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Dokumentenidentifikation DE69506458T2 19.08.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0669414
Titel Spinnverfahren und Spinnmaschine
Anmelder Musha, Toshimitsu, Machida, Tokio/Tokyo, JP;
Nisshinbo Industries, Inc., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Musha, Toshimitsu, Machida-shi, Tokyo, JP;
Yanai, Yuichi, c/o Nisshinbo Industries, Inc., Okazaki-shi, Aichi, JP;
Muraoka, Kazuyoshi, c/0 Nisshinbo IndustriesInc., Osala-shi, Osaka, JP;
Niwa, Yuki, c/o Nisshinbo Industries, Inc, Okazaki-shi, Aichi, JP;
Nakano, Yasuo, c/o Nisshinbo Industries, Inc., Okazaki-shi, Aichi, JP
Vertreter Meissner, Bolte & Partner, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69506458
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 01.02.1995
EP-Aktenzeichen 951013663
EP-Offenlegungsdatum 30.08.1995
EP date of grant 09.12.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.08.1999
IPC-Hauptklasse D01H 5/36
IPC-Nebenklasse D02G 3/34   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Spinnen von Garn, insbesondere auf ein Spinnverfahren und auf eine Spinnmaschine für ein solches Spinnverfahren.

Am Markt besteht ein Bedarf für maschinenversponnenes Garn hoher Qualität, das dem Gefühl nach natürliche Schwankungen hinsichtlich der Rauhheit und der Feinheit aufweist und auf diese Weise die Struktur und das Erscheinungsbild von handversponnenem Garn imitiert.

In der Vergangenheit waren Garne mit derartigen Schwankungen in der Struktur Gegenstand von verschiedenen Studien. Zum Beispiel offenbart die JP-A-62-170 542 ein gesponnenes Garn, bei dem grobe Garnbereiche und feine Garnbereiche beliebig gemischt sind. Dabei ist die vordere Walze einer Spinnmaschine von Walzenstreck-Typ direkt mit einem Servomotor gekoppelt, dessen Geschwindigkeit mit einem Gleichstrom-Spannungssignal frei variiert werden kann. Bei dieser herkömmlichen Spinnmaschine steuert ein Computerausgangssignal die Rotationsgeschwindigkeit der vorderen Walze derart, daß diese in geeigneter Weise variiert, so daß der Streckfaktor während des gesamten Spinnvorgangs geändert wird und dadurch ein Garn mit unregelmäßiger Dicke hergestellt wird.

Außerdem offenbart die Veröffentlichung JP-A-63-112 739 ein gesponnenes Garn, das durch unabhängiges Antreiben der mittleren Walze der Streckwalzen bei einer Ringspinnmaschine gebildet wird, die von einem Motor mit variabler Drehzahl Gebrauch macht und dessen Drehzahl in unregelmäßigen Zeitintervallen variiert.

Das US-Patent US-A-3,868,496 offenbart einen Steuermechanismus zur Erzeugung von zufallsartigen Effekten in Geweben. Eine Steuerschaltung erzeugt abwechselnde EIN- und AUS-Signale zur Erzeugung einer Verdickung an einem Garn oder einem Faden zu unregelmäßigen Zeitpunkten. Das aus derartigem Garn gewebte Tuch oder Gewebe besitzt ein zufallsartiges bzw. unregelmäßiges Erscheinungsbild. Die Schaltungseinrichtung bewirkt automatisch ein Variieren der Distanz zwischen den Verdickungen innerhalb eines zuvor zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert definierten Bereichs. Die tatsächliche Länge wird dann in pseudozufälliger Weise bestimmt.

Herkömmliches Maschinenspinnen erzeugt somit sich unregelmäßig anfühlende Garne durch Variieren des Garndurchmessers oder der Beabstandung von Verdickungen nach dem Zufallsprinzip. Dieses Zufallsprinzip führt jedoch zur Entstehung einer künstlichen Struktur, das nur in sehr geringem Maße natürliche Gefühle von handversponnenem Garn vermittelt, und daraus hergestellte Artikel sind für den Träger nicht sehr angenehm.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Spinnverfahren und eine Spinnmaschine zur Herstellung von sich natürlich anfühlenden Garnen anzugeben, die für Menschen angenehm sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Spinnverfahren und eine Spinnmaschine angegeben, wie sie in den Ansprüchen 1, 3 und 4 definiert sind.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß Garne hergestellt werden, bei denen der Durchmesser nicht zufällig variiert, sondern die Schwankungen eine Korrelation aufweisen, insbesondere eine 1/f-Fluktuation.

