專利名稱：在氣流紡紗機里制造紗線的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的在一種氣流紡紗機里制造紗線的方法。
本發(fā)明涉及氣流紡紗機的領域。氣流紡紗機具有許多紡紗器。在每個紡紗器上都是由已輸入的纖維縱向產(chǎn)品紡成紗線。首先將纖維縱向產(chǎn)品拉細，這就是說每長度單位里的纖維數(shù)量通過拉伸而減少。然后使拉細的纖維條帶在紡紗器里通過捻度配置而紡成紗線。為此紡紗器具有一個纖維導向元件，它使纖維條帶引入到一個渦流室中，在這里通過已知的渦流紡紗法在一個錠子上制成紗線。
試驗表明，在紡紗張力和紡紗制成率之間存在一種直接的關聯(lián)。

圖1以簡略圖表示了一個氣流紡紗機的組成部分。如上所述，纖維縱向產(chǎn)品1在牽伸機構69里被拉細，在紡紗箱5里紡成紗線70，并借助于輸出羅拉64經(jīng)過一個紗線防疊繞裝置67輸送給紗線筒子68。所謂紗線張力FS的概念是指以單位[N]或[cN]標注的力FS，它作用于紡紗箱5和輸出機構63之間的紗線上。
為進一步說明可見圖2。紡紗箱5具有一個渦流室10，其中通過空氣進入孔61流入的空氣產(chǎn)生一種渦流，它使位于纖維條帶1表面上的邊緣纖維62旋轉(zhuǎn)起來，并因此將纖維條帶1紡成紗線70。上面所述的紡紗張力FS主要通過在錠子7的進入口9處邊緣纖維62的卷繞而引起。因此這些力有一種特別的特征，它基本上與其它方法、例如象在環(huán)錠紡紗、轉(zhuǎn)子紡紗或雙噴嘴紡紗時的張力特征是不同的。
因為在氣流紡紗法時(由文獻EP 1 335 050 A2[2]已經(jīng)得知一個與之對應的機器的例子)基本上所述紡出的紗線70的旋轉(zhuǎn)的纖維端或者說隨后的纏繞纖維引起了紡紗張力FS，因此在紡紗制成率(這就是說制成的紗線)和有效的可測量的紡紗張力FS之間存在一種直接的關聯(lián)。所謂紡紗制成率的概念包括了紗線質(zhì)量和紡紗過程可靠性這種性能。通過降低紡紗速度也可以將紡紗張力降低到允許有所改善的紡紗制成率的值。然而這在要求高的紡紗功率時以為此所需的紡紗速度VL＞300m/min，一方面并不實用，而另一方面由于以下原因這導致對紡紗制成率的損害影響邊緣纖維在理想情況下應該圍繞纖維條帶1成一個約45°角被紡成紗線70。此角度在考慮到空氣渦流的情況下主要由紡紗速度來確定，而且此速度因此必須在朝向300m/min的通常范圍內(nèi)運動。
本發(fā)明的任務因此是提出一種在一種氣流紡紗機里紡出紗線的方法，在此方法中盡管有高的紡紗速度但可以調(diào)節(jié)一種理想的紡紗張力，由此可以實現(xiàn)一種尤其涉及到紗線質(zhì)量的最佳的紡紗制成率。
此項任務通過權利要求1所述的方法來解決。
通過按照本發(fā)明的工藝參數(shù)，按照此紡紗張力FS的數(shù)值范圍為FS＜20cN，提出一種方法，它在高的速度時可以實現(xiàn)一種紡紗張力，其中尤其確保了高的可靠性，從而例如大大減小了紗線斷頭的風險。
為了達到這種所希望的紡紗張力FS的數(shù)值范圍、并因此使紗線制成率最佳化，例如可以采取一個或多個以下的措施-紡紗牽伸sv在牽伸機構出口和紡紗箱后的輸出羅拉之間的匹配，使sv≤1.0。
-流入渦流室里的空氣的壓縮空氣壓力P的匹配，至壓力值為3至6巴，優(yōu)選為4至5巴。
-通過在渦流室里所產(chǎn)生的空氣渦流來實現(xiàn)強烈的抽吸作用，以便使空氣從楔形部位向著牽伸機構的出口夾緊線抽吸。對此有各種不同的結構方案，它們將在下面所列的實施方式中加以描述。
-渦流室的最佳結構形狀。這里也有各種不同的結構方案，它們同樣也在下面所述的實施例中加以說明。
本發(fā)明的有利設計方案還在其它從屬權利要求中作了說明。
以下根據(jù)附圖舉例對本發(fā)明進行詳細敘述。所示為圖1一個氣流紡紗機組成部分的簡圖；圖2紡紗箱的局部視圖，尤其用于說明纖維條帶進入到錠子里；圖3纖維運輸通道，具有一個隧道狀襯里；圖4第一實施方式中的隧道狀襯里凸緣和空氣進入孔的詳細視圖；圖5第二實施方式中的隧道狀襯里凸緣和空氣進入孔的詳圖；圖6在一個纖維導向通道里具有一個換向棱邊的纖維導向面的視圖。
