专利名称：在气流纺纱机里制造纱线的方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的在一种气流纺纱机里制造纱线的方法。
本发明涉及气流纺纱机的领域。气流纺纱机具有许多纺纱器。在每个纺纱器上都是由已输入的纤维纵向产品纺成纱线。首先将纤维纵向产品拉细，这就是说每长度单位里的纤维数量通过拉伸而减少。然后使拉细的纤维条带在纺纱器里通过捻度配置而纺成纱线。为此纺纱器具有一个纤维导向元件，它使纤维条带引入到一个涡流室中，在这里通过已知的涡流纺纱法在一个锭子上制成纱线。
试验表明，在纺纱张力和纺纱制成率之间存在一种直接的关联。
图1以简略图表示了一个气流纺纱机的组成部分。如上所述，纤维纵向产品1在牵伸机构69里被拉细，在纺纱箱5里纺成纱线70，并借助于输出罗拉64经过一个纱线防叠绕装置67输送给纱线筒子68。所谓纱线张力FS的概念是指以单位[N]或[cN]标注的力FS，它作用于纺纱箱5和输出机构63之间的纱线上。
为进一步说明可见图2。纺纱箱5具有一个涡流室10，其中通过空气进入孔61流入的空气产生一种涡流，它使位于纤维条带1表面上的边缘纤维62旋转起来，并因此将纤维条带1纺成纱线70。上面所述的纺纱张力FS主要通过在锭子7的进入口9处边缘纤维62的卷绕而引起。因此这些力有一种特别的特征，它基本上与其它方法、例如象在环锭纺纱、转子纺纱或双喷嘴纺纱时的张力特征是不同的。
因为在气流纺纱法时(由文献EP 1 335 050 A2[2]已经得知一个与之对应的机器的例子)基本上所述纺出的纱线70的旋转的纤维端或者说随后的缠绕纤维引起了纺纱张力FS，因此在纺纱制成率(这就是说制成的纱线)和有效的可测量的纺纱张力FS之间存在一种直接的关联。所谓纺纱制成率的概念包括了纱线质量和纺纱过程可靠性这种性能。通过降低纺纱速度也可以将纺纱张力降低到允许有所改善的纺纱制成率的值。然而这在要求高的纺纱功率时以为此所需的纺纱速度VL＞300m/min，一方面并不实用，而另一方面由于以下原因这导致对纺纱制成率的损害影响边缘纤维在理想情况下应该围绕纤维条带1成一个约45°角被纺成纱线70。此角度在考虑到空气涡流的情况下主要由纺纱速度来确定，而且此速度因此必须在朝向300m/min的通常范围内运动。
本发明的任务因此是提出一种在一种气流纺纱机里纺出纱线的方法，在此方法中尽管有高的纺纱速度但可以调节一种理想的纺纱张力，由此可以实现一种尤其涉及到纱线质量的最佳的纺纱制成率。
此项任务通过权利要求1所述的方法来解决。
通过按照本发明的工艺参数，按照此纺纱张力FS的数值范围为FS＜20cN，提出一种方法，它在高的速度时可以实现一种纺纱张力，其中尤其确保了高的可靠性，从而例如大大减小了纱线断头的风险。
为了达到这种所希望的纺纱张力FS的数值范围、并因此使纱线制成率最佳化，例如可以采取一个或多个以下的措施-纺纱牵伸sv在牵伸机构出口和纺纱箱后的输出罗拉之间的匹配，使sv≤1.0。
-流入涡流室里的空气的压缩空气压力P的匹配，至压力值为3至6巴，优选为4至5巴。
-通过在涡流室里所产生的空气涡流来实现强烈的抽吸作用，以便使空气从楔形部位向着牵伸机构的出口夹紧线抽吸。对此有各种不同的结构方案，它们将在下面所列的实施方式中加以描述。
-涡流室的最佳结构形状。这里也有各种不同的结构方案，它们同样也在下面所述的实施例中加以说明。
本发明的有利设计方案还在其它从属权利要求中作了说明。
以下根据附图举例对本发明进行详细叙述。所示为图1一个气流纺纱机组成部分的简图；图2纺纱箱的局部视图，尤其用于说明纤维条带进入到锭子里；图3纤维运输通道，具有一个隧道状衬里；图4第一实施方式中的隧道状衬里凸缘和空气进入孔的详细视图；图5第二实施方式中的隧道状衬里凸缘和空气进入孔的详图；图6在一个纤维导向通道里具有一个换向棱边的纤维导向面的视图。
