-
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 Faserbündel in dem Streckwerk verstreckt und durch einen Wirbel in der Luftwirbeldüse durch die Erzeugung eines Falschdrahts zu einem Faserbündelgarn versponnen wird, welches dann von Abzugswalzen abgezogen und zu einem Garnwickel aufgewickelt wird.
-
Beim Spinnen eines Faserbündelgarnes gemäß der DE-OS 27 22 319 wird in einem Faserbündel mit Hilfe eines Wirbels, der in einem Faserkanal einer Luftwirbeldüse 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. 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 Grund ist die Erfolgsquote beim Ansetzen von Faserbündelgarnen bisher sehr niedrig. Außerdem führt ein erfolgreiches Ansetzen im fertigen Garn zu einem Ansetzbereich der übermäßig dick ist. Das Ansetzen erfolgt bei dem bekannten Spinnverfahren manuell.
-
In der DE-OS 27 28 620 wird zwar bereits für eine pneumatisch betriebene Spinnmaschine eine automatische Fadenverbindevorrichtung beschrieben, die - auf einem Wagen angeordnet - an eine gestörte Spinnstelle herangefahren werden kann. Die Fadenverbindung besteht jedoch in einem Knoten, der zwischen Abzugswalzen und Garnwickel durch eine Verknotvorrichtung hergestellt wird. Es ist dort somit kein Ansetzen im Sinne der vorliegenden Anmeldung angegeben.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Garnansetzen in einer Faserbündelgarn-Spinneinheit anzugeben, bei dem die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Ansetzens deutlich verbessert und eine höhere Ansetzerqualität erreicht wird, und welches sich insbesondere für ein automatisches Garnansetzen eignet.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen
-
Fig. 1A und Fig. 1B die tatsächliche und die ideale Form eines Endes eines abgerissenen Faserbündelgarnes;
-
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Faserbündelgarn-Spinneinheit, welche für die Durchfühung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;
-
Fig. 3 eine vergrößerte Teil-Seitenansicht des Streckwerks der Spinneinheit gemäß Fig. 2, teilweise im Schnitt;
-
Fig. 4 eine perspektivische 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 Ausgangswalzen des Streckwerks der Spinneinheit gemäß Fig. 2;
-
Fig. 6 eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen der Länge der Überlappung des Faserbündelgarns mit dem abgerissenen Garnende und dem prozentualen Anteil der fehlgeschlagenen Ansetzversuche und
-
Fig. 7A bis Fig. 7C vergrößerte schematische Seitenansichten der Ansetzbereiche bei verschiedenen Überlappungslängen.
-
Im einzelnen ist in Fig. 1A die tatsächliche und in Fig. 1B die ideale Form eines Endes eines abgerissenen Faserbündelgarnes gezeigt.
-
In Fig. 2 ist schematisch eine Faserbündelgarn-Spinneinheit dargestellt, an der die Erfindung verwirklicht werden kann. Die Spinneinheit umfaßt ein Streckwerk 2, eine Luftwirbeldüse 3, zwei Abzugswalzen 4, 4&min;, eine Changierwalze 5 und einen Arm 10, an welchem eine Hülse zur Aufnahme eines Garnwickels P drehbar festlegbar ist. Das Streckwerk 2 umfaßt oben und unten jeweils drei Elemente, nämlich jeweils eine Ausgangswalze 6, 6&min;, ein mittleres Riemchenstreckwerk 7, 7&min; und eingangsseitige Walzen 8, 8&min;. 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.
-
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&min; zu der Luftdüse 3 geliefert, wo es von dem Wirbel derart verwirbelt wird, daß ein Faserbündelgarn B entsteht. Das Faserbündelgarn B wird von den Abzugswalzen 4, 4&min; kontinuierlich aus der Wirbeldüse 3 abgezogen und mittels eines Fadenwächters (nicht dargestellt) überwacht und anschließend auf den durch die Changierwalze 5 angetriebenen Garnwickel P aufgewickelt.