Unter Verwendung des Spinnverfahrens und der Spinnmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel werden Garne hergestellt, bei denen die 1/f-Fluktuation einer Melodie oder einem Ton entspricht. Das Spinnverfahren und die Spinnmaschine gemäß der Erfindung sind zum Spinnen von Garnen, die sich natürlich, unregelmäßig anfühlen, in einem industriellen Maßstab in der der Lage.

In der vorliegenden Anmeldung ist der Ausdruck "1/f-Fluktuation" als Leistungsspektrum der Frequenzkomponente f definiert und zu verstehen, und zwar proportional zu 1/fk, wobei k etwa 1 ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen ausführlicher beschrieben; darin zeigen:

Fig. 1 ein Übersichtsdiagramm der Hauptkomponenten einer Spinnmaschine bei einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Antriebssystems für Motoren, die in der Spinnmaschine vorgesehen sind;

Fig. 3 eine Darstellung eines Teils einer Melodie, die eine 1/f-Fluktuation erzeugt;

Fig. 4 eine Darstellung eines Garns, das unter Verwendung der Melodie nach Fig. 3 verstreckt worden ist.

Die Technik zum Spinnen von Garn beinhaltet verschiedene Schritte. Zuerst wird eine Masse kurzer Fasern, zum Beispiel Rohbaumwolle, gemischt, und danach werden die Fasern in einer einzigen Richtung ausgefluchtet. Eine Anzahl der Fasern wird zu schnurartigen Faserbändern gebündelt und dann verstreckt. Diese Vorgänge werden wiederholt, und anschließend wird eine sehr leichte Verzwirnung vorgenommen, um Vorgarne 11 zu bilden.

Als nächstes werden diese Vorgarne 11 durch eine Spinnmaschine 1 weiter verstreckt, und anschließend wird ihnen eine Verzwirnung erteilt, um gesponnenes Garn 13 zu schaffen. Für die Vor garne 11 können verschiedene Fasern und Mischungen davon verwendet werden, zum Beispiel Naturfasern, wie Baumwolle oder Flachs, regenerierte Zellulosefasern, wie Rayon oder Kupferoxidammoniak-Rayon, halbsynthetische Fasern, wie Acetat, oder Kunstfasern, wie Polyester.

Die vorliegende Erfindung konzentriert sich auf den Streckprozeß beim Spinnen dieser Vorgarne 11 zu dem Garn 13. Ein Verstrecken mit einer 1/f-Fluktuation führt letztendlich dazu, daß die Dicke des Garns 13 mit einer 1/f-Fluktuation variiert. Infolgedessen ist es möglich, unter Verwendung von mechanisch arbeitenden Geräten Garne, die sich ähnlich anfühlen wie handversponnene Garne, in großen Mengen herzustellen.

Spinnmaschine

Fig. 1 der Zeichnungen offenbart ein vereinfachtes Diagramm der Spinnmaschine 1 als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei es sich bei der Spinnmaschine 1 um eine Vorrichtung zum Verstrecken der Vorgarne 11 und zum Verspinnen derselben zu Garn 13 durch Erteilung einer Verzwirnung handelt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Spinnmaschine 1 mehrere Motoren auf, die einen rückwärtigen Motor 21, einen Riemchenmotor 22, einen vorderen Motor 23 und einen Spindelmotor 24 beinhalten, von denen jeder unabhängig gesteuert werden kann.

Der rückwärtige Motor 21 wird zum Antreiben einer rückwärtigen Walze 31 verwendet. Die Rotationsgeschwindigkeit der rückwärtigen Walze 31 kann zum Beispiel dadurch bestimmt werden, daß man der rückwärtigen Walze 31 über einen Riemen 51 und Zahnräder 52 eine vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit erteilt und man die Größe sowie die Anzahl der Zahnräder 52 einstellt. Ferner läßt sich die Rotationsgeschwindigkeit der rückwärtigen Walze 31 durch Steuern des rückwärtigen Motors 21 in beliebiger Weise einstellen.

In ähnlicher Weise können die Riemchenwalze 32 und die vordere Walze 33 in unabhängiger Weise gesteuert werden, wobei sich die Rotationsgeschwindigkeit der Riemchenwalze 32 und der vorderen Walze 33 beliebig einstellen läßt. Die Rotationsgeschwindigkeit der Riemchenwalze 32 und der vorderen Walze 33 läßt sich ebenfalls unter Verwendung eines Riemens 51 und Zahnrädern 52 einstellen.

Ferner kann einer Spindel 41 eine beliebige Rotationsgeschwindigkeit erteilt werden, indem eine Spindeltrommel 34 unter Verwendung des Spindelmotors 24 rotationsmäßig bewegt wird. Diese Motoren können bei Bedarf auch gemeinsam verwendet werden, und die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen läßt sich unter Verwendung von Geschwindigkeitsumsetzern, wie Riemen 51 und/oder Zahnrädern 52, einstellen.

