DE2660743C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fasergarn, das aus einem Stapel­ faserstrang oder Stapelfaserbündel in einer Spinnvorrichtung hergestellt worden ist.

Zur Herstellung einer Vielfalt von gesponnenen Garnen, die ein anderes Aussehen haben und sich anders anfühlen als ringgesponnene Garne, und zur Erzielung einer höheren Spinn­ geschwindigkeit sind Offenendspinnverfahren und Falschdraht­ spinnverfahren entwickelt worden. Bezüglich der Gleichmäßig­ keit und Festigkeit des Garns sowie des beim Anfassen des Garns vermittelten Gefühls usw. waren diese Garne jedoch den ringgesponnenen Garnen unterlegen.

Die JP-PS 43-28250 beschreibt ein Herstellverfahren, bei dem einem von Vorderwalzen eines Streckwerks zugeführten bandför­ migen Faserstrang mit einem pneumatischen Drallorgan eine Drehung ohne nachfolgende Entspannung der Drehung erteilt wird. Da die Drehungen nicht verbleiben, entsteht ein Faser­ garn, das innen nicht gedreht und außen von Fasern mit freien Enden umgeben ist (siehe Fig. 1). Bei Verwendung von zwei, in einander entgegengesetzten Richtungen drehenden Drallorganen wurden keine verbesserten Ergebnisse erhalten.

Zur Verbesserung der Steuerung des Spinnvorgangs wird gemäß der JP-OS 49-71226 ein laufender Faserstrang in einer Strecke zwischen einem pneumatischen Drallorgan und einem Falschdrehungen erteilenden pneumatischen Drallorgan unter geringer Spannung gehalten, wobei zwischen den Drehrichtungen nicht differenziert wird. Die vom ersten und vom zweiten Drallorgan dem Faserstrang erteilten Drehungen begegnen sich in der Strecke niedriger Spannung, so daß ein mit statistisch ver­ teilten S- und Z-Drehungen versehenes Garn entsteht (siehe Fig. 2).

Der DE-OS 20 42 387 ist die Herstellung eines Fasergarns aus einem Stapelfaserstrang in einer Spinnvorrichtung entnehmbar, die versehen ist mit einem Streckwerk mit einem Paar Vorderwalzen, einem ersten pneumatischen Drallorgan, das zum Ansaugen des Faserstrangs an seiner Einlaufseite als Injektor ausgebildet sein kann, und dessen Einlaufseite als flaches, als Kondensor wirkendes Mundstück ausgebildet ist, einem zweiten Drallorgan zum Erzeugen starker Falschdrehungen, das ein mechanisches oder ein als Injektor ausgebildet pneumatisches Drallorgan sein kann, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Drallorgan ein oder mehrere weitere pneumatische Drallorgane vorgesehen sind, und einem Lieferwalzenpaar für das gesponnene Fasergarn. Entlang der Faserstranglaufstrecke ist ein elektrischer Kontaktbügel angeordnet. Die Vorrichtung wird in der Weise betrieben, daß der Faserstrang der Reihe nach durch das Vorderwalzenpaar, das erste Drallorgan, die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Drallorgane, das zweite Drallorgan und das Lieferwalzenpaar hindurch geführt wird, daß das Verhältnis der Laufgeschwindigkeit des Faserstrangs an den Lieferwalzen- und den Vorderwalzenpaaren 0,7 bis 0,98 beträgt, und daß mit dem zweiten Drallorgan dem Faserstrang eine Falschdrehung erteilt wird, die in den Bereich des ersten Drallorgans hineingeleitet und dem Bereich der Vorder­ walzen zugeführt wird, wobei mit dem Kontaktbügel der Faser­ strang elektrisch aufgeladen wird, so daß sich die Faserenden abspreizen, und mit den vor dem zweiten Drallorgan vorgesehenen Drallorganen der Faserstrang unregelmäßig in beliebigen Richtungen mit den Faserenden umwickelt wird, um die Drehun­ gen zu festigen. Das erhaltene, aus dem falschdrehenden Drallorgan auslaufende Fasergarn hat, wie dort beschrieben, eine vollkommen unregelmäßige Drehungsstruktur, die aber sowohl über den gesamten Querschnitt als auch die Länge ver­ teilt ist, so daß der Faden im äußeren Erscheinungsbild eine einheitliche Struktur aufweist.