图1表示了一种气流纺纱机组成部分的简图用Vausl和Vabz表示了所出现的速度，并且用标号71表示出现了对于本发明来说至关重要的工艺参数纺纱张力FS的地方。
图2表示了一个纺纱箱5的详细视图，正如它对应于现有技术并在说明引言中已经叙述过的那样。
图3表示了在一个纺纱箱5里的第一种结构形状，由此实现所希望的纺纱张力FS。纺纱箱5具有一个纤维导向元件3，接着有一个具有纱线导向通道8的锭子7。纤维导向元件3被一个中空圆柱形的隧道状衬里17围住。隧道状衬里17可以作成整体式的或者多部分式的。纤维运输通道4被隧道状衬里17包围。隧道状衬里17如此构成，使得在纤维运输通道4的端部处形成一个向着涡流室外壳15的凸缘18。凸缘18的端面对于从射流喷嘴13.1里流出的流体—通常是空气—用作导向面。用于使流体进入涡流室14.1里的射流喷嘴的流出孔具有一种椭圆形状。在此纤维导向元件3和配置于此的隧道状衬里17都装入到涡流室外壳15里。正如在下图4和5中还要表示的那样，涡流室外壳15不必一定也包括有纤维导向元件3及其隧道状衬里17。后面所述的两种元件也可以具有一个自身的外壳，该外壳与涡流室外壳15邻接(见图5)。总共设有四个单独的射流喷嘴13.1。射流喷嘴13.1与纤维运输方向19的倾角为α。倾角α位于45°至88°的数值范围内。凸缘18的端面与材料流动方向的倾角在所述第一种实施方式中具有相同的数值。在此不难见到纤维导向元件3的与涡流室14.1邻接的端面20与材料流动方向19如何具有如同射流喷嘴13.1的钻孔那样相同的倾角。
图4和5表示了隧道状衬里的凸缘的另外两种实施方式，由此实现所希望的纺纱张力FS。涡流室外壳15在此紧接一个用于纤维导向元件3和隧道状衬里的外壳32。按图4所示的实施方式具有一个隧道状衬里26，其形状应使得在纤维运输通道4的端部处形成凸缘29，该凸缘的倾角为β。隧道衬里26的厚度优选为a，它在0.1至3mm范围内。紧靠着凸缘29的端面，在涡流室外壳15里设有射流喷嘴13.1的钻孔。凸缘29在此布置得靠近射流喷嘴13.1的孔，从而使其端面用作流出的流流的导向面。凸缘29与孔对齐地布置，该孔与涡流室14.1的内表面或者外表面对齐地布置，从而使孔13.1“切向对齐”地进入到涡流室外壳15的内侧面中，或者说切向地进入到涡流室14.1里。但优选与材料流动方向的倾角α在60°和70°的值范围之间。凸缘29端面的倾角β可以具有不同于倾角α的另一个数值。适合的倾角β最好可以按经验对于具体应用来求取。试验表明，在大多数情况下与倾角α那样具有相同数值的倾角β是适合的。但也可以设计成α≠β。在图5中孔13.1布置在距离隧道状衬里28凸缘31为d处。该距离d在这里处于0.5mm至2mm之间，优选的是0.9mm至1.3mm，最好为1.1mm。
图6表示了另一种实施方式中的纺纱箱5的一个横截面，用以达到纺纱张力FS＜20cN的按照本发明的方法的参数值。所示的纤维导向元件3c具有一个纤维导向面16，它带有一个转向位置72。转向位置72由纤维导向面16构成纤维导向面16由两个平面组成，其共同的相交线就构成转向位置72。通过这种结构形状的纤维导向面16使纤维条带1的纤维(图6中未示出)在一种基本为平坦的相互并排的结构里引导。纤维输出棱边6也有助于这种平坦的结构。在此，转向位置72的尺寸设计应使得纤维条带1的纤维如此进行转向，使位于纤维条带里的纤维的自由纤维端能够升起。在转向位置72处使前面的以及后面的纤维端都在所有下列这种纤维之前升起它们位于纤维条带1的表面上或者直接位于该表面的下方。