[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zwirns in einem integrierten
Spinn-Zwirnprozeß nach dem Doppeldrahtprinzip mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den
Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
[0002] Ein derartiges Verfahren und die entsprechende Vorrichtung sind in DE 44 27 875 C1
beschrieben.
[0003] Bei dem aus der oben genannten Druckschrift bekannten Verfahren und der bekannten
Vorrichtung wird das aufgelöste Fasermaterial zunächst über einen Faserkanal einem
Ringraum zugeführt, der koaxial zur Spindelachse angeordnet ist. Durch diesen Ringraum
wird der den Fadenballon bildende Faden geführt und zwar derart, daß er den Ringraum
in einer Art Säule oder Speiche durchquert, die Teil eines rotieren den Bauteiles
ist, so daß der den Fadenballon bildende Faden nicht in direkten Kontakt mit dem zugeführten
Fasermaterial kommt. Bei dieser Konstruktion ging man von dem Grundgedanken aus, daß
Faserstrom und durchlaufender Faden sich möglichst wenig gegenseitig stören sollen.
Die Speiche oder Säule, durch welche der Faden geführt ist, konnte dabei so ausgestaltet
sein, daß sich daran keine Fasern anlegen können. Bei einer Vorrichtung zur Durchführung
dieses bekannten Verfahrens ist das rotierende Bauteil, welches das Fadenleitelement
enthält, mittels dessen der Faden im Fadenballon geführt ist, als mit dem Spindelrotor
fest verbundener Topf ausgebildet, an dessen oberem Ende zwei in axialer Richtung
einander gegenüberliegende ringförmige Bauteile angeordnet sind, die zwischen sich
den Ringraum begrenzen. Die beiden ringförmigen Teile sind durch speichenartige Verbindungselemente,
die den Ringraum durchsetzen, miteinander verbunden, wobei das Fadenleitelement in
einem der Verbindungselemente angeordnet ist.
[0004] An sich würde ein das Fadenleitelement enthaltende Verbindungselement auf dem Umfang
des Topfes zur Führung des Fadens durch den Ringraum ausreichen. Dies ist aber maschinenbautechnisch
wegen der auftretenden Unwucht ungünstig. Besser ist es, wenn mindestens zwei, vorzugsweise
drei derartige speichenartige Verbindungselemente auf dem Umfang vorhanden sind. Dies
hat aber zur Folge, daß der Faserstrom pro Spindelumlauf eine dreifache Störung erleidet.
Da die Verbindungselemente aus konstruktiven Gründen eine bestimmte Mindestbreite
in Umfangsrichtung besitzen müssen, kommt es auch bei einem strömungstechnisch guten
Profil der Verbindungselemente zum Herausschleudern von Einzelfasern aus dem Faserstrom
und damit zu einer Faserdesorientierung.
[0005] Weiterhin hat sich gezeigt, daß die zwischen den ringförmigen Teilen des Topfes angeordneten
Verbindungselemente eine Quelle hoher Geräuschemission sind. Sie wirken trotz günstigem
Strömungsprofil wie eine Sirene, deren Ton trotz einer gekapselten Ausführung in unannehmbarer
Stärke nach außen hervortritt.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung mit
den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 5 so auszugestalten,
daß bei der Zuführung des Fasermaterials eine minimale Faserdesorientierung auftritt
und die Geräuschbildung erheblich herabgesetzt wird.
[0007] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt verfahrensmäßig mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung mit den Merkmalen aus dem
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 5.
[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
[0009] Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den den Fadenballon bildenden Faden
frei, also ohne Führung durch ein geschlossenes Fadenleitelement durch den Ringraum
zu führen. Quer zum Ringraum wird nach wie vor der aufgelöste Faserstrom zugeführt.
Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren quert der Fadenballon bzw. der den Fadenballon
bildende Faden den Faserstrom völlig ungeschützt.
[0010] Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß diese ungeschützte Führung des Fadens
durch den Ringraum nicht nur möglich ist, sondern sogar zu einer wesentlich geringeren
Störung des Faserstroms führt. Es ergibt sich ein wesentlich besseres textiltechnologisches
Ergebnis im Endprodukt Zwirn, und die Fasersubstanzausnutzung ist erheblich höher.