Der DE-OS 23 30 410 ist die Herstellung eines Fasergarns aus einem Stapelfaserstrang in einer Spinnvorrichtung entnehmbar, die versehen ist mit einem Streckwerk mit einem Paar Vorderwalzen, einem ersten pneumatischen Drallorgan mit mehreren Lufteinstrahldüsen, die schräg in Vorschubrichtung des Faserstrangs und in tangentialer Richtung in einen schmalläufigen Faserstrangdurchlaßkanal einmünden, dessen Innendurchmesser von einer Größe ist, die die Bildung eines schraubenförmigen Fadenballons erlaubt, einer verengten Saug­ öffnung des ersten Drallorgans, einer hinter der Auslaufmün­ dung des ersten Drallorgans mit diesem einstückig ausgebildeten sogenannten Saugstufe, deren Durchlaßquerschnitt ge­ genüber dem Drallkanal des ersten Drallorgans einseitig er­ weitert ist, und die einen Auslaß der über das erste Drallorgan eingestrahlten Luft bildet, einem zweiten schmalläufigen Drallorgan zum Erzeugen von Falschdrehungen, das mehrere Lufteinstrahldüsen aufweist, die in tangentialer Richtung in einen Faserstrangdurchlaßkanal des zweiten Drallorgans einmünden, wobei die Lufteinstrahldüsen der beiden Drallorgane in einander entgegengesetzten Richtungen zu den Faser­ strangdurchlaßkanälen einmünden, und wobei die Achsen der beiden Drallorgane nicht axial miteinander ausgerichtet, sondern gegeneinander versetzt sind, so daß Umlenkstellen des Faserstrangs an den beiden benachbarten Enden der beiden Drallorgane Drallbremsen bilden, und Mitteln zum Abziehen des Faserstrangs. Die Vorrichtung wird in der Weise betrieben, daß der Faserstrang der Reihe nach durch das Vorderwalzen­ paar, das erste und das zweite Drallorgan hindurchgeführt und abgezogen wird, daß mit dem ersten Drallorgan ein schrauben­ förmiger Fadenballon als Garndrehkörper erzeugt und der Fa­ serstrang falsch angedreht wird, und daß mit dem zweiten Drallorgan dem Faserstrang eine stärkere Falschdrehung er­ teilt wird, wobei an der Saugstufe eine quergerichtete Saug­ luftströmung entsteht, von der Faserenden aus dem Faserstrang teilweise herausgezogen und gespreizt werden. Zur Verbesse­ rung der Abspreizwirkung kann an der Saugstufe mindestens ein Druckluftstrahl durch eine schräg in Faserstranglaufrichtung gerichtete Düse auf den Faserstrang geblasen werden. Im zwei­ ten Drallorgan wird der stark gedrehte Fadenkern mit den ab­ gespreizten Fasern locker umwickelt. Nach dem Durchlaufen der zweiten Drallumkehrstelle entsteht auf Grund der gespeicherten Drehkraft des Fadenkerns ein selbsttätiges Rückdrehen des Fadenkerns, wobei der leichtere Drall der Decklage des Fadens umgekehrt und der feste Drall des Fadenkerns abnimmt, bis ein Gleichgewicht der Drehkräfte entsteht. Es entsteht offensichtlich ein falschgedrehter Faden, der von den in der Saugstufe abgespreizten Fadenenden gegenläufig umwickelt ist, so daß die Falschdrehungen, die sich normalerweise von selbst rückdrehen, von der Decklage des Fadens zusammengehalten werden.

Fortbildungen dieser Herstellungsweise von Fasergarnen sind der FR-PS 22 72 200 entnehmbar. Eine Ausführungsform einer beschriebenen Spinnvorrichtung weist die vorstehend angege­ benen Merkmale der Vorrichtung der DE-OS 23 30 410 auf, mit der Ausnahme, daß die Saugöffnung des ersten Drallorgans weniger eng dargestellt ist, daß nach der Saugstufe und vor er ersten Drallbremse eine Strecke als Entspannungskanal vorgesehen ist, daß die Achsen der beiden Drallorgane im flachen Winkel zueinander angeordnet sind, und daß ein oder beide Drallorgane einen sich spitzwinklig oder konusförmig erweiterenden Drallkanal aufweisen. In derartig ausgebildeten Drallkanälen sollen die Komponenten der Druckluftströmungen in der Weise beschleunigt werden, daß ein verstärkter Unter­ druck entsteht, der die Stapelfaserenden vor dem Verdrallen seitlich spreizt, so daß die Reiß- und Verschiebefestigkeit des entstehenden Fasergarns erhöht wird.

Aufgabe der Erfindung gegenüber diesem Stand der Technik ist es, ein mit einer pneumatischen Spinnvorrichtung hoher Ge­ schwindigkeit, auch aus bisher schwierig zu verspinnenden Fasern von einer geringeren Länge als 38 mm, herstellbares Fasergarn vorzusehen, das eine mehr regelmäßige oder gleich­ mäßige Drehungsstruktur aufweist, und das gegenüber einem ringgesponnenen Garn von überlegener Festigkeit ist und sich besser anfühlt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Das erfindungsgemäße, gesponnene Garn besteht aus einer An­ zahl von in gleicher Richtung angeordneten und gedrehten Fa­ sern, wobei im wesentlichen ein Ende der Faser innerhalb der inneren Schichten des gesponnenen Garns liegt, und das andere Ende um die äußere Schicht des gedrehten, gesponnenen Garns helixförmig herumgewunden ist, wobei die verschiedenen Fasern in gleicher Richtung verlaufen. Das erfindungsgemäße Garn kann, je nach Herstellbedingungen, ein vielfältiges Aussehen aufweisen und besitzt Eigenschaften, die sich von denen eines ringgesponnenen Garnes unterscheiden.

Es soll zunächst das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip näher erläutert werden.

Bei der Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Fasergarns werden Faserstränge oder Stapelfaserbündel der Reihe nach durch ein erstes pneumatisches oder mit Luft­ druck betriebenes Drallorgan, ein Rückdrehrohr und ein zwei­ tes, Falschdrehungen erzeugendes pneumatisches oder nichtme­ chanisches Drallorgan hindurchgeführt und in der Form eines gesponnenen Fasergarns geliefert. Im zweiten Drallorgan wird den Fasersträngen oder Stapelfaserbündeln ein starker Falsch­ draht erteilt. Die den Faserstrang erteilten Drehungen werden durch das Rückdrehrohr hindurch in den Bereich des ersten pneumatischen Drallorgans geleitet, so daß die Fasern gelockert werden und dort weniger stark gedreht sind. Folglicherweise befinden sich im Bereich des ersten pneumatischen Drallorgans lose oder nur wenig gedrehte Stapelfasern. Das erste pneumatische Drallorgan wird so betätigt, daß die Sta­ pelfaserbündel mit den gelockerten Fasern unter Ballonbildung leicht gedreht werden und die erteilte leichte Drehung im Gleichgewicht mit der aus dem zweiten Drallorgan zugeführten, entgegengesetzten Drehung verbleibt, so daß kein Bruch des Faserstrangs entsteht. Hierbei verschieben sich innerhalb der leichtgedrehten Stapelfaserbündel die Fasern gegeneinander. Wenn die Stapelfaserbündel mit den verschobenen oder entloka­ lisierten Fasern das zweite falschdrehende Drallorgan durch­ laufen, wirkt auf die Stapelfaserbündel eine größere, entge­ gengesetzte Drehung ein. Nach dem Durchlaufen des zweiten pneumatischen Drallorgans erfahren die Stapelfaserbündel eine Rückdrehung der von dem zweiten Drallorgan erteilten Falsch­ drehung, die somit wieder den Nullwert erreicht. Es entsteht ein Gleichgewicht zwischen den Rückstell- oder Torsionskräften der verschobenen Fasern und denen der nicht verschobenen Fasern, wobei sich ein echtgedrehtes, gesponnenes Garn ergibt.