圖1表示了一種氣流紡紗機組成部分的簡圖用Vausl和Vabz表示了所出現(xiàn)的速度，并且用標號71表示出現(xiàn)了對于本發(fā)明來說至關重要的工藝參數(shù)紡紗張力FS的地方。
圖2表示了一個紡紗箱5的詳細視圖，正如它對應于現(xiàn)有技術并在說明引言中已經(jīng)敘述過的那樣。
圖3表示了在一個紡紗箱5里的第一種結構形狀，由此實現(xiàn)所希望的紡紗張力FS。紡紗箱5具有一個纖維導向元件3，接著有一個具有紗線導向通道8的錠子7。纖維導向元件3被一個中空圓柱形的隧道狀襯里17圍住。隧道狀襯里17可以作成整體式的或者多部分式的。纖維運輸通道4被隧道狀襯里17包圍。隧道狀襯里17如此構成，使得在纖維運輸通道4的端部處形成一個向著渦流室外殼15的凸緣18。凸緣18的端面對于從射流噴嘴13.1里流出的流體—通常是空氣—用作導向面。用于使流體進入渦流室14.1里的射流噴嘴的流出孔具有一種橢圓形狀。在此纖維導向元件3和配置于此的隧道狀襯里17都裝入到渦流室外殼15里。正如在下圖4和5中還要表示的那樣，渦流室外殼15不必一定也包括有纖維導向元件3及其隧道狀襯里17。后面所述的兩種元件也可以具有一個自身的外殼，該外殼與渦流室外殼15鄰接(見圖5)?？偣苍O有四個單獨的射流噴嘴13.1。射流噴嘴13.1與纖維運輸方向19的傾角為α。傾角α位于45°至88°的數(shù)值范圍內(nèi)。凸緣18的端面與材料流動方向的傾角在所述第一種實施方式中具有相同的數(shù)值。在此不難見到纖維導向元件3的與渦流室14.1鄰接的端面20與材料流動方向19如何具有如同射流噴嘴13.1的鉆孔那樣相同的傾角。
圖4和5表示了隧道狀襯里的凸緣的另外兩種實施方式，由此實現(xiàn)所希望的紡紗張力FS。渦流室外殼15在此緊接一個用于纖維導向元件3和隧道狀襯里的外殼32。按圖4所示的實施方式具有一個隧道狀襯里26，其形狀應使得在纖維運輸通道4的端部處形成凸緣29，該凸緣的傾角為β。隧道襯里26的厚度優(yōu)選為a，它在0.1至3mm范圍內(nèi)。緊靠著凸緣29的端面，在渦流室外殼15里設有射流噴嘴13.1的鉆孔。凸緣29在此布置得靠近射流噴嘴13.1的孔，從而使其端面用作流出的流流的導向面。凸緣29與孔對齊地布置，該孔與渦流室14.1的內(nèi)表面或者外表面對齊地布置，從而使孔13.1“切向?qū)R”地進入到渦流室外殼15的內(nèi)側(cè)面中，或者說切向地進入到渦流室14.1里。但優(yōu)選與材料流動方向的傾角α在60°和70°的值范圍之間。凸緣29端面的傾角β可以具有不同于傾角α的另一個數(shù)值。適合的傾角β最好可以按經(jīng)驗對于具體應用來求取。試驗表明，在大多數(shù)情況下與傾角α那樣具有相同數(shù)值的傾角β是適合的。但也可以設計成α≠β。在圖5中孔13.1布置在距離隧道狀襯里28凸緣31為d處。該距離d在這里處于0.5mm至2mm之間，優(yōu)選的是0.9mm至1.3mm，最好為1.1mm。
圖6表示了另一種實施方式中的紡紗箱5的一個橫截面，用以達到紡紗張力FS＜20cN的按照本發(fā)明的方法的參數(shù)值。所示的纖維導向元件3c具有一個纖維導向面16，它帶有一個轉(zhuǎn)向位置72。轉(zhuǎn)向位置72由纖維導向面16構成纖維導向面16由兩個平面組成，其共同的相交線就構成轉(zhuǎn)向位置72。通過這種結構形狀的纖維導向面16使纖維條帶1的纖維(圖6中未示出)在一種基本為平坦的相互并排的結構里引導。纖維輸出棱邊6也有助于這種平坦的結構。在此，轉(zhuǎn)向位置72的尺寸設計應使得纖維條帶1的纖維如此進行轉(zhuǎn)向，使位于纖維條帶里的纖維的自由纖維端能夠升起。在轉(zhuǎn)向位置72處使前面的以及后面的纖維端都在所有下列這種纖維之前升起它們位于纖維條帶1的表面上或者直接位于該表面的下方。