WO2008110137A1

WO2008110137A1 - Vorrichtung mit streckwerk zur verarbeitung von fasermaterial

Info

Publication number: WO2008110137A1
Application number: PCT/DE2008/000359
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Bauer; Axel Flad
Original assignee: Sipra Patententwicklungs- Und Beteiligungsgesellschaft Mbh
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2008-09-18
Also published as: DE102007013109A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Fasermaterial (2) mit wenigstens einem Streckwerk und einem auf dieses folgenden, eine Einzugsebene (22) für das Fasermaterial (2) definierenden Garnbildungselement (17a) beschrieben. Das Streckwerk weist ein erstes, eine Riemchenebene (21) definierendes Einfach- oder Doppelriemchen- Walzenpaar (5a, 6a bis 9a, 10a) und ein zweites, zwischen diesem und dem Garnbildungselement (17a) angeordnetes Ausgangswalzenpaar auf, das eine Unterwalze (12a) und eine mit dieser eine Klemmlinie (23) bildende, eine Drehachse (25a) aufweisende Oberwalze (14a) enthält. Erfindungsgemäß sind die Einzugsebene (22) und die Riemchenebene (21) mit je einem vorgewählten Abstand (x, y) von der Klemmlinie (23) zwischen dieser und der Oberwalzen-Drehachse (25a) angeordnet.

Description

VORRICHTUNG MIT STRECKWERK ZUR VERAR TUNG VON FASERMATERIAL

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Vorrichtungen dieser Art (z. B. DE 38 10 846 Al, DE 103 11 826 Al) dienen in der Spinnereitechnik zur Herstellung eines gesponnenen Garns aus einem Stapelfaserverband, der als Band, Lunte, Vorgarn od. dgl. vorliegen kann. Das Streckwerk wird zur Ver- feinerung"3es Fasermaterials benötigt, während das dem Streckwerk folgende Garnbildungselement dem Zweck dient, dem aus dem Streckwerk austretenden Fasermaterial die gewünschten Drehungen zu erteilen.

Die Drehzahlen der Ausgangswalzen der Streckwerke sind zumindest teilweise extrem hoch. Während die Ausgangswalzen beim klassischen Ringspinnen mit Liefergeschwindigkeiten von nur etwa 20 m/min und beim Zentrifugenspinnen mit Liefergeschwindigkeiten von etwa 80 m/min arbeiten, werden zum Spinnstricken (z. B. PCT WO 2004/079068), zum Luftspinnen und zum Friktionsspinnen Hochleistungs-Streckwerke benötigt, mit deren Ausgangswalzen Liefergeschwindigkeiten von etwa 250 m/min bis 700 m/min erreicht werden.

Beim Betrieb derartiger Streckwerke treten häufig unerwünschte Effekte im Bereich der Ausgangswalzen auf. Hierzu zählen vor allem Wickelbildungen auf den Ausgangswalzen sowie auf den Walzenoberflächen entstehende Ablagerungen, die z. B. durch elektrostatische Aufladung der Fasern, durch klebrige Bestandteile und durch Schmutzpartikel in den Fasern und/oder durch vom Faserverband abgesonderte Fasern verursacht werden. Diese Effekte machen sich auch auf den oberen Ausgangswalzen bemerkbar, da diese in der Regel mit einem Bezug aus einem gummielastischen Material versehen sind.

Zur Vermeidung dieser Effekte sind bereits zahlreiche Vorschläge bekannt. Diese sehen meistens den Oberwalzen zugeordnete Absaugvorrichtungen vor, die mehr oder weniger dicht an die Walzenoberflächen herangebracht werden iz^JJJQE. JÖ=3*7~Θ6|6 Al) und mit auf den Walzenoberflächen aufliegenden Abstreifern (DE 100 50 974 Al) kombiniert werden können.

