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Vorrichtung zum Erhitzen oder Kühlen und Falschzwirnen von laufenden fadenförmigen Produkten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erhitzen oder Kühlen und Falschzwirnen von laufenden fadenförmigen Produkten, die einen Zwirnklemmpunkt, eine Erhitzungs-und/oder eine Kühl- einrichtung, eine Vorrichtung zum Erteilen von falschem Zwirn sowie eine Fadenabführungsvorrichtung umfasst.
Derartige Vorrichtungen sind in der Textiltechnik allgemein bekannt und werden hauptsächlich zum kontinuierlichen Kräuseln von Garnen aus thermoplastischem Material angewendet. Diese Garne werden dazu in falschgezwirntem Zustand erhitzt und sodann gekühlt, wodurch sie eine permanente Schrumpfund Kräuselungsneigung erhalten.
Um zu einem billigeren Produkt zu gelangen, ist eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erwünscht.
Mit einer höheren Produktionsgeschwindigkeit sind aber mehrere technische Nachteile verbunden. Um nämlich das Garn in hochgezwirntem Zustand genügend zu erhitzen und sodann zu kühlen, ist eine minimale Zeitdauer, während welcher das Garn einer hohen und sodann niedrigen Temperatur ausgesetzt ist, erforderlich. Je nachdem die Garngeschwindigkeit zunimmt, sind immer längere Strecken nötig, um das Garn während der gleichen Zeitdauer diesen Temperaturen auszusetzen.
Die Vorrichtungen zum Kräuseln erhalten dadurch unerwünscht grosse Abmessungen, was nicht nur die Herstellungskosten dieser Vorrichtungen erhöht, sondern auch ihre Bedienung sehr erschwert.
Ausserdem wurde es bisher nicht für möglich gehalten, die betreffenden Garnstrecken zu verkürzen, indem man das Garn mitHilfe von Umleitrollen ein oder mehrere Male durch die Erhitzungs- oder Kilhl- vorrichtung hin-und herführt. Es zeigt sich nämlich, dass Rollen das Garn wohl ohne nennenswerte Erhöhung der Spannkraft führen können, dagegen wirken sie aber als Hemmung für das Durchlaufendes Falschzwirnes im Garn.
Erfindungsgemäss wurde es nun ermöglicht, die Erhitzungs- und/oder Kühlfläche beträchtlich zu verkürzen, wodurch eine billigere und einfacher zu bedienende Vorrichtung erhalten wird.
Die Erfindung besteht nun darin, dass bei der Vorrichtung zum Erhitzen oder Kühlen und Falschzwirnen der oben genannten Art mindestens an der vom Zwirnklemmpunkt abgewendetenSeite der Erhitzungund/oder Kühleinrichtung eine Fadenumlenkvorrichtung zum nochmaligen Rückführen des hochgedrehten Fadens durch dieselbe vorgesehen ist, die mit einem der Fadenumlenkvorrichtung eine kontinuierliche oder pulsierende Bewegung erteilenden Antrieb zum ungehinderten Durchlauf des Dralles versehen ist.
Durch die Anwendung eines derartigen fadenführenden Systems ist es nun ermöglicht, das Garn mehrere Male längs derselben Erhitzungs-und/oder Kühleinrichtung zu führen, während dennoch das Garn über die ganze Strecke, in der eine thermische Behandlung stattfinden kann, gleichmässig hoch falschezwirnt ist.
Verschiedene Systeme sind denkbar um ein Garn eine halbe Umdrehung umzuleiten, ohne dass das Durchlaufen des Falschzwirnes gehindert wird.
So kann man das Garn über zwei sich drehende kleine Achsen führen, die beide unter einem Winkel von etwa 45 mit der Fortbewegungsrichtung des Garns in der Erhitzungsvorrichtung angeordnet sind.
Es ist dann möglich, das Garn hintereinander über die zwei kleinen Achsen längs einer Schraubenlinie derart zu führen, dass die Hemmung gegen das Durchlaufen des Falschzwirnes im falschgezwirnten Garn gleich null ist.
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Eine andere Möglichkeit besteht aus einem flexiblen Rohr, das in einer Krümmung von 1800 gebogen ist und das um seine Achse mit einer Tourenzahl angetrieben wird, die der Tourenzahl des durch das Rohr geführten falschgezwirnten Garns angepasst ist.