Als erstes Drallorgan wird kein mechanisches, z. B. mit Dreh­ stiften versehenes verwendet, weil es damit schwierig ist, bei einer Ausbildung der Fasern mit Knoten, eine gegenseitige Ver­ schiebung der Fasern zu verursachen. Um diese gegenseitige Verschiebung der Fasern herbeizubringen, wird vorzugsweise ein pneumatisches, mit Lufteinstrahldüsen versehenes Drallorgan verwendet, obwohl auch Drallorgane mit Einstrahldüsen für an­ dere Gase, Dampf, Flüssigkeiten wie Wasser usw. eingesetzt werden können. Das erste pneumatische Drallorgan beeinflußt das Verrutschen und Verschieben der Fasern des Stapelfaserbündels und somit die echte Drehung des hergestellten gesponnenen Garns sowie seine Festigkeit.

Das erste pneumatische Drallorgan erteilt eine gleichförmige Drehung an den Faserstrang in vorbestimmter S- oder Z-Rich­ tung, indem der Fadenballon in entsprechender Richtung in Um­ lauf gebracht wird. Hierdurch wird eine gleichförmige Qualität des hergestellten Garns erzielt.

Dagegen ist es wünschenswert, daß das zweite pneumatische Drallorgan die Falschdrehungen mit hoher Geschwindigkeit erteilt, ohne daß eine Ballonbildung stattfindet, damit eine gleichmäßige Drehung des Stapelfaserbündels dem Bereich der Vorderwalzen zugeführt wird. Das Erteilen vieler Falsch­ drehungen verstärkt die Rückdrehwirkung auf Grund der in den Stapelfaserbündeln vorhandenen, inhärenten rückstellenden Torsionskräfte, und es wird dadurch die Drehung des herge­ stellten Garns vergrößert, wodurch ein glatteres, weniger Flaum aufweisendes Garn erhalten wird. Durch Einstellen des zweiten pneumatischen Drallorgans lassen sich gesponnene Fa­ sergarne mit vielfältigem Aussehen, die sich auch verschie­ den anfühlen, erhalten.

Da das zweite Drallorgan lediglich den Stapelfaserbündeln eine Falschdrehung erteilt, kann dieses eine Vorrichtung von mechanischer Art mit einem Drehstift sein. Zwecks leichten Anlaufens des Garnspinnvorgangs und zur Vermeidung einer Be­ schädigung der Fasern ist es jedoch zweckmäßig, ein pneumatisches Falschdrehorgan mit Lufteinlaßdüsen zu verwenden. Es lassen sich jedoch in ähnlicher Weise Drallorgane mit Ein­ strahldüsen für andere Gase oder Flüssigkeiten einsetzen. Soll Dampf als Mittel zum Legen des Garns verwendet werden, so wird dieser auch in ähnlicher Weise durch Düsen einge­ strahlt.

Dadurch, daß die Drehrichtungen der beiden Drallorgane ein­ ander entgegengesetzt sind, wird die Verschiebung der Fasern der Stapelfaserbündel erleichtert, woei diese Verschiebungen dazu führen, daß das auf diese Weise hergestellte gesponnene Fasergarn eine größere echte Drehung aufweist, so daß die Garnfestigkeit erhöht und ein gesponnenes Garn hoher Qualität erhalten wird.

Das Rückdrehrohr dient zum Weiterleiten der den Stapelfaserbündeln vom zweiten pneumatischen Drallorgan erteilten starken Falschdrehung, so daß eine leichte Drehung in den Bereich des ersten pneumatischen Drallorgans hineinläuft. Das Rückdrehrohr fördert auch das Auftreten der gegenseitigen Verschiebungen der Fasern der Stapelfaserbündel. Insbesondere bewirken die mechanischen Kollisionen der Stapelfaserbündel im Rückdrehrohr in bemerkenswerter Weise die gegenseitige Verschiebung der Fa­ sern der Stapelfaserbündel. Wird durch das erste pneumatische Drallorgan eine Ballonwirkung hervorgerufen, so erhöht diese in erheblicher Weise das Auftreten der gegenseitigen Verschie­ bungen der Fasern der Stapelfaserbündel infolge einer mechani­ schen Einwirkung des Fadenballons auf die Stapelfaserbündel, so daß die Garnfestigkeit wesentlich erhöht wird.

Die hier als Verschieben, Verrutschen oder Entlokalisieren der Fasern bezeichnete Auswirkung bedeutet, daß die Fasern unter der Einwirkung einer Kraft, welche die Reibungskräfte zwischen den einzelnen Fasern überwindet, aus ihren Lagen heraus ver­ drängt, gegeneinander verschoben und von einer Stellung in eine andere gebracht werden.