Für Hochleistungs-Streckwerke sind derartige Reinigungsvorrichtungen nicht ausreichend. Ein Grund hierfür scheint insbesondere darin zu bestehen, dass die aus Stahl hergestellten unteren Ausgangswalzen in der Regel mit einer eine Riffelung aufweisenden Umfangs- fläche versehen sind. Diese Riffelung wirkt bei hohen Drehzahlen wie eine Pumpe, die im Austrittsspalt der Ausgangswalzen erscheinende Partikel zusammen mit der Luft umwälzt und in den Eintrittsspalt der Ausgangswalzen zurückführt. Dadurch werden nicht nur ein erhöhter Faserverlust bewirkt und eine Wickelbildung auch auf der Unterwalze gefördert, sondern es wird auch ein gleich-mäßiger Fasereintrag in die Klemmlinie der Ausgangswalzen zusätzlich behindert. Diese unerwünschten Wirkungen können durch die beschriebenen Reinigungsvorrichtungen allein nicht vermieden werden. Das gilt auch dann, wenn unmittelbar auf die Klemmlinie der Ausgangswalzen ein mechanisches, mit Saugluft betriebenes oder sonstwie arbeitendes Garnbildungselement folgt, das in Richtung seiner Einzugsebene eine gewisse Saugwirkung auf das Fasermaterial ausübt.

Ausgehend davon besteht das technische Problem der Erfindung darin, die Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, dass auch bei ihrer Anwendung in Hochleistungs-Streckwerken die Faserverluste im Bereich der Ausgangswalzen und die nachteiligen Folgen der Pumpwirkung der Unterwalzen stärker als bisher vermieden werden und eine günstigere Faserführung erzielt wird.

Eine Lösung dieses Problems erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, den Strom des Fasermaterials durch einen Versatz der Einzugs- und Riemchenebene relativ zur Klemmlinie der Ausgangswalzen so zu lenken, dass im Austrittsspalt der Ausgangswalzen erscheinende Fasern od. dgl. trotz der Pumpwirkung der Unterwalze bevorzugt direkt dem Garnbildungselement zugeführt oder allenfalls von der Oberwalze mitgenommen werden. Da deren Umfangsfläche jedoch glatt ist, wirken sich die beschriebenen Effekte hier weniger stark aus. Etwa dennoch auftretende Ansammlungen von Fasern oder Schmutzpartikel sowie Faserumschlingungen auf den Oberwalzen können bei Bedarf durch die zusätzliche Anwendung bekannter Absaugeinrichtungen weiter reduziert werden.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ver- arbeitung von Fasern mit zwei Streckwerken und Garnbildungselementen;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 im Bereich der Ausgangswalzen; und

Fig. 3 schematisch die relative Lage von verschiedenen Teilen der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2.

Fig. 1 zeigt ein klassisches 3-Walzen-Streckwerk, das in einer mit Pfeilen 1 angedeuteten Transportrichtung ein nur schematisch dargestelltes, z. B. als Band oder Vorgarn ausgebil- detes Fasermaterial 2 fördert. Das Streckwerk weist dazu drei in Transportrichtung hintereinander angeordnete Paare I, II und III von Streckwerksorganen auf.

Das erste Paar I enthält zwei Walzen 3a und 4a als Streckwerksorgane.

Das zweite Paar II ist als Doppelriemchen- Walzenpaar ausgebildet und enthält als Streckwerksorgane je eine Walze 5a und 6a, je ein in Transportrichtung hinter diesen Walzen 5a, 6a liegendes, auch als Wendeschiene bezeichnetes, meistens aus einem stationären Stab bestehendes Umlenkelement 7a und 8a und je ein über die zugehörigen Walzen 5a, 6a und Umlenkelemente 7a, 8a geführtes Riemchen 9a und 10a. Die Riem- chen 9a, 10a dienen dem Zweck, das Fasermaterial 2 nach dem Verlassen der Walzen 5a, 6a bis zu einem Austrittsspalt 11 zu führen, der meistens eine einstellbare Maulweite aufweist. Das Riemchen 9a kann außerdem über ein nicht dargestelltes Spannelement geführt sein, um es mit einer gewünschten Vorspannung auf der Walze 5a und dem - A -

Umlenkelement 7a zu halten.