Eine einfachere Konstruktion des fadenführenden Systems gemäss der Erfindung besteht aus einem i'Draht, vorzugsweise aus Stahl, der in einer Richtung quer zur Fadendurchlaufrichtung'durch die Erhit- 'zungs-und/oder Kühleinrichtung kontinuierlich bewegt wird und dessen Geschwindigkeit der zur Auf- rechterhaltung des Dralles nötigen Abwälzgeschwindigkeit des Fadenumfanges auf dem Draht entspricht.
Ausser der grossen Einfachheit hat diese Konstruktion auch den Vorteil, dass bei einer Maschine, die mehrere Krämelungsvorrichtungen umfasst, nur ein einziger Stahldraht für alle Kräuselungsvorrichtungen ) genügt, welcher gegebenenfalls sowohl längs der vom Fadenleitorgan abgewendeten als auch längs der diesem Organ zugewendeten Seite der Erhitzungs- oder Kühlvorrichtungen geführt werden kann.
Dadurch, dass man den Stahldraht axial mit einer Geschwindigkeit bewegt, die mit der Abwälzge- schwindigkeit des falschgezwirnten Garns übereinstimmt, kann man dieses Garn den Stahldraht umschlin- gen lassen, ohne dass, die Rotation des Garns um seine Achse abgebremst wird.
Bei einer andern Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht die Fadenumlenkvor- richtung aus einem stabförmigen Fadenführer, der mit einem hochfrequenten Vibratorsystem gekuppelt ist, welches den Fadenführer in Längs-und/oder Querrichtung zur Stabachse in Schwingungen versetzt.
Damit wird folgendes beabsichtigt. Das Garn wird um den stabförmigen Fadenführer geführt, der durch das Vibratorsystem in einem hochfrequenten Schwingungszustand gehalten wird. Infolgedessen zeigt es sich nun, dass nicht nur der Reibungswiderstand in der Fortbewegungsrichtung des Garns zwischen diesem
Garn und dem Fadenführer sehr beträchtlich vermindert wird, sondern auch, dass der Falschzwirn im Garn am Fadenführer vorbei zurücklaufen kann.
Diese Konstruktion bietet den Vorteil, dass das Garn in der ganzen sogenanntenFalschzwirnstrecke nahezu dieselbe Spannung besitzt. Ausserdem ist die Anzahl der sich drehenden und fortlaufenden Teile an der Maschine nun beträchtlich geringer als bei der oben beschriebenen Ausführungsform.
Bei der einfachstenAusführungsform bringt das Vibratorsystem denFadenführer in einen Schwingungs- zustand, bei dem der Schwingungsausschlag quer zum umschlingenden Faden gerichtet ist.
Vorteilhafter ist jedoch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der das Vi- bratorsystem'derartig ist, dass derFadenführer in eine zweidimensionaleschwingung versetzt werden kann, deren Fläche parallel zum auf-und ablaufenden Faden ist und quer zur Fläche durch diese Fäden und de- ren Drehungssinn demjenigen des umschlingenden Fadens entgegengesetzt ist.
Bei noch einer andernAusführungsform der erfindungsgemässenvorrichtung besteht die Fadenumlenk- vorrichtung aus einem Umleiträdchen, das mit grösserer Umfangsgeschwindigkeit als die Fadenüberlauf- geschwindigkeit angetrieben ist.
Die Erhitzungs-und/oder Kühleinrichtung kann verschiedene Formen aufweisen und z. B. flach oder in der Längsrichtung und/oder der Querrichtung gebogen sein. Erhitzungs-und/oder Kühlvorrichtungen, die in der Querrichtung gebogen sind, können eine Rinnen- oder Rohrform besitzen, wobei die Breite der
Rinne bzw. der Durchmesser des Rohres von einigen Zehnteln Millimeter bis zu mehreren Millimetern be- tragen kann. Rohrförmige Vorrichtungen können noch weiter sein, aber in diesem Fall ist es vorzuziehen, ein Erhitzungs- oder Kühlmedium durch das Rohr zu leiten.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung schematisch veranschaulicht. Fig. 1 zeigt eine vollständige Vorrichtung zur Herstellung von gekräuseltem Garn in Seitenansicht. Fig. 2 ist ein Detail dieser Vorrichtung in vergrössertem Massstab. Fig. 3 ist ein Detail einer andern Ausführungs- form der Erfindung.
