Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine mit einer Verdichtungseinrichtung zum Verdichten eines Faserverbandes in einem Streckwerk mit einem Verdichtungselement, wobei das Verdichtungselement eine Trommel mit einer Mantelfläche umfasst, und die Mantelfläche eine Kannelur mit Erhöhungen und Vertiefungen aufweist, und in den Vertiefungen und/oder Erhöhungen der Kannelur Durchbrüche zum Ansaugen von Luft von aussen in das Innere der Trommel angeordnet sind und der Faserverband im Bereich der Durchbrüche in Materialflussrichtung über die Mantelfläche führbar ist. Eine Kannelur wird definitionsgemäss aus Erhöhungen und Vertiefungen in Wechselfolge gebildet.

Es ist bekannt einen Faserverband nach Austritt aus dem Streckwerk über eine bewegte Führungsfläche eines Verdichtungselementes einer Verdichtungseinrichtung zu leiten, wobei die Verdichtungseinrichtung eine Zugkraft auf den Faserverband ausübt und seitlich auf den Faserverband anströmende und in das Innere der Führungsfläche abgesaugte Luft abstehende Randfasern des Faserverbandes an diesen anlegt.

Eine solche Verdichtungseinrichtung ist in der Regel zwischen einem Streckwerk und einer Spinnstelle, insbesondere einer Ringspinneinrichtung, vorgesehen. Das Verdichtungselement kann z. B. eine mit Erhebungen sowie Durchbrüchen für die Luftabsaugung ausgerüstete Verdichtungswalze sein. Das Verdichtungselement kann insbesondere eine Abzugswalze des Streckwerks sein, welches mit einer Andrückwalze zusammenarbeitet.

So beschreibt beispielsweise die DE-A-100 39 831 ein Verdichtungselement mit Vertiefungen und Erhöhungen sowie Durchbrüchen für den Saugzug. Auch die DE-A-199 17 181 beschreibt ein walzenförmiges Verdichtungselement, dessen Führungsfläche zwecks Erzeugung eines Saugzuges mit Bohrungen durchsetzt ist.

Es hat sich gezeigt, dass herkömmliche Verdichtungswalzen zur Kurzstapel- und insbesondere zur Langstapelverarbeitung, wie z. B. Wolle, beim Verdichtungsprozess bzw. bei den damit verbundenen Nebeneffekten nicht immer zufriedenstellende Ergebnisse liefert.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Ausgestaltung der Verdichtungswalze zu optimieren.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kopfbreite (A) der Erhöhungen 0.1 bis 1.5 mm und die Breite der Durchbrüche 0.5 bis 1.5 mm betragen.

Die Verdichtungswalze weist eine Saugzone bzw. Verdichtungszone auf, über welche der Faserverband geführt und verdichtet wird. Die Breite der Verdichtungszone kann der Breite der Verdichtungswalze entsprechen oder kleiner sein als die Breite der Verdichtungswalze. Die Durchbrüche sind bevorzugt lediglich in der Verdichtungsbreite angeordnet.

Die Erhöhungen sind vorzugsweise als quer zur Materialflussrichtung verlaufende Rippen oder Zähne ausgebildet. Diese Rippen können durchgehend oder ggf. unterbrochen sein. Die Vertiefungen sind vorzugsweise als quer zur Materialflussrichtung verlaufende Nuten, Rillen bzw. Rinnen ausgebildet. Die Vertiefungen können durchgehend oder ggf. unterbrochen sein. Die Erhöhungen und Vertiefungen verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. Sie können sich nur über die Breite der Verdichtungszone oder über die gesamte Breite der Verdichtungswalze erstrecken.

Auf diese Weise entsteht eine Rauhigkeit der bewegten Führungsfläche (= Mantelfläche), welche in Bewegungsrichtung der Führungsfläche wesentlich grösser ist als quer zur Bewegungsrichtung.