Zusätzlich zu dieser Verschiebung bei den Stapelfasersträngen entsteht eine abrupte rückdrehende Wirkung im Rückdrehrohr, wodurch die starke Falschdrehung der Stapelfaserstränge umge­ formt wird in eine lockere oder leichte Drehung, die entlang des Rückdrehrohrs geleitet wird. Es wird für möglich gehalten, daß am Rückdrehrohr ein Aufquellen und eine Ausdehnung der Fa­ sern der Stapelfaserstränge auftritt, wodurch bei den Fasern leicht Verschiebungen und Wechsel der Anordnung auftreten. Da zur Herstellung des erfindungsgemäßen Fasergarns die Funktion des Rückdrehrohrs von Wichtigkeit ist, muß die am Rückdrehrohr auftretende Reibung und der Widerstand angepaßt werden an die Beschaffenheit der Fasern sowie an die Dicke, Qualität, Fe­ stigkeit und Spinngeschwindigkeit des herzustellenden Faser­ garns. Die am Rückdrehrohr auftretende Reibung und der Wider­ stand lassen sich variieren durch Auswahl des Materials, des inneren Durchmessers und der Länge des Rückdrehrohrs und der Form der in Kontakt mit dem Garn stehenden Oberfläche des Rohrs. Ist die Reibung am Rückdrehrohr übermäßig groß, so ent­ steht ein Garnbruch. Wird kein Dämmring zur Steuerung des Ballons vorgesehen, wie er nachfolgend im einzelnen berschrieben wird, kann das Rückdrehrohr zur Steuerung der an beiden Drallorganen erzeugten Ballons dienen, so daß eine unkon­ trollierte Wechselwirkung zwischen beiden Ballons verhindert wird.

Insbesondere ist zu bemerken, daß bei entgegengesetzten Dreh­ richtungen der beiden Drallorgane eine stark erhöhte Rück­ drehwirkung auf die Stapelfaserbündel auftritt. Ist die Dreh­ richtung der vom zweiten, Falschdrehungen erzeugenden Drallorgan erteilten weitergeleiteten Drehung, die am Rückdrehrohr abrupt lose abgedreht wird, der Drehrichtung der vom ersten Drallorgan erteilten Drehung, die am Rückdrehrohr rasch abge­ dreht wird, entgegengesetzt, entsteht an einem Punkt eine starke Änderung der Drehungszahl, an dem das Aufquellen und die Ausdehnung der Stapelfaserbündel oder der einzelnen Fa­ sern gefördert wird. Es ist zu bemerken, daß die Verschiebung und Entlokalisierung der Fasern eher möglich ist bei entge­ gengesetzten Drehrichtungen der beiden Drallorgane als bei gleichgerichteten Drehrichtungen. Versuchsergebnisse haben bestätigt, daß entgegengesetzte Drehrichtungen der beiden Drallorgane zu einer erhöhten Garnfestigkeit führen.

Sind die Drehrichtungen der beiden Drallorgane einander ent­ gegengesetzt, kann der Punkt der Drehungszahländerung an irgend­ einer Stelle liegen. Infolge des Vorhandenseins des Rückdrehrohrs kann jedoch ein solcher Punkt als an der Lage des Rückdrehrohrs festgelegt betrachtet werden. Infolge dieser Anordnung entsteht ein gesponnenes Garn, das in vorbe­ stimmter Richtung gleichmäßig gedreht ist. Bei Versuchen, die das Vorhandensein des Rückdrehrohrs betrafen, wurde die vor­ stehend beschriebene Wirkung bestätigt durch das Aussehen und die Konfiguration des dabei erhaltenen gesponnenen Garns.

Bei üblichen Verfahren zur Herstellung eines gesponnenen Garns, bei denen kein derartiges Rückdrehrohr oder eine ähnliche Vorrichtung eingesetzt wird, wird die Drehung des zwei­ ten falschdrehenden Drallorgans leicht in übermäßiger Weise oder zuweilen in instabiler Weise an die Vorderwalzen weiter­ geleitet, so daß die Festigkeit des gesponnenen Garns redu­ ziert oder vermindert wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß in dem Fall, in dem die Drehrichtungen der beiden Drallorgane einander entgegengesetzt sind, eine Drehungsrichtung im hergestellten gesponnenen Garn entsteht, die derjenigen der Drehungen entge­ gengesetzt ist, die entlang den Stapelfasersträngen vom zwei­ ten Drallorgan zum ersten Drallorgan geleitet werden.

An Hand der Figuren soll an bevorzugten Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine vergrößerte Ansicht eines üblichen ge­ sponnenen Garns;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines anderen übli­ chen gesponnenen Garns;

Fig. 3 eine Ansicht zur Erläuterung der Struktur des erfindungsgemäßen gesponnenen Fasergarns;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht des erfindungsgemäßen gesponnenen Fasergarns;

Fig. 5 einen schematisch dargestellten Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsge­ mäßen Fasergarns;

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Faserstrangdurch­ laßkanal eines Drallorgans senkrecht zur Achse des Kanals;

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Rückdrehrohr ent­ lang der Linie VII-VII in der Fig. 5;

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Drehungszahl eines Stapelfaser­ strangs im ersten pneumatischen Drallorgan und der erzielten Garnfestigkeit und

Fig. 9 graphische Darstellungen des Verlaufs der Garnfestigkeit mit der Verlängerung des Sta­ pelfaserstrangs an den betreffenden, in der Fig. 8 gezeigten Punkten.