Weiterhin ist die Geräuschbildung ebenfalls erheblich herabgesetzt. Als zusätzlicher
Vorteil hat sich herausgestellt, daß eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende
Vorrichtung mit einer gegenüber der bekannten Vorrichtung geringeren Bauhöhe auskommt.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß die sich in axialer Richtung erstreckenden, den
Ringraum begrenzenden, ringförmigen Teile nicht vorhanden sind. Der Faden kann direkt
durch einen den Ringraum an der fadenabführungsseite begrenzenden Ringspalt mit einer
Breite von ca. 4 mm aus dem Ringraum herausgeführt und zum Zentrierpunkt geführt werden.
[0011] Die Erfindung eröffnet noch eine weitere Möglichkeit, die Faserdesorientierung bei
der Zuführung des Fasermaterials herabzusetzen. Zur Zuführung des Fasermaterials wird
der Ringraum mit Unterdruck beaufschlagt. Der Unterdruckfluß kann nun vom Ringraum
aus einerseits in die Fasermaterialzuführungskanäle eingeführt werden und andererseits
durch den an der Fadenaustrittsseite des Ringraums liegenden Ringspalt in einen abgeschlossenen
Raum zwischen der Oberseite des Innengehäuses und dem die Zentrieröffnung aufweisenden
Deckel des Außengehäuses. Hierdurch entsteht ein Luftstrom aus diesem Raum durch den
Ringspalt in den Ringraum hinein, der die Tendenz hat, desorientierte Fasern, die
in diesen Raum oder in den Ringspalt eingedrungen sind, in den Ringraum zurückzufördern,
so daß eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Neuorientierung dieser desorientierten Fasern
auftritt. Um eine bessere Kontrollmöglichkeit dieses Luftstroms zu erhalten, ist es
zweckmäßig, wenn der Unterdruckfluß von der an die Spindelhohlachse angeschlossenen
Unterdruckquelle aus ohne einen in den Außenraum geführten Bypass zum Ringraum geführt
ist (vergleiche Ansprüche 4, 7, 8 und 10). Eine Abdichtung des Ringraumes im Hinblick
auf den Unterdruck braucht nur noch zur Fadenzuführungsseite, also nach unten aufrecht
erhalten zu werden.
[0012] Es wird damit insgesamt eine bessere Aufteilung der unter Unterdruck stehenden gegenüber
den unter höherem Druck stehenden Innenräumen der Zwirnspindel erreicht, was zur Folge
hat, daß der für den Fasertransport wichtige negative Druckgradient besser dosierbar
ist. Der Unterdruckfluß ist im Gegensatz zum bekannten Verfahren aus dem Ringraum
nicht nur durch den Faserzustromkanal geführt, sondern durch den Ringspalt und auch
durch die Öffnung am Zentrierpunkt des Fadenballons. Eine gewünschte Dosierung des
Unterdruckstromes kann dann von dieser Stelle aus einfach, z.B. durch Drosselwirkung
vorgenommen werden.
[0013] Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für
das erfindungsgemäße Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung näher erläutert.
[0014] In den Zeichnungen zeigen
- Figur 1
- in einer Schnittansicht eine Doppeldraht-Spinn-Zwirnspindel mit darin integrierten
Spinnaggregaten in Form von Spinnrotoren;
- Figur 2
- in einer gegenüber Figur 1 vergrößerten perspektivischen Teildarstellung die Zwirnspindel
nach Figur 1 im Bereich der Spinnrotoren;
[0015] Figur 1 zeigt eine Doppeldraht-Spinn-Zwirnspindel. In einem durch eine Spindelbank
21 repräsentierten Maschinengestell ist mittels eines Lagerblocks 22 ein Hohlschaft
23 drehbar gelagert,dessen äußeres, in der Darstellung unteres Ende an eine nicht
dargestellte Saugluftquelle anschließbar ist. Der von einem Motor 9 angetriebene Hohlschaft
23 trägt eine radial nach außen gerichtete Spindelrotorscheibe 26 mit einem im wesentlichen
radial geführten Fadenleitkanal 27. Am Außenumfang der Spindelrotorscheibe 26 ist
ein Zwirntopf 7 befestigt, in dessen Wand ein Fadenleitrohr 3 nach oben geführt ist,
das mit seinem unteren Ende an den Fadenleitkanal 27 anschließt und aus dessen oberem
Ende der Faden F3 durch einen weiter unten näher erläuterten Ringraum 10 hindurch
zum Zentrierpunkt 37 hin austritt.