Rückwärtige Walze, Riemchenwalze und vordere Walze

Die rückwärtige Walze 31 besitzt eine vorgeschriebene Rotationsgeschwindigkeit und drückt gegen die Vorgarne 11, um diese auszustrecken. Die Streckgeschwindigkeit der Vorgarne 11 wird durch den Durchmesser und die Rotationsgeschwindigkeit der rückwärtigen Walze 31 bestimmt.

In ähnlicher Weise verstreckt die Riemchenwalze 32 ein von der rückwärtigen Walze 31 zugeführtes Faserbündel 12. Ein Gummiriemchen ist zur Ausführung einer Rotationsbewegung auf der Riemchenwalze 32 angeordnet und verstreckt das Faserbündel 12 durch Aufbringen von Druck auf das Faserbündel 12 über einen großen Oberflächenbereich sowie durch stabiles Halten desselben. Durch Auswählen einer Streckgeschwindigkeit für die Riemchenwalze 32, die höher ist als die Streckgeschwindigkeit der rückwärtigen Walze 31, werden die Vorgarne 11 um einen Faktor von beispielsweise 1,2 bis 2 gestreckt oder verfeinert.

Mit anderen Worten, es wird durch Strecken der Vorgarne 11 zwischen der rückwärtigen Walze 31 und der Riemchenwalze 32 hervorgerufen, daß die Fasern der Vorgarne 11 eine Gleitbewegung ausführen und gegeneinander reiben sowie zu einem Faserbündel geformt werden, das feiner ist als die Vorgarne 11, indem es 1,2 bis 2 mal länger ist.

In ähnlicher Weise streckt auch die vordere Walze 33 das von der Riemchenwalze 32 zugeführte Faserbündel 12. Ihre Streckgeschwindigkeit ist höher eingestellt als die Streckgeschwindigkeit der Riemchenwalze 32. Durch derartiges Einstellen der Streckgeschwindigkeit, daß diese zum Beispiel 20 mal schneller ist als die der Riemchenwalze 32, führt der Streckvorgang zu einem Faserbündel 12, das 20 mal länger ist als das ursprüngliche Faserbündel.

Mit anderen Worten, es wird der Durchmesser des Faserbündels 12 dünner. Über die gesamte Spinnmaschine 1 gesehen, und zwar ab dem Zeitpunkt, an dem die Vorgarne 11 von der rückwärtigen Walze 31 gestreckt werden bis zu dem Austritt des Faserbündels 12 aus der vorderen Walze 33, beträgt das Ausmaß der Verfeinerung dann das 30- bis 40-fache.

Spindeln

Die Rotation der jeweiligen Spindeln 41 erteilt dem von der vorderen Walze 33 zugeführten Faserbündel 12 eine Verzwirnung, woraufhin es als Garn 13 auf Spulen gewickelt wird. In der Realität wird das Ausmaß der Verzwirnung für das Garn 13 derart eingestellt, daß es nachfolgende Prozesse aushalten kann, wobei es sich im allgemeinen um Weben oder Stricken handelt, und es den Griff von fertigen Geweben oder Maschenware erhält. Das Verzwirnungsausmaß läßt sich durch einen Verzwirnungs-Koeffizienten ausdrücken, wie er in der nachfolgenden Gleichung (1) angegeben ist:

K = T/ Ne ... (1)

dabei bedeuten:

K = Verzwirnungskoeffizient

T = Drehungsanzahl und

Ne = Garnnummer bzw. Garn-Feinheitsnummer.

Für Garne mit der gleichen Garn-Feinheitsnummer nimmt die Drehungsanzahl mit steigendem Drehungs- bzw. Verzwirnungskoeffizienten zu, so daß ein sich hart anfühlendes Garn gebildet wird, während die Drehungsanzahl mit sinkendem Verzwirnungskoeffizienten niedriger wird, so daß ein sich weich anfühlendes, voluminöses Garn gebildet wird.

In einem typischen Fall beträgt der Verzwirnungskoeffizient 2,5 bis 4,5. Zur Schaffung von Garnen mit demselben Griff, jedoch unterschiedlicher Garn-Feinheitsnummer, wird der Verzwirnungskoeffizient konstant gemacht, und die Drehungsanzahl wird derart eingestellt, daß sie der Garn-Feinheitsnummer entspricht.

Die Verzwirnung ist bestimmt durch die Länge des von der vorderen Walze 33 zugeführten Faserbündels 12 sowie durch die Anzahl von Drehungen, die über die Länge ausgeführt werden. Die Verzwirnung läßt sich somit dadurch modifizieren, daß man einen der Parameter konstant hält und den anderen variiert.