Das in den Fig. 3 und 4 gezeigte gesponnene Fasergarn 1, das ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fasergarns darstellt, besteht aus einem Stapelfaserstrang, der eine entlang des Fadenweges verlaufende (siehe Pfeil in den Figuren) Faser 2 aufweist, deren rückwärtiges Ende 2 -a sich im wesentlichen innerhalb der inneren Schichten des Garns befin­ det und deren anderes vorderes Ende 2 -b im wesentlichen expo­ niert ist oder freiliegt und einen Flaum bildet, wobei das vordere Ende 2 -b der Faser 2 um die äußere Schicht des Garns herumgewunden ist. Wird das erfindungsgemäße Garn wiederholte Male kräftig in beiden Richtungen durch die Hand gezogen, so entsteht in nur der einen Richtung eine Aufrauhung des gespon­ nenen Garns, während in der anderen Richtung das gesponnene Garn eine glatte Oberfläche ergibt, während bei einem üblichen gesponnenen Garn kein Unterschied feststellbar ist. Somit ist es leicht, auch ohne eine mikroskopische Untersuchung das er­ findungsgemäße Garn von einem üblichen zu unterscheiden.

In der Fig. 5, die eine bevorzugte Ausführungsform einer Vor­ richtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Fasergarns zeigt, wird ein Stapelfaserbündel 10 von einem Paar Hinter­ walzen 6 durch einen Kondensor 7, einem Paar Riemchenwalzen 8 und einem Paar Vorderwalzen 9 zugeführt und dann nacheinander durch einen Ballondämmring 11, ein erstes pneumatisches Drall­ organ 3, ein Rückdrehrohr 4, einen Ballondämmring 13 und ein zweites pneumatisches Drallorgan 5 geleitet. Das Stapelfaser­ bündel 10 wird von einem Paar Lieferwalzen 16 als ein gespon­ nenes Garn 15 geliefert und dann von einer (nicht gezeigten) Aufnahmevorrichtung, wie eine Abzugspule, aufgenommen.

Die Fig. 6 zeigt in einem Querschnitt senkrecht zur Achse eines Faserstrangdurchlaßkanals 18 ein Ausführungsbeispiel der Anordnung von Luftsteinstrahldüsen 17. Die in einer Mehr­ zahl vorgesehenen Lufteinstrahldüsen 17 münden schräg in Vor­ schubrichtung des Stapelfaserbündels 10, und zwar unter Win­ keln α₁ bzw. α₂ zu einer Ebene, die senkrecht zur Mit­ telachse des Kanals 18 verläuft (siehe Fig. 5), und tangen­ tial in den Kanal 18 ein. Im Kanal 18 wird durch über die Dü­ sen 17 eingestrahlte Druckluft ein helixförmiger Luftstrom in Vorschubrichtung der Stapelfaserbündel 10 erzeugt, wodurch die Stapelfaserbündel 10 und die darin enthaltenen Fasern helix­ förmig gedreht und entlang der Faserstranglaufrichtung wei­ tergeleitet werden. Versuche haben gezeigt, daß ein geeignetes Verhältnis der Laufgeschwindigkeiten des Stapelfaserbün­ dels zwischen den Vorderwalzen 9 und den Lieferwalzen 16 im wesentlichen 1 : 1 beträgt. Dies zeigt, daß in dem aufgelockerten und erweichten Stapelfaserbündel, das sich zwischen dem Rückdrehrohr 4 und den Vorderwalzen 9 befindet, die Fa­ sern in einem Ausmaß verschoben und entlokalisiert werden, daß die Längenausdehnung des Faserstrangs der durch die vom zweiten Drallorgan erteilten Falschdrehungen verursachten Drehungskontraktion entspricht, so daß sich ein gesponnenes Garn von glattem Aussehen, das sich auch glatt anfühlt, und keine Kringel oder andere Effekte aufweist, ergibt.

Es ist zu beachten, daß die vorstehend beschriebenen Bestand­ teile der Vorrichtung, wie der Ballondämmring 11, das erste Drallorgan 3, das Rückdrehrohr 4 usw., zusammen mit den anderen Elementen oder Komponenten im Betrieb einen Kombinations­ effekt bewirken, wie noch im einzelnen beschrieben werden soll, bei dem spezifische ausgewogene Bedingungen entstehen. Die unterschiedlichen und variabel eingestellten Parameter, wie Abmessungen, Formen, Drücke usw., der einzelnen Elemente oder Komponenten wirken zusammen, um die Erzeugung eines ge­ sponnenen Garns von gewünschter gleichmäßiger Qualität und Stabilität zu ermöglichen. Zum Beispiel zeigt die Fig. 8 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Drehungs­ zahl F der losen oder lockeren Drehung des Stapelfaserstrangs im ersten Drallorgan und der Garnfestigkeit. Diese Figur stellt ein qualitatives Versuchsergebnis dar.

Die Drehungszahl (F) läßt sich durch die folgende Formel aus­ drücken:

worin die Konstanten A und B dieser Gleichung von der Form und den Abmessungen des ersten Drallorgans, der Form und den Ab­ messungen des zweiten Drallorgans, der Form und den Abmessungen des Rückdrehrohrs, der Art des Rohmaterials, der Numerierung des zu spinnenden Garns, der Spinngeschwindigkeit und der Form und den Abmessungen der Ballonkontrollvorrichtungen abhängt, P₁ den eingestellten Druck des ersten pneumatischen Drallorgans und P₂ den eingestellten Druck des zweiten pneumatischen Drallorgans darstellt. Entsprechend wirtschaftlichen Erwägungen betragen diese Drücke mehr als 2 bar und weniger als 6 bar.