Das dritte Paar III enthält analog zum ersten Paar I zwei Walzen 12a und 14a als Streckwerksorgane . 5

Die beschriebenen Walzen 3a bis 6a und 12a, 14a der drei Paare I, II und III von Streckwerksorganen bilden zwischen sich übliche Klemmlinien. Im übrigen bilden die Paare I und II eine Vorverzugszone, indem die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 3a, 4a und 5a, 6a so gewählt sind, dass z. B. ein Verzug des Fasermaterials 2 zwischen 5- 10 und 15-fach erhalten wird. Dagegen wird das Fasermaterial 2 zwischen den Paaren II und III einem Hauptverzug unterworfen, der zu einer Streckung des Fasermaterials 2 z. B. um das 50-fache oder mehr und dadurch zu einer gewünschten Endfeinheit am Austritt der Walzen 12a und 14a führt.

15 Die Lagerung und der Antrieb der Walzenpaare I bis III können auf übliche Weise erfolgen. Beispielsweise werden die Walzen 3a, 5a und 12a in an sich bekannter Weise zwangsweise angetrieben. Dazu dienen nicht gezeigte, auf ihren Wellen befestigte Zahnräder od. dgl. und mit diesen gekoppelte Antriebsmotoren. Dagegen werden die Walzen 4a, 6a und 14a lediglich durch Reibung von den Walzen 3a, 5a und 12a mit-

20 genommen, indem sie wie üblich an einem nur in Fig. 2 schematisch dargestellten

Druckarm 15 od. dgl. drehbar gelagert sind, der mit einer Lagerachse an einem ortsfesten Gestell od. dgl. schwenkbar gelagert und mit Hilfe einer Kraft, z. B. einer Federkraft, gegen die Walzen 3a, 5a und 12a gedrückt wird. An demselben Druckarm 15 ist auch das Umlenkelement 8a montiert, so dass dieses und damit ein unteres Trum des Riemchens

25 10a gegen ein oberes Trum des Riemchens 9a gedrückt wird. Zu diesem Zweck kann das Umlenkelement 8a ein Bestandteil eines üblichen Riemchenkäfigs sein.

Aufgrund der aus Fig. 1 ersichtlichen Anordnung werden die zwangsweise angetriebenen, d. h. die treibenden Walzen 3a, 5a und 12a meistens als Unterwalzen und die von diesen 30 durch Reibung mitgenommenen, getriebenen Walzen 4a, 6a und 14a als Oberwalzen bezeichnet. Entsprechend ist das Riemchen 9a ein Unterriemchen und das Riemchen 10a ein Oberriemchen. Infolgedessen werden in der nachfolgenden Beschreibung dieselben Bezeichnungen verwendet, obwohl im Prinzip auch die antreibenden Streckwerksorgane oben und die getriebenen Streckwerksorgane unten liegen könnten.

Weiterhin zeigt Fig. 1 , dass eine bevorzugte Streckwerks- Anordnung zumindest auf einer Seite, vorzugsweise jedoch auf beiden Seiten eines stationären Lagerbocks 16 oder eines entsprechenden Rahmen-, Gestell- oder Gehäuseteils jeweils wenigstens zwei, im wesentlichen entsprechend Fig. 1 ausgebildete Streckwerke enthält, deren Streckwerksorgane mit den Bezugszeichen 4a bis 14a bzw. 4b bis 14b bezeichnet sind. Insbesondere beim Spinnstricken sind die Streckwerksorgane 4a, 4b bis 14a, 14b in Abhängigkeit von ihrer Funktion vorzugsweise auf einer gemeinsamen Welle oder Stange montiert, die fliegend, d. h. nur an ihrem einen Ende drehbar bzw. fest im Lagerbock 16 gelagert ist. Dadurch liegen die jeweils anderen Enden bzw. Stangen frei, so dass die verschiedenen Teile, insbesondere die Riemchen 9a, 10a von außen leicht zugänglich sind und daher auch leicht ausgewechselt werden können.