Die Erhöhungen und Vertiefungen verlaufen bevorzugt in einem rechten Winkel zur Materialflussrichtung. Die Erhöhungen und Vertiefungen verlaufen bevorzugt parallel zur Trommelachse. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Erhöhungen und Vertiefungen in einem Winkel zu einer Orthogonalen der Materialflussrichtung liegen. Dieser Winkel kann z. B. 6 bis 10° (Winkelgrade) zu dieser Orthogonalen betragen. Der besagte Winkel kann z. B. mittels Abkippen der Trommelachse gegenüber der Materialflussrichtung (wobei hier die Erhöhungen und Vertiefungen vorzugsweise parallel zur Trommelachse verlaufen) und/oder durch gegenüber dem Verlauf der Trommelachse schräges Anordnen der Erhöhungen und Vertiefungen auf der Verdichtungswalze ausgebildet werden (wobei hier die Erhöhungen und Vertiefungen nicht parallel zur Trommelachse verlaufen).

Die Erhöhungen und Vertiefungen sind bevorzugt geradlinig ausgebildet. Es sind jedoch auch sogenannte Pfeil-Kanneluren möglich.

Die Erhöhungen und Vertiefungen sind vorzugsweise abwechslungsweise um den gesamten Umfang der Verdichtungswalze angeordnet. Die Verdichtungswalze kann z. B. 75 bis 150 Rippen bzw. Vertiefungen mit Durchbrüchen (z. B. Lochreihen) enthalten. Besonders bevorzugt enthält die Walze 104, 118 oder 150 Rippen bzw. Vertiefungen. Die nutenförmigen Vertiefungen werden zweckmässig aus der Trommel herausgearbeitet.

Die Verdichtungseinrichtung enthält eine Absaugeinrichtung, welche an den Innenraum der Verdichtungswalze angeschlossen ist, so dass durch die Durchbrüche in der Verdichtungszone Luft entlang der Führungsfläche strömen kann und in das Innere des Verdichtungswalze gelangt.

Der Siebtrommelradius R der bewegten Führungsfläche kann zwischen 50 und 90 mm betragen. Die Verdichtungswalze (Siebtrommel) kann aus Stahl oder Messing gefertigt sein. Ist die Verdichtungswalze aus Stahl gefertigt, so beträgt ihre Oberflächenhärte bevorzugt 500 bis 1'200 HV (Vickers Härte), insbesondere 1'000 HV. Ist die Verdichtungswalze aus Messing gefertigt, so weist diese bevorzugt eine Oberflächenhärte von 550 bis 1'400 HV, insbesondere von 900 bis 1'000 HV auf. Zum Erreichen der genannten Oberflächenhärten enthält die Verdichtungswalze aus Messing zweckmässig eine Oberflächenbeschichtung, z. B. aus Nickelphosphor, Hartchrom, Plasma oder Keramik. Grundsätzlich kann auch die Verdichtungswalze aus Stahl eine Oberflächenbeschichtung, insbesondere aus einem vorgenannten Material, enthalten. Die Oberflächenhärten können ferner auch (zusätzlich) durch entsprechende Wärmebehandlungsverfahren erzielt werden.

Die Kopfbreite der Kannelur kann grösser oder kleiner sein als deren Fussbreite. Die Abstände zwischen den Kanneluren können gleichmässig oder unterschiedlich sein.

Die Kopfbreite (A) der Erhöhungen ist vorzugsweise 0.1 mm oder grösser, insbesondere 0.13 mm oder grösser, und ist zweckmässig kleiner 1.5 mm, vorzugsweise kleiner 1.36 mm, vorteilhaft kleiner als 1 mm, insbesondere kleiner 0.7 mm. Die Kopfbreite (A) gemäss vier besonders vorteilhaften Ausbildungen der Erfindung beträgt jeweils 0.13 mm, 0.3 mm, 0.5 mm und 1.36 mm. Die Kopfbreite (A) kann jedoch auch generell kleiner 0.5 mm sein. Die Breite (B) der Durchbrüche beträgt zweckmässig 0.5 bis 1.5 mm, vorzugsweise 0.5 bis 1 mm, vorteilhaft 0.5 bis 0.8 mm, insbesondere 0.6 mm. Die Breite (B) der Durchbrüche kann, z. B. aus Gründen von Fertigungstoleranzen, geringer sein als die Breite der Vertiefung an ihrer Basis. Die Breite (B) der Durchbrüche kann jedoch auch der Breite der Vertiefung an ihrer Basis entsprechen.