在转向位置72上使前面的和后面的纤维端都升起。由于纤维端在转向位置72处的升起，就增加了纤维条带中自由纤维端的数量。所谓“自由纤维端”是指那些并不位于短纤维须条之内或并不与其它纤维相连接、并因此可以由涡流抓住的端部。通过增加自由纤维端的数量，就增加了纱线中缠绕纤维的数量并且提高了纺纱过程本身的质量。这种结构形状的纤维导向面相比于现有技术令人惊奇地具有另一个优点。在一个部位内纤维运输通道4的横截面A的减小已经表明流过的空气量V令人惊奇地提高了。由于空气量V的提高，就可以大大改善在出口罗拉和纤维导向元件3c的入口之间、也就是说在纤维导向元件3c之前的纤维导向。由于就在出口罗拉之后纤维条带的织疵而引起的生产中断的次数因此就可以减少。同样也可以发现纱线质量有可测量到的改善。试验表明，若纤维运输通道4的横截面A一直至转向位置72都保持恒定。并且自转向位置或附加边棱72起纤维运输通道的随后横截面B逐渐增大，那么就可获得特别良好的结果。纤维运输通道4一直至转向位置72的横截面A的面积优选在0.5mm2至10mm2的数值范围内。表1包含有在图6中所包含的参数C，D，E和F的尺寸大小，它们可以实现纺纱张力FS＜20cN。
表1按图6实施方式的尺寸大小
为了能够实现所希望的纺纱张力FS＜20cN，所要输入的空气(流体)优选具有一个压力p，它位于以下数值范围内3巴＜p＜6巴。
在本发明的另一种设计方案中纺纱牵伸SV≤1.0。在这里，纺纱牵伸SV通过以下比值来定义SV＝Vabz/Vausl。
其中这意味着Vabz输出罗拉的圆周速度；Vausl出口罗拉的圆周速度。
条件Sv≤1.0意味着输出罗拉64的圆周速度最高必须如同牵伸机构69的出口罗拉2的速度同样大小。因此也可以保持这种条件，因为在对纤维纺纱时纤维条带略微损失长度。Sv优选在范围0.96至1.0之内。
本发明的另一种优选实施方式已经通过无数纺纱试验而得出。在这些纺纱试验中在不同的运行条件下(如不同的纺纱速度和纱线细度)，对纺纱装置元部件进行了各种优化，并对所纺纱线质量进行种分析，此外可以令人惊奇地找到一种关系，这种关系基于纺纱速度和细度的运行条件来规定一种最佳的纺纱张力FS，optimalFS,optimal=6.6cN+0.05cNgm.(100mg-Nm)+0.0096cNminm.(VL-350mmin)]]>其中FS，optimal＝最佳的纺纱张力其单位是[cN]Nm＝公制支数的纱线细度 其单位是[m/g]vL＝纱线供给速度 其单位是[m/min]此关系式并非物理学公式，它必然地由纺纱器的工作而得出。此公式应该给给出了最佳的纺纱张力，它根据在纺纱机出口处的纱线供给速度和所希望的纱线细度(所谓已纺出的纱线的“公制支数”，以[m/g]为单位)的运行条件、通过使各个不同的元部件与纺纱机相匹配来达到。换句话说，如果使纺纱机以某一种纱线供给速度运行并调节某一个细度(例如通过调节牵伸机构)，那么这并不意味着由此本身就得出一种按照上面所述关系式的纺纱张力。就是说得出一种完全不同的有效的纺纱张力FS。同样也使纱线质量并不是最佳的。也就是说，必须要做的是通过各种不同的在前面所述的措施来改变所述有效的、可测量到的纺纱张力FS，从而使其数值与通过上面关系式计算的最佳纺纱张力FS，optimal的大小相应。按此方式就得出一种具有最佳质量的纱线。
下面的表2中间列包含了由公制支数和纺纱速度计算出的最佳纺纱张力FS，optimal；在前面的两列里列出了±20％规定的分散数值。
表2计算的最佳纺纱张力FS，optimal的数值表