Schließlich zeigt Fig. 1, dass jedem Streckwerk je ein Garnbildungselement 17a, 17b zugeordnet ist. Die Garnbildungselemente 17a, 17b enthalten im Ausführungsbeispiel je ein pneumatisch arbeitendes Drallorgan 18a, 18b und ein diesem nachgeschaltetes Führungsbzw. Transportrohr 19a bzw. 19b. Die Drallorgane 18a, 18b dienen z. B. dem Zweck, die aus den Austrittsspalten der Ausgangswalzen 12a, 14a bzw. 12b, 14b austretenden Fasermaterialien 2 anzusaugen bzw. abzuziehen, in Drehung zu versetzen und dadurch in ein temporäres Garn zu verwandeln, das durch das Transportrohr 19a, 19b hindurch z. B. einer Strickmaschine zugeführt wird (z.B. PCT WO 2004/079068). Alternativ kann das Garnbildungselement 17a, 17b aber auch aus irgendeinem anderen, mechanisch, pneumatisch oder sonstwie betriebenen Bauelement bestehen, um in der bei Spinnmaschinen üblichen Weise ein versponnenes Garn oder ein für Strickzwecke od. dgl. geeignetes, temporäres Garn herzustellen, das vor der Maschenbildung aufgrund des Falschdrahteffekts wieder in ein im Wesentlichen ungedrehtes Garn zurückverwandelt wird.

Vorrichtungen der beschriebenen Art sind aus den eingangs genannten Druckschriften allgemein bekannt, weshalb diese zur Vermeidung von Wiederholungen hiermit durch Referenz auf sie zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht werden.

Die Vorrichtung mit den Streckwerksorganen 3a bis 14a und dem Garnbildungselement 17a ist im Wesentlichen identisch wie die Vorrichtung mit den Streckwerksorganen 4b bis 14b und dem Garnbildungselement 17b ausgebildet. Die Erfindung wird daher nachfolgend nur anhand der Vorrichtung beschrieben, die die mit den Buchstaben "a" gekennzeichneten Teile aufweist.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, definieren die beiden Riemchen 9a, 10a zwischen sich eine Riemchenebene 21. Das ist die Ebene, längs welcher das Fasermaterial 2 in Trans- portrichrung 1 durch das Doppelriemchen- Walzenpaar geführt wird. Das Garnbildungselement 17a definiert eine Einzugsebene 22 (bzw. eine Einzugsachse). Das ist diejenige Ebene bzw. Achse, längs welcher das die Ausgangswalzen 12a, 14a verlassende Fasermaterial 2 mechanisch, pneumatisch oder sonstwie in das Garnbildungselement 17a eingezogen wird. Schließlich bilden die beiden Ausgangswalzen 12a, 14a zwischen sich eine Klemmlinie 23. In der Regel sind die Riemchenebene 21 und die Einzugsebene 22 koplanar sowie parallel zur Transportrichtung 1 und parallel zu Drehachsen 24a, 25a der Ausgangswalzen 12a, 14a erstreckt, während die Klemmlinie 23 parallel zu den Drehachsen 24a, 25a angeordnet ist. Allerdings sind auch Lösungen bekannt, bei denen die Einzugsebene 22 schräg zur Riemchenebene 21 angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, wie vergrößert in Fig. 3 angedeutet ist, die Einzugs- ebene 22 mit einem vorgewählten senkrechten Abstand x und die Riemchenebene 21 mit einem vorgewählten senkrechten Abstand y_. von der Klemmlinie 23 und weiterhin so anzuordnen, dass beide Ebenen 21, 22 zwischen der Klemmlinie 23 und der Drehachse 25a der oberen Ausgangswalze 14a erstreckt sind. Sowohl die Einzugsebene 22 als auch die Riemchenebene 21 ist vorzugsweise windschief zur Klemmlinie 23 erstreckt. Dadurch wird gemäß Fig. 2 einerseits erreicht, dass das die Riemchen 9a, 10a verlassende