Die Breite (C) der Vertiefungen auf Höhe der Kopffläche beträgt vorzugsweise 0.5 bis 1.8 mm, vorteilhaft 0.8 bis 1.1 mm, insbesondere 0.8 mm. Die Höhe (D) der Vertiefungen ist zweckmässig 0.1 mm oder grösser, vorzugsweise 0.18 mm oder grösser und ist vorzugsweise 0.8 mm oder kleiner, vorteilhaft 0.35 oder kleiner, insbesondere 0.28 mm oder kleiner. Eine typische Höhe (D) ist 0.18 mm.

Die Flanke bzw. die Seitenwand der Rippe weist vorzugsweise einen Radius auf. Dieser Radius (E) kann 0.1-0.3 mm, vorzugsweise 0.2 mm betragen.

Die Durchbrüche können als Langlöcher bzw. Schlitze mit einem Längen/Breiten-Verhältnis von grösser 1, vorzugsweise von grösser 2 und insbesondere von grösser 5 oder als Rundlöcher ausgebildet sein. In der Längserstreckung einer Vertiefung und/oder Erhöhung kann eine Reihe von gleichmässig oder ungleichmässig voneinander beabstandeten Durchbrüchen, wie Schlitze oder Rundlöcher, angeordnet sein. Langlöcher können sich auch unterbruchlos über die gesamte Breite der Verdichtungszone oder sogar darüber hinaus erstrecken. Die Durchbrüche befinden sich vorzugsweise ausschliesslich in den Vertiefungen und beginnen an der Basis der Vertiefung. Bevorzugt weisen sämtliche Vertiefungen Durchbrüche auf. Es können jedoch auch Vertiefungen ohne oder mit einer reduzierten Zahl von Durchbrüchen vorgesehen sein. Die in einer Vertiefung in Reihe nebeneinander angeordneten Durchbrüche können von identischer geometrischer Ausgestaltung sein. Sie können aber auch unterschiedlich bemessen sein. So ist es z. B. möglich, dass sich Langlöcher und (Kreis-)Rundlöcher in einer Reihe jeweils abwechseln. Ferner können sich auch Langlöcher unterschiedlicher Länge in einer Reihe abwechseln. Langlöcher können auch nach einem geometrischen Schema angeordnet sein.

In weiteren Ausführungsformen können die Durchbrüche nur in den Erhöhungen oder abwechselnd sowohl in den Vertiefungen als auch in den Erhöhungen angeordnet sein.

Die Langlöcher bzw. Schlitze weisen eine Breite von z. B. 0.5 bis 1.5 mm, vorzugsweise von 0.6 bis 1 mm auf. Besonders bevorzugte Schlitzbreiten sind 0.6 und 1 mm. Die Langlöcher bzw. Schlitze können u. a. in Abhängigkeit vom Herstellungsverfahren eine Länge von 2 mm oder grösser, vorzugsweise von 5 mm oder grösser, insbesondere von 7 mm oder grösser, und von 25 mm oder kleiner, vorzugsweise von 15 mm oder kleiner, insbesondere von 11 mm oder kleiner aufweisen. Besonders bevorzugte Schlitzlängen sind 5 mm und 15 mm.

Rundlöcher können einen Durchmesser von 0.5 bis 1.5 mm, insbesondere von 0.5 bis 1 bzw. 1.1 mm aufweisen. Typische Durchmesser sind 0.8, 1 und 1.1 mm. Die Verdichtungswalze kann z. B. 5 bis 15 Löcher, insbesondere abwechselnd jeweils 10 bzw. 11 Löcher oder 13 bzw. 14 Löcher, über die Arbeitsbreite, d. h. in einer Lochreihe aufweisen. Abwechselnd heisst in diesem Zusammenhang im Wechsel von Reihe zu Reihe.

