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Verfahren zum Garnansetzen beim
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Spinnen von Faserbündelgarnen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Garnansetzen in einer Faserbündelgarn-Spinneinheit, welche ein Streckwerk mit
mindestens einem Eingangswalzenpaar, einem Riemchenstreckwerk und einem Ausgangswalzenpaar
sowie eine Luftwirbeldüse und einen Fasenwächter umfasst und in welcher ein Faserbünael
in dem Streckwerk verstreckt und durch einen Wirbel tn der Luftwirbeldüse durch
die Erzeugung eines Falschdrahts zu einem Faserbündelgarn versponnen wird, welches
dann zu einem Garnwickel aufgewickelt wird.
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Beim. Spinnen eines Faserbündelgarnes wird in einem Faserbündel mit
Hilfe eines Wirbels, der in einem Faserkanal einer Luftwirbeldilse erzeugt wird,
ein Falschdraht erzeugt. Dieser Falschdraht wird später teilweise wieder aufgelöst,
wobei man ein Faserbündelgarn erhält, bei dem eine Vielzahl von an der Oberfläche
des Garns liegenden Fasern einen Kernbereich, in dem im wesentlichen keine Drehung
vorhanden ist, umschlingt. Aus diesem Grund haben die Garnenden bei einem Garnbruch
eine
ungleichmäßige Form in Form eines kurzen Kegels.
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Ein solches unregelmäßig geformtes Ende des abgerissenen Fadens ist
für das Ansetzen an einem Faserbündel ungeeignet, da die freie Länge der Fasern
am Garnende zu kurz ist. Aus diesem C;rund ist die Erfolgsquote beim Ansetzen von
Faserbündelgarnen bisher sehr niedrig.
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Außerdem führt ein erfolgreiches Ansetzen im fertigen Garn zu einem
Ansetzbereich der übermäßig dick ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Garnansetzen
in einer Faserbündelgarn-Spinneinheit anzugeben, bei dem die Nacnteile der früheren
Ansetzeinrichtungen vermieden werden und welche insbesondere für ein automatisches
Garnansetzen eignet.
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Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs angegebenen Art
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man ein Ende des abgerissenen Garns, welches
von dem Garnwickel zurückgespult wurde, von der Ausgangsseite her in einen Faserkanal
der Luftwirbeldüse einführt, daß man eine Überlappung des abgerissenen Garnendes
mit einem vorderen Ende des Faserbündels in einem Arbeitsbereich des Streckwerks
derart herbeiführt, daß die Uberlappungslänge L der Enden in einem Bereich zwischen
0,8 1 und 3,0 1 liegt, wobei 1 für die mittlere Faserlänge der Fasern des Faserbündels
steht, und daß man erneut den Spinnvorgang mit der Spinneinheit startet.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1A und Die tatsächliche und die ideale Fig. 2B Form eines Endes
eines abgerissenen Faserbündelgarnes; Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer
Faserbündelgarn-Spinneinheit, welche für die Durchführung des erfindungsgemäBen
Verfahrens geeignet ist; Fig. 3 eine vergrößerte Teil-Seitenansicht des Streckwerks
der Spinneinheit gemäß Fig. 2, teilweise im Schnitt; Fig. 4 eine parspektivische
Darstellung der Antriebseinrichtungen des StrecKwerks der Spinneinheit gemäß Fig.
2; Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung zur Verwirklichung der einzelnen
beim Garnansetzen ablaufenden Verfahrensschritte;
Fig. 5A eine vergrößerte
Seitenansicht des mittleren Teils und der Ausgangswalzer des Streckwerks der Spinneinheit
gemäß Fig. 2; Fig. 6 eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhangs
zwischen der Dänge der Uberlappung des Faserbündelgarns mit dem abgerissenen Garnende
und dem prozentualen Anteil der fehlgeschlagenen Ansetzversuche und Fig. 7A bis
vergrößerte schematische Seitenan-Fig. 7C sichten der Ansetzbereiche bei verschi2cenen
Überlappungslängen.