Fasermaterial 12 an einer Stelle 26 auf die Umfangsfläche der oberen Ausgangswalze 14a auftritt, die oberhalb der Klemmlinie 23 und oberhalb der äußeren Kontur der unteren Ausgangswalze 12a liegt. Andererseits wird das Fasermaterial 2 an einer Stelle 27 von der oberen Ausgangswalze 14a ab- und in die Einzugsöffnung des Garnbildungselements 17a hineingezogen, die oberhalb der Klemmlinie 23 und der äußeren Kontur der unteren Ausgangswalze 12a liegt. Das hat erfindungsgemäß zur Folge, dass ein sich etwa bildender Faserwickel bevorzugt um die Oberwalze 14a und nicht um die Unterwalze 12a gelegt wird und in Transportrichtung 1 hinter der Klemmlinie 23 austretende lose Fasern, Schmutzpartikel usw. ebenfalls bevorzugt von der Oberwalze 14a mitgenommen werden, selbst wenn die Umfangsfläche der Oberwalze 14a glatt und die Umfangsfläche der Unterwalze 14b mit der üblichen Riffelung versehen ist. Außerdem wird der Vorteil erzielt, dass weniger lose Fasern mit der Oberwalze 14a umlaufen, d. h. der Anteil der vom Garnbildungselement 17a erfassten Fasern vergrößert wird.

Bei einem derzeit für am besten gehaltenen Ausführungsbeispiel ist der Abstand x kleiner als der Abstand y. Besonders gut geeignete Werte für x und y und das Verhältnis x zu y scheinen derzeit bei x = 0,5 mm bis 2 mm und bei y_ = 1,5 mm bis 5 mm zu liegen und können im Einzelfall durch Versuche festgestellt werden.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist den oberen Ausgangswalzen 14a, 14b zusätzlich je eine Absaugeinrichtung 28a, 28b zugeordnet. Diese enthalten z. B. gekrümmte Rohre, die an einem Ende an eine nicht dargestellte Unter- druckquelle angeschlossen und mit dem anderen Ende in irgendeiner zweckmäßigen Weise dicht an der äußeren Umfangsfläche der oberen Ausgangswalzen 14a, 14b angeordnet sind. Diese vorzugsweise zusätzlich vorhandenen Absaugeinrichtungen 28a, 28b dienen einerseits dazu, von den oberen Ausgangswalzen 14a, 14b mitgenommene Partikel aller Art abzusaugen und vom Wirkungsbereich des Eintrittsspalts zwischen den Ausgangs- walzen 12a, 14a bzw. 12b, 14b fern zu halten. Andererseits wird durch die Absaugeinrichtungen 28a, 28b vermieden, dass umlaufende Luft zu Turbulenzen in den Eintrittsspalten der Ausgangswalzen 12a, 14a bzw. 12b, 14b führt. Durch beides wird sichergestellt, dass ein gleichmäßiger Fasereintrag in die Klemmlinien 23 möglich ist. Der Unterdruck in den Absaugeinrichtungen 28a, 28b kann zu diesem Zweck z. B. 10 mbar bis 20 mbar unter dem Außendruck liegen.