Die Durchbrüche einer Reihe können in einem Abstand von 1 bis 1.5 mm nebeneinander liegen. Die Lochreihen können in Umfangrichtung jeweils versetzt oder gleichgerichtet zueinander angeordnet sein.

Die erfindungsgemässe Verdichtungswalze bewirkt eine verbesserte Klemmung des Fasermaterials beim Auslaufwalzenpaar. Ferner wird dank der erfindungsgemässen Verdichtungswalze die Ablagerung von z. B. Wollfett oder Avivage auf der Auslaufober- und Unterwalze (Siebtrommel) bei der Verarbeitung von Wolle oder Chemiefasern eliminiert bzw. reduziert. Die Verdichtungswalze ist zudem einfacher zu reinigen und bei Verwendung von schlitzförmigen Durchbrüchen kann die Verstopfung der Durchbrüche reduziert werden.

Die erfindungsgemässe Verdichtungswalze findet Anwendung sowohl in der Kurz- als auch in der Langstapelspinnerei. Alle gängigen Fasermaterialien wie Baumwoll- und/oder Chemiefasern und insbesondere Wolle oder Mischfasern mit Wolle lassen sich mit der erfindungsgemässen Verdichtungswalze ausgezeichnet verarbeiten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1: einen schematischen Querschnitt durch eine Spinnmaschine mit einer Verdichtungseinrichtung zum pneumatischen Verdichten eines Faserverbandes;

2a: eine teilweise gezeigte Abwicklung eines Verdichtungselementes im Querschnitt;

2b: eine teilweise gezeigte Abwicklung eines Verdichtungselementes in Draufsicht;

2c: eine teilweise gezeigte Abwicklung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verdichtungselementes in Draufsicht;

2d: eine teilweise gezeigte Abwicklung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verdichtungselementes in Draufsicht;

3: einen teilweise dargestellten Querschnitt durch das Verdichtungselement;

4: eine weitere Ausführungsform einer teilweise gezeigten Abwicklung eines Verdichtungselementes in Draufsicht.

Eine Materialvorlage 1 gemäss 1 besteht bei einer herkömmlichen Spinnmaschine entweder aus einer Kanne oder Vorgarnspule. Im vorliegenden Beispiel wird vom Umfang einer Vorgarnspule 1 ein Faserverband 2 abgezogen und über eine Umlenkvorrichtung 3 einem Streckwerk 4 zugeführt. Das Streckwerk 4 umfasst ein erstes, zweites und drittes Lieferwalzenpaar 5a, 5b und 5c. Das zweite Lieferwalzenpaar 5b ist zwecks Führung des Faserverbandes mit einem Doppel-Riemchenaggregat 21a, 21b ausgestattet. Der Faserverband 2 wird zwischen dem ersten und zweiten Lieferwalzenpaar 5a und 5b einem Vorverzug unterzogen. Zwischen dem zweiten und dem dritten Lieferwalzenpaar 5b und 5c liegt das Hauptverzugsfeld, in welchem der Faserverband stark verzogen wird. Zwischen einer Klemmwalze 7 und der Verdichtungswalze 6, welche das dritte Lieferwalzenpaar 5c darstellen, wird der verstreckte Faserverband 2 geklemmt und nachfolgend auf einer Verdichtungseinrichtung 8 verdichtet.

Der das Streckwerk 4 verlassende Faserverband weist eine Breite auf, die während des Verdichtens abnimmt. Entlang der Verdichtungszone 9 kann eine Führung 10, bevorzugt in Form eines Schirmes, den Faserverband 2 an der Oberfläche der Verdichtungswalze 6 begleiten.

Im Anschluss an die Verdichtungszone 9 ist eine Klemmwalze 11 angeordnet, welche an die Verdichtungswalze 6 angedrückt ist und so die Dreherteilung von einer Spinneinrichtung 12 her entgegen der Materialflussrichtung begrenzt.