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Im einzelnen ist ft Fig. 1A die tatsächliche und in Fig. 1B die ideale
Form eines Endes eines abgerissenen Faserbündelgarnes cezeigt.
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In Fig. 2 ist schematisch eine Faserbündelgarn-Spinneinheit dargestellt,
an der die Erfindung verwirklicht werden kann. Die Spinneinleit umfasst ein Streckwerk
2< eine Luftwirbeldüse 3, zwi Abzugswalzen 4, 4', eine Changierwalze 5 und einen
Arm 10, an welchem eine Spinnhülse zur Aufnahme eines Garnwickels P drehbar festlegbar
ist. Das Streckwerk 2 umfasst oben und unten jeweils drei Elemente, nämlich jeweils
eine Ausgangswalze 6, 6',
ein mittleres Riemchenstreckwerk 7, 7'
und eingangsseitige Walzen 8, 8'. In der Luftwirbeldüse 3 ist ein als Garnkanal
dienender Kanal 11 vorgesehen, in dem mehrere Düsen 12 münden, über welche dem Kanal
11 Druckluft zur Erzeugung eines Wirbels zugeführt wird.
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Eine Lunte A wird dem Streckwerk 2 von rechts - in Fig. 2 - zugeführt
und dort zu einem Faserband der gewünschten Dicke verstreckt. Das Faserband wird
dann von den Ausgangswalzen 6, 6' zu der Luftdüse 3 geliefert, wo es von dem Wirbel
derart verwirbelt wird, daß ein Faserbündelgarn B entstcht. Das Faserbündelgarn
B wird von den Abzugswalzen 4 4' kontinuierlich aus der Wirbeldüse 3 abgezogen unc
mittels eines Fadenwächters (nicht dargestellt) überwacht und anschließend auf den
durch die Changierwalze 5 angetriebenen Garnwickel B aufgewickelt.
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Das Streckwerk 2 ist so ausgebildet, daß von den oberen Elementen
6,7 und 8 der drei paarweise angeordneten Elemente jedes individuell gegen das zugeordnete
untere Element 6', 7' bzw. 8' gedrückt oder von diesem abgehoben werden kann, was
mit Hilfe von Druckluftzylindern 41a, 41b... erfolgt, die an der Rückseite eines
Belastungsarmes 40 befestigt sind, wie dies Fig. 3 zeigt. Dabei sind in Fig. 3 lediglich
die Ausgangswalzen 6, 6' und das Riemchenstreckwerk 7, 7' des Streckwerks 2 dargestellt.
Ein ähnlicher Betätigungsmechanismus kann aber auch für die eingangsseitigen Walzen
8, 8' vorgesehen
sein, die in Fig. 3 der Einfachheit halber weggelassen
sind. Die obere Ausgangswalze 6 wird drehbar von einer Halterung 45 gehaltert, die
ihrerseits an der Kolbenstange 44 des Druckluftzylinders 41a befestigt ist.
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Der Zylinder 41a ist illit zwei Luftleitungen 42 und 43 versehen,
die über Magnetventile (nicht dargestellt) mit einer Druckluftguellz verbunden sind.
Wenn die Druckluft aus der Druckluftquelle über die Leitung 42 zugeführt wird, dann
bewegt sich der Kolben 47 in dem Druckluftzylinder 41a nach unten, uo die obere
Ausgangswalze 6 gegen die untere Ausganswalze 6' zu drücken, wie dies in Fig. 3
in strichpunktierten Linien eingezeichnet ist, so daß im Klemmspalt zwischen den
Ausgangswalzen 6, 6' das Faserband A festgeklemmt werden kann.
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Wenn die Druckluft dacegen über die Leitung 43 zugeführt wird, dann
bewegt sich der Kolben 47 nach oben,- so daß zwischen der oberen und der unteren
Ausgangswálze 6 bzw. 6' ein Spalt mit einer Höhe H entsteht, wie dies in ausgezogenen
Linien gezeichnet ist. Entsprechendes gilt für das Riemchenstreckwerk 7, 7' und
die eingangsseitigen Walzen 8, 8'.