[0016] Auf dem oberen Ende des Hohlschaftes 23 ist unter Zwischenschaltung von geeigneten
Lagern ein im wesentlichen geschlossener, gegen Drehung über nicht dargestellte Permanentmagnetpaare
gesicherter Spinntopf 12 gelagert, der im wesentlichen die Form eines Zylinders besitzt,
mit einem Boden 12.1, einer Außenwand 12.2 und einem abnehmbaren Deckel 12.3. Innerhalb
dieses Spinntopfes 12 sind zwei Rotorspinnvorrichtungen R1 und R2 untergebracht, deren
Spinnrotoren 1 und 2 motorisch angetrieben sind. Durch den Deckel 12.3 sind in die
Spinnrotore 1 und 2 einmündende Fasermaterialeinspeisungsrohre geführt, von denen
ein Einspeisungsrohr 6 in Figur 1 sichtbar ist. Weiterhin sind durch den Deckel 12.3
koaxial oberhalb der Spinnrotorachsen verlaufende Fadenabzugsrohre 31 und 32 geführt,
durch welche die in den Spinnrotoren 1 und 2 hergestellten Spinnfäden F1, F2 abgezogen
werden, bevor sie nach Führung über Anspinnrädchen 8.1 und 8.2 durch das obere Einlaufende
11a der nach unten gerichteten Spindelhohlachse 11 einlaufen.
[0017] Über den Hohlschaft 23 wird im Innenraum des Innengehäuses 12 ein Unterdruck (Pfeilrichtung
L3) erzeugt, der über Luftkanäle 39, 40 (Fig. 2. - Pfeilrichtung L1 und L2 in Fig.
1) in den Bereich der Spinnrotoren 1 und 2 und damit in die Fasermaterialeinspeisungsrohre
6 hineinwirkt und die Fasereinspeisung zu den Spinnrotoren 1 und 2 bewirkt.
[0018] Der Spinntopf 12 und der Zwirntopf 7 sind von einem Außengehäuse 34 umgeben, das
einen abnehmbaren Deckel 35 trägt. An der Oberseite des Deckels 35 des Außengehäuses
34 befindet sich als koaxial zur Spindelhohlachse liegender Zentrierpunkt eine Fadenaustrittsöffnung
37, an die sich ein nicht dargestelltes Abzugswerk für den Zwirnfaden F3 anschließt.
[0019] Der Deckel 12.3 des Spinntopfes 12 weist an seiner Oberseite eine Abdeckung 12.4
auf, die den Innenraum des Spinntopfes 12 gegenüber dem Raum zwischen der Oberseite
des Spinntopfes 12 und dem Deckel 35 des Außengehäuses 34 abdichtet. Ohne diese Abdeckung
12.4 entstünde ein Bypass zu dem über dem Ringraum 10 und dem Ringspalt 15 geführten
Unterdruckfluß.
[0020] Zur Zuführung des Fasermaterials sind im Außengehäuse 34 Fasermaterialzuführungskanäle
4.1 und 4.2 angeordnet, die jeweils in den Ringraum 10 einmündende Austrittsöffnungen
4.11 und 4.21 besitzen. Den Austrittsöffnungen entsprechend gegenüberliegend sind
Eintrittsöffnungen der Fasermaterialeinspeisungskanäle angeordnet, von denen die Eintrittsöffnung
6.1 in Figur 1 sichtbar ist. Der Ringraum 10 wird einerseits von der Innenseite des
Außengehäuses 34 und der Außenseite des Innengehäuses 12 begrenzt und ist an seiner
unteren Fadeneintrittsseite durch das obere Ende des Zwirntopfes 7 abgeschlossen,
dessen oberes Ende zwischen Dichtungsringen 14.1 und 14.2 läuft, die den Ringraum
gegen unter höherem Druck stehende Räume abdichten. An seiner oberen Fadenaustrittsseite
ist der Ringraum 10 über einen Ringspalt 15 mit dem Raum unterhalb des Deckels 35
verbunden. Das Fasermaterial wird dem Ringraum 10 von nicht dargestellten, an sich
bekannten Auflöseeinheiten aus über die Fasermaterialzuführungskanäle 4.1 und 4.2
zugeführt. Es gelangt dann über die Fasermaterialeinspeisungskanäle 6 mittels des
erzeugten Unterdrucks zu den Spinnrotoren 1 und 2. Die dort erzeugten Fäden F1 und
F2 laufen über die Anspinnrädchen 8.1 und 8.2 und werden sodann der Spindelhohlachse
11 zur Aufprägung der ersten Zwirndrehung zugeführt. Zur Aufprägung der zweiten Zwirndrehung
laufen die bereits miteinander verzwirnten Fäden durch den Fadenleitkanal 27 und das
Fadenleitrohr 3. Der Faden F3 tritt dann am oberen Ende des Fadenleitrohrs 3 durch
eine Austrittsöffnung 3.1 aus und in den Ringraum 10 ein, indem er im Zuge der Spindeldrehung
den Faserstrom unmittelbar, das heißt ungeschützt durch ein Fadenleitelement durchquert.
Er verläßt den Ringraum 10 durch den Ringspalt 15 und läuft zum Zentrierpunkt 37 von
wo aus er abgezogen und zu einer Zwirnkreuzspule aufgewickelt wird.
1. Verfahren zur Herstellung eines Zwirns in einem integrierten Spinn-Zwirnprozeß, bei
dem mittels mindestens zweier benachbarter Spinnaggregate einzelne Spinnfäden erzeugt
werden, die zuerst zusammengeführt und einer gemeinsamen ersten Zwirndrehung unterworfen
werden und die dann - dem Doppeldrahtprinzip entsprechend - entgegengesetzt zur ersten
Laufrichtung geführt werden, um einen um die Spinnaggregate rotierenden Fadenballon
zu bilden und zu durchlaufen und über einen oberhalb der Spinnaggregate liegenden
Zentrierpunkt einer Aufwickelvorrichtung zugeführt zu werden, wobei jedem Spinnaggregat
aufgelöstes Fasermaterial im wesentlichen in radialer Richtung durch die vom Fadenballon
definierte Hüllfläche hindurch zugeführt wird und das Fasermaterial zunächst in radialer
Richtung einem koaxial zur Achse des Fadenballons angeorneten, von der Hüllfläche
durchsetzten Ringraum zugeführt wird und anschließend unter Wirkung eines Druckgradienten
im wesentlichen in radialer Richtung aus dem Ringraum abgeführt und den Spinnaggregaten
zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der den Fadenballon bildende Faden mindestens
im Bereich des Ringraums frei umläuft und das dem Ringraum zugeführte Fasermaterial
unmittelbar durchquert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung des Fasermaterials
aus dem Ringraum jeweils an einer Stelle erfolgt, die der Zuführungsstelle radial
gegenüberliegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung des Fasermaterials
aus dem Ringraum jeweils an einer Stelle erfolgt, die gegenüber der Zuführungsstelle
um eine vorgegebene Strecke in Rotationsrichtung des Fadenballons versetzt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum
mit Unterdruck beaufschlagt wird und der Unterdruckfluß vom Ringraum einerseits in
Zuführungskanäle für das Fasermaterial und andererseits in Fadenaustrittsrichtung
in einen abgeschlossenen Raum vor einer den Zentrierpunkt bildenden Fadenaustrittsöffnung
geführt ist.