在轉(zhuǎn)向位置72上使前面的和后面的纖維端都升起。由于纖維端在轉(zhuǎn)向位置72處的升起，就增加了纖維條帶中自由纖維端的數(shù)量。所謂“自由纖維端”是指那些并不位于短纖維須條之內(nèi)或并不與其它纖維相連接、并因此可以由渦流抓住的端部。通過增加自由纖維端的數(shù)量，就增加了紗線中纏繞纖維的數(shù)量并且提高了紡紗過程本身的質(zhì)量。這種結構形狀的纖維導向面相比于現(xiàn)有技術令人驚奇地具有另一個優(yōu)點。在一個部位內(nèi)纖維運輸通道4的橫截面A的減小已經(jīng)表明流過的空氣量V令人驚奇地提高了。由于空氣量V的提高，就可以大大改善在出口羅拉和纖維導向元件3c的入口之間、也就是說在纖維導向元件3c之前的纖維導向。由于就在出口羅拉之后纖維條帶的織疵而引起的生產(chǎn)中斷的次數(shù)因此就可以減少。同樣也可以發(fā)現(xiàn)紗線質(zhì)量有可測量到的改善。試驗表明，若纖維運輸通道4的橫截面A一直至轉(zhuǎn)向位置72都保持恒定。并且自轉(zhuǎn)向位置或附加邊棱72起纖維運輸通道的隨后橫截面B逐漸增大，那么就可獲得特別良好的結果。纖維運輸通道4一直至轉(zhuǎn)向位置72的橫截面A的面積優(yōu)選在0.5mm2至10mm2的數(shù)值范圍內(nèi)。表1包含有在圖6中所包含的參數(shù)C，D，E和F的尺寸大小，它們可以實現(xiàn)紡紗張力FS＜20cN。
表1按圖6實施方式的尺寸大小
為了能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的紡紗張力FS＜20cN，所要輸入的空氣(流體)優(yōu)選具有一個壓力p，它位于以下數(shù)值范圍內(nèi)3巴＜p＜6巴。
在本發(fā)明的另一種設計方案中紡紗牽伸SV≤1.0。在這里，紡紗牽伸SV通過以下比值來定義SV＝Vabz/Vausl。
其中這意味著Vabz輸出羅拉的圓周速度；Vausl出口羅拉的圓周速度。
條件Sv≤1.0意味著輸出羅拉64的圓周速度最高必須如同牽伸機構69的出口羅拉2的速度同樣大小。因此也可以保持這種條件，因為在對纖維紡紗時纖維條帶略微損失長度。Sv優(yōu)選在范圍0.96至1.0之內(nèi)。
本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式已經(jīng)通過無數(shù)紡紗試驗而得出。在這些紡紗試驗中在不同的運行條件下(如不同的紡紗速度和紗線細度)，對紡紗裝置元部件進行了各種優(yōu)化，并對所紡紗線質(zhì)量進行種分析，此外可以令人驚奇地找到一種關系，這種關系基于紡紗速度和細度的運行條件來規(guī)定一種最佳的紡紗張力FS，optimalFS,optimal=6.6cN+0.05cNgm.(100mg-Nm)+0.0096cNminm.(VL-350mmin)]]>其中FS，optimal＝最佳的紡紗張力其單位是[cN]Nm＝公制支數(shù)的紗線細度 其單位是[m/g]vL＝紗線供給速度 其單位是[m/min]此關系式并非物理學公式，它必然地由紡紗器的工作而得出。此公式應該給給出了最佳的紡紗張力，它根據(jù)在紡紗機出口處的紗線供給速度和所希望的紗線細度(所謂已紡出的紗線的“公制支數(shù)”，以[m/g]為單位)的運行條件、通過使各個不同的元部件與紡紗機相匹配來達到。換句話說，如果使紡紗機以某一種紗線供給速度運行并調(diào)節(jié)某一個細度(例如通過調(diào)節(jié)牽伸機構)，那么這并不意味著由此本身就得出一種按照上面所述關系式的紡紗張力。就是說得出一種完全不同的有效的紡紗張力FS。同樣也使紗線質(zhì)量并不是最佳的。也就是說，必須要做的是通過各種不同的在前面所述的措施來改變所述有效的、可測量到的紡紗張力FS，從而使其數(shù)值與通過上面關系式計算的最佳紡紗張力FS，optimal的大小相應。按此方式就得出一種具有最佳質(zhì)量的紗線。