In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1 ein endloser thermoplastischer Multifilamentfaden bezeichnet, der durch eine Kräuselungsvorrichtung geführt wird. Dieser Faden wird von einer Spule 2 über den Kopf abgezogen und durch eine Fadenöse 3 einem Fadentransporttnechanismus 4 zugeführt, welcher aus zwei angetriebenen Stahlwalzen und einer von diesen mitgenommenen, mit Gummi bekleideten Druckrolle besteht. Die Walzen werden in Pfeilrichtung angetrieben.
Vom Fadentransportmechanismus läuft der Faden zu einem Zwirnklemmpunkt 5 und von dort durch eine Heizvorrichtung 6, die aus einem engen Rohr aus rostfreiem Stahl besteht, das an den Enden mit
Anschlüssen zum Durchleiten eines elektrischen Stromes durch die Rohrwand versehen ist.
Ein fadenführendes System 7 ist beim oberen Ende des Rohres 6 vorgesehen, welches der Faden mit einer halben Windung umschlingt, wonach er wieder durch das Rohr 6 zur Falschzwirnspindel 8 läuft.
Von der Falschzwirnspindel 8 beliebiger Art läuft der Faden durch eine Öse 9, über einen Ballon 10 zum Läufer 11 und wird dann auf einer Hülse 12 einer Ringzwirnmaschine aufgewickelt. An Stelle einer
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Ringzwirnmaschine kann auch eine andere Aufwickelvorrichtung gebraucht werden.
Der Falschzwirn, der durch die Falschzwirnspindel 8 in den Faden 1 gedreht wird, kann über das fadenführende System 7 bis zum Zwirnklemmpunkt 5 zurücklaufen. Der falschgezwirnte Faden 1 hat deshalb eine Fixationsstrecke, deren Länge der doppelten Lange der Heizvorrichtung entspricht.
Das Fadenführungssystem 7 (Fig. 2) umfasst einen Stahldraht 13, der in Pfeilrichtung fortbewegt und in der richtigen Bahn durch ein System von (nicht dargestellten) Leitrollen gehalten wird. Die Laufgeschwindigkeit des Stahldrahtes ist gleich der Abwälzgeschwindigkeit des Dralles des überlaufenden kräuselnden Fadens gewählt, so dass der Stahldraht in dieser Richtung keinen Widerstand bieten kann.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform des Fadenführungssystems 7 dargestellt, das ein Stäbchen 14 und zwei hochfrequente, Vibratoren 15 und 16 aufweist, die das Stäbchen mit einem gegenseitigen Phasenunterschied in zwei zueinander senkrechten Richtungen, die durch Pfeile angedeutet sind, in Schwingung versetzen können. Der Phasenunterschied zwischen den Vibratoren, deren Frequenz und Amplituden werden experimentell derart eingestellt, dass das Stäbchen in einen Kreisschwingungszustand gerät, dessen Umfangsgeschwindigkeit mit der Geschwindigkeit des Stahldrahtes bei der Ausführungsform von Fig. 2 übereinstimmt.
Ausser den beschriebenen Ausführungsformen sind im Rahmen der Erfindung noch andere Lösungen möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Erhitzen oder Kühlen und Falschzwirnen von laufenden fadenförmigen Produkten, die einen Zwirnklemmpunkt, eine Erhitzungs- und/oder Kühleinrichtung, eine Vorrichtung zum Erteilen von falschem Zwirn sowie eine Fadenabführungsvorrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an der von dem Zwimklemmpunkt (5) abgewendeten Seite der Erhitzungs- oder Kühleinrichtung (6) eine Fadenumlenkvorrichtung (7) zum nochmaligen Rückführen des hochgedrehten Fadens durch dieselbe vorgesehen ist, die mit einem der Fadenumlenkvorrichtung (7) eine kontinuierliche oder pulsierende Bewegung erteilenden Antrieb zum ungehinderten Durchlauf des Dralles versehen ist.