Zur Steigerung der Verzwirnung bei derselben Garn-Feinheitsnummer kann die Zuführung von der vorderen Walze 33 konstant gehalten werden, während die Rotationsgeschwindigkeit von der Spindel 41 erhöht wird. Andererseits kann die Rotation der Spindel 41 konstant gehalten werden, während die gesamte Zuführung von der rückwärtigen Walze 31, der Riemchenwalze 32 und der vorderen Walze 33 reduziert wird. In beiden Fällen erzielt man dasselbe Ergebnis.

1/f-Fluktuation

Der Erfinder hat festgestellt, daß eine 1/f-Fluktuation Menschen ein besonders angenehmes Gefühl vermittelt. Die Ergebnisse sind veröffentlicht in einer Schrift mit dem Titel "Bioinformation und 1/f-Fluktuation", Applied Physics, 1985, Seiten 429 bis 435, sowie in einer weiteren Schrift mit dem Titel "Biokontrolle und 1/f-Fluktuation", Journal of Jap. Soc. of Precision Machinery, Bd. 50, Nr. 6, 1984, Seiten 109 bis 114.

Die Zusammenfassung dieser Schriften lautet etwa wie folgt: "Die 1/f = Fluktuation vermittelt menschlichen Wesen ein angenehmes Gefühl; der Grund hierfür besteht darin, daß die Schwankungen im Grundrhythmus des menschlichen Körpers ein 1/f-Spektrum besitzen. Aus einer anderen Perspektive gesehen ermüdet der menschliche Körper schließlich an einem konstanten Reiz von derselben Quelle, jedoch fühlt sich der Körper umgekehrt unangenehm, falls sich die Reize zu rasch ändern sollten. Eine 1/f-Fluktuation ist daher eine Fluktuation mit der richtigen Proportion zwischen diesen beiden Extremen."

Außerdem ist in einem Auszug aus "Die Welt der Fluktuationen", von Brubachs, veröffentlicht von Kodansha, folgendes zu lesen: "Zum Beispiel handelt es sich bei den von dem menschlichen Körper ausgeführten Rhythmen, wie Herzschlägen, Klatschen mit den Händen zu Musik, Impulsfreisetzdauer von Neuronen sowie im Gehirn festgestellten a-Rhythmen, allesamt im großen und ganzen um 1/f-Fluktuationen. Man hat experimentell festgestellt, daß bei Stimulation eines Körpers mit einer Fluktuation, wie diesen biorhythmischen 1/f-Fluktuationen, der Körper sich wohlfühlt."

Fluktuationen oder Variationen liegen in verschiedenen Formen in der gesamten Natur vor. Das Murmeln eines Flusses, eine leichte, sanfte Brise sowie andere Erscheinungen, die bei Menschen ein angenehmes Gefühl hervorrufen, besitzen eine 1/f- Fluktuation, während Taifuns und andere starke Winde, die Unwohlsein hervorrufen, keine 1/f-Fluktuation besitzen.

1/f-Fluktuation des Garns

Um dem Garn 13 eine 1/f-Fluktuation zu erteilen, kann das Verstrecken des Faserbündels 12 durch Steuern des rückwärtigen Motors 21, des Riemchenmotors 22, des vorderen Motors 23 bzw. des Spindelmotors 24 variiert werden. Zum Beispiel kann die Geschwindigkeit, mit der das Faserbündel 12 von der Riemchenwalze 32 aufgenommen wird, konstant gehalten werden, und die Geschwindigkeit, mit der das Faserbündel 12 von der vorderen Walze 33 aufgenommen wird, kann mit einer 1/f-Fluktuation variiert werden, wobei der Durchmesser des verstreckten Faserbündels 12 mit einer 1/f-Fluktuation zwischen dick und dünn variiert. Die Aufnahmegeschwindigkeit der vorderen Walze 33 kann durch Steuern der Rotationsgeschwindigkeit des vorderen Motors 23 eingestellt werden.

Um dem Durchmesser des Garns 13 eine 1/f-Fluktuation zu erteilen, wird somit ein 1/f-Fluktuationssignal zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit des vorderen Motors 23 zugeführt, wobei beim Verstrecken zwischen der Riemchenwalze 32 und der vorderen Walze 33 der Durchmesser des Garns 13 variiert wird. Anstatt den vorderen Motor 23 zu steuern, ist es alternativ möglich, den Riemchenmotor 22 zu steuern, oder es können beide Motoren 22 und 23 gleichzeitig gesteuert werden.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Motorsteuerung. Die Steuerung 6 erhält Signale von dem Motorgeschwindigkeitssteller 61, der für den rückwärtigen Motor 21, den Riemchenmotor 22, den vorderen Motor 23 und den Spindelmotor 24 vorgesehen ist. Die Steuerung 6 erhält ferner ein Signal von einem 1/f-Fluktuationssignal-Generator 62 sowie einem Garngrobheit-Schwankungsbreitensteller oder Garndickensteller 63.