下面的表2中間列包含了由公制支數(shù)和紡紗速度計算出的最佳紡紗張力FS，optimal；在前面的兩列里列出了±20％規(guī)定的分散數(shù)值。
表2計算的最佳紡紗張力FS，optimal的數(shù)值表
按照本發(fā)明的理論可以通過對前面在圖3至6中所述的紡紗箱5的設計方案和其紡紗箱元件例如象纖維進入棱邊31、纖維輸出棱邊29或轉(zhuǎn)向位置72的自由組合和匹配以及也正如自由地利用上述的運行參數(shù)—壓力和紡紗牽伸那樣來實現(xiàn)。通過使上面說明中所提到的和以下所要求的元件實現(xiàn)匹配，就可以使有效的可測出的紡紗張力FS達到FS＜20cN的一種數(shù)值。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，所述有效的可測量的紡紗張力FS的值甚至相應于按上述關系式FS，optimal求得的值。
圖1至6中所用的附圖標記列表表1纖維、纖維條帶、 20 纖維導向元件3在渦流短纖維條帶 室里的端面2出口羅拉對；出口羅拉 23 紗線導向通道的中心線3，3c纖維導向元件 26 隧道狀襯里4 纖維導向通道， 28 隧道狀襯里纖維運輸通道5 紡紗箱 29 傾角為β的凸緣7 錠子31 凸緣8 紗線導向通道32 用于纖維導向元件和隧道狀襯里的外殼9 錠子7的進入口 60 紡紗器10渦流室 61 氣流的進入孔11流入的空氣 62 邊緣纖維12牽伸機構63 輸出機構13流體裝置64 輸出羅拉13.1 射流噴嘴65 摩擦羅拉14腔室66 紗線張力調(diào)節(jié)器14.1 渦流室 67 紗線防疊繞裝置15渦流室外殼 68 紗線筒子16纖維導向面，平的纖維導向面 69 牽伸機構17隧道狀襯里 70 紗線17.1 隧道狀襯里的半殼71 出現(xiàn)紡紗張力并可以對其測量的地方18凸緣72 轉(zhuǎn)向位置19材料流動方向，運輸方向圖7中所用附圖標記列表20射流噴嘴塊21射流噴嘴22渦流室23排氣通道25被抽吸的空氣的運輸方向26纖維運輸通道27纖維運輸構件28纖維導向面29纖維輸出棱邊30端面31纖維接收棱邊32錠子36纖維運輸構件27的錐體37纖維運輸構件27用的支承元件38射流噴嘴21和鼓風方向的中心線39纖維運輸羅拉45紗線導向通道47中心線所有所使用的符號列表Vabz輸出羅拉的圓周速度Vausl出口羅拉的圓周速度α 射流噴嘴與纖維-或材料運輸方向的傾角β 凸緣與材料流動方向19的傾角a隧道狀襯里26的厚度d射流噴嘴13.1和凸緣31之間的距離A轉(zhuǎn)向位置之前的橫截面B轉(zhuǎn)向位置之后的橫截面C平行于中線23從轉(zhuǎn)向位置72至纖維輸出棱邊6的距離D垂直于中線23從轉(zhuǎn)向位置72至纖維輸出棱邊6的距離E平行于中線23從纖維輸出棱邊72至錠子7的進入口9的距離FS紡紗張力，單位是[cN]FS，optimal最佳紡紗張力，單位是[cN]，按照關系式F垂直于中線23從纖維輸出棱邊72至紗線導向通道8的中線23的距離G減小的纖維輸出棱邊6的寬度Nm 公制支數(shù)[m/g]，單位質(zhì)量的長度；出處見[1]p壓力，單位是[巴]SV紡紗牽伸VL紡紗速度m/min所應用的縮寫列表ISO 國際標準組織(International Standard Organisation)所應用的單位表巴壓力；ISO量值單位N，cN 牛頓、厘牛頓；ISO單位m 米 ISO計量單位min分鐘文獻來源[1]Fachwissen Bekleidung(服裝學)，第5版ISBN 3-8085-6205-6；1998 Verlag Europa-Lehrmittel(歐洲教學用具出版社)，Nourney，Vollmer有限責任公司，42781 Haan-Gruiten[2]EP1 335 050A2 Textilverarbeitungsmaschine mit einem Faser-foerderungskanal und einer Faserfuehrungsflaeche(具有一個纖維運輸通道和一個纖維導向面的紡織加工機械；)Rieter機械公司，8406 Winterthur