-
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&min;, 7&min; bzw. 8&min; gedrückt oder von diesem abgehoben werden kann, was mit Hilfe von Druckluftzylindern 41 a, 41 b . . . 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&min; und das Riemchenstreckwerk 7, 7&min; des Streckwerks 2 dargestellt. Ein ähnlicher Betätigungsmechanismus kann aber auch für die eingangsseitigen Walzen 8, 8&min; 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 41 a befestigt ist. Der Zylinder 41 a ist mit zwei Luftleitungen 42 und 43 versehen, die über Magnetventile (nicht dargestellt) mit einer Druckluftquelle verbunden sind. Wenn die Druckluft aus der Druckluftquelle über die Leitung 42 zugeführt wird, dann bewegt sich der Kolben 47 in dem Druckluftzylinder 41 a nach unten, um die obere Ausgangswalze 6 gegen die untere Ausgangswalze 6&min; zu drücken, wie dies in Fig. 3 in strichpunktierten Linien eingezeichnet ist, so daß im Klemmspalt zwischen den Ausgangswalzen 6, 6&min; das Faserband A festgeklemmt werden kann.
-
Wenn die Druckluft dagegen über die Leitung 43 zugeführt wird, dann bewegt sich der Kolben 47 nach oben, so daß zwischen der oberen und der unteren Ausgangswalze 6 bzw. 6&min; ein Spalt mit einer Höhe H entsteht, wie dies in ausgezogenen Linien gezeichnet ist. Entsprechendes gilt für das Riemchenstreckwerk 7, 7&min; und die eingangsseitigen Walzen 8, 8&min;.
-
Wie Fig. 4 zeigt, sind die unteren Streckwerkselemente 6,&min;, 7&min; und 8&min; jeweils über Getriebe 54, 55 bzw. 56 mit unabhängigen Antriebswellen 51, 52 bzw. 53 verbunden. Die Getriebe 54, 55 und 56 umfassen dabei magnetische Kupplungen MC 1, MC 2 bzw. MC 3, die es gestatten, die unteren Streckwerkselemente 6&min;, 7&min; und 8&min; von ihren Antriebswellen 51, 52 und 53 zu trennen.
-
Das Garnansetzen erfolgt mittels eines automatischen Garnansetzers, welcher an dem Maschinenrahmen längs einer Reihe von Spinneinheiten verfahrbar ist. Wie Fig. 5 zeigt, 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 umfaßt ferner einen Garnfänger 25 zum Erfassen des freien Endes eines gerissenen Garns an der Oberfläche des Garnwickels P und zum Transportieren des Garnendes zum Auslaß 3 a der Luftdüse 3. Weiterhin gehört zum Ansetzer ein Ansaugrohr 26 mit trompetenförmiger Saugöffnung zur Übernahme des von dem Garnfänger 25 herangeführten Garnendes und zum Hindurchführen des Garns zwischen oberen und unteren Elementen des Streckwerks 2.
-
Der Garnansetzer arbeitet wie folgt: wenn der Fadendetektor einen Garnbruch feststellt, sendet er ein Fadenbruchsignal an die magnetischen Kupplungen MC 2 und MC 3, die den unteren Elementen 7&min; bzw. 8&min; des Riemchenstreckwerks und der eingangsseitigen Walzen zugeordnet sind, wodurch deren Antrieb unterbrochen wird. Dabei laufen die Ausgangswalzen 6, 6&min; wie gewöhnlich weiter. Auf diese Weise werden weiterhin Fasern des stillstehenden Faserbandes entgegen der relativ schwachen Klemmwirkung aus dem Spalt des Riemchenstreckwerks 7, 7&min;herausgezogen, so daß schließlich ein vorderes Ende des Faserbandes neu gebildet wird, das vom Klemmspalt der Ausgangswalzen 6, 6&min; 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.
-
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 41 a betätigt, um diese Walze 6 von der unteren Ausgangswalze 6&min; abzuheben. Die obere Ausgangswalze 6 wird dann in einem Abstand H von der unteren Ausgangswalze 6&min; gehalten, die sich im vorliegenden Fall weiterdreht.
-
Nachdem die obere Ausgangswalze 6 angehoben ist, wird das Saugrohr 26 von hinten her durch den Spalt zwischen den Walzen 6, 6&min; zur Einlaßöffnung 3 b der Wirbeldüse 3 bewegt. Die entsprechende Endstellung des Saugrohrs 26 ist in Fig. 5 mit strichpunktierten Linien eingezeichnet.
-
Weiterhin wird die Rückspulwalze 24 derart angetrieben, daß der Garnwickel P langsam rückwärts gedreht wird.
-
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 3 b der Wirbeldüse 3, wobei er das abgerissene Garnende festhält.
-
Vor dem Eintreffen des abgerissenen Garnendes wird der Saugvorgang des Saugrohrs 26 gestartet. Dabei wird in dem Kanal 11 der Wirbeldüse 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.