Alle dieser Signale werden von der Steuerung 6 verarbeitet, der Treibersignale Treibern 64 zuführt, die die Motoren 21 bis 24 steuern. Jeder Motor 21 bis 24 liefert ein Rückkopplungssignal über einen entsprechenden Geschwindigkeitsdetektor 25, so daß sich ihre Rotationsgeschwindigkeit steuern läßt.

Der Motorgeschwindigkeitssteller 61 stellt die Geschwindigkeit jedes Motors auf einen vorgeschriebenen Wert ein. Durch Erteilung eines 1/f-Fluktuationsignals von dem 1/f-Fluktuationssignal-Generator 62 auf der Basis dieses vorgeschriebenen Geschwindigkeitswerte ist es möglich, der Rotationsgeschwindigkeit der jeweiligen Motoren 21 bis 24 eine 1/f-Fluktuation zu erteilen.

Außerdem kann der Garndickensteller 63 zum Variieren der Rotationsgeschwindigkeit jedes Motors 21 bis 24 eingestellt werden, um dadurch die Dicke bzw. Stärke des Garns 13 auf vorbestimmte Werte einzustellen, wobei ein Garn mit einer 1/f-Fluktuation auf der Basis der eingestellten Dicken gesponnen wird.

1/f-Fluktuationssignal

Das 1/f-Fluktuationssignal wird bestimmt aus y&sub1;, y&sub2;, y&sub3;, ..., gebildet durch Berechnen von n Koeffizienten a&sub1;, a&sub2;, a&sub3;, ... an in einer Sequenz von beliebigen Zahlen x&sub1;, x&sub2;, x&sub3;, ... . Dabei läßt sich yi durch die Gleichung (2) ausdrücken. Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß die Sequenz der y&sub1;, y&sub2;, y&sub3;, ... bildenden numerischen Werte ein 1/f-Spektrum aufweist. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten sei auf Seitai shingou (Biologische Signalgabe), Kapitel 10, "Biologische Rhythmen und Fluktuationen", veröffentlicht von Corona Publishers, Ltd., verwiesen.

1/f - Fluktuationssignal-Generator

Der in Fig. 2 gezeigte 1/f-Fluktuationssignal-Generator 62 arbeitet wie folgt. In einem ersten Schritt wird zum Beispiel eine Sequenz von Zufallszahlen unter Verwendung eines Computers erzeugt. In einem zweiten Schritt wird diese Sequenz von Zufallszahlen in einer Speichervorrichtung gespeichert, wobei eine bestimmte Anzahl n von Koeffizienten nacheinander berechnet wird, woraufhin man eine Sequenz von numerischen Werten y durch eine lineare Transformation erhält. Ein Beispiel einer auf diese Weise erzielten 1/f-Fluktuation ist in der nachfolgenden Gleichung (3) veranschaulicht:

Sequenz der numerischen Werte =

{17, 12, 15, 15, 12, 14, 12, 8, 11, 12, 9, 9, 11, 7, 5, 2, 3, 0, 6, 7, 7, 8, 6, 3, 3, 6, 6, 3, 2, 4, 2, 4, 2, 0, 5, 6, 7, 7, 5, 7, 9, 4, 1, 4, 8, 7, 5, 4, 6, 2, 0, 6, 3, 7, 8, 10, 10, 5, 5, 8, 9, 7, 11, 5, 7, 8, 10, 6, 10, 9, 10, 10, 8, 11, 13, 10, 8, 6, 7, 4, 9, 7, 8, 7, 8, 3, 5, 7, 10, 11, 8, 5, 7, 6, 3, 8, 11, 10, 12, 9, 6, 11, 12, 13, 11, 10, 6, 6, 9, 7, 6, 2, 7, 9, 4, 1, 6, 8, 11, 9, 12, 12, 11, 7, 11, 6, 3, 5, 6, 9, 11, 6, 10, 6, 5, 3, 4, 9, 7, 7, 3, 4, 5, 3, 1, 1, 2, 6, 8, 11, 8, 11, 14, 14, 10, 9, 8, 7, 7, 8, 10, 5, 6, 7, 3, 5, 7, 10, 7, 9, 11, 12, 11, 9, 10, 12, 15, 12, 11, 13, 13, 13, 15, 16, 18, 20, 17, 17, 12, 13, 16, 12, 15, 11, 12, 16, 15, 12, 14, 13, ... } ... (3).

Diese numerische Sequenz besitzt ein 1/f-Spektrum; somit wird sie in ein elektrisches Signal als 1/f-Fluktuationssignal umgewandelt und zum Beispiel an das Motorsteuersignal abgegeben. Zum Beispiel können hohe Werte in der numerischen Sequenz derart eingestellt werden, daß sie einem hohen elektrischen Potential entsprechen, um die Geschwindigkeit des betreffenden Motors zu steigern und dadurch eine längere Verstreckung zu erzielen.