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Wie Fig. 4 zeigt, sind die unteren Streckwerkselemente 6', 7' und
8' jeweils über Getriebe 54, 55 bzw. 56 mit unabhängigen Antriebss-ellon 51, 52
bzw. 53 verbunden.
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Die Getriebe 54, 55 und 56 umfassen dabei magnetischen Kupplungen
MC1, MC2 bzw. MC3, die es gestatten, die unteren Streckwerkselemenwe 6', 7' und
8' von ihren Antriebswellen 51, 52 und 53 zu trennen.
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Das Garnansetzen erfolgt vorzugsweise mittels eines automatischen
Garnansetzers, welcher an dem Maschinenrahmen längs einer Reihe von Spinneinheiten
verfahrbar ist. Wie Fig. 5 zeugt, umfasst der Garnansetzer eine Rückspulwalze 24,
welche den Garnwickel P im Abstand von der Oberfläche der Changierwalze 5 hält und
eine Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung desselben unabhängig von der Drehung der Changierwalze
5 mit verschiedenen Geschwindigkeiten gestattet, während der Ansetzvorgang abläuft.
Der Ansetzer xmfasst ferner einen Garnfänger 25 zum Erfassen des freien Endes eines
gerissenen Garns an der Oberfläche des Garnwickels und zum Transportieren des Garnendes
zum Auslaß 3a der Luftdüse 3. Weiterhin gehört zum Ansetzer ein Ansaugrohr 26 mit
trompetenförmiger Saugöffnung zur Ubernahme des von dem Garnfänger herangeführten
Garnendes und zum Hindurchführen des Garns zwischen oberen und unteren Elementen
des Streckwerks 2.
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Der Garnansetzer arbeitet wie folgt: wenn der Fadendetektor einen
Garnbruch feststellt, sendet er ein Fadenbruchsignal an die magnetischen Kupplungen
MC2 und MC3, die den unteren Elementen 7' bzw. 8' des Riemchenstreckwerks und der
eingangsseitigen Walzen zugeordnet sind, wodurch deren Antrieb unterbrochen wird.
Dabei laufen die Ausgangswalzen 6, 6' wie gewöhnlich weiter. Auf diese Weise werden
die Fasern des Faserbandes entgegen der relativ schwachen Klemmwirkung aus dem Spalt
des Riemchenstreckwerks 7, 7' herausgezogen,
so daß das vordere
Ende des Faserbandes schließlich vom Klemmspalt der Ausgangswalzen 6, 6' einen Abstand
S aufweist, wie dies speziell in Fig. 5A dargestellt ist. Für den Abstand S ergibt
sich dabei naturgemäß ein gewisser Wert, der der mittleren Faserlänge der Fasern
entspricht, die das Faserband bilden. Das vordere Ende des Faserbandes erhält auf
die beschriebene Weise ferner eine ideale Form, die der in Fig. 1B gezeigten Form
ähnlich ist.
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Der Fadenbruchdetektor sendet außerdem ein Signal an den Garnansetzer,
welcher daraufhin vor die betreffende Spinneinheit fährt, um dort einen Ansetzvorgang
einzuleiten. Dabei wird zunächst der der vorderen Ausgangswalze 6 zugeordnete Druckluftzylinder
41a betätigt, um diese Walze von der unteren Ausgangswalze 6t abzuheben.
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Die obere Ausgangswalze 6 wird dann in einem Abstand H von der unteren
Ausgangswalze 6' gehalten, die sich im vorliegenden Fall weiterdreht.
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Nachdem die obere Ausgangswalze 6 angehoben ist, wird das Saugrohr
26 von hinten her durch den Spalt zwischen den Walzen 6, 6' zur Einlaßöffnung 3b
der Wirbeldüse 3 bewegt. Die entsprechende Endstellung des Saugrohrs 26 ist in Fig.
5 mit strichpunktierten Linien eingezeichnet.
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Weiterhin wird die Rückspulwalze 24 derart angetrieben, daß der Garnwickel
P langsam rückwärts gedreht wird.
