Vergleich des Band-Spinnens von Baumwolle und Chemiefasern (ohne Fleyerpassage) mit dem klassischen Baumwollspinnverfahren

90 Pages·1963·2.404 MB·German

by  Obering. Herbert Stein (auth.)

FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr.1166
Herausgegeben
im Auftrage des Ministerpräsidenten Dr. Franz Meyers
von Staatssekretär Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt
DK 677.21.021(.022.001.5: 677.21.021(.022"403": 677 .061.1.001.36
Obering. Herbert Stein
v.,
Institut für textile Meßtechnik M. Gladhach e. Mönchengladbach
Vergleich des Band-Spinnens von Baumwolle
und Chemiefasern (ohne Fleyerpassage) mit dem
klassischen Baumwollspinnverfahren
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Das Manuskript dieses Forschungsberichtes wurde am 13. April 1962 beim
Landesamt für Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen eingereicht
Verlags-Nr. 011166
ISBN 978-3-663-06599-9 ISBN 978-3-663-07512-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-07512-7
© 1963 b y Springer Fachmedien Wiesbaden
Ursprünglich erschienen bei Westdeutscher Verlag, Köln und Opladen 1963.
Inhalt
1. Vorwort ...................................................... 7
2. Entwicklung der Spinnverfahren ................................. 9
2.1 Vor- und Nachteile des Flyers. . . ........ .................... 10
2.2 Bandspinnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12
2.21 Spinnen mit Kannenvorlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.22 Spinnen mit Wickelvorlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15
2.23 Streckwerkskonstruktionen ................................. 17
3. Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4. Verwendete Prüfgeräte ......................................... 28
4.1 Präzisionsweife und Garnwaage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 28
4.2 Gleichförmigkeitsprüfer mit Zusatzgeräten ...... . . . . . . . . . . . . .. 28
4.3 Fadenprüfer Elkometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 28
4.4 Garnfestigkeitsprüfer mit Neigungswaage (Pendelarmdynamo-
meter) .................................................... 29
4.5 Reißfestigkeitsprüfer zur Ermittlung von Festigkeits- und Deh-
nungswerten an fortlaufend bewegten Fäden (Autometer) ....... 29
4.6 Drehungsprüfer ........................................... 30
5. Überprüfte Bandspinnmaschinen mit Kannen- und Wickelvodage 31
5.1 Bandspinnmaschine mit Doppelriemchenstreckwerk
(PFENNINGSBERG-WELLER) .................................. 31
5.2 Bandspinnmaschine mit Kepawalze für das Hauptverzugsfeld und
Kannenvorlage (ZINSER) ........................ ............ 34
6. Durchgeführte Spinnversuche ................................... 38
6.1 Spinnerei A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45
6.11 Baumwolle Nm 34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45
6.12 Baumwolle Nm 58 ......................................... 46
5
6.2 Spinnerei B ............................................... 47
6.21 Baumwolle Nm 34 ......................................... 47
6.22 Zellwolle-Baumwolle (33(77) Nm 50 ........................ " 48
6.23 Baumwolle Nm 34 ......................................... 49
6.3 Spinnerei C ............................................... 50
6.31 Baumwolle Nm 56 ......................................... 50
6.4 Spinnerei D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.41 Baumwolle Nm 50 ......................................... 51
6.5 Spinnerei E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6.51 Baumwolle Nm 17,6 - gesponnen mit 6760 Spindeltouren ....... 52
6.52 Baumwolle Nm 17,6 - gesponnen mit 8000 Spindeltouren ....... 53
6.6 Spinnerei F ............................................... 54
6.61 Baumwolle Nm 20 ......................................... 54
6.62 Baumwolle Nm 34 ......................................... 55
6.7 Besprechung der Ergebnisse ................................ 56
7. Beurteilung der Garngleichmäßigkeit nach Längenvariationskurven .. 60
8. Überprüfung der Arbeitsweise der Aufwindevorrichtung beim Flyer.. 62
8.1 Kontrollversuche an verschiedenen Flyern .................... 64
9. Einfluß der Vorgarndrehung auf die Vorgänge im Streckwerk der Ring-
spinnmaschine ................................................. 65
9.1 Verspinnung verschieden gedrehter Vorgarne im Labor. . . . . . . .. 69
9.2 Verspinnung verschieden gedrehter Vorgarne im praktischen
Betrieb... . . .. . . . . . .. . ... . . . . . . . . .... . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. 69
10. Zusammenfassung.............................................. 70
11. Ausblick ...................................................... 73
12. Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 77
6
1. Vorwort
Während sich zwischen den Fingerspitzen einer geschickten, am Spinnrad sitzen
den Spinnerin im »Einprozeß« aus den vom Rocken ausgezupften Fasern ein
erstaunlich gleichmäßiger Faden bildet, muß in der maschinellen Spinnerei das
Fasermaterial eine ganze Reihe von Arbeitsprozessen durchlaufen, ehe auf der
Ringspinnmaschine aus einem entsprechend feinen Faserbändchen mit parallel
liegenden Fasern das Gespinst entsteht. Natürlich hat es in der vergangenen Zeit
nicht an Bemühungen gefehlt, Spinn vorrichtungen aufzubauen, die aus der
Flocke direkt den Faden erzeugen. Die Erfordernisse eines Großbetriebes sind
aber nicht ohne weiteres einer Tätigkeit anzupassen, bei der es weitgehend auf
das Geschick und das Fingerspitzengefühl ankommt. Die Aufbereitung des
Fasermaterials, das Parallellegen der Fasern, das Herstellen und anschließende
Verfeinern und Doublieren von Faserbändern übernehmen hier voneinander
unabhängige Maschinenaggregate. Das verarbeitete Fasergut ist dabei zwischen
den einzelnen Arbeitsgängen in Form von Wickeln, Bändern oder Vorgarnen
abzulegen.
