WO2006017948A1 - Spindel mit injektorkanal und verfahren zum ansetzen für eine luftspinnmaschine. - Google Patents

Spindel mit injektorkanal und verfahren zum ansetzen für eine luftspinnmaschine. Download PDF

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Olivier Wüst
Herbert Stalder
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    • D01H—SPINNING OR TWISTING
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H15/00—Piecing arrangements ; Automatic end-finding, e.g. by suction and reverse package rotation; Devices for temporarily storing yarn during piecing
    • D01H15/002—Piecing arrangements ; Automatic end-finding, e.g. by suction and reverse package rotation; Devices for temporarily storing yarn during piecing for false-twisting spinning machines

Definitions

  • the present invention relates to a spindle for an air-spinning machine according to the preamble of patent claim 1 and a method for setting after a
  • Air-jet spinning machines have a multiplicity of spinning stations. In each spinning station, a yarn is spun from a fed longitudinal fiber structure. The fiber longitudinal structure is first refined, that is, the amount of fiber per unit length is reduced by delay. Then the refined fiber strand is spun by twisting into a yarn.
  • Spinning a production interruption result The resumption of spinning takes place in such a way that the free yarn end resulting from the interruption is pulled out and positioned beyond the twist distribution point in the opposite direction to the spinning direction - referred to in the jargon as "upstream". Subsequently, the initial region of the fiber structure is overlapped with the free end of the yarn in a known manner in the spinneret by twisting each other and so the spinning process resumed.
  • the thread withdrawal channel - also called yarn channel or spindle channel - must have certain dimensions due to spinning and design reasons: Length L:
  • the present invention is therefore based on the object for a spinning unit of an air spinning machine to provide a method and a spindle for performing the method, which allow for a disruption of a spinning process safe and precise recycling of the yarn to create a piecing and the spindle structurally simple design should be.
  • FIG. 1 Basic illustration of a spindle with an inventive
  • FIG. 1a detailed view of a preferred arrangement of an injector channel
  • Figure 2 Structural design of a spindle with an injector according to the present invention.
  • Figure 1 shows in a principal, not proportionate representation of a rotationally symmetric spindle 10 with a Garnabzugskanal 5.
  • the identifier S is the spinning direction in the normal spinning process and the identifier B is the return direction of the spun yarn for yarn breakage indicated.
  • a spindle base 2 is arranged with a conical opening at an angle a.
  • an injector channel 1 is provided in the spindle 10, the opening of which is arranged in the yarn channel 5 relatively close to the spindle mouth 8.
  • a groove 9 is turned out.
  • the diameter di of the cylindrically shaped injector channel 1 lies in the following value range: 0.5 mm ⁇ di ⁇ 0.7 mm; preferably 0.6 mm.
  • FIG. 1 a shows a preferred embodiment of the arrangement of the injector channel 1.
  • the axis 7.1 of the injector 1 and the axis 7.2 of the yarn channel 5 intersect approximately at the spindle mouth 8.
  • the inclination angle ß of the two aforementioned axes is preferably in a range of 5 ° - 20 °. In this preferred embodiment with the intersection of the two axes, the following optimum value results for the distance D:
  • the relation between the aforementioned distance D and the length L of the spindle is: D «L, where D ⁇ 8mm, more preferably D ⁇ 5mm.
  • Figure 2 shows a preferred structural configuration of the spindle 10 with the inventive arrangement of an injector 1:
  • the spindle 10 is formed with two connected via a fit 6 parts 10.1 - also called spindle tip 10.1 - and 10.2 - also called spin tube 10.2.
  • the injector 1 has two parts 1.1 and 1.2, which are axially inclined to each other and differ in their di and di di 2 : ⁇ 2 > di and ⁇ 2 ⁇ 1.5mm ⁇ 0.5 mm.
  • the spindle tube 10.2 can be processed with the larger diameter pursuer 2 easier and thus manufactured more cost-effectively.
  • both injector 1.1 and 1.2 can be relatively easily created as bores 1.1 and 1.2 of the separation surface F.
  • the diameter d ⁇ of the inlet opening and the inner diameter di are preferably in the following ratio: 0.3 ⁇ - ⁇ - ⁇ 0.8. d ⁇
  • the two parts 10.1 and 10.2 are preferably glued together for connection.
  • the part 10.1 or the spindle tip in the region of the connection to the spindle tube 10.2 has an annular gap 12 in a preferred embodiment.
  • the yarn channel 5 has a conical shape 4 within the part 10.1.
  • the conical shape 4 is determined by the cone length K and the diameters d A and d E. K has a typical value of about 20 mm ⁇ 7 mm.
  • the method of setting includes: The yarn end of the yarn is initiated backwards by a corresponding actuation of the supply of compressed air into the groove 9. According to the Bernoulli law, a negative pressure or a suction effect is created on the spinning base 2, so that the yarn end passes through the yarn channel 5 via the
  • Spindle muzzle 8 can move out.
  • the teaching according to the invention can be realized by a free combination of the structural configurations and dimensions explained above in FIGS. 1, 1a and 2, for example the diameters of the injector channels 1.1 and 1.2 are largely independent of the configuration of the cone of the thread withdrawal channel 5 or of the cone of the Spindle bases 2.