Weiter ist es zweckmäßig, die Drehachse 24a der unteren Ausgangswalze 12a in Transportrichtung 1 relativ zur Drehachse 25a der oberen Ausgangswalze 14a zu versetzen, insbesondere hinter dieser anzuordnen, wie in Fig. 2 durch ein Maß z angedeutet ist. Dadurch ist es insbesondere möglich, die Umlenkelemente 7a, 8a gemäß Fig. 2 mit einem entsprechenden Abstand in Transportrichtung 1 zu versetzen und dadurch das die Riem- chen 9a, 10a verlassende Fasermaterial 2 bis dicht an die Umfangsfläche der Oberwalze 14a heranzuführen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt an Streckwerken angewendet, deren Ausgangswalzen 12a, 14a bzw. 12b, 14b das Fasermaterial 2 mit Fördergeschwindigkeiten von 100 m/min und mehr abgeben. Das schließt aber nicht aus, dass die Vorrichtung auch an Streckwerken mit kleineren Ausgangsgeschwindigkeiten erfolgreich angewendet werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das auf vielfache Weise abgewandelt werden kann. Wie schon erwähnt wurde, ist die Bezeichnung "untere" bzw. "obere" Ausgangswalze 12a, 14a im Prinzip willkürlich, d. h. die obere Ausgangswalze 14a könnte im Rahmen der Erfindung, bezogen auf die Fig. 1, durch Verschwenkung des Streckwerks um 180° auch unterhalb oder durch Verschwenkung des Streckwerks um 90° auch seitlich neben der Ausgangswalze 12a angeordnet sein. Auch andere Anordnungen sind in diesem Zusammenhang möglich. Weiter ist klar, dass anstelle des Doppelriemchen-Paars II von Streckwerksorganen auch ein Einriemchen-Paar II vorgesehen werden könnte, indem z. B. das Riemchen 7a oder 8a weggelassen wird. Weiter kann die Erfindung auch aus einem Streckwerk mit mehr oder weniger als den drei dargestellten Walzenpaaren I bis III realisiert werden. Außerdem wäre es möglich, die Einzugsebene 22 bzw. -achse schräg zur Riemchenebene 21 anzuordnen und auch in diesem Fall den Abstand x zur Klemmlinie 23 vorzusehen. Schließlich versteht sich, dass die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den dargestellten und beschriebenen Kombinationen angewendet werden können.

Claims

Ansprüche(

1. Vorrichtung zur Verarbeitung von Fasermaterial (2) mit wenigstens einem Streckwerk und einem auf dieses folgenden, eine Einzugsebene (22) für das Fasermaterial (2) definierenden Garnbildungselement (17a), wobei das Streckwerk ein erstes, eine Riem- chenebene (21) definierendes Einfach- oder Doppelriemchen- Walzenpaar (Sa, 6a bis 9a,

> 10a) und ein zweites, zwischen diesem und dem Garnbildungselement (17a) angeordnetes Ausgangswalzenpaar aufweist, das eine Unterwalze (12a) und eine mit dieser eine Klemmlinie (23) bildende, eine Drehachse (2Sa) aufweisende Oberwalze (14a) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugsebene (22) und die Riemchenebene (21) mit je einem vorgewählten Abstand (x, yj von der Klemmlinie (23) zwischen dieser und der Oberwalzen-Drehachse (2Sa) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand 00 zwischen der Einzugsebene (22) und der Klemmlinie (23) kleiner als der Abstand (y_) zwischen der Riemchenebene (21) und der Klemmlinie (23) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberwalze (14a) eine Absaugeinrichtung (28a) zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterwalze (12a) eine Drehachse (24a) aufweist, die in einer Transportrichtung (1) des

Fasermaterials (2) hinter der Oberwalzen-Drehachse (25a) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Walzenpaar als ein je ein Unterriemchen (9a) und ein Oberriemchen (10a) aufweisendes Doppelriemchen- Walzenpaar ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemchen (9a, 10a) über Umlenkelemente (7a, 8a) geführt sind und ein Umlenkelement (7a) für das Unterriemchen (9a) in der Transportrichtung (1) des Fasermaterials (2) hinter einem Umlenkelement (8a) für das Oberriemchen (10a) angeordnet ist.

BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP