VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM VERSPINNEN VON FASERN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verspinnen von Fasern.

[0002] Zur Herstellung von Garnen aus Fasern wird in bekannter Weise aus textilen Faserballen eine Vereinzelung von einzelnen Flocken durchgeführt, aus welchen dann ein Faserflor gewonnen wird. Hierzu werden typischerweise Krempelbeziehungsweise Kardiermaschinen eingesetzt. Dort wird der Faserflor durch kämmen oder dergleichen generiert. Dabei werden die Fasern hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, was zu einer Beeinträchtigung der Faserqualitäten führen kann.

[0003] Durch weitere mechanische Prozesse wird der Faserflor durch Verziehen und Parallellegen zu einzelnen Lunten verarbeitet, wobei durch ein leichtes Verdrehen der Lunten ein Vorgarn gebildet wird.

[0004] In Spinnmaschinen wird aus den Lunten beziehungsweise aus dem Vorgarn ein Garn erzeugt, indem die Lunten beziehungsweise das Vorgarn in Verzugseinrichtungen beziehungsweise Streckwerken noch zu einer feineren Lunte gemäß der gewünschten Feinheit des Garns verfeinert werden. Auch hierbei sind die Fasern mechanischen Belastungen ausgesetzt. Bekannte Spinnverfahren sind Trocken-Spinnverfahren wie zum Beispiel Ring-, Rotor-, Umwindeverfahren und auch Luftspinnen, Düsenspinnen und Air Jet Verfahren. Des Weiteren ist auch das Friktionsspinnen bekannt. Abschließend erfolgt noch ein Verstrecken der Garne, wobei auch hier die Fasern in den Garnen hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.

[0005] Die DE 15 10 533 A1 betrifft ein Verfahren zum Spinnen von zerschnittenen Textilfasern, nach welchem die Fasern von einer Zuführungsvorrichtung aus einzeln bis zu einer Zusammendrehvorrichtung bewegt werden, vor der sie der Einwirkung eines elektrischen Feldes unterliegen, das die Fasern vor dem Eintritt in die Zusammendrehvorrichtung parallelisiert und orientiert. Die Fasern, denen eine gemeinsame Vororientierung erteilt wird, werden elektrisch aufgeladen.

[0006] Durch ein von der Zusammendrehvorrichtung erzeugtes elektrostatisches Feld wird auf die geladenen Fasern eine Kraft ausgeübt, die Fasern von der Zuführvorrichtung bis zum Einlauf der Zusammendrehvorrichtung getrennt voneinander vortreibt, wodurch diese am Einlauf der Zusammendrehvorrichtung gestreckt ankommen.

[0007] Die FR 1 360 992 A betrifft ein Verfahren zum Separieren von Fasern mittels elektrostatischer Felder. Die Fasern werden einem Luftstrom zugeführt und dann elektrostatisch aufgeladen. Die aufgeladenen Fasern werden dann den elektrostatischen Feldern ausgesetzt.

[0008] Die WO 2016 /123384 A1 betrifft ein Verfahren zur Separierung und Ausrichtung von Fasern. Bei dem Verfahren wird eine Anordnung von Walzen eingesetzt. Die Fasern werden im Spalt zwischen den Fasern geführt, wo ein elektrostatisches Feld erzeugt wird.

[0009] Die US 2 468 827 A betrifft ein Verfahren zur Erzeugung kontinuierlicher Strukturen aus einzelnen Fasern mittels elektrostatischer Felder, die auf die einzelnen vorher elektrisch geladenen Fasern wirken.

[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verspinnen von Fasern bereitzustellen, mittels dessen auf rationelle Weise Garne mit hoher reproduzierbarer Qualität herstellbar sind.