按照本发明的理论可以通过对前面在图3至6中所述的纺纱箱5的设计方案和其纺纱箱元件例如象纤维进入棱边31、纤维输出棱边29或转向位置72的自由组合和匹配以及也正如自由地利用上述的运行参数—压力和纺纱牵伸那样来实现。通过使上面说明中所提到的和以下所要求的元件实现匹配，就可以使有效的可测出的纺纱张力FS达到FS＜20cN的一种数值。在本发明的一种优选实施方式中，所述有效的可测量的纺纱张力FS的值甚至相应于按上述关系式FS，optimal求得的值。
图1至6中所用的附图标记列表表1纤维、纤维条带、 20 纤维导向元件3在涡流短纤维条带 室里的端面2出口罗拉对；出口罗拉 23 纱线导向通道的中心线3，3c纤维导向元件 26 隧道状衬里4 纤维导向通道， 28 隧道状衬里纤维运输通道5 纺纱箱 29 倾角为β的凸缘7 锭子31 凸缘8 纱线导向通道32 用于纤维导向元件和隧道状衬里的外壳9 锭子7的进入口 60 纺纱器10涡流室 61 气流的进入孔11流入的空气 62 边缘纤维12牵伸机构63 输出机构13流体装置64 输出罗拉13.1 射流喷嘴65 摩擦罗拉14腔室66 纱线张力调节器14.1 涡流室 67 纱线防叠绕装置15涡流室外壳 68 纱线筒子16纤维导向面，平的纤维导向面 69 牵伸机构17隧道状衬里 70 纱线17.1 隧道状衬里的半壳71 出现纺纱张力并可以对其测量的地方18凸缘72 转向位置19材料流动方向，运输方向图7中所用附图标记列表20射流喷嘴块21射流喷嘴22涡流室23排气通道25被抽吸的空气的运输方向26纤维运输通道27纤维运输构件28纤维导向面29纤维输出棱边30端面31纤维接收棱边32锭子36纤维运输构件27的锥体37纤维运输构件27用的支承元件38射流喷嘴21和鼓风方向的中心线39纤维运输罗拉45纱线导向通道47中心线所有所使用的符号列表Vabz输出罗拉的圆周速度Vausl出口罗拉的圆周速度α 射流喷嘴与纤维-或材料运输方向的倾角β 凸缘与材料流动方向19的倾角a隧道状衬里26的厚度d射流喷嘴13.1和凸缘31之间的距离A转向位置之前的横截面B转向位置之后的横截面C平行于中线23从转向位置72至纤维输出棱边6的距离D垂直于中线23从转向位置72至纤维输出棱边6的距离E平行于中线23从纤维输出棱边72至锭子7的进入口9的距离FS纺纱张力，单位是[cN]FS，optimal最佳纺纱张力，单位是[cN]，按照关系式F垂直于中线23从纤维输出棱边72至纱线导向通道8的中线23的距离G减小的纤维输出棱边6的宽度Nm 公制支数[m/g]，单位质量的长度；出处见[1]p压力，单位是[巴]SV纺纱牵伸VL纺纱速度m/min所应用的缩写列表ISO 国际标准组织(International Standard Organisation)所应用的单位表巴压力；ISO量值单位N，cN 牛顿、厘牛顿；ISO单位m 米 ISO计量单位min分钟文献来源[1]Fachwissen Bekleidung(服装学)，第5版ISBN 3-8085-6205-6；1998 Verlag Europa-Lehrmittel(欧洲教学用具出版社)，Nourney，Vollmer有限责任公司，42781 Haan-Gruiten[2]EP1 335 050A2 Textilverarbeitungsmaschine mit einem Faser-foerderungskanal und einer Faserfuehrungsflaeche(具有一个纤维运输通道和一个纤维导向面的纺织加工机械；)Rieter机械公司，8406 Winterthur
权利要求