Es können auch andere Verfahren verwendet werden, wie zum Beispiel eine numerische Steuerung, um die Rotationsfrequenz der jeweiligen Motoren unter Verwendung von Werten aus der numerischen Sequenz zu steuern. Wenn die Trägheit der Motoren sowie anderer Komponenten des Steuersystems der Spinnmaschine 1 hoch ist, läßt sich das Verstrecken auch unter Reduzierung des Pegels des 1/f-Fluktuationssteuersignals in der erforderlichen Weise ausführen.

Verzwirnungssteuerung

Die Spindel 41 erteilt dem von dem vorderen Motor 23 zugeführten Faserbündel 12 eine Verzwirnung, so daß ein Garn 13 mit geeigneter Festigkeit gebildet wird. Wenn einem Faserbündel 12 mit gleichmäßiger Dicke eine Verzwirnung erteilt wird, läßt sich die Stärke der Verzwirnung zur Schaffung einer 1/f-Fluktuation steuern, indem man die Rotationgeschwindigkeit des Spindelmotors 24 mit dem 1/f-Fluktuationssignal beaufschlagt.

Ein ähnlicher Effekt läßt sich erzielen, indem man die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 41 konstant hält und man die Rotationsfrequenzen des rückwärtigen Motors 21, des Riemchenmotors 22 und des vorderen Motors 23 in einem konstanten Verhältnis hält und man dann das gleiche 1/f-Fluktuationssignal den drei Motoren 21, 22 und 23 gleichzeitig zuführt.

Wenn dagegen das Faserbündel 12 mit einer 1/f-Fluktuation verstreckt wird, kann die Rotation der Spindel 41 derart gesteuert werden, daß Abschnitten des Garns 13 mit dünnem Durchmesser eine stärkere Verzwirnung erteilt wird und Abschnitten des Garns 13 mit dickem Durchmesser eine geringere Verzwirnung erteilt wird, um über die Länge des Garns 13 einen gleichmäßigen Verzwirnungskoeffizienten zu schaffen.

Da die offensichtliche Dicke des Garns 13 in Abhängigkeit von dem Maß der Verzwirnung variiert, kann ferner eine 1/f-Fluktuation aufgebracht werden, die dieser Variation Rechnung trägt. In diesem Fall werden sowohl die Verstreckungsmotoren 21, 22 und 23 als auch der Spindelmotor 24 der Spindel 41 derart gesteuert, daß über den gesamten Verstreckungs- und Verzwirnungsprozeß eine 1/f-Fluktuation erteilt wird.

Erzeugung einer Melodie mit einer 1/f-Fluktuation

Die Gleichung (2) für eine Sequenz von numerischen Werten y mit 1/f-Sequenz läßt sich zur Schaffung einer Melodie verwenden. Zu diesem Zweck werden zuerst die Tonleiter und die Tonlage mit einer niedrigsten Frequenz fL und einer höchsten Frequenz fU festgelegt. Dann wird eine 1/f-Sequenz y abgeleitet, und es wird eine lineare Transformation durchgeführt, so daß die obere und die untere Grenze zu der niedrigsten Frequenz fL bzw. der höchsten Frequenz fU werden.

Die auf diese Weise abgeleiteten Werte der Sequenz y werden als akustische Schwingungsfrequenzen betrachtet, und diese werden für die Schwingungsfrequenzen der Tonleiter eingesetzt, denen sie am nähesten kommen.

Mit anderen Worten, sie werden zum Beispiel als Viertelnoten zwischen oder auf den Notenlinien von Notenpapier angeordnet. Fig. 3 zeigt einen Teil einer Melodie, wie sie unter Verwendung dieses Verfahrens abgeleitet wird. Die Tonlage und die Dauer der Noten der gebildeten Melodie sind entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des Motors bzw. der Dauer dieser Geschwindigkeit eingestellt, so daß der betreffende Motor gesteuert wird. Beim Verstrecken des Faserbündels kommt die Melodie in den Variationen im Durchmesser des Garns zum Ausdruck.

Erzeugung von Steuersignalen aus Tönen mit 1/f-Fluktuation

Der Klang des Murmelns eines Flusses, die Musik von J. S. Bach sowie die Musik von W. A. Mozart besitzen eine 1/f-Fluktuation. Somit kann eine Aufzeichnung oder ein Live-Aufführung dieser Töne in einem konstanten Intervall, zum Beispiel alle 25 ms, abgetastet werden, und die mittlere Frequenz kann bestimmt werden.