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Abstract

Es wird eine Spindel (10) für eine Luftspinnmaschine vorgeschlagen, die zur Rückführung (B) des Garnendes nach einer Unterbrechung eines Spinnprozesses enthält: Einen Injektorkanal (1), der in unmittelbarer Nähe der Spindelöffnung (8) mündet. Für die Rückführung wird Druckluft durch den Injektorkanal (1) eingelassen, die am Spindelende (11) eine Saugwirkung erzeugt. Nach erfolgter Rückführung (B) des Garnendes auf die Höhe des Eintritts des Injektorkanals (1) in den Garnführungskanal (5) wird das Garnende durch die Druckluft aus der Spindelöffnung (8) ausgeblasen.

Description

Spindel mit Injektorkanal und Verfahren zum Ansetzen für eine Luftspinnmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spindel für eine Luftspinnmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Ansetzen nach einer
Unterbrechung eines Spinnprozesses nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Luftspinnmaschinen. Luftspinnmaschinen weisen eine Vielzahl von Spinnstellen auf. In jeder Spinnstelle wird ein Garn aus einem zugeführten Faserlängsgebilde gesponnen. Dabei wird das Faser¬ längsgebilde zuerst verfeinert, das heisst, die Fasermenge pro Längeneinheit wird durch Verzug verkleinert. Dann wird der verfeinerte Faserverband durch Drallerteilung zu einem Garn versponnen.
Garnbrüche sind naturgemäss nicht zu verhindern und haben für die betreffende
Spinnstelle einen Produktionsunterbruch zur Folge. Die Wiederaufnahme des Spinnens erfolgt so, dass das durch den Unterbruch entstandene, freie Garnende entgegen der Spinnrichtung - in der Fachsprache «stromaufwärts» genannt - über die Drallerteilungsstelle hinausgezogen und positioniert wird. Anschliessend wird der Anfangsbereich des Faserverbandes überlappend mit dem freien Garnende in bekannter weise in der Spinndüse durch Drallerteilung miteinander verbunden und so der Spinnvorgang wieder aufgenommen.
Der Fadenabzugskanal - auch Garnkanal oder Spindelkanal genannt - muss aus spinntechnischen und aus konstruktiven Gründen bestimmte Dimensionen aufweisen: Länge L:
L « 60 - 80 mm Durchmesser dε der Eintrittsöffnung des Fadenabzugkanals: dE « 0.8 - 1.2mm Durchmesser dA der Austrittsöffnung des Fadenabzugkanals: dA < 2.0 mm; jedoch dA > dε Der Vorgang des Zurückführens des Garnendes ist infolge der erwähnten Dimensionen des Spindelkanales, nämlich eine dünne und lange Bohrung sehr heikel.
Bekannt sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiederansetzen, bei dem für die Wiedereinführung das Garns ein Injektorkanal vorgesehen ist, durch den Druckluft eingeblasen wird. Dadurch resultiert ein «stromaufwärts» wirkender Injektionsluftstrom. Ebenso ist eine Spinnvorrichtung offenbart, bei dem ebenfalls ein Injektorkanal vorgesehen ist, bei dem durch Einlassen von Druckluft der Fadenabzugskanal weg¬ bewegbar ist, um das Wiedereinführen des Garn zu erleichtern. Die Anordnung dieser Injektorkanäle hat jedoch noch nicht zu vollends zufriedenstellenden Ergebnissen geführt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Spinnstelle einer Luftspinnmaschine ein Verfahren und eine Spindel zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die nach einer Unterbrechung eines Spinnprozesses ein sicheres und präzises Rückführen des Garns zur Erstellung eines Ansetzers erlauben und wobei die Spindel konstruktiv einfach ausgestaltet sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 angegebene Spindel und durch das im Patentanspruch 11 angegebene Verfahren gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung eines Injektorkanals, der unmittelbar bei der Spindelöffnung mündet wird beim Ansetzen durch Zufuhr von Druckluft im Injektorkanal erreicht: i) Am Ende des Garnführungskanals entsteht eine Saugwirkung wodurch die
Rückführung des Garnendes wesentlich erleichtert wird, ii) Nachdem das Garnende auf der Höhe des Injektorkanals angelangt ist, wird dieses durch die Druckluft durch die Spindelöffnung ausgeblasen.
Auf diese Weise ist eine Spindel für eine Luftspinnmaschine geschaffen, mit der das Ansetzen nach einem Garnbruch wesentlich verbessert wird und welche Spindel einfach herstellbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 Prinzipielle Darstellung einer Spindel mit einer erfindungsgemässen
Anordnung eines Injektorkanals; Figur 1a Detailansicht einer bevorzugten Anordnung eines Injektorkanals;