1.在一个气流纺纱机里由一种纤维条带(1)制造纱线(70)的方法，该气流纺纱机包括—一个出口罗拉对(2)；—一个在纺纱方向上紧随出口罗拉对(2)的纺纱箱(5)，它用于纺出纱线(70)，其中该纺纱箱(5)包含有一个具有一个锭子(7)的、包含至少一个空气进入孔(13.1，61)的涡流室(14.1)；—一个包含有随后的输出罗拉(64)的输出机构(63)，用于将纱线(70)引导离开，其中由于所述引导离开就在纱线(70)上作用一个纺纱张力Fs；其特征在于，纺纱张力Fs具有以下数值范围Fs＜20cN。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于另外的工艺参数—纺纱速度vL具有以下数值范围vL＞300m/min。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为纺纱箱构件设有一个具有一个纤维导向面(16)的纤维导向通道(4)，该纤维导向通道前置于涡流室并具有一个转向位置(72)，该转向位置引起纤维条带(1)的转向。
4.按权利要求1至3中之一所述的方法，其特征在于，作为一个纺纱箱构件前置有一个具有一个隧道状衬里(17，26，28)的纤维导向通道(4)，从而在纤维导向通道(4)的端部处形成一个具有一个端面(20)的凸缘(18，29，31)，因此端面(20)用作为用于从空气进入孔流入的空气的导向面。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，端面(20)相对于纺纱方向(19)倾斜一个倾斜角β。
6.按权利要求4或5所述的方法，其特征在于，空气进入孔的轴线相对于纺纱方向(19)倾斜一个倾斜角α。
7.按权利要求5或6所述的方法，其特征在于，倾斜角α和β各具有以下数值范围48°≤α≤88°；48°≤β≤75°。
8.按权利要求4至7之一所述的方法，其特征在于，在纤维导向通道(4)里的隧道状衬里(17，26，28)的厚度a为以下数值范围0.1mm≤a≤3mm。
9.按权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，作为一个纺纱箱构件前置设有涡流室(22)的一个纤维导向通道(4)，在其端部处具有一个纤维输出棱边(29)，通过该棱边(29)使纤维以一种基本上平坦地相互并排布置的结构向着位于锭子(7)里的纱线导向通道(45)的入口引导。
10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，这样调整空气进入孔，使产生的涡流抓住后面的自由的纤维端并围绕纤维条带旋转，纤维前端已经在锭子的纱线导向通道里了。
11.按权利要求1至10中之一所述的方法，其特征在于，在出口罗拉对和输出机构之间的纺纱牵伸Sv具有以下数值范围Sv≤1.0。
12.按权利要求1至11中之一所述的方法，其特征在于，经过空气进入孔(13.1)流入到涡流室(22)中的空气以压力p输入，其中压力p的数值范围为3巴＜p＜6巴，优选为4巴＜p＜5巴。
13.按权利要求1至12中之一所述的方法，其特征在于，有效的纺纱张力Fs的值从量值上相应于按照以下关系式的最佳纺纱张力Fs，optimal的±20％Fs,optimal=6.6cN+0.05cNgm·(100mg-Nm)+0.0096cNminm·(vL-350mmin)]]>其中Nm表示所要纺的纱线(70)的公制支数，以[m/g]为单位；vL是纺纱速度，以[m/min]为单位。
全文摘要
在气流纺纱法中基本上是已被纺出的纱线(70)的旋转的纤维端或者随后的缠绕纤维引起了纺纱张力F
文档编号D01H1/115GK1965115SQ200580018550
公开日2007年5月16日 申请日期2005年4月7日 优先权日2004年4月7日
发明者H·斯塔尔德, P·阿特兹特, H·穆勒, K·齐格勒 申请人:里特机械公司