Um die Produktion rationell zu gestalten und Personal einzusparen, wird laufend
versucht, die Zahl der Passagen zu vermindern und mit »Kurzspinnverfahren«
gleichgute oder gar bessere Garne zu erzeugen [1], [2], [3]. Für die Baumwoll
und Zellwollspinnerei ergab sich dabei die Frage, ob es möglich und zweck
mäßig ist, die Verzüge der Ringspinnmaschinenstreckwerke wesentlich zu er
höhen und dadurch die heute noch übliche Einflyerpassage einzusparen.
Wie Messen und Ausstellungen gezeigt haben, beschäftigen sich verschiedene
Textilmaschinenfabriken im In- und Ausland mit der Bearbeitung einschlägiger
Fragen und der Entwicklung bzw. dem Bau geeigneter Ringspinnmaschinen.
Dabei sind technologische und wirtschaftliche Probleme zu beachten.
Der vorliegende Bericht befaßt sich mit der Behandlung technologischer Fragen
das flyerlose und das Spinn verfahren mit Flyerpassage betreffend. Es ist dabei
zu zeigen, welche Vor- und Nachteile einander gegenüberstehen, und wie schließ
lich im praktischen Betrieb eingesetzte Höchstverzugsringspinnmaschinen - im
nachfolgenden »Bandspinnmaschine« genannt - hinsichtlich der Qualität der
erzeugten Gespinste gegenüber dem klassischen Spinnverfahren mit Flyerpassage
bei durchgeführten Vergleichsversuchen abgeschnitten haben.
Die Untersuchungen, deren Ergebnisse nachfolgend zusammengestellt sind,
kamen bereits vor einiger Zeit zum Abschluß. Meist wurden die vergleichenden
Ausspinnungen nach dem flyerlosen Spinnverfahren auf Versuchs- bzw. Muster
maschinen durchgeführt. Das schafft zweifellos etwas unterschiedliche Voraus
setzungen gegenüber dem Großeinsatz in der Spinnerei, die bei der Bewertung
entsprechend zu beachten sind. Auch konnten nicht alle in neuester Zeit bei
7
Hächstverzugsringspinnmaschinen vorgenommenen Verbesserungen berück
sichtigt werden.
Bei der Durchführung der Spinnversuche im praktischen Betrieb, den meß
technischen Untersuchungen im Laboratorium und der Auswertung und Zu
sammenstellung der Meßergebnisse haben die Herren Ingenieure M. EIDELS
BURGER, ]. FISCHER, G. HülSCHEN, H. SCHRÖDER und A. ERKENS mitgewirkt.
An dieser Stelle sei all denjenigen Firmen im In- und Ausland gedankt, die es
gestatteten, Spinnversuche in ihren Betrieben durchzuführen, außerdem den
Fachleuten, die dem Institut für textile Meßtechnik beratend zur Verfügung
standen.
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2. Entwicklung der Spinn verfahren
Alle in der Industrie heute angewandten Spinnverfahren haben die gleiche Ziel
setzung. Aus unterschiedlich langen, parallel- oder nahezu parallelliegenden
Fasern oder Haaren soll durch Zusammendrehen ein möglichst gleichmäßiger
und fester Faden mit weitgehend rundem Querschnitt bestimmter Feinheit
gebildet werden. Das Verspinnen von Baumwoll- und Zellwollfasern erfordert
einen umfangreichen Maschinenpark. Zunächst gilt es, das in Ballenform vor
liegende Fasermaterial in Öffnungs- und Reinigungsmaschinen aufzulockern.