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Gleichzeitig sucht der Garnfänger 25 das freie Ende des abgerissenen
Garns und erfasst dieses. Der Garnfänger 25 ist in Fig. 5 in dieser Stellung mit
strichpunktierten Linien eingezeichnet. Anschließend bewegt sich der Garnfänger
25 synchron zur Rückwärtsdrehung der Rückspulwalze 24 zum Auslaß 3b der Wirbeldüse
3, wobei er das abgerisseLe Garnende festhält.
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Vor dem Eintreffen des abgerissenen Garnendes wird der Saugvorgang
des Saugrohrs 26 gestartet. Dabei wird in dem Kanal 11 der Wirbel düse 3 eine Saugströmung
mit dem Saugrohr 26 erzeugt. Wenn folglich das abgerissene Garnende von dem Garnfänger
25 freigegeben wird, dann wird es durch den Kanal 11 .in das Saugrohr 26 eingesaugt.
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Die Saugdüse bzw. das Saugrohr 26 bewegt sich anschließend aus dem
Spalt zwischen den Ausgangswalzen 6, 6' heraus nach hinten sowie nach oben aus dem
Raum hinter den Ausgangswalzen 6, 6' heraus. Zu diesem Zeitpunkt beendet die Rückspulwalze
24 deu Rückspulvorgang. Das von dem Saugrohr 26 gehaltene Garn verläuft nunmehr
längs eines vorgegebenen Weges zwischen den Ausgangswalzen 6, 6' hindurch und verlässt
den Bereich des Streckwerks 2 in dem Raum zwischen der oberen Ausgangswalze 6 und
der oberen Riemchenanordnung des Riemchenstreckwers 7, 7'. Das Saugrohr 26 ist in
Fig. 5 in der betreffenden Stellung in ausgezogenen Linien dargestellt.
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Die Länge des in dieser Situation zwischen dem Klemmspalt der Ausgangswalzen
6, 6' und dem vorderen Ende
des Saugrohrs 25 befindlichen Garnstücks
hat den Wert L, wie dies nachstehend beschrieben wird.
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Anschließend werden die magnetischen Kupplungen MC2 und MC3 für den
unteren Teil 7' des Riemchenstreckwerks und die untere eingangsseitige Walze 8 betätigt,
so daß die Elemente 7, 7' und 8, 8' wieder laufen und folglich auch eine Vorwärtsbewegung
des Faserbündels eingeleitet wird. Während das vordere Ende des Faserbündels bzw.
des Faserbandes aus dem Klemmspalt des Riemchenstreckwerks 7, 7' m die Strecke S
vorrückt und schließlich den Klemmspalt der Ausgangswalzen 6, 6' erreicht, wird
der Druckluftzylinder 41a betätigt, um die obere Ausgangswalze 6 wieder gegen die
untere Ausgangswalze 6' zu drücken. Gleichzeitig wird eine Schneidvorrichtung 27
betätigt, die in der Nähe des Saugrohrs 26 angeordnet ist, um das Garn so -abzuschneiden,
daß sich ein Garnende mit der Länge L ergibt. Weiterhin wird wieder Druckluft durch
die Düsen 12 in den Kanal 11 geblasen, um dort wieder eine Wirbelbildung herbeizuführen.
Diese verschiedenen Operationen können automatisch mit Hilfe einer Steuerung durchgeführt
werden, welche Relais umfasst, die nacheinander mit vorgegebener Verzögerung betätigt
werden, wobei die Verzögerung in Abhängigkeit von zuvor gewonnenen Versuchsdaten
entsprechend der Arbeitsgeschwindigkeit der Spinneinheit und des Garnansetzers sowie
in Abhängigkeit von der Faserlänge des verarbeiteten Fasermaterials vorgegeben werden
können.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Arbeitsablauf werden das hintere
Ende des gerissenen Garns und das vordere Ende des Faserbündels az;f einer Länge
L übereinander gelegt, unmittelbar bevor sie in den Klemmspalt der Ausgangswalzen
6, 6' eingeführt werden. Dann werden die überlappenden Enden dem Wirbel im Kanal
11 der Düse 3 ausgesetzt, so daß die Fasern durchmischt und zu einem durchgehenden
Garn verbunden werden.