-
Die Saugdüse bzw. das Saugrohr 26 bewegt sich anschließend aus dem Spalt zwischen den Ausgangswalzen 6, 6&min; heraus nach hinten sowie nach oben aus dem Raum hinter den Ausgangswalzen 6, 6&min; heraus. Zu diesem Zeitpunkt beendet die Rückspulwalze 24 den Rückspulvorgang. Das von dem Saugrohr 26 gehaltene Garn verläuft nunmehr längs eines vorgegebenen Weges zwischen den Ausgangswalzen 6, 6&min; hindurch und verläßt den Bereich des Streckwerks 2 in dem Raum zwischen der oberen Ausgangswalze 6 und der oberen Riemchenanordnung des Riemchenstreckwerks 7, 7&min;. Das Saugrohr 26 ist in Fig. 5 in der betreffenden Stellung in ausgezogenen Linien dargestellt.
-
Die Länge des in dieser Situation zwischen dem Klemmspalt der Ausgangswalzen 6, 6&min; und dem vorderen Ende des Saugrohrs 25 befindlichen Garnstücks hat den Wert L, wie dies nachstehend beschrieben wird.
-
Anschließend werden die magnetischen Kupplungen MC 2 und MC 3 für den unteren Teil 7&min; des Riemchenstreckwerks und die untere eingangsseitige Walze 8&min; betätigt, so daß die Elemente 7, 7&min; und 8, 8&min; 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&min; um die Strecke S vorrückt und schließlich den Klemmspalt der Ausgangswalzen 6, 6&min; erreicht, wird der Druckluftzylinder 41 a betätigt, um die obere Ausgangswalze 6 wieder gegen die untere Ausgangswalze 6&min; 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.
-
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Arbeitsablauf werden das hintere Ende des gerissenen Garns und das vordere Ende des Faserbündels auf einer Länge L übereinander gelegt, unmittelbar bevor sie in den Klemmspalt der Ausgangswalzen 6, 6&min; eingeführt werden. Dann werden die überlappenden Enden dem Wirbel im Kanal 11 der Wirbeldüse 3 ausgesetzt, so daß die Fasern durchmischt und zu einem durchgehenden Garn verbunden werden.
-
Was die Länge L anbelangt, so muß diese in einem Bereich zwischen 0,8 l und 3,0 l liegen, wobei l die mittlere Länge der das Faserbündel bildenden Fasern ist. Dies gilt deshalb, weil gemäß Fig. 6 der prozentuale Anteil der fehlgeschlagenen Ansetzversuche beim Garnansetzen bei einer außerhalb des angegebenen Bereichs liegenden Überlappungslänge L erheblich ansteigt. Es wird angenommen, daß dies auf folgende Gründe zurückzuführen ist:
- 1. Bei einer Überlappungslänge L von weniger als 0,8 l sind im Ansetzbereich zu wenig Fasern vorhanden, um der beim Ansetzen wirksamen Spannung Stand zu halten.
- 2. Bei einer Überlappungslänge L von mehr als 3,0 l 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.
-
Bei den beiden vorstehend angegebenen Varianten ergeben sich außerdem Probleme hinsichtlich der Garnqualität, d. h. hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Garnfestigkeit und der Garnnummer.
-
Zur Verbesserung des Ansetzvorgangs erfolgt das Abtrennen des Garns am abgerissenen Garnende erfindungsgemäß vorzugsweise durch Schleifen 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.
-
In Fig. 7A bis 7C ist schematisch dargestellt, wie sich die Überlappungslänge L auf die Garndicke im Ansetzbereich auswirkt. Dabei zeigen die genannten Zeichnungsfiguren in ausgezogenen Linien 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.
-
Beim Ansetzen kann das abgerissene Garnende im Bereich der "weichen" Klemmzone des Riemchenstreckwerks 7, 7&min; überlappt werden statt wie vorstehend beschrieben im Klemmspalt der Ausgangswalzen 6, 6&min;. In diesem zweiten Fall kann das vordere Ende des Faserbündels zwischen dem Riemchenstreckwerk 7, 7&min; und den Ausgangswalzen 6, 6&min; mit einem höheren Verstreckungsverhältnis verstreckt werden, wodurch die Qualität im Ansetzbereich noch weiter verbessert werden kann.
-
Weiterhin kann das abgerissene Garnende durch einen Schlitz (nicht dargestellt) 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.