Figur 2 Konstruktive Ausgestaltung einer Spindel mit einem Injektorkanal gemäss der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt in einer prinzipiellen, nicht proportionsgetreuen Darstellung eine rotationssymmetrische Spindel 10 mit einem Garnabzugskanal 5. Mit dem Bezeichner S ist die Spinnrichtung im normalen Spinnvorgang und mit dem Bezeichner B ist die Rückführrichtung des gesponnenen Garns zur Fadenbruchbehebung angegeben. An der Austrittsseite der Spindel 10 ist ein Spindelsockel 2 mit einer konischen Öffnung in einem Winkel a angeordnet. Um das Rückführen des gesponnenen Garns zu er- leichtern, ist in der Spindel 10 ein Injektorkanal 1 vorgesehen, dessen Öffnung in den Garnkanal 5 relativ gesehen nahe bei der Spindelmündung 8 angeordnet ist. Für die Zuführung von Druckluft ist eine Nut 9 herausgedreht. Der Durchmesser di des zylindrisch ausgebildeten Injektorkanals 1 liegt in folgendem Wertebereich: 0.5 mm < di < 0.7mm; bevorzugt 0.6 mm.
Für den Abstand D zwischen Spindelmündung und Eintritt des Injektorkanals gilt: D < 8mm.
In Figur 1a ist eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung des Injektorkanals 1 gezeigt. Die Achse 7.1 des Injektorkanals 1 und die Achse 7.2 des Garnkanals 5 schneiden sich in etwa bei der Spindelmündung 8. Der Neigungswinkel ß der beiden vorerwähnten Achsen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5° - 20°. In dieser bevorzugten Ausführungsform mit dem Schnitt der beiden Achsen ergibt sich für den Abstand D folgender optimaler Wert:
D < 5 mm, vorzugsweise im Bereich 2mm - 3mm.
Die Relation zwischen dem vorerwähnten Abstand D und der Länge L der Spindel ist: D « L, wobei D < 8mm, besonders bevorzugt D < 5mm.
Figur 2 zeigt eine bevorzugte konstruktive Ausgestaltung der Spindel 10 mit der erfindungsgemässen Anordnung eines Injektorkanals 1 : Die Spindel 10 wird mit zwei über eine Passung 6 verbundene Teile 10.1 - auch Spindelspitze 10.1 genannt - und 10.2 - auch Spinnrohr 10.2 genannt- gebildet. Der Injektorkanal 1 weist zwei Teile 1.1 und 1.2 auf, die einerseits zueinander axial geneigt sind und die sich in ihren Durchmessen di und d2 unterscheiden: ύ2 > di und ύ2 ~ 1.5mm ± 0.5 mm.
Die unterschiedliche Dimensionierung ist fertigungstechnisch bedingt: Dadurch kann das Spindelrohr 10.2 mit dem grosseren Durchmesser ά2 einfacher bearbeitet und somit kostengünstiger hergestellt werden. Darüber hinaus können beide Injektorkanäle 1.1 und 1.2 als Bohrungen 1.1 und 1.2 relativ einfach von der Trennfläche F erstellt werden.
Der Durchmesser dε der Eintrittsöffnung und der Innendurchmesser di liegen vorzugsweise in folgendem Verhältnis: 0,3 < -^- < 0,8 . dπ Die beiden Teile 10.1 und 10.2 werden zur Verbindung miteinander vorzugsweise geklebt. Um die Achsen der beiden Teile 1.1 und 1.2 des Injektorkanals nicht genau fluchtend anordnen zu müssen, weist in einer bevorzugten Ausführung das Teil 10.1 bzw. die Spindelspitze im Bereich der Verbindung mit dem Spindelrohr 10.2 einen Ringspalt 12 auf.
Zusätzlich oder alternativ zur vorgenannten Dimensionierung kann vorgesehen werden, dass der Garnkanal 5 innerhalb des Teils 10.1 eine konische Form 4 aufweist. Die konische Form 4 ist bestimmt durch die Konuslänge K und die Durchmesser dA und dE. K weist einen typischen Wert von ca. 20 mm ± 7 mm auf.
Das Verfahren zum Ansetzen beinhaltet: Das Garnende des Garns wird rückwärts mittels einer entsprechenden Betätigung der Zufuhr von Druckluft in die Nut 9 initiiert. Gemäss dem Bernoulli-Gesetz entsteht am Spinnsockel 2 ein Unterdruck bzw. eine Saugwirkung, so dass das Garnende sich durch den Garnkanal 5 über die
Spindelmündung 8 hinaus bewegen kann. Die in den Injektorkanal 1 bzw. 1.1/1.2 eingelassene Druckluft bewirkt beim Austritt aus dem Injektorkanal 1.1 , dass das durch die Saugwirkung rückgeführte Garnende aus der Spindelmündung 8 ausgeblasen wird und dadurch die Rückführung des Garnendes unterstützt.
Die erfindungsgemässe Lehre kann durch eine freie Kombination der vorstehend in den Figuren 1 , 1a und 2 erläuterten konstruktiven Ausgestaltungen und Dimensionierungen realisiert werden, so sind beispielsweise die Durchmesser der Injektorkanäle 1.1 und 1.2 weitgehend unabhängig von der Ausgestaltung des Konus des Fadenabzugskanals 5 oder des Konus des Spindelsockels 2.

Claims

Patentansprüche
1. Spindel (10) für eine Spinnstelle einer Luftspinnmaschine, welche Spindel (10) enthält: einen mit einer Spindelöffnung (8) beginnenden Garnführungskanal (5), dadurch gekennzeichnet, dass ein unmittelbar in die Nähe der Spindelöffnung (8) mündender Injektorkanal (1) vorgesehen ist, durch den während einer Rückführung eines Garnendes Druckluft eingelassen wird, so dass bei Einlass von Druckluft eine Saugwirkung am Ende (11) des Garnführungskanals (5) entsteht.
2. Spindel (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Injektorkanals (1) von der Spindelöffnung (8) einen Abstand D aufweist mit einem Wertebereich von D < 8mm.
3. Spindel (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektorkanal (1) eine Achse (7.1) aufweist und zur Achse (7.2) der Spindel in einem Winkel ß geneigt ist mit einem Wertebereich von 5° < ß < 20°.
4. Spindel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektorkanal (1) eine Achse (7.1) aufweist, die sich mit der Achse (7.2) des Garnabzugskanals (5) im wesentlichen in der Spindelöffnung (8) schneidet.
5. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Garnabzugskanal (5) in Spinnrichtung (S) nach Mündung des Injektorkanals (1) eine konische Form (4) aufweist.
6. Spindel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (10) zweiteilig in eine die Spindelöffnung (8) enthaltende Spinnspitze (10.1) und in ein Spinnrohr (10) ausgeführt ist und der Injektorkanal (1.1 , 1.2) in beiden Teilen (10.1 , 10.2) enthalten ist.
7. Spindel (10) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Injektorkanal (1.1) in der Spinnspitze (10.1) einen kleineren Durchmesser di aufweist als der Durchmesser d2 des Injektorkanals (1.2) im Spinnrohr (10.2).
8. Spindel (10) nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser d2 folgenden Wertebereich aufweist: d2 = 1.5mm ± 0.5 mm.
9. Spindel (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelspitze (10.1) im Bereich der Verbindung mit dem Spinnrohr (10.2 ) einen Ringspalt (12) aufweist, damit die in den beiden Teilen (10.1 , 10.2) enthaltenen Injektorkanäle (1.1 , 1.2) nicht fluchtend angeordnet sein müssen.
10. Spindel (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenabzugskanal (5) eine Eintrittsöffnung (8) mit einem Durchmesser DE aufweist, wobei das Verhältnis des Durchmessers di des Injektorkanal (1.1) in der Spinnspitze (10.1) mit dem Durchmesser dε in folgendem Wertebereich liegt:
0,3 < ^- < 0,8. dE
11. Verfahren zum Ansetzen nach einer Unterbrechung eines Spinnprozesses in einer einen Garnkanal (5) enthaltenden Spindel (10) einer Luftspinnmaschine, bei dem ein Garnende und ein Faserverbandanfangsbereich zusammengefügt werden, wobei nach erfolgter Unterbrechung des Spinnprozesses das Garnende rückwärts (B) durch eine Spindelöffnung (8) geführt wird; dadurch gekennzeichnet, dass ein unmittelbar in die Nähe der Spindelöffnung (8) mündender Injektorkanal (1) vorgesehen ist, durch den während einer Rückführung des Garnendes Druckluft eingelassen wird, so dass bei Einlass von Druckluft eine Saugwirkung am Ende (11) des Garnführungskanals (5) entsteht.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mit der in den Injektorkanal (1) eingelassenen Druckluft das Garnende durch die Spindelöffnung (8) ausgeblasen wird.
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