Ein Verfahren zum Bestimmen der mittleren Frequenz besteht darin, die Anzahl von Malen zu zählen, mit welcher das Signal mit einer gemessenen Frequenz eine Bezugslinie überschreitet, und dann diesen Zählwert in einen Zählwert pro Zeiteinheit umzuwandeln. Die auf diese Weise erhaltene Sequenz von Durchschnittsfrequenzen wird in Form von Musiknoten dargestellt, die dann als zur Motorsteuerung erforderliche Signale verwendet werden können.

Die Beziehung zwischen der Musik und einer 1/f-Fluktuation ist zum Beispiel beschrieben in Yuragi no sekai (Die Welt der Fluktuation), veröffentlicht von Kodansha Blue Box, und Mugen, kaosu, yuragi (Unendlichkeit, Chaos und Fluktuation), veröffentlicht von Baifukan.

Versponnenes Garn

Eine lineare Sequenz y, eine von einer linearen Sequenz y abgeleitete Melodie oder eine von aufgezeichneten Signalen einer musikalischen Live-Aufführung abgeleitete Melodie oder das Murmeln eines Flusses wird in einen 1/f-Fluktuationssignal-Generator eingegeben, um ein 1/f-Fluktuationssignal zu erhalten. Die Grundgeschwindigkeit der Motoren 21, 22, 23 und 24 und die Dicke des Garns 13 werden unter Verwendung des Motorgeschwindigkeitsstellers 61 bzw. des Garndickenstellers 63 eingestellt.

Bei einem Beispiel wurde zur Erzeugung eines versponnenen Garns die Melodie der Fig. 3 in den 1/f-Fluktuationssignal-Generator 62 eingegeben, und das auf diese Weise erzielte 1/f- Fluktuationssignal wurde zum Steuern des vorderen Motors 23 zum Spinnen eines Garns mit einer 1/f-Fluktuation verwendet.

Fig. 4 zeigt das auf diese Weise hergestellte Garn 13 nach dem Aufwickeln desselben auf eine Gleichmäßigkeitsfehler-Testplatte 7. Für die Motorsteuerung wurde die Dauer von einer Note in der Melodie derart eingestellt, daß sie 1 Meter des Garns 13 äquivalent war, die "la"-Note bei 440 Hz wurde derart eingestellt, daß sie einer Dicke mit der Garn-Feinheitsnummer 30 äquivalent war, und die Differenz zwischen den einander jeweils benachbarten Noten auf der Tonleiter "do, re, mi, fa, so, la, ti, do" wurde derart eingestellt, daß sie einer Garn- Feinheitsnummer von 5 äquivalent war. Unter diesen Bedingungen wurde das Garn 13 bei höheren Frequenzen feiner. In diesem Fall lag die Länge der variablen Dicke des Garns 13 zwischen den Noten in der Größenordnung von mehreren Zentimetern.

Bei Verwendung des Spinnverfahrens und der Spinnmaschine gemäß der Erfindung lassen sich folgende Vorteile erzielen: Der Durchmesser des Garns 13 ändert sich nicht in zufälliger Weise, sondern die Veränderung besitzt eine Verteilung mit einer 1/f-Fluktuation, so daß sich das Garn 13 mit der natürlichen Unregelmäßigkeit von handversponnenem Garn anfühlt, so daß ein besonderes ästhetisches Erscheinungsbild und ein angenehmer Tragekomfort geschaffen werden. Ferner kann die 1/f- Fluktuation auch der Verzwirnung des Garns 13 erteilt werden, um dadurch die Textur des Garns 13 zu variieren, so daß sich wiederum ein angenehmer Tragekomfort ergibt.

Garn kann in industriellem Maßstab kostengünstig versponnen werden, während dennoch das natürliche unregelmäßige Gefühl von handversponnenem Garn geschaffen wird. Bei einem derartigen Verfahren kann das Maß der Verzwirnung in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Garns variiert werden, wobei dies in einem gleichmäßigen Verzwirnungskoeffizienten über die Länge des Garns resultiert.

Durch Ausführung einer 1/f-Fluktuation auf der Basis einer Melodie sowie Umsetzen dieser Fluktuation in das Garn während des Spinnens, läßt sich dies in vorteilhafter Weise zum Variieren seines Durchmessers für den angegebenen Zweck verwenden.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Spinnen von Vorgarnen (11) zu Garn (13), bei dem Faserbündel (12) aus den Vorgarnen (11) mit einem vorbestimmten Ausmaß an Verfeinerung verstreckt werden und anschließend die jeweiligen, aus den Vorgarnen (11) verstreckten Faserbündel (12) zu dem gesponnenen Garn (13) verzwirnt werden,

gekennzeichnet durch

das Einstellen des Verfeinerungsausmaßes beim Verstrecken entsprechend der Stärke von seriellen Signalen, die eine 1/f-Fluktuation aufweisen, und/oder das Einstellen des Ausmaßes der Verzwirnung beim Verzwirnen mittels serieller Signale, die eine 1/f-Fluktuation aufweisen.

2. Spinnverfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Garn (13) versponnen wird, indem man den dünnen Bereichen der aus den Vorgarnen (11) verstreckten Faserbündel (12) eine stärkere Verzwirnung erteilt.

3. Spinnmaschine zum Spinnen von Vorgarnen (11) zu Garn (13), wobei die Spinnmaschine folgendes aufweist:

- eine rückwärtige Walze (31), die zum Strecken von Vorgarnen (11) ausgebildet ist,

- eine Riemchenwalze (32), die zum Strecken eines von der rückwärtigen Walze (31) zugeführten Faserbündels (12) ausgebildet ist,

- eine vordere Walze (33), die zum Strecken des von der Riemchenwalze (32) zugeführten Faserbündels (12) ausgebildet ist,

- eine Spindel (41), die zum Aufnehmen des von der vorderen Walze (33) zugeführten Faserbündels (12) angeordnet ist, und

- eine Steuerung (6) zum Steuern der variablen Rotationsgeschwindigkeit der Walzen (31, 32, 33) und der Spindel (41),

dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuerung (6) dazu ausgelegt ist, die Rotationsgeschwindigkeit der vorderen Walze (33) so einzustellen,

daß diese höher ist als die der Riemchenwalze (32), so daß das Faserbündel (12) dazwischen verstreckt wird,

sowie dazu ausgelegt ist, die Differenz in der Streckgeschwindigkeit zwischen der Riemchenwalze (32) und der vorderen Walze (33) so einzustellen, daß diese mit einer 1/f-Fluktuation variiert,

und daß die Spindel dazu ausgelegt ist, dem Faserbündel (12) eine Verzwirnung zu erteilen.

4. Spinnmaschine zum Spinnen von Vorgarnen (11) zu Garn (13), wobei die Spinnmaschine folgendes aufweist:

- eine rückwärtige Walze (11), die zum Strecken der Vorgarne (11) ausgebildet ist,

- eine Riemchenwalze (32), die zum Strecken eines von der rückwärtigen Walze (31) zugeführten Faserbündels (12) ausgebildet ist,

- eine vordere Walze (33), die zum Strecken des von der Riemchenwalze (32) zugeführten Faserbündels (12) ausgebildet ist,

- eine Spindel (41), die zum Aufnehmen des von der vorderen Walze (33) zugeführten Faserbündels (12) angeordnet ist, und

- eine Steuerung (6) zum Steuern der variablen Rotationsgeschwindigkeit der Walzen (31, 32, 33) und der Spindel (41),

dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuerung (6) dazu ausgelegt ist, die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (41), die dazu verwendet wird, dem Faserbündel (12) eine Verzwirnung zu erteilen, derart einzustellen, daß diese mit einer 1/f-Fluktuation variiert.

5. Spinnmaschine nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Streckgeschwindigkeit der Riemchenwalze (32) derart variiert wird, daß sie eine 1/f-Fluktuation aufweist,

und daß Garn (13) durch Verstrecken des Faserbündels (12) zwischen der Riemchenwalze (32) und der vorderen Walze (33) sowie durch anschließendes Verzwirnen des Faserbündels (12) unter Verwendung der Spindel (41) versponnen wird.

6. Spinnmaschine nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Streckgeschwindigkeit der vorderen Walze (41) konstant gehalten wird und die Streckgeschwindigkeit der Riemchenwalze (32) derart eingestellt ist, daß sie mit einer 1/f-Fluktuation variiert,

und daß Garn (13) durch Verstrecken des Faserbündels (12) zwischen der Riemchenwalze (32) und der vorderen Walze (33) sowie durch anschließendes Verzwirnen des Faserbündels (12) unter Verwendung der Spindel (41) versponnen wird.

7. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spindel (41) den dünnen Bereichen des zwischen der Riemchenwalze (32) und der vorderen Walze (33) verstreckten Faserbündels (12) eine starke Verzwirnung erteilt.

8. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Streckgeschwindigkeit der vorderen Walze (33) und die Streckdauer derart eingestellt sind, daß sie der Tonlage bzw. der Dauer der Noten einer Melodie mit 1/f-Fluktuation entsprechen,

und daß das Faserbündel (12) zwischen der Riemchenwalze (12) und der vorderen Walze (33) verstreckt wird.

9. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Streckgeschwindigkeit der vorderen Walze (33) derart eingestellt ist, daß sie der Durchschnittsfrequenz jedes periodischen Intervalls eines Tons mit 1/f-Fluktuation entspricht,

und daß das Faserbündel (12) zwischen der Riemchenwalze (32) und der vorderen Walze (33) verstreckt wird.







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