5. Vorrichtung zur Herstellung eines Zwirns aus fasermaterial gemäß dem Verfahren aus
einem der Ansprüche 1 bis 4 mit mindestens einem drehbar in einem Maschinengestell
gelagerten antreibbaren Spindelrotor und einer Spindelhohlachse, an die sich ein im
wesentlichen radial nach außen geführter Fadenleitkanal für einen Faden anschließt,
welcher nach dem Austritt aus dem Fadenleitkanal und der Ballonbildung zu einem in
der Verlängerung der Spindelhohlachse liegenden Zentrierpunkt geführt und dann abgezogen
wird und mit einer Einrichtung zum Zuführen von aufgelöstem Fasermaterial, in den
durch den Fadenballon definierten Raum und bei der innerhalb des durch den Fadenballon
definierten Raums in einem geschlossenen, fest angeordneten Innengehäuse mindestens
zwei Spinnaggregate angeordnet sind mit zugeordneten Fasermaterialeinspeisungskanälen,
die an der Außenseite des Innengehäuses angeordnete Eintrittsöffnungen besitzen, denen
außerhalb des durch den Fadenballon definierten Raums an der Innenwand eines fest
angeordneten Außengehäuses angeordnete Austrittsöffnungen von Fasermaterialzuführungskanälen
zugeordnet sind und den Spinnaggregaten Fadenabführungsrohre zugeordnet sind, derart,
daß die mittels der Spinnaggregate erzeugten Spinnfäden gemeinsam und zentral in die
in das Innengehäuse hineingeführte Spindelhohlachse eingeführt sind und der Faden
im Fadenballon auf einem Teilabschnitt in einem rotierenden Fadenleitelement geführt
ist, das in ein koaxial zur Spindelhohlachse angeordnet es und um diese mit dem Fadenballon
rotierendes Bauteil integriert ist, das in einem Zwischenraum zwischen der Außenwand
des Innengehäuses und der Innenwand des Außengehäuses angeordnet ist, und im Bereich
der Austrittsöffnungen und der Eintrittsöffnungen für das Fasermaterial zwischen der
Außenwand des Innengehäuses und der Innenwand des Außengehäuses ein Ringraum vorgesehen
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (10) an seiner einen in Fadenlaufrichtung
liegenden Fadeneintrittsseite durch das freie Ende des rotierenden Bauteils (7) begrenzt
ist und der den Fadenballon bildende Faden (F3) mindestens im Ringraum (10) frei umläuft
und der Ringraum (10) an seiner anderen, in Fadenlaufrichtung liegenden Fadenaustrittsseite
durch einen Ringspalt (15) vorgegebener Breite begrenzt ist.
6. Vorrichtung zur Herstellung eines Zwirns aus Fasermaterial nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 5, dadurch gekennzeichnet, daß im besonderen die Merkmale laut dem Kennzeichenteil
des Anspruchs 4 vorgesehen sind, sowie daß der Ringraum (10) mit Unterdruck beaufschlagbar
ist und der Unterdruckfluß vom Ringraum (10) einerseits in die Fasermaterialzuführungskanäle
(4.1, 4.2) und andererseits durch einen an der Fadenaustrittsseite des Ringraums (10)
liegenden Ringspalt (15) in einem abgeschlossenen Raum zwischen der Oberseite des
Innengehäuses (12) und einem im Zentrierpunkt eine Fadenaustrittsöffnung (37) aufweisenden
Deckel (35) des Außengehäuses (34) geführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckfluß von einer
an die Spindelhohlachse (23) angeschlossenen Unterdruckquelle ohne in den Außenraum
geführten Bypass zum Ringraum (10) geführt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (12.3) des Innengehäuses
(12) eine Abdeckung (12.4) aufweist, die den Innenraum des Innengehäuses (12) gegenüber
dem Raum zwischen der Oberseite des Innengehäuses (12) und dem Deckel (35) des Außengehäuses
(34) abdichtet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende
Bauteil als mit dem Spindelrotor (26) fest verbundener Zwirntopf (7) ausgebildet ist,
dessen oberes Ende unmittelbar vor dem Ringraum (10) liegt, wobei das Fadenleitelement
als Fadenleitrohr (3) an der Wand des Zwirntopfes (7) nach oben geführt ist und am
oberen Ende des Zwirntopfes (7) eine Fadenaustrittsöffnung (3.1) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Zwirntopfes
(7) in den Ringraum (10) gegen unter höherem Druck stehende Räume zwischen der Außenwand
des Innengehäuses (12) und der Innenwand des Außengehäuses (34) abdichtenden Dichtungsringen
(14.1, 14.2) läuft.
11. Vorrichtung nach einemd er Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen
(6.1) der Fasermaterialeinspeisungskanäle (6) gegenüber den Austrittsöffnungen (4.11,
4.21) der Fasermaterialzuführungskanäle (4.1, 4.2) um eine vorgegebene Strecke in
Drehrichtung des rotierenden Bauteils (7) versetzt angeordnet sind.