Falls die Drehungszahl (F) nicht der Formel a<F<b ent­ spricht, entsteht ein ungenügend gesponnenes Garn, wie dies in der Fig. 9 durch Auftragen der Garnfestigkeit gegen die Verlängerung des Stapelfaserbündels dargestellt wird. Folgli­ cherweise besteht ein größerer Spielraum für konstruktive Änderungen oder Abwandlungen, die unter Berücksichtigung der leichten Bedienbarkeit und der Kompaktheit der Spinnvorrichtung usw. durchzuführen sind. Ein derartiger Spielraum ermög­ licht eine elastische Anpassung an die mittlere Faserlänge der Fasern des Stapelfaserbündels, die Numerierung des zu spinnenden Garns, die Qualität, die Erscheinung, die Garndeh­ nung und die Spinngeschwindigkeit des zu spinnenden Garns, so daß gesponnenes Garn von großer Vielfältigkeit und hoher Quali­ tät erzeugt werden kann. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, besteht bei den Spinnbedingungen ein wichti­ ger Faktor darin, daß die leichte Drehung des Stapelfaser­ strangs bis zu einem Ausmaß, bei dem kein Fadenbruch auftritt, weitergeleitet wird bis in die Nähe der Vorderwalzen, und daß das erste Drallorgan auf die Fasern im leicht gedrehten Zu­ stand des Stapelfaserstrangs einwirkt.

Zu bemerken ist, daß bei der Verwendung von pneumatischen Drallorganen sich die Vorderwalzen 9 beim Anfang des Spinnens ständig in Rotation befinden können und die Hinterwalzen 6, die Riemchenwalzen 8 und die Vorderwalzen 9 anfangen können, das Stapelfaserbündel 10 dem ersten Drallorgan 3 zuzuleiten und damit wieder aufhören können, ohne Rücksicht darauf, wann die Drallorgane in bzw. außer Funktion gesetzt werden. Somit kann das Anstellen und Abstellen des Spinnvorgangs sehr rasch und mit extremer Leichtigkeit durch Knopfdruck erfolgen, wo­ durch sie ein großer Vorteil gegenüber den entsprechenden Betätigungsvorgängen beim konventionellen Ringspinnen oder Offenendspinnen usw. ergibt.

Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Vorrichtung eine Garnlieferung von 180-200 m/min bei Garn der britischen Nu­ merierung Ne 45 und eine Garnlieferung von 200-250 m/min bei Garn der britischen Numerierung Ne 30 ergibt, während ver­ gleichsweise beim üblichen Ringspinnen eine Garnlieferung von 15 m/min und beim üblichen Offenendspinnen eine Garnlieferung von 30-40 m/min bei Garn der britischen Numerierung Ne 45 und eine Garnlieferung von 50 m/min bei Garn der britischen Numerierung Ne 30 erhalten wird.

Versuchsergebnisse zeigen, daß, je größer der innere Druck­ messer r 1 des Kanals 18 des ersten Drallorgans 3 ist, desto besser verläuft die glatte Drehung des Stapelfaserbündels 10, und daß, je kleiner der minimale Innendurchmesser r 2 des Kanals 18 des zweiten Drallorgans ist, desto besser ist die Drehung des Stapelfaserbündels 10, und daß eine nicht zu kurze Länge L 2 des zweiten Drallorgans 5 günstiger ist, wobei der Kanal 18 vorzugsweise eine Innenwand 19 aufweist, die sich in Bewegungsrichtung des Stapelfaserstrangs 10 konisch ausweitet. Ferner zeigte es sich, daß der innere Durchmesser r 3 des Ballondämmrings 13 günstigerweise klein ist, jedoch ein leichtes Hindurchlaufen des Stapelfaserbündels 10 gestattet und daß die Länge L 3 des Ballondämmrings 13, der einstückig zusammen mit dem zweiten Drallorgan 5 vorgesehen ist, günsti­ ger ist, wenn sie innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.

Aus der obenstehenden Beschreibung geht hervor, daß die erhal­ tenen Ergebnisse ziemlich gut übereinstimmen mit den vorherge­ henden Erklärungen des grundlegenden Prinzips der Erfindung.

Insbesondere erscheint es, daß eine Vergrößerung des inneren Durchmessers r 1 des ersten Drallorgans 3 eine Verbreiterung des Ballons erlaubt, so daß die Zentrifugalkraft und die Träg­ heitskraft am Ballon vergrößert werden, um das Stapelfaserbün­ del zu verbreitern oder auszudehnen oder um die Drehungsbrems­ kraft zu vergrößern, so daß das Auftreten einer Verschiebung und Entlokalisierung unter den Fasern des Stapelfaserstrangs begünstigt wird. Hierbei kann der Ballondämmring 11 zur Steuerung des Ballons dienen. Dies geht auch aus einem Versuchs­ ergebnis hervor, wonach bei Konstanz des Innendurchmessers r 1 eines ersten Drallorgans 3, wie es die Fig. 6 zeigt, mit grö­ ßer werdender Versetzung 1 der Einstrahldüsen 17 von der Mitte des Durchlaßkanals 18 eine höhere Garnfestigkeit und somit eine Stabilisierung des Spinnzustands des gesponnenen Garns er­ zielt wird. Es hat die Größe des inneren Durchmessers r 1 des Kanals 18 des ersten Drallorgans 3 eine ähnliche Wirkung wie die Größe der Einstrahlkraft der Luft in das erste Drall­ organ 3, wie aus der vorstehenden Beschreibung verständlich ist. Überwiegt diese Wirkung, so wird das Stapelfaserbündel 10 mehr als benötigt rückgedreht, so daß die Drehung des Stapel­ faserbündels 10 durch das zweite Drallorgan 5 aufhört, ungenü­ gendes Spinnen des Garns entsteht und schließlich ein Faden­ bruch auftritt. Ist dagegen diese Wirkung extrem klein, so wird die Drehung des Stapelfaserbündels 10 durch das zweite Drallorgan 3 in übermäßiger Weise weitergeleitet, so daß keine Verschiebungen und Entlokalisierungen der Fasern des Stapel­ faserstranges 10 zwischen dem Rückdrehrohr 4 und den Vorder­ walzen 19 auftreten und ungenügend gesponnenes Garn und zuweilen auch ein Fadenbruch entsteht.