Dabei sind die in der Flocke vorhandenen Verunreinigungen weitgehend aus
zuscheiden. Auf der Schlagmaschine wird mit dem Wickel ein erstes zusammen
hängendes Faservlies hergestellt, das unter Anwendung entsprechender Verzüge
auf der Karde zu einem Faserband verfeinert wird.
Verschiedentlich finden auch in der Baumwollspinnerei Kämmaschinen Verwen
dung, denen die Aufgabe gestellt ist, in einem zusätzlichen Verarbeitungsprozeß
kurzes Fasermaterial auszuscheiden. Normalerweise wird das Kardenband über
zwei Streckenpassagen geführt. Die hierbei angewandte sechs- oder achtfache
Doublierung bewirkt eine Vergleichmäßigung der Bänder über größere Material
längen und ein weiteres Parallellegen der Einzelfasern. Die anschließend folgenden
Flyerpassagen, bei denen im allgemeinen auf eine nochmalige Doublierung ver
zichtet wird, sollen das von der zweiten Strecke abgelieferte Faserband weiter
verfeinern. Um dabei noch einen guten Zusammenhalt zu erzielen, wird dem am
Lieferwalzenpaar des Flyers austretenden Faserbändchen ein echter Draht erteilt
und das »Vorgarn« mit Hilfe von Spinnflügeln und angetriebenen Spulenkörpern
in eine für die Vorlage im Gatter der Ringspinnmaschine geeignete Form ge
bracht.
Die Verwendung von Hochverzugsstreckwerken auf dem Flyer mit Verzügen
bis ca. 16fach macht es möglich, auf die früher allgemein angewandten Mehrfach
flyerpassagen zu verzichten und im Spinnprozeß nur eine Vorspinnmaschine
einzusetzen. Die Entwicklung ist dadurch begünstigt worden, daß auch für die
Ringspinnmaschinen Hochverzugsstreckwerke zur Anwendung kommen, die
bei der Erzeugung feiner Gespinste die Vorlage verhältnismäßig grober Vorgarne
gestatten.
Der Antrieb von Flügeln und Spulen erfordert beim Flyer einen hohen maschi
nellen Aufwand, zur Einstellung geschultes Personal und eine gewissenhafte
Wartung. Naheliegend wäre es deshalb, für die Feinspinnmaschine (Ringspinn
maschine) Höchstverzugsstreckwerke anzuwenden und das von der Strecke aus
zuliefernde Faserband in einem Arbeitsvorgang soweit zu verfeinern, daß es
direkt zu dem gewünschten Garn versponnen werden kann. Schon in früherer
Zeit haben sich Spinnmaschinenkonstrukteure und Spinnereifachleute mit dem
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Gedanken des flyerlosen Spinnens befaßt (vgl. hierzu Abschn. 12). Es muß
zunächst überraschen, daß dieses einfach erscheinende Verfahren bisher nicht
in größerem Umfange in der Praxis Eingang gefunden hat.
Abb. 1 Schematische Darstellung des Materialflusses beim
»klassischen« und beim Kurzspinnverfahren
Ö Öffnungs- und Reinigungsmaschinen
B Schlagmaschine (Batteur)
K Karde
SI Strecke 1
S2 Strecke 2
FI Hochverzugsflyer
Rs Ringspinnmaschine
Ks Bandspinnmaschine mit Kannenvorlage
Wi = Wickeleinrichtung
Ws = Bandspinnmaschine mit Wickelvorlage
Mit Abb. 1 wird dazu schematisch aufgezeigt, wie der Materialfluß beim
»klassischen« Spinnverfahren mit einer Flyerpassage und beim flyerlosen Spinnen
auf Bandspinnmaschine mit Kannen- oder Wickelvorlage verläuft. Die hierbei
angewandten Kurzzeichen werden mit den zur Skizze gemachten Angaben näher
erläutert.
2.1 Vor- und Nachteile des Flyers
Die Fortschritte im Maschinenbau und neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der
Streckwerkskonstruktionen brachten eine ständige Weiterentwicklung der beim
»klassischen« Spinnverfahren mit Flyerpassage eingesetzten Arbeitsmaschinen.
Eine für Konstrukteur und Maschinenbauer verhältnismäßig schwierige Aufgabe
besteht darin, daß bei der für den Flyer angewandten Art des Aufwindens der
erzeugten Vorgarne in Spulenform die Umlaufgeschwindigkeit der Spulen dem
im Verlauf eines Abzuges dauernd anwachsenden Spulendurchmesser genau
anzupassen ist. Deshalb werden über einen selbsttätig gesteuerten Riementrieb
und ein Differentialräderwerk die zwangsläufig angetriebenen Flyerspulen so
nachgeregelt, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen Spulenumfang und Flügel
gleichbleibt. Es muß dabei erreicht werden, daß die vom Lieferzylinder des Streck
werks ausgelieferten Faserbändchen stauungs- und verzerrungsfrei aufgewunden
werden. Eine zu geringe Aufwindegeschwindigkeit führt zum Durchhang
zwischen Streckwerksaustritt und Flügelkopf und gibt Veranlassung zu Störun
gen. Ein zu großes Voreilen der Spule gegenüber dem Flügel hat dagegen Ver
zugserscheinungen im Spinn- und Aufwindefeld zur Folge und verursacht damit
eine größere Ungleichmäßigkeit des Vorgarnes. Die Einregulierung des Kegel
riementriebs muß deshalb sorgfältig vorgenommen werden [4], [5], [6], [7].