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Was die Länge L anbelangt, so muß diese in einem Bereich zwischen
0,8 1 und 3,0 1 liegen, wobei 1 die mittlere Länge der das laserbündel bildenden
Fasern ist.
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Dies gilt deshalb, weil gemäß Fig. 6 der prozentuale Anteil der fehlgeschlagenen
Ansetzversuche beim Garnansetzen bei einer außerhalb des angegebenen Bereichs liegenden
Uberlappungslänge L erheblich ansteigt. Es wird angenommen, daß dies auf folgende
Gründe zurückzuführen ist: 1. Bei einer Uberlappunaslänge L von weniger als 0,8
1 sind im Ansetzbereich zu wenig Fasern vorhanden, um der beim Ansetzen wirksamen
Spannung Stand zu halten.
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2. Bei einer Uberlappungslänge L von mehr als 3,0 1 wird der Ansetzbereich
zu dick, was zu übermäßigen Zentrifugalkräften führt, so daß der Ansetzbereich einer
starken Schleifwirkung an der Innenwand des Kanals 11 ausgesetzt wird, was zu einem
ungenügenden Faserbündelungseffekt führt.
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Bei den beiden vorstehend angegebenen Varianten ergeben sich außerdem
Probleme hinsichtlich der Garnqualität, d.h. hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der
Garnfestigkeit und der Garnnuzmer.
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Zur Verbesserung des Ansetzvorgangs erfolgt das Abtrennen des Garns
am abgerissenen Garnende erfindungsgemäß vorzugsweise durch Scnleifen mit einer
rauhen Oberfläche, wie z.B. Sandpapier, und nicht mit einem scharfen Schneidwerkzeug,
z.B. einer Schere, da die gewünschte kegelförmige Verteilung der Faserenden bei
geöffnetem Garn beim Abschleifen des Faserendes sehr gut verwirklicht werden kann.
Andererseits führt diese Verteilung der Faserenden dazu, daß die Enden des abgerissenen
Garns und des Faserbündels gut verbunden werden und daß ein gleichmäßiger Ansetzbereich
erhalten wird.
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In Fig. 7A bis 7C ist schematisch dargestellt, wie sich die Uberlappungslänge
L auf die Garndicke im Ansetzbereich auswirkt. Dabei zeigen die genannten Zeichnungsfiguren
in ausgezogenen Linie den Fall, der sich dann ergibt, wenn das abgerissene Garnende
abgeschliffen wird, während die mit strichpunktierten Linien eingezeichnete Form
für den Fall gilt, daß das abgerissene Garnende senkrecht zur Garnachse mit einem
scharfen Schneidwerkzeug abgeschnitten wird.
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Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß erfindungsgemäß
das Ende des abgerissenen Garns mit
dem vorderen Ende des Faserbündels
im Streckbereich auf einer vorgegebenen Länge L überlappt wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit
für ein erfolgreiches Ansetzen deutlich verbessert wird und wodurch außerdem eine
höhere Garnqualität erreicht wird.
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Beim Ansetzen kann das abgerissene Garnende im Bereich der "weichen"
Klemmzone des Riemchenstreckwerks 7, 7' überlappt werden statt wie vorstehend beschrieben
im Klemmspalt der Ausgangswalzen 6, 6'. In diesem zweiten Fall kann das vordere
Ende des Faserbündels zwischen dem Riemchenstreckwerk 7, 7' und den Ausgangswalzen
6, 6' mit einem höheren Verstreckungsverhältnis verstreckt werden, wodurch die Qualität
im Ansetzbereich noch weiter verbessert werden kann.
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Weiterhin kann das abgerissene Garnende durch einen Schlitz (nicht
dargestilt) in den Kanal 11 der Düse 3 eingelegt werden, wobei der Schlitz in Längsrichtung
des Kanals 11 verläuft. In diesem Fall kann auf das Saugrohr 26 verzichtet werden,
und man verwendet den Garnfänger, um das abgerissene Garnende bis in das Streckwerk
2 zu transportieren, wobei der Garnfänger das Garnende festhält.
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