einen Sammelbehälter abgesaugt wird. Faden aus in diese Kammer eingebrachten Fasern Zum Anspinnen ist nach einem kurzzeitigen Drosseln gebildet wird. Mit dieser Vorrichtung ist es nicht der tangentialen Druckluftkanäle 5 der Drallkammer möglich, einen fest gedrehten Faden herzustellen. Mit mit Hüte des Drehschiebers 8, der durch einen dem kreisenden Druckluftring nach der Erfindung 40 Hebel 36 verschwenkbar ist, lediglich ein Fadenende wird hingegen in der Drallkammer ein Drall des be- in die Austrittsöffnung 37 einzuführen. An diesem reits lose vorgesponnenen Faserstranges erzielt. Hier- sofort eingesaugten Fadenende bildet sich dann in zu dient insbesondere der von einer Falschdrallvor- fortlaufender Wickelbildung der neue Faserstrang, der richtung bekannte, sich zentrifugal ausbauchende dann mit allmählich zunehmender Drehung als fer-Faserballon, der durch die Einwirkung der Druck- 45 tiger Faden durch das Walzenpaar 35 um einen luft eine besonders kräftige Garndrehung herbeiführt. V-förmigen Fadenführer 34 herum abgezogen werden Dieser Faserballon bildet sich in der Drallzone, die kann. Die dem Spinnkonus 1 durch das Saugrohr 2 nicht eigentlich zum Verspinnen, sondern nur zum zugeführten Fasern 3 werden durch eine am Ende Verdrallen dient. sitzende Saugdüse 18 angesaugt.

Eine Vorrichtung zum Ausüben des erfindungs- 50 Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist

gemäßen Spinnverfahrens ist in der Zeichnung in ver- als Ausgangsmaterial ein Faserband 11 (z. B. Karden-

größertem Maßstab dargestellt. Es zeigt oder Streckband) vorgesehen, das in an sich bekann-

Fig. 1 eine pneumatische Spinnvorrichtung im ter Weise durch einen Verdichter 12 von einer För-

senkrechten Schnitt, derwalzel3 auf einer polierten Platte 14 zu einer

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II der 55 angetriebenen schraubengängig verzahnten Zupfwalze

Fig. 1, 15 gezogen wird, die mit einem endlosen über

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Zupfwalze und das Rollen 16 und 17 geführten elastischen Förderband

Faseransaugrohr, 28 aus Gummi od. dgl. zusammenarbeitet. Mit

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch das Spinn- dieser Walze 15 werden die Fasern bzw. kleine Faserrohr mit abgeänderter Ausbildung des Luftansaug- 60 büschel3 aus dem Faserband 11 gezupft, die von rohres, der Saugdüse 18 angesaugt werden. Durch das Zu-

Fig. 5 eine Perspektive Darstellung des kreisenden sammenwirken des von der Drallkammer 4 herkom-

Druckluftringes und der schraubengängigen Abströ- menden Druckluftwirbels mit der Saugluftströmung

mung der Druckluft. kann die pneumatische Spinnvorrichtung mit ver-

Der Spinnkonus 1 mit seinem seitlich einmünden- 65 hältnismäßig geringem Unterdruck betrieben werden,

den Faseransaugrohr 2, das zum Zuführen der frei Es genügen Gebläse, wie sie für Fadenbruchabsaug-

fliegenden Fasern 3 dient, ist mit einer im Abstand anlagen benutzt werden, mit einem Unterdruck von

davon angeordneten diskusförmigen Drallkammer 4 nur etwa 70 bis 100 mm Wassersäule.