[0011] Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der unabhängigen Ansprüche vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

[0012] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspinnen von Fasern. Mittels Beschichtungsmittel werden einzelne Fasern mit einer ein elektrisches und/oder magnetisches Feld generierenden Beschichtung versehen. In einer Reaktionskammer werden die beschichteten Fasern einem Feld von elektrischen und/oder magnetischen Aktuatoren ausgesetzt. Die Aktuatoren sind von einer Rechnereinheit gesteuert und ausgebildet. Die Fasern unterschiedlicher Länge generieren durch die Beschichtungen unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder, anhand derer eine längenselektive Beeinflussung von Fasern mittels den Aktuatoren erfolgt. Die Aktuatoren sind von einer Rechnereinheit gesteuert und ausgebildet, von in der Reaktionskammer vorhandenen Fasern eine Teilmenge mit einer durch die Rechnereinheit vorgegebenen Längenverteilung einer Siebeinheit zuzuführen. In einer Verdichtereinheit werden die Fasern von der Siebeinheit abgezogen und zu einer Lunte verdichtet. Mittels eines Drallgebers, mittels Spindeln oder durch geeignete Luftverwirbelungen erfolgt ein Verdrehen von Lunten zu Garnen.

[0013] Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren.

[0014] Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, zur Herstellung von Lunten aus einzelnen Fasern ein computergesteuertes Verfahren bereitzustellen, bei welchem Fasern mit exakt vorgebbaren Längen beziehungsweise Längenverteilungen ohne mechanische Beanspruchungen zu einzelnen Lunten beziehungsweise Vorgarn, variierbar je nach gewünschter Garnfeinheit, verarbeitet werden, die dann nur noch durch Verdrehen zu Garnen endverarbeitet werden müssen.

[0015] Das Prinzip der Erfindung beruht darauf, einzelne Fasern mit einer elektrischen und/oder magnetischen Beschichtung zu versehen, wodurch die unterschiedlichen Fasern einzeln individualisiert sind. Dabei ist wesentlich, dass Fasern unterschiedlicher Länge auch unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren.

[0016] Die so beschichteten Fasern werden in einer Reaktionskammer mittels elektrischen und/oder magnetischen Aktuatoren beeinflusst, die von einer Rechnereinheit gesteuert werden können.

[0017] Die Aktuatoren sind in der Reaktionskammer, insbesondere an wenigstens einer Innenseite vollflächig, so angeordnet, dass mit diesen Fasern im gesamten Innenraum der Reaktionskammer manipuliert werden können.

[0018] Mit der Rechnereinheit wird der Betrieb der Aktuatoren zeit- und ortsabhängig gesteuert.

[0019] Da die Fasern entsprechend ihrer Länge unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren, können über die Rechnereinheit die Betriebsparameter der Aktuatoren gezielt so vorgegeben werden, dass mit diesen selektiv nur Fasern manipuliert werden, deren Längen innerhalb einer eng begrenzten Längenverteilung liegen, das heißt es werden mit den Aktuatoren nur Fasern mit einer Soll-Länge manipuliert, nicht jedoch Fasern, deren Längen außerhalb der Längenverteilung liegen.

[0020] Die längenselektive und mengenmäßige Manipulation der Fasern mit den oder der vorgegebenen Soll-Länge erfolgt durch eine zeit- und ortsabhängige Ansteuerung der Aktuatoren derart, dass diese einer Siebeinheit innerhalb der Reaktionskammer zugeführt werden. Dort lagern sich diese Fasern ab und bilden ein flächenförmiges, zusammenhängendes Fasergebilde. Von dieser Siebeinheit werden die Fasern abgezogen und einer Verdichtereinheit zugeführt, wo aus den Fasern des Flächengebildes durch Verdichten eine Lunte gebildet wird.

[0021] Die am Ausgang der Reaktionskammer anstehenden Lunten, welche je nach gewünschter Garnfeinheit variierbar sind, müssen anschließend nur noch durch Verdrehen zu einem Garn verfertigt werden, wodurch der Herstellungsprozess zur Herstellung von Garnen abgeschlossen ist. Das Verdrehen der Lunten zu Garnen erfolgt mittels eines Drallgebers, mittels Spindeln oder auch durch geeignete Luftverwirbelungen.

[0022] Mit diesem Verfahren ist nicht nur eine rationelle Herstellung von Garnen möglich, vielmehr werden dabei reproduzierbare Garne mit hoher Qualität bereitgestellt.

[0023] Dabei besteht ein wesentlicher Aspekt der Erfindung darin, dass bei der Herstellung der Lunten aus den einzelnen Fasern in der Reaktionskammer diese Fasern keinerlei mechanischen Belastungen, die zu einer Beeinträchtigung der Faserqualität führen könnten, ausgesetzt sind.

[0024] Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass mit den Aktuatoren eine längenselektive Manipulation der Fasern erfolgt. Damit können Lunten hergestellt werden, die aus Fasern bestehen, deren Längen innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen übereinstimmen.

[0025] Dabei kann die Längenverteilung und Anzahl der Fasern in der Lunte rechnergesteuert über eine geeignete Ansteuerung der Aktuatoren durch die Rechnereinheit exakt vorgegeben werden. Damit wird eine reproduzierbare, hohe Garnqualität erhalten, wobei über die gesamte Garnlänge reproduzierbar die gleichen Parameter wie zum Beispiel Dehnung, Festigkeit, Haarigkeit oder Garnfeinheit erhalten werden. Damit wird eine reproduzierbare Garnklassifizierung erhalten, das heißt bisher unvermeidbare Garnnummernschwankungen oder andere Materialschwankungen werden drastisch reduziert.

[0026] Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren reproduzierbar Garne mit definierter, gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden können, kann auf nachgelagerte Qualitätsprüfungen wie Faserprüfungen weitgehend verzichtet werden oder es sind diese nur noch in eingeschränktem Umfang erforderlich.

[0027] Weiterhin vereinfacht sich auch der nachgelagerte Herstellungsprozess von Garnen aus den erfindungsgemäß gefertigten Lunten. Die Lunten müssen nicht mehr verstreckt werden. Weiterhin kann dann, wenn zum Verdrehen der Lunten zu Garnen Ring- oder Luftspinnmaschinen eingesetzt werden, eine erhebliche Vereinfachung des Spinnprozesses dadurch erhalten werden, dass für die Lunten lediglich ein Zuführungs- oder Ausgangszylinder mit einer Oberwalze als Klemmpunkt vorgesehen werden muss, so dass nach dem Klemmpunkt kein Spinndreieck mehr entsteht, bei welchem nur eine mangelhafte Faserkontrolle gegeben ist.

[0028] Letztlich können mit den erfindungsgemäßen Garnen hochqualitative textile Flächengebilde hergestellt werden, die insbesondere als technische Textilien wie zum Beispiel Smart Textilien ausgebildet sein können.

[0029] Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist in der Reaktionskammer ein Plasma vorhanden.

[0030] In einem solchen Plasma, das heißt einem Gas, dessen Eigenschaften wesentlich durch die Existenz positiver und negativer Ionen oder auch freier Elektronen bestimmt sind, können gezielt durch eine ortsabhängige Beeinflussung des Plasmas Partikel exakt zu Zielpositionen bewegt werden, beispielsweise um diese dort abzuscheiden. Dieser Effekt ist bekannt und in der Literatur dokumentiert, wobei hier beispielsweise die EP 1 068 633 B1 genannt wird.

[0031] Dabei können als Aktuatoren Bestrahlungsmittel vorgesehen sein, die Laser-, UV- oder Elektronenstrahlen generieren.

[0032] Generell kann mit einer energiereichen Bestrahlung eine Entladung oder Umladung an Teilchen im Plasma bewirkt werden.

[0033] Besonders vorteilhaft umfassen die Aktuatoren wenigstens eine adaptive Plasmaelektrode.

[0034] Generell weist die adaptive Plasmaelektrode, der eine korrespondierende Gegenelektrode zugeordnet ist, eine Matrixanordnung mit einer Vielzahl von Elektrodensegmenten auf, wodurch variabel unterschiedliche Feldverläufe eines elektrischen Gleich- oder Niederfrequenzfelds vorgegeben werden können.

[0035] Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist in der Reaktionskammer ein Vakuum vorhanden.

[0036] In diesem Fall sind vorteilhaft die Aktuatoren Magnetfeldaktuatoren, Piezoaktuatoren oder Wirbelstromaktuatoren.

[0037] Auch mit den so gebildeten Aktuatoren lassen sich räumlich variable elektrische und/oder magnetische Felder generieren, die für eine gezielte Manipulation und Positionierung von Fasern mit vorgegebener Länge genutzt werden können.

[0038] Voraussetzung für eine zielgerichtete Manipulation der Fasern durch die vorgenannten Aktuatoren ist, dass die Fasern eine elektrische und/oder magnetische Beschichtung aufweisen, so dass je nach Faserlänge die Fasern unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren.

[0039] Die hierzu erforderlichen Beschichtungsmittel können in der Reaktionskammer selbst angeordnet sein. Beispielsweise können durch Düsensysteme und dergleichen geeignete Beschichtungsmaterialien in der Reaktionskammer eingeführt werden, um darin enthaltene Fasern zu beschichten.

[0040] Alternativ können die Beschichtungsmittel der Reaktionskammer auch vorgelagert sein, so dass dann bereits beschichtete Fasern der Reaktionskammer zugeführt werden.

[0041] Bei beiden Varianten kann der Reaktionskammer eine Vorrichtung zum Durchmischen vorab vereinzelter und gereinigter Fasern vorgeordnet sein, wobei die Durchmischung mittels Druckluft oder Wirbelstromanordnungen erfolgen kann.

[0042] Durch die zielgenaue längenselektive Positionierung der Fasern wird durch Ansammeln von Fasern mit der vorgegebenen Längenverteilung in der Siebeinheit ein flächenförmiges Fasergebilde gebildet.

[0043] Dabei kann die Siebeinheit von einem Siebblech oder einer Siebwalze gebildet sein.

[0044] Von der Siebeinheit wird das flächige Fasergebilde der Verdichtereinheit zugeführt, in der die Lunte durch Verdichten des Flächengebildes erzeugt wird. Bei dieser Herstellung der Lunte verbleiben die Beschichtungen auf den Fasern, da diese nicht störend sind. Die einzelnen Fasern einer Lunte werden durch interne Reibungskräfte zusammengehalten.

[0045] Um einen effektiven zielgerichteten Abtransport von der Siebeinheit zu gewährleisten, werden auf die dort vorhandenen Fasern durch die Verdichtereinheit Zugkräfte auf die Fasern ausgeübt, die jedoch so dimensioniert sind, dass sie die Qualität der Fasern nicht beeinträchtigen. Die Zugkräfte können durch Absaugen oder elektromagnetische Kräfte aufgebracht werden, wobei letztere Variante insbesondere geeignet ist für Reaktionskammern, in welcher ein Vakuum herrscht.

[0046] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind Sensormittel vorgesehen, welche zur Erfassung und Kontrolle von Fasern in der Reaktionskammer ausgebildet sind.

[0047] Die Sensormittel können beispielsweise von geeigneten optischen Sensoren gebildet sein. Mit den Sensormitteln kann der Luntenbildungsprozess fortlaufend überwacht und kontrolliert werden.

[0048] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1:

Erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 2a:

Zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 2b:

Einzeldarstellung einer adaptiven Plasmaelektrode für die Vorrichtung der Figur 2.

Figur 3a:

Drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 3b:

Querschnittsdarstellung der Anordnung gemäß Figur 3a.

[0049] Figur 1 zeigt eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 weist als zentralen Bestandteil eine Reaktionskammer 2 auf, die im vorliegenden Fall eine quaderförmige Kontur aufweist.

[0050] Über eine Zuführleitung 3 werden Fasern 4, die in einem vorangehenden Prozessschritt vereinzelt und gereinigt wurden, der Reaktionskammer 2 zugeführt. In einer der Reaktionskammer 2 vorgelagerten und in die Zuführleitung 3 eingebundenen, ein Beschichtungsmittel bildenden Beschichtungseinheit 5 werden die Fasern 4 vor Einleiten in die Reaktionskammer 2 mit einer elektrischen beziehungsweise elektromagnetischen Beschichtung beschichtet. Je nach Faserlänge der Fasern 4 generieren diese somit unterschiedliche elektrische beziehungsweise elektromagnetische Felder.

[0051] Den Beschichtungsmitteln kann eine nicht dargestellte Einheit zum Durchmischen der Fasern 4 zugeordnet sein, wodurch eine Durchmischung der Fasern mittels Druckluft- oder Wirbelstromeinheiten erfolgen kann.

[0052] Im Innern der Reaktionskammer 2 befindet sich ein Plasma, wobei zu dessen Generierung und Aufrechterhaltung in bekannter Weise eine Elektrode 6 und eine Gegenelektrode 7 vorgesehen sind, die an den Innenseiten gegenüberliegender Wände der Reaktionskammer 2 angeordnet sind. Die der Elektrode 6 und der Gegenelektrode 7 zugeordnete Schaltungsanordnung (nicht dargestellt) wird von einer zentralen Rechnereinheit 8 gesteuert.

[0053] Als Aktuator zur Manipulation von beschichteten Fasern 4 ist in der Reaktionskammer 2 eine Bestrahlungsquelle 9 mit einer vorgeordneten Maskierungseinheit 10 vorgesehen, die zusammen eine ortsauflösende Bestrahlungseinheit bilden. Diese Bestrahlungseinheit befindet sich an der Innenseite einer dritten Wand der Reaktionskammer 2, die senkrecht zu den Wänden der Reaktionskammer 2 mit der Elektrode 6 beziehungsweise Gegenelektrode 7 orientiert ist. Die Bestrahlungseinheit wird von der Rechnereinheit 8 gesteuert und kann so ortsabhängig energiereiche Strahlung in die Reaktionskammer 2 abstrahlen. Die Strahlung kann als Laser-, UV- oder Elektronenstrahlung ausgebildet sein.

[0054] Diese Bestrahlung wird so gewählt, dass längenselektiv Fasern 4 mit einer vorgegebenen Längenverteilung gezielt manipuliert werden und zwar derart, dass nur die Fasern 4 mit dieser Längenverteilung einem Zielort zugeführt werden, der von einer Siebeinheit 11 gebildet ist. Die Manipulation der Fasern 4 durch die Bestrahlungseinheit erfolgt durch eine gezielte Entladung oder Umladung der Fasern 4. Die Siebeinheit 11 kann von einem Siebblech oder einer Siebwalze gebildet sein.

[0055] Die an der Siebeinheit 11 gesammelten Fasern 4 bilden ein flächiges Fasergebilde in Form eines Faserflors. Dieser Faserflor wird einer Verdichtereinheit 12 zugeführt. In der Verdichtereinheit 12 werden die Fasern 4 des Faserflors zu einer Lunte 13 verdichtet, wobei die Fasern 4 der Lunte 13 durch Reibungskräfte zusammengehalten werden. Die Beschichtungen der Fasern wirken sich dabei nicht störend aus. Vorzugsweise werden auf die Fasern 4 des Faserflors Zugkräfte ausgeübt, um diese von der Siebeinheit 11 abzuziehen und der Verdichtereinheit 12 zuzuführen. Die Zugkräfte, die von der Rechnereinheit 8 gesteuert werden, können Saugkräfte oder elektromagnetische Kräfte sein.

[0056] Die in der Verdichtereinheit 12 hergestellte Lunte 13 wird über eine Ausführleitung 14 aus der Reaktionskammer 2 ausgeführt.

[0057] Sowohl an der Zuführleitung 3 als auch an der Ausführleitung 14 können geeignete Abdichtmittel vorgesehen sein, um den Innenraum der Reaktionskammer 2 zu kapseln.

[0058] Die Lunte 13 wird dann anschließend durch einen Drallgeber, durch Spindeln oder durch Luftverwirbelungen durch Drehen zu einem Garn weiterverarbeitet.

[0059] Die Figuren 2a, 2b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.

[0060] Diese Vorrichtung 1 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 nur hinsichtlich der Aktuatoren. Zur Ausbildung der Aktuatoren ist im vorliegenden Fall eine adaptive Plasmaelektrode 15 vorgesehen, der eine Gegenelektrode 7 zugeordnet ist. Die adaptive Plasmaelektrode 15 besteht aus einer matrixförmigen Anordnung von Elektrodensegmenten 16, die Aktuator-Elemente bilden und welche von der Rechnereinheit 8 gesteuert werden. Mit den Aktuator-Elementen der adaptiven Plasmaelektrode 15 können längenselektiv Fasern 4 manipuliert und der Siebeinheit 11 zugeführt werden. Hierzu generieren die Aktuator-Elemente einen geeigneten orts- und zeitabhängigen Feldverlauf in der Reaktionskammer 2.

[0061] Die Figuren 3a, 3b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Diese Vorrichtung 1 unterscheidet sich von den Vorrichtungen der Figuren 1 und 2 dadurch, dass in der Reaktionskammer 2, die im vorliegenden Fall eine hohlzylindrische Form aufweist, ein Vakuum herrscht, das mit einer Vakuumerzeugungseinheit 17 generiert wird.

[0062] Weiterhin erfolgt die Beschichtung der Fasern 4 in der Reaktionskammer 2 selbst, wobei hierzu über geeignete Düsen 18 Beschichtungsmittel in die Reaktionskammer 2 eingeleitet werden.

[0063] Je nach Ausbildung der Aktuatoren werden die Fasern 4 mit einer geeigneten Beschichtung derart beschichtet, dass diese je nach Länge unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren.

[0064] Im vorliegenden Fall ist eine zylindrische Aktuator-Anordnung 19 vorgesehen, die sich entlang der Innenseite der Mantelfläche der Reaktionskammer 2 erstreckt. Die Aktuator-Anordnung 19 ist in eine Vielzahl von Aktuator-Segmenten 19a unterteilt. Die Aktuatoren können eine Magnetfeldanordnung ausbilden. Weiterhin können die Aktuator-Segmente 19a von Piezoaktuatoren oder Wirbelstromaktuatoren gebildet sein. Die Aktuator-Segmente 19a werden einzeln von der Rechnereinheit 8 gesteuert, wodurch Fasern 4 mit vorgegebenen Längen der Siebeinheit 11 zugeführt werden.

Bezugszeichenliste

[0065] 

(1)

Vorrichtung

(2)

Reaktionskammer

(3)

Zuführleitung

(4)

Fasern

(5)

Beschichtungseinheit

(6)

Elektrode

(7)

Gegenelektrode

(8)

Rechnereinheit

(9)

Bestrahlungsquelle

(10)

Maskierungseinheit

(11)

Siebeinheit

(12)

Verdichtereinheit

(13)

Lunte

(14)

Ausführleitung

(15)

adaptive Plasmaelektrode

(16)

Elektrodensegment

(17)

Vakuumerzeugungseinheit

(18)

Düse

(19)

Aktuator-Anordnung

(19a)

Aktuator-Segment

Ansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Verspinnen von Fasern (4), mit Beschichtungsmitteln, mittels derer einzelne Fasern (4) mit einer ein elektrisches und/oder magnetisches Feld generierenden Beschichtung versehen werden, mit einer Reaktionskammer (2), in welcher die beschichteten Fasern (4) einem Feld von elektrischen und/oder magnetischen Aktuatoren ausgesetzt sind, welche von einer Rechnereinheit (8) gesteuert sind, wobei Fasern (4) unterschiedlicher Länge durch die Beschichtungen unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren, anhand derer eine längenselektive Beeinflussung von Fasern (4) mittels den Aktuatoren erfolgt, wobei die Aktuatoren ausgebildet sind von in der Reaktionskammer (2) vorhandenen Fasern (4) eine Teilmenge mit einer durch die Rechnereinheit (8) vorgegebenen Längenverteilung einer Siebeinheit (11) zuzuführen und eine Verdichtereinheit (12), in welcher Fasern (4) von der Siebeinheit (11) abgezogen und zu einer Lunte (13) verdichtet werden, und wobei mittels eines Drallgebers, mittels Spindeln oder durch geeignete Luftverwirbelungen ein Verdrehen von Lunten zu Garnen erfolgt.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reaktionskammer (2) eine Elektrode (6) und eine Gegenelektrode (7), zur Generierung und Aufrechterhaltung eines Plasma, vorhanden sind.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren wenigstens eine adaptive Plasmaelektrode (15) umfassen.

4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktuatoren Bestrahlungsmittel vorgesehen sind, die UV-, Laser- oder Elektronenstrahlen generieren.

5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reaktionskammer (2) eine Vakuumerzeugungseinheit (17), zur Generierung eines Vakuum, vorhanden ist.

6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren Magnetfeldaktuatoren, Piezoaktuatoren oder Wirbelstromaktuatoren sind.

7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsmittel in der Reaktionskammer (2) angeordnet oder dieser vorgeordnet sind.

8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ansammeln von Fasern (4) mit der vorgegebenen Längenverteilung in der Siebeinheit (11) ein flächenförmiges Fasergebilde gebildet ist.

9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebeinheit (11) von einem Siebblech oder einer Siebwalze gebildet ist.

10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Verdichtereinheit (12) Zugkräfte auf das Fasergebilde in der Siebeinheit (11) ausgeübt werden.

11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtereinheit (12) eine mechanische Einheit zum Verdrehen von Lunten (13) zu Garnen nachgeordnet ist.

12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Beschichtungsmittel Einheiten zum Reinigen und Durchmischen von Fasern (4) vorgeordnet sind.

13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Sensormittel vorgesehen sind, welche zur Erfassung und Kontrolle von Fasern (4) in der Reaktionskammer (2) ausgebildet sind.

14. Verfahren zum Verspinnen von Fasern (4), wobei mittels Beschichtungsmitteln einzelne Fasern (4) mit einer ein elektrisches und/oder magnetisches Feld generierenden Beschichtung versehen werden, wobei in einer Reaktionskammer (2) die beschichteten Fasern (4) einem Feld von elektrischen und/oder magnetischen Aktuatoren ausgesetzt sind, welche von einer Rechnereinheit (8) gesteuert sind, wobei Fasern (4) unterschiedlicher Länge durch die Beschichtungen unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren, anhand derer eine längenselektive Beeinflussung von Fasern (4) mittels den Aktuatoren erfolgt, wobei mittels den Aktuatoren von in der Reaktionskammer (2) vorhandenen Fasern (4) eine Teilmenge mit einer durch die Rechnereinheit (8) vorgegebenen Längenverteilung einer Siebeinheit (11) zugeführt werden, und wobei in einer Verdichtereinheit (12) Fasern (4) von der Siebeinheit (11) abgezogen und zu einer Lunte (13) verdichtet werden, und wobei mittels eines Drallgebers, mittels Spindeln oder durch geeignete Luftverwirbelungen ein Verdrehen von Lunten zu Garnen erfolgt.

Claims

1. A device (1) for spinning fibres (4), with coating means, by means of which individual fibres (4) are provided with a coating generating an electric and/or magnetic field, with a reaction chamber (2), in which the coated fibres (4) are exposed to a field of electric and/or magnetic actuators which are controlled by a computer unit (8), fibres (4) of different lengths generating different electric and/or magnetic fields by means of the coatings, by means of which a length-selective influencing of fibres (4) is effected by means of the actuators, wherein the actuators are designed to feed a partial quantity of fibres (4) present in the reaction chamber (2) with a length distribution predetermined by the computer unit (8) to a sieve unit (11) and a compressor unit (12), in which fibres (4) are drawn off from the sieve unit (11) and compressed to form a roving (13), and wherein twisting of rovings to form yarns is effected by means of a twist generator, by means of spindles or by suitable air turbulence.

2. A device (1) according to claim 1, characterised in that electrode (6) and a counter-electrode (7) for generating and maintaining a plasma are present in the reaction chamber (2).

3. A device (1) according to claim 2, characterised in that the actuators comprise at least one adaptive plasma electrode (15).

4. A device (1) according to claim 2, characterised in that irradiation means which generate UV, laser or electron beams are provided as actuators.

5. A device (1) according to claim 1, characterised in that a vacuum generation unit (17) for generating a vacuum is present in the reaction chamber (2).

6. A device (1) according to claim 5, characterised in that the actuators are magnetic field actuators, piezo actuators or eddy current actuators.

7. A device (1) according to any one of claims 1 to 6, characterised in that the coating means are arranged in or upstream of the reaction chamber (2).

8. A device (1) according to any one of claims 1 to 7, characterised in that a sheet-like fibre structure is formed by accumulating fibres (4) with the predetermined length distribution in the screen unit (11).

9. A device (1) according to claim 8, characterised in that the sieve unit (11) is of a sieve plate or a sieve roller.

10. A device (1) according to one of claims 8 or 9, characterised in that tensile forces are exerted on the fibre structure in the screen unit (11) by means of the compressor unit (12).

11. A device (1) according to any one of claims 1 to 10, characterised in that a mechanical unit for twisting fuses (13) into yarns is arranged downstream of the compressor unit (12).

12. A device (1) according to any one of claims 1 to 11, characterised in that units for cleaning and mixing fibres (4) are arranged upstream of the coating agent.

13. A device (1) according to one of claims 1 to 12, characterised in that sensor means are provided which are designed to detect and control fibres (4) in the reaction chamber (2).