Im Inneren der Verdichtungswalze 6 befindet sich ein Saugelement 13, welches an eine Saugeinrichtung 14 angeschlossen ist. Die Verdichtungswalze ist eine zumindest teilflächig luftdurchlässige, rotierende Trommel. Diese enthält Durchlässe in Form von Lochungen, Schlitzen oder Kombinationen davon, wie eingangs beschrieben. Das Saugelement 13 weist im Bereich der luftdurchlässigen Oberfläche eine Saugöffnung auf.

Zwischen dem Streckwerk 4 und der Spinneinrichtung 12 ist ein Fadenführer 15 angeordnet, welcher im Fall einer Ringspinneinrichtung den Fadenballon des Garns 16 gemäss 1 nach oben hin begrenzt. Als Alternative Lösung zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Spinnmaschine auch einen Spinnfinger für ein ballonreduziertes Spinnen enthalten.

Im unteren Bereich der Spinneinrichtung wird das Garn 16 mittels eines Läufers auf einem Ring 17, der auf einem Ringrahmen 18 befestigt ist, durch die Drehung einer Spindel 19 mit Antrieb auf einen Kops 20 aufgewickelt. Der Bewegungsbereich des Ringrahmens 18 bestimmt die Höhe des Kopses 20.

Bei Wolle (nicht gezeigt) werden in der Regel von einer Vorgarnspule zwei Faserverbände, insbesondere Nitschel-Vorgarne, abgezogen. Vorliegende Ausführungsbeispiele finden unter Berücksichtigung der genannten Unterschiede auch Anwendung in der Verarbeitung von Wolle.

Die im Querschnitt schematisch dargestellte erfindungsgemässe Kannelur der Saugwalze, hier in einer Ebene gezeigt, gemäss 2a weist Erhebungen 41 der Höhe D in Form von quer zur Materialflussrichtung verlaufenden Längsrippen mit einer Kopffläche 43 der Breite A und seitlichen Flankenwänden 48 mit einem Radius E auf. Zwischen den Erhebungen 41 befinden sich Vertiefungen 42 der Breite C auf Höhe Kopffläche, in welchen Durchbrüche 44 der Breite B für den Saugzug vorgesehen sind.

Die 2b, 2c und 2d zeigen die Kannelur 51, 61, 71 mit entsprechenden Erhebungen 53, 63, 73 und Vertiefungen 54, 64, 74 gemäss 2a in einer Draufsicht. Die Ausführungsform gemäss 2b enthält in den Vertiefungen Durchbrüche in Form von mehreren in Reihe angeordneten Rundlöchern 52.

Die Ausführungsform gemäss 2c enthält Durchbrüche in Form von Längsschlitzen 62. Die Längsschlitze 62 können sich über die gesamte Breite der Saugzone erstrecken. Es können jedoch auch analog zu den Rundlöchern mehrere voneinander beabstandete Längsschlitze über die Breite der Saugzone angebracht sein.

Die Ausführungsform gemäss 2d enthält Durchbrüche in Form von Längsschlitzen 72a, 72b von unterschiedlicher Länge. Kurze Längsschlitze 72a wechseln sich mit langen Längsschlitzen 72b ab. Benachbarte Schlitzreihen mit abwechselnd langen und kurzen Längsschlitzen 72a, 72b sind jeweils versetzt zueinander angeordnet.

Die im Querschnitt schematisch dargestellte erfindungsgemässe Kannelur eines Abschnittes einer Verdichtungswalze 30 gemäss 3 weist Erhebungen 32 und Vertiefungen 31 auf. Über die auf diese Weise geriffelte Oberfläche, welche die Führungsfläche 35 ausbildet, wird ein Faserverband 33 in Materialflussrichtung 34 geführt und dabei verdichtet.

Die Ausführungsform gemäss 4 zeigt eine Kannelur 71 mit Durchbrüchen in Form von Rundlöchern 72, welche sowohl in den Erhebungen 73 als auch in den Vertiefungen 74 angeordnet sind. Die Rundlöcher sind in abwechselnd versetzten Reihen an angeordnet.