Es erscheint auch, daß eine Abnahme des inneren Durchmessers r 2 des Drallorgans ein Erzielen einer großen Falschdrehung des Stapelfaserstranges durch Erhöhung der Drehungsgeschwin­ digkeit gestattet, und auch daß eine Ausdehnung der Länge L 2 zwischen den Einstrahldüsen 17 des zweiten Drallorgans 5 und dem Auslaßende des Drallorgans 5 auf eine vorbestimmte Länge unter Ausbildung einer konischen Innenwand 19 (siehe Fig. 5) dazu führt, daß die eingestrahlte Luft unter mög­ lichst geringem Widerstand ruhig fließt, so daß Turbulenz und Fluktuationsbewegungen des Stapelfaserstrangs 10, die eine unnötige Bewegung darstellen, reduziert werden und dadurch die Energie der eingestrahlten Luft möglichst wirksam zur Drehung des Stapelfaserbündels eingesetzt wird. Die Festlegung des in­ neren Durchmessers r 3 des Ballondämmrings 13 auf eine Größe, die geringer ist als der Innendurchmesser des Kanals 18 des zweiten Drallorgans 5, und die Beschränkung der Länge L 3 des Ballondämmrings 13, wie bereits beschrieben, erlauben es, den Ballon am zweiten Drallorgan 5 zu steuern und die wechselseitige Störung zwischen diesem Ballon und dem am ersten Drall­ organ 3 entstehenden Ballon zu verhindern und einen Wirkungs­ punkt für die am zweiten Drallorgan 5 entstehende Drehung vor­ zusehen, so daß diese in stabiler Weise entlang des Faserbündels in Richtung der Vorderwalzen 9 geleitet wird. Es ist auch zu bemerken, daß ein innerer Durchmesser r 3 des Ballondämm­ rings 13, der geringer ist als der Durchmesser r 2 des zweiten Drallorgans 5, eher als eine Verringerung des inneren Durch­ messers r 2 des zweiten Drallorgans 5 dazu beiträgt, die ange­ saugte Luftmenge, die zum Einbringen des Stapelfaserbündels notwendig ist, auf ein Minimum zu reduzieren, um die Falsch­ drehkraft des zweiten Drallorgans 5 zu vergrößern.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Winkel zwischen den je­ weiligen Einstrahldüsen 17 des zweiten Drallorgans 5 und der axialen Richtung dieses Drallorgans vorzugsweise ungefähr 90° betragen soll, damit die Energie der eingestrahlten Luft in bestmöglicher Weise eine Drehwirkung auf das Stapel­ faserbündel ausübt.

Ein ähnlich günstiger Winkel zwischen den Einstrahldüsen 17 des ersten Drallorgans 3 und der axialen Richtung dieses Drallorgans liegt im wesentlichen bei 48°, weil das erste Drallorgan 3 zwei Funktionen ausübt, nämlich das Stapelfaser­ bündel 10 in das erste Drallorgan 3 hineinzuziehen und das Stapelfaserbündel 10 helixförmig zu drehen.

Das Rückdrehrohr 4 kann mit radialen Nuten 20 versehen sein, die vom vorderen Ende des Rückdrehrohrs 4 bis zum hinteren Ende in axialer Richtung verlaufen, wie dies das Ausführungs­ beispiel der Fig. 7 verdeutlicht, wodurch die Garnfestigkeit wesentlich erhöht wird. Bei dem Rückdrehrohr 4 muß der innere Durchmesser r 4 geringer sein als der innere Durchmesser r 1 des Kanals 18 des ersten Drallorgans 3. Ist der innere Durch­ messer r 4 des Rückdrehrohrs 4 wesentlich kleiner als der innere Durchmesser r 1 des ersten Drallorgans 3, so neigt das ein­ stückig mit dem ersten Drallorgan 3 vorgesehene, einen Luft­ durchlaß bildende Rückdrehrohr 4 dazu, den ruhig verlaufenden Auslaß der eingestrahlten Luft zu stören, wodurch das gespon­ nene Garn und der Spinnbetrieb in nachteiliger Weise beein­ flußt wird. Die radialen Nuten 20 am Rückdrehrohr 4 erlauben jedoch den Auslaß der eingestrahlten Luft entlang den Nuten 20 in einer Weise, die die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigt. Es erscheint, daß die radialen Nuten 20 des Rück­ drehrohrs 4, wie bereits beschrieben, eine wesentliche Erhö­ hung der Garnfestigkeit bewirken, weil das Stapelfaserbündel die vorgesehenen Nuten 20 berührt und dadurch helixförmig ver­ laufend gedreht wird, wodurch die Expansion und Verteilung der Fasern des Stapelfaserbündels beschleunigt wird. Eine Änderung der Anzahl der radialen Nuten 20 des Rückdrehrohrs 4 führt zu einer großen Variation in der Erscheinung und Garnfestigkeit des gesponnenen Garns. Bei dem auf diese Weise gesponnenen Garn läßt sich die Flaumbildung über den pneumatischen Druck des zweiten Drallorgans 5 steuern.

Als Ausführungsbeispiele wurden Versuche durchgeführt, bei de­ nen jeweils ein Rohmaterial, bestehend aus 65 Teilen Poly­ ester und 35 Teilen Baumwolle, mit der beschriebenen Vorrichtung zu Garnen der Numerierung Ne 45 bei einer Spinngeschwin­ digkeit von 200 m/min gesponnen wurden. Dabei entstanden die in der Tabelle angegebenen Ergebnisse. Die erhaltenen Faser­ garne waren von hoher Qualität.