權利要求
1.在一個氣流紡紗機里由一種纖維條帶(1)制造紗線(70)的方法，該氣流紡紗機包括—一個出口羅拉對(2)；—一個在紡紗方向上緊隨出口羅拉對(2)的紡紗箱(5)，它用于紡出紗線(70)，其中該紡紗箱(5)包含有一個具有一個錠子(7)的、包含至少一個空氣進入孔(13.1，61)的渦流室(14.1)；—一個包含有隨后的輸出羅拉(64)的輸出機構(63)，用于將紗線(70)引導離開，其中由于所述引導離開就在紗線(70)上作用一個紡紗張力Fs；其特征在于，紡紗張力Fs具有以下數(shù)值范圍Fs＜20cN。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于另外的工藝參數(shù)—紡紗速度vL具有以下數(shù)值范圍vL＞300m/min。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于，作為紡紗箱構件設有一個具有一個纖維導向面(16)的纖維導向通道(4)，該纖維導向通道前置于渦流室并具有一個轉(zhuǎn)向位置(72)，該轉(zhuǎn)向位置引起纖維條帶(1)的轉(zhuǎn)向。
4.按權利要求1至3中之一所述的方法，其特征在于，作為一個紡紗箱構件前置有一個具有一個隧道狀襯里(17，26，28)的纖維導向通道(4)，從而在纖維導向通道(4)的端部處形成一個具有一個端面(20)的凸緣(18，29，31)，因此端面(20)用作為用于從空氣進入孔流入的空氣的導向面。
5.按權利要求4所述的方法，其特征在于，端面(20)相對于紡紗方向(19)傾斜一個傾斜角β。
6.按權利要求4或5所述的方法，其特征在于，空氣進入孔的軸線相對于紡紗方向(19)傾斜一個傾斜角α。
7.按權利要求5或6所述的方法，其特征在于，傾斜角α和β各具有以下數(shù)值范圍48°≤α≤88°；48°≤β≤75°。
8.按權利要求4至7之一所述的方法，其特征在于，在纖維導向通道(4)里的隧道狀襯里(17，26，28)的厚度a為以下數(shù)值范圍0.1mm≤a≤3mm。
9.按權利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，作為一個紡紗箱構件前置設有渦流室(22)的一個纖維導向通道(4)，在其端部處具有一個纖維輸出棱邊(29)，通過該棱邊(29)使纖維以一種基本上平坦地相互并排布置的結構向著位于錠子(7)里的紗線導向通道(45)的入口引導。
10.按權利要求9所述的方法，其特征在于，這樣調(diào)整空氣進入孔，使產(chǎn)生的渦流抓住后面的自由的纖維端并圍繞纖維條帶旋轉(zhuǎn)，纖維前端已經(jīng)在錠子的紗線導向通道里了。
11.按權利要求1至10中之一所述的方法，其特征在于，在出口羅拉對和輸出機構之間的紡紗牽伸Sv具有以下數(shù)值范圍Sv≤1.0。
12.按權利要求1至11中之一所述的方法，其特征在于，經(jīng)過空氣進入孔(13.1)流入到渦流室(22)中的空氣以壓力p輸入，其中壓力p的數(shù)值范圍為3巴＜p＜6巴，優(yōu)選為4巴＜p＜5巴。
13.按權利要求1至12中之一所述的方法，其特征在于，有效的紡紗張力Fs的值從量值上相應于按照以下關系式的最佳紡紗張力Fs，optimal的±20％Fs,optimal=6.6cN+0.05cNgm·(100mg-Nm)+0.0096cNminm·(vL-350mmin)]]>其中Nm表示所要紡的紗線(70)的公制支數(shù)，以[m/g]為單位；vL是紡紗速度，以[m/min]為單位。
全文摘要
在氣流紡紗法中基本上是已被紡出的紗線(70)的旋轉(zhuǎn)的纖維端或者隨后的纏繞纖維引起了紡紗張力F
文檔編號D01H1/115GK1965115SQ200580018550
公開日2007年5月16日 申請日期2005年4月7日 優(yōu)先權日2004年4月7日
發(fā)明者H·斯塔爾德, P·阿特茲特, H·穆勒, K·齊格勒 申請人:里特機械公司