Der Durchmesser der tangentialen Einströmkanäle 5 für die Druckluft in Richtung A richtet sich nach dem Überdruck der Druckluft, so daß bei höherem Druck die Gesamtöffnung etwa 5 qmm, bei geringerem Überdruck von beispielweise V₂₀ atü etwa 15 qmm zu betragen hat. Bei tangentialer Einführung von Druckluft in die Drallkammer 4 des Zylinders 30 kann mit einer verhältnismäßig geringen Luftmenge eine sehr hohe Rotationsgeschwindigkeit erreicht werden, wobei zum Erzielen einer hohen Drehwirkung die Drallkammer 4 sich diskusförmig erweitert. Bei diesem Ausführungsbeispiel rotiert in der Drallkammer ein diskusförmiger Luftring, der in der Drallkammer dem Faden einen stark ausgeprägten Ballon 20 c erteilt, wodurch in an sich bekannter Weise eine starke Drallwirkung auf den Faden ausgeübt wird. Jeder Umlauf des Fadenballons bewirkt eine Drehung im Faden, der dabei wie auf der Ringspindel um seine Achse gedreht wird und durch seine mehrfache Krümmung ein rückläufiges Aufdrehen des frei endenden Fadens ganz oder teilweise verhindert. Ein in Drehung befindlicher an beiden Enden geführter Faden dreht sich normalerweise durch seine rückläufige Drehkraft von selbst wieder auf; wird jedoch der Faden 20 c, wie in Fig. 1 veranschaulicht, mehrfach gekrümmt, so bleibt die rückläufige Drehkraft geringer als die Zudrehung. Im übrigen weist der Faden 20 bei 20 a ein freies Ende auf. Durch diese mit Luft bewirkten Fadenkrümmungen erfolgt die Zudrehung des Fadens bis zur satten Drehfestigkeit um ein Vielfaches rascher als die selbsttätige Auf- oder Rückdrehung des Fadens. Bei dem einstellbaren Luftdruck in der Kammer 9, ist die Rotationsgeschwindigkeit des kreisenden Luftrings bzw. die Drehfestigkeit des Fadens stufenlos zu regeln. Die durch den Faden hervorgerufene Fadenballonspannung wird durch Regeln der entgegengesetzten Fadenspannung im Streckrohr 6 neutralisiert. Zu diesem Zweck wird die anfänglich sehr kräftig rotierende Druckluftsäule aus dem Streckrohr 6 durch einen mit Hilfe des Schiebers 6 a veränderlichen Ringspalt 38 teilweise abgesaugt, womit zugleich eine schwach strömende Druckluftsäule entsteht.

Zum Bilden eines gleichmäßig losen Faserwickels 20 a ist es wichtig, daß die bei 18 vom Saugrohr 2 eingesaugten Fasern 3 mit einer möglichst geringen Geschwindigkeit im spitzen Winkel zur Spinnachse in den Spinnkonus 1 einströmen und auch in dieser Spinnzone nur eine verhältnismäßig geringe axiale Wirbelströmung herrscht. Diese nur geringe Strömung ist auch erwünscht, um die Wickelbildung auf einen kurzen frei endenden Bereich des Faserstrangs 20 a zu beschränken, wie in Fig. 1 veranschaulicht. Zum Vermindern der Strömung innerhalb der Spinnzone 1 sind nach Fig. 1 im Spinnkonus radiale Austrittsöffnungen 31 vorgesehen, so daß ein Teil der Wirbelstromluft, wie in der Zeichnung mit Pfeilen angedeutet, radial aus dem Luftstrom abgesaugt wird. Wie aus der Zeichnung Fig. 1 und 3 hervorgeht, ist die Anordnung so getroffen, daß das spaltförmige Faseransaugrohr 2 in seitlicher und axialer Richtung in den Spinnkonus 1 einmündet. Durch die vorbeschriebene Maßnahme vereinigt sich der von der kegelförmigen Düse 32 strömende Druckluft-Wirbel mit dem parallel zur Spinnachse geführten Saugluftstrom in schwacher Turbulenz, wobei sich durch die Wickelneigung des frei endend rotierenden Faserstrangs und der frei fliegenden Fasern fortlaufend ein flauschiger Faserwickel bildet. Da die Axialgeschwindigkeit des Saugluftstromes in der Spinnzone wesentlich abnimmt, entsteht nur ein geringer Faserverlust, Um letzteren noch weiter zu verringern, kann, wie in Fig. 4 angedeutet, der Spinnkonus 1 als Fangvorrichtung dienen. Die Fasern können gemäß Fig. 4 mittels einer zusätzlich erhöhten Saugwirkung festgehalten werden, die hier im Bereich der Spinnzone 1 vom frei endend rotierenden Faserstrang erfaßt und diesen umschlingen, womit praktisch jeder Faserverlust vermieden wird.