Es ist ersichtlich, daß die mit Flaum behaftete Menge des ge­ sponnenen Garns über den pneumatischen Druck des zweiten Drallorgans 5 beliebig steuerbar ist.

Das erfindungsgemäße gesponnene Fasergarn ist von gleichför­ miger und hoher Qualität. Es unterscheidet sich vom üblichen ringgesponnenen Garn und weist eine Vielfalt von Erscheinungs­ formen und Konfigurationen auf. Mit der beschriebenen Vorrichtung ist das Garn mit extrem hoher Geschwindigkeit spinnbar, wobei auf Grund der einfachen Durchführung Arbeitskräfte einge­ spart werden können.

Claims (4)

1. Fasergarn, das aus einem Stapelfaserstrang oder Stapel­ faserbündel in einer Spinnvorrichtung hergestellt worden ist, die versehen ist mit

• - einem Streckwerk mit einem Paar Vorderwalzen (9),
• - einem ersten pneumatischen Drallorgan (3) mit mehreren Lufteinstrahldüsen (17), die schräg in Vorschubrichtung des Faserstrangs (10) und in tangentialer Richtung in einen Faserstrangdurchlaßkanal (18) einmünden, und mit einem Innendurchmesser (r 1), dessen Größe die Bildung eines Fadenballons erlaubt, dessen Zentrifugalkraft und Träg­ heitskraft von einer Größe sind, bei der das Auftreten einer Verschiebung und Entlokalisierung unter den Fasern des Faserstrangs (10) begünstigt wird,
• - einen Ballondämmring (11) an der Vorderwalzenseite des ersten Drallorgans (3),
• - einem mit dem ersten Drallorgan (3) einstückigen Rückdreh­ rohr (4), in dem mechanische Kollisionen des Faserstrangs (10) eine gegenseitige Verschiebung von Fasern bewirken, das einen Auslaß der über das erste Drallorgan (3) eingestrahlten Luft bildet und dessen Innendurchmesser (r 4) geringer als der Innendurchmesser (r 1) des ersten Drallorgans (3) ist, ohne daß der ruhig verlaufende Auslaß der Luft gestört wird,
• - einem zweiten Drallorgan (5), zum Erzeugen starker Falsch­ drehungen, das eine sich in Bewegungsrichtung des Faser­ strangs (10) konusförmig ausweitende Innenwand (19) und mehrere Lufteinstrahldüsen (17) aufweist, die in tangentia­ ler Richtung in einen Faserstrangdurchlaßkanal (18) des zweiten Drallorgans (5) einmünden, wobei die Lufteinstrahl­ düsen (17) des ersten und des zweiten Drallorgans (3 bzw. 5) in einander entgegengesetzten tangentialen Richtungen zu den Faserstrangdurchlaßkanälen (18) einmünden, und
• - einem Lieferwalzenpaar (16) für das gesponnene Fasergarn,

und die in der Weise betrieben wird,

• - daß der Faserstrang (10) der Reihe nach durch das Vorder­ walzenpaar (9), das erste Drallorgan (3), das Rückdreh­ rohr (4), das zweite Drallorgan (5) und das Lieferwalzen­ paar (16) hindurchgeführt wird,
• - daß das Verhältnis der Laufgeschwindigkeiten des Faser­ strangs (10) an den beiden Walzenpaaren (9, 16) 1 : 1 beträgt,
• - daß mit dem ersten Drallorgan (3) ein Fadenballon im Faser­ strang (10) gebildet wird, der infolge seiner mechanischen Einwirkung das Auftreten der gegenseitigen Verschiebungen der Fasern erhöht,
• - daß mit dem zweiten Drallorgan (5) dem Faserstrang (10) eine starke Falschdrehung erteilt wird, die durch das Rück­ drehrohr hindurch in den Bereichen des ersten Drallorgans (3) hineingeleitet und dem Bereich der Vorderwalzen (9) zuge­ führt wird, so daß sich im Bereich des ersten Drallorgans (3) Fasern befinden, die nur wenig gedreht sind, und
• - daß die Drehungszahl (F) des Faserstrangs (10) im ersten Drallorgan (3) in einem zur Erzielung einer ausreichenden Festigkeit des gesponnenen Fasergarns (15) geeigneten Be­ reich gehalten wird.

2. Fasergarn nach Anspruch 1, hergestellt mit einer Spinn­ vorrichtung, in der zwischen dem Rückdrehrohr (4) und dem zweiten Drallorgan (5) ein zweiter Ballondämmring (13) ein­ stückig zusammen mit dem zweiten Drallorgan (5) vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser (r 3) klein gestaltet und kleiner als der Innendurchmesser (r 2) des zweiten Drallorgans (5) ist, jedoch in einem Größenbereich liegt, so daß der Faser­ strang (10) leicht hindurchlaufen kann, und dessen Länge (L 3) innerhalb eines Bereiches liegt, in dem ein Fadenballon an dem zweiten Drallorgan (5) steuerbar ist und eine Störung zwischen diesem Fadenballon und dem am ersten Drallorgan (3) entstehenden Fadenballon verhindert wird.

3. Fasergarn nach Anspruch 1 oder 2, hergestellt mit einer Spinnvorrichtung, in der das Rückdrehrohr (4) mit mehreren radial angeordneten, vom vorderen Ende bis zum hinteren Ende des Rückdrehrohrs (4) in Axialrichtung verlaufenden, vom Fa­ serstrang (10) berührbaren Nuten (20) versehen ist.