14. A method for spinning fibres (4), wherein individual fibres (4) are provided with a coating generating an electric and/or magnetic field by means of coating means, wherein in a reaction chamber (2) the coated fibres (4) are exposed to a field of electric and/or magnetic actuators which are controlled by a computer unit (8), wherein fibres (4) of different lengths generate different electric and/or magnetic fields by means of the coatings, by means of which a length-selective influencing of fibres (4) is effected by means of the actuators, wherein by means of the actuators a partial quantity of fibres (4) present in the reaction chamber (2) is supplied to a sieve unit (11) with a length distribution predetermined by the computer unit (8), and wherein fibres (4) are drawn off from the sieve unit (11) in a compressor unit (12) and compressed to form a roving (13), and wherein rovings are twisted to form yarns by means of a twist generator, by means of spindles or by suitable air turbulence.

Revendications

1. Dispositif (1) de filage de fibres (4), comprenant des moyens de revêtement au moyen desquels des fibres individuelles (4) sont pourvues d'un revêtement générant un champ électrique et/ou magnétique, comprenant une chambre de réaction (2) dans laquelle les fibres revêtues (4) sont exposées à un champ d'actionneurs électriques et/ou magnétiques qui sont commandés par une unité informatique (8), dans lequel des fibres (4) de différentes longueurs génèrent du fait des revêtements des champs électriques et/ou magnétiques différents sur la base desquels il se produit une influence des fibres (4) sélective en longueur au moyen des actionneurs, dans lequel les actionneurs sont conçus pour acheminer une quantité partielle de fibres (4) présentes dans la chambre de réaction (2), présentant une distribution de longueur prédéterminée par l'unité informatique (8), vers une unité de tamisage (11), et une unité de compactage (12) dans laquelle des fibres (4) sont extraites de l'unité de tamisage (11) et compactées en une mèche (13), et dans lequel une torsion des mèches en fils est effectuée au moyen d'un générateur de torsion, au moyen de broches ou par une turbulence d'air appropriée.

2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une électrode (6) et une contre-électrode (7) sont présentes dans la chambre de réaction (2) pour générer et entretenir un plasma.

3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les actionneurs sont au moins une électrode à plasma adaptative (15).

4. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu en tant qu'actionneurs des moyens d'irradiation générant des faisceaux UV, laser ou électroniques.

5. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu dans la chambre de réaction (2) une unité de génération de vide (17) destinée à générer un vide.

6. Dispositif (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les actionneurs sont des actionneurs à champ magnétique, des actionneurs piézoélectriques ou des actionneurs à courant de Foucault.

7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de revêtement sont disposés dans la chambre de réaction (2) ou en amont de celle-ci.

8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une structure de fibres en forme de feuille est formée par accumulation de fibres (4) présentant la distribution de longueur prédéterminée dans l'unité de tamisage (11).

9. Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité de tamisage (11) est formée par une plaque de tamisage ou un rouleau de tamisage.

10. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que des forces de traction sont exercées dans l'unité de tamisage (11) par l'unité de compactage (12) sur la structure de fibres.

11. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'une unité de torsion des mèches (13) en fils est disposée en aval de l'unité de compactage (12).

12. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que des unités de nettoyage et de mélange des fibres (4) sont disposées en amont des moyens de revêtement.

13. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de détection qui sont conçus pour détecter et contrôler les fibres (4) dans la chambre de réaction (2).

14. Procédé de filage de fibres (4), dans lequel, des fibres individuelles (4) sont pourvues d'un revêtement générant un champ électrique et/ou magnétique à l'aide de moyens de revêtement, dans lequel les fibres revêtues (4) sont exposées dans une chambre de réaction (2) à un champ d'actionneurs électriques et/ou magnétiques qui sont commandés par une unité informatique (8), dans lequel des fibres (4) de différentes longueurs génèrent du fait des revêtements des champs électriques et/ou magnétiques différents sur la base desquels il se produit une influence des fibres (4) sélective en longueur au moyen des actionneurs, dans lequel une quantité partielle de fibres (4) présentes dans la chambre de réaction (2), présentant une distribution de longueur prédéterminée par l'unité informatique (8), est acheminée au moyen des actionneurs vers une unité de tamisage (11), et dans lequel les fibres (4) sont extraites de l'unité de tamisage (11) et compactées en une mèche (13) dans une unité de compactage (12), et dans lequel une torsion des mèches en fils est effectuée au moyen d'un générateur de torsion, au moyen de broches ou par une turbulence d'air appropriée.

Zeichnung