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Zu beachten ist dabei, daß für einen mit bis zu 140 und mehr Spinnstellen aus
gestatteten Flyer für alle Streckwerksablieferungen bzw. Spinnstellen gleiche
Voraussetzungen gegeben sein müssen. Die Zunahme des Durchmessers während
des Aufwindeprozesses ist aber für alle Spinnstellen nur dann dieselbe, wenn mit
jeder Lage ein gleicher Auftrag von Faser- bzw. Vorgarnmaterial erfolgt. Dies
setzt nicht nur voraus, daß die Garnnummern für alle auf dem Flyer erzeugten
Vorgarne gleich sind. Vielmehr darf auch keine unterschiedliche Vorgarndichte
gegeben sein. Damit zusammenhängend muß das Verlegen der Vorgarne durch
die Finger der Flügel mit immer gleichem und gleichbleibendem Preßdruck und
mit gleicher Zugspannung erfolgen.
Das Bedienungspersonal eines Flyers nimmt Veranlassung, den Konusriementrieb
entsprechend nachzusteuern, sobald die Beobachtung gemacht wird, daß die
Flyerspulen gegenüber der Sollgeschwindigkeit nachbleiben und die Faser
bändchen durchhängen. Schwieriger ist dagegen festzustellen, ob sich beim
Aufwinden der Flyerlunte bereits Verzugsvorgänge ausbilden.
Unübersichtliche Verhältnisse ergeben sich, wenn aus den vorerwähnten Gründen
nicht an allen Spinnstellen gleiche Voraussetzungen gegeben sind und ein Durch
hang des Faserbändchens zwischen Streckwerk und Flügelspitze nur an einzelnen
Spinnstellen auftritt. Es wird dann Veranlassung gegeben sein, den Konus
riementrieb nach diesen fehlerhaft ablaufenden Arbeitsvorgängen nachzustellen,
wobei keine Gewähr dafür besteht, daß sich an anderen Spinnstellen nicht bereits
unbemerkt Verzugs vorgänge einstellen.
Die für den Antrieb der Aufwindeorgane verwendeten Konstruktionselemente
(Längswellen und Kegel- oder Schraubenräder für den Antrieb von Flügeln und
Spulen, Kegelriementrieb und Differentialräderwerk für die Veränderung der
Spulenumlaufgeschwindigkeit während des Spinnprozesses) haben Verbesse
rungen, aber keine grundlegenden Umkonstruktionen erfahren. Wesentlich ist
jedoch die Vergrößerung der Spulenformate und damit die Erhöhung der Spulen
gewichte, welche Möglichkeiten geben, bis zu 2,8 kg Vorgarnmaterial auf einer
Spule unterzubringen. Zu verweisen ist auch auf den Vorschlag, da3 Vorgarn
hart zu drehen, auf einen Antrieb der Spulen zu verzichten, diese vielmehr nach
zuschleppen und durch einen »Dekordisator« an der Spinnmaschine den Drall
vor Einlauf in das Streckwerk wieder aufzuheben [8].
Eine laufende Fortentwicklung ist dagegen bei den Streckwerken zu verzeichnen.
Dadurch wurde es möglich, hohe Verzüge anzuwenden und aus Streckenbändern
mit z. B. Nm 0,27 in einer Flyerpassage Vorgarne bis zu Nm 2,7 und höher
auszuspinnen. Die bei den Ringspinnmaschinen heute allgemein verwendeten
Hochverzugsstreckwerke machen es möglich, aus solchen Vorgarnen auch
Gespinste feiner Nm zu erzeugen, ohne daß durch den Ausfall weiterer Flyer
passagen die Gleichmäßigkeit und die Festigkeit nachteilig beeinflußt werden.
Die Vorgarnspule bietet den Vorteil, daß eine relativ große Materialmenge auf
einem kleinen Raum untergebracht werden kann. Durch Verwendung besonderer
Führungsfinger am Flügel wird neuerdings versucht, die Materialdichte noch
weiter zu steigern [9]. Hiermit ergeben sich gute Voraussetzungen für die Material
vorlage bei der Ringspinnmaschine, wo im Gatter neben- und übereinander die
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