Der von einer Unterdruckkammer 21 umschlossene Spinnkonus 1 wird von einer abzweigenden Saugleitung 22 durch ein Ventil 23 mit einer üblichen Magnetsteuerung 24 durch eine Relaisschaltung geöffnet und hermetisch geschlossen. Die Relaisschaltung wird durch eine Fadenspannung ausgelöst, die im Betrieb eine ständig gleichbleibende Faserstauung in der Spinnzone 1 herbeiführt und im Leerlauf (also wenn kein Faden gesponnen wird) den Faserwickel unbehindert durch das Saugrohr 27 abströmen läßt. Gegebenenfalls können gemäß Fig. 1 durch eine verengende Führung 25 bewirktes schmalstreifiges Abzupfen des Faserbandes 11 mit der Zupfwalze 15 die Fasern durch eine enge Saugdüse 18 mit einer geringen Saugluftmenge abgesaugt werden. Nach einem anderen Beispiel können in zwei Spinnvorrichtungen entgegengesetzt mündende Saugrohre 2 mit einer einzigen Saugdüse 18 verbunden sein.

Durch eine entsprechende Faserzufuhr und der stufenlos geregelten Abzugsgeschwindigkeit kann die Fadenstärke reguliert werden.

Ergänzend sei noch bemerkt, daß mit einem möglichst weichen flauschigen Faserwickel durch die vibrierende Schlingerbewegung ein gemeinsam ausgerichteter gestreckter Faserstrang entsteht, der die Reißfestigkeit des fertig gedrehten Fadens erhöht.

Claims (12)

PATENTANSPRÜCHE: -»

1. Verfahren zum pneumatischen Spinnen eines Fadens aus Fasern im Bereich der Achse eines Wirbelstroms, dessen Axialströmung entgegengesetzt zur Abzugsrichtung des gesponnenen Fadens gerichtet ist, bei dem der Wirbelstrom durch in eine Drallzone einströmende Ansaugluft gebildet wird, bei dem der sich in der schraubenförmigen Abströmung im Bereich zwischen der Zuführungsstelle der Fasern und der Drallzone aus den Fasern bildende lose gewickelte Faserstrang durch die Drallzone gezogen und hierdurch zum fertigen Faden versponnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Drallzone einströmende Druckluft wie bei einer bekannten Falschdrallvorrichtung einen kreisenden Druckluftring bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisende Druckluftring durch mehrere in die Drallzone tangential einströmende Druckluftstrahlen gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisende Druckluftring in der Drallzone in an sich bekannter Weise nach innen gewirbelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesser des Wirbelstroms in Richtung von dem kreisenden Druckluftring zu der schraubenförmigen Ab-

strömung wie bei einer bekannten Falschdrallvorrichtung verengt wird.

5. Verfahren nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Abströmung durch Absaugen an mehreren Stellen mit zunehmendem Abstand von dem Druckluftring mengenmäßig verringert wird.

6. Spinnvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer eine axiale Austrittsöffnung für den gesponnenen Faden aufweisenden Drallkammer, mit einem an diese Drallkammer angeschlossenen Streckrohr, das in größerem Abstand mit einem Spinnkonus mit Saugrohr zum Ansaugen der Fasern verbunden ist, und mit einem die Spinnvorrichtung mit Abstand umschließenden Mantelrohr, das an eine Saugleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Drallkammer mehrere Druckluftkanäle (5) tangential einmünden.

7. Spinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die tangential in die Drallkammer mündenden Druckluftkanäle (5) mit Drosseln, insbesondere mit Drehschieberventilen (8) versehen sind.

8. Spinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkammer (4), annähernd diskusförmig ausgebildet, in bekannter Weise axial in das Streckrohr einmündet.

9. Spinnvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnkonus (1) kegelstumpfförmig ist und daß das Streckrohr (6) in bekannter Weise axial und das Saugrohr (2) mit spaltförmigem Querschnitt in ihn einmünden.

10. Spinnvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Saugrohr unter einem spitzen Winkel zur Spinnachse mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung um den Spinnkonus ringförmig ist (Fig. 3).

11. Spinnvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drallkammer (4) und dem Spinnkonus (1) ein verstellbarer Ringspalt (38) zum Absaugen der Luft vorgesehen ist.

12. Spinnvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnkonus (1) eine Vielzahl von Absauglöchern (31) aufweist und sich in Richtung auf das Absaugrohr (33), mit dem er verbunden ist, verengt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 489 538, 166763;
britische Patentschrift Nr. 626 652;
USA.-Patentschriften Nr. 2515299, 2451 504.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 1056 018, 1 062153.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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