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Verfahren zur Herstellung voluminöser Garne
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strömungsbehandlung von Garnen nach der Patentschrift Nr. 206797 mit dem Zweck, dem Garn und den daraus hergestellten Geweben ein grösseres Volumen und andere erwünschte Eigenschaften zu erteilen.
In der USA-Patentschrift Nr. 2, 783, 609 ist ein neuartiges Garn beschrieben, das sich durch die Anwesenheit von Schlingen, Schlaufen, Einrollungen, Verknotungen usw. in den einzelnen Fäden oder Fasern auszeichnet, die diesen Garnen ein grosses Volumen und andere erwünschte Eigenschaften erteilen.
In der genannten USA-Patentschrift sind verschiedene Einrichtungen und Verfahren zur Herstellung dieser Garne erläutert. Ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zur Erzeugung von Garnen dieser Art ist im Stammpatent Nr. 206797 beschrieben. Nach dem Verfahren gemäss diesem Patent erhält manein voluminöses Garn durch Behandlung eines Faserbündels oder Garnes in einem strömenden Medium, zwecks Trennung der einzelnen Fasern oder Fäden des Bündels oder Garnes durch Einführung derselben in eine Zone starker Turbulenz, die imstande ist, in den einzelnen Fäden Schleifen usw. zu erzeugen.
Dabei wird das Garn oder Fadenbiindel in die Wirbelströmung unter einem spitzen Winkel, vorzugsweise unter einem Winkel zwischen 450und 600, eingeführt,
Die Einrichtung oder Düse zur Durchführung dieses Verfahrens weist vorzugsweise eine Leitvorrichtung für das strömende Medium auf, die eine im wesentlichen gerade Bohrung für das strömende Medium und ein vorzugsweise rohrförmiges Garneinführungsorgan besitzt, das unter einem beträchtlichen Winkel zu der Bohrung in dieser endet sowie vorzugsweise ein stromaufwärts von der Achse des Garneinführungsorganes in der Bohrung der Leitvorrichtung angeordnetes Hindernis.
Die Erfindung schafft nun ein weiter verbessertes Verfahren zur Herstellung voluminöser Garne nach dem Stammpatent und ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Garn als auch das strömende Medium, vorzugsweise Luft, an ihrem Vereinigungspunkt in die gleiche Richtung abgewinkelt werden, wobei das Garn nach der Behandlung durch das strömende Medium gegebenenfalls gedreht wird und allenfalls die Zuführungsgeschwindigkeit des Fadenbündels oder des Garnes zeitweise geändert wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Garn um einen Winkel von 450 bis 600 gegenüber der Garnzuführungs- richtung abgelenkt. Ebenso wird bevorzugt mit einer Ablenkung des strömenden Mediums um 450 - 600 gegenüber der Richtung des zuströmenden Mediums gearbeitet.
Der Winkel zwischen dem zugeführten Garn und der zugeführten Strömung des Mediums liegt vorteilhaft in dem Bereich von 300 bis 1200. Die besten Ergebnisse werden gewöhnlich erzielt, wenn die zwischen dem zugeführten Garn bzw. dem zuge- führtenströmenden Mediumeinerseitsund dem abgehenden Garn anderseits eingeschlossenen Winkel zwischen etwa 1200 und etwa 1800 betragen. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders zur Behandlung von gedrehten und ungedrehten Bündeln oder Garnen aus endlosen Fäden, kann jedoch auch auf Garne angewendet werden, die Stapelfasern allein oder zusammen mit endlosen Fäden enthalten. Zur Erhöhung der Stabilität der nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzeugten Faserbündel oder Garne ist es oft vorteilhaft, die Garne oder Faserbülldel nach der Strömungsbehandlung zusammenzudrehen.
Dies kann unmittelbar nach dem erfindungsgemässen Verfahren im gleichen Arbeitsgang oder in einem besonderen Arbeitsgang, beispielsweise in den üblichen Dreheinrichtungen oder andern geeigneten Vorrichtungen, ge-
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schehen. Effektgarne, z. B. Garne mit abwechselnden dicken und dünnen Strecken, können erhalten wer- den, indem die Zuführungsgeschwindigkeit des Garnes intermittierend variiert wird. Zu diesem Zweck kann man z. B. das zugeführte Garn über eine Springwalze führen.
Die Einrichtung zur Durchführung des
Verfahrens weist vorzugsweise einen gemeinsamen Kanal für das Garn und das strömende Medium auf, fer- ner ein in den Kanal einmündendes Garneinführungsorgan, das mit dem Kanal einen Winkel zwischen etwa 1200 und etwa 1800 bildet, einen Einströmkanal, der in den gemeinsamen Kanal etwa am Schnitt- punkt mit dem Garneinführungsorgan einmündet und ebenfalls einen Winkel zwischen etwa 1200 und etwa
1800 mit dem gemeinsamen Kanal bildet, wobei sich das Garneinführungsorgan und der Einströmkanal unter einem Winkel zwischen etwa 300und etwa 1200 schneiden sowie ein in dem Einströmkanal unmit- telbar stromaufwärts von dem Garneinführungsorgan angeordnetes Strömungshindernis zur teilweisen Be- hinderung der Strömung.
Bei der erfindungsgemässen Behandlung von Stapelfasergarnen kann es vorteilhaft sein, eine Einrichtung zu verwenden, die auch in der Bahn der abgehenden Garne ein Hindernis aufweist, dessen Abstand von dem Austrittsendedesgemeinsamen Kanales kleiner ist als die Durchschnittslänge der
Stapelfasern.
Gemäss Fig. 1 wird das zu behandelnde Garn 1 gewöhnlich mit einer Geschwindigkeit, die durch die
Walzen 2 und 3, zwischen denen das Garn hindurchgeführt wird, bestimmt werden kann, in die Düse ein- geführt. Das Garn tritt in die Garneinführungsanordnung 6 ein, die von dem Gehäuse 30 an der Seite der
Düse absteht, deren unterer Teil über den Stutzen 7 an eine Druclduftquelle angeschlossen ist. Aus der
Garneinführungsanordnung 6 gelangt das Garn in einen durch die Düse hindurchgehenden Luftstrom. Das aus dem Teil 40 der Düse austretende Garn geht zwischen den seine Geschwindigkeit bestimmenden Wal- zen 4 und 5 hindurch. Von jeder Walzengruppe wird gewöhnlich eine Walze durch geeignete Mittel an- getrieben. Beispielsweise können die Walzen 2 und 4 angetrieben werden und die Walzen 3 bzw. 5 rei- bungsschlüssig mitnehmen.
In dem am oberen Ende der Düse mit dem Luftstrom austretenden Garn sind die einzelnen Fäden des Garnes in Schleifen gelegt, was durch die gezackt Linie angedeutet wird, die in Fig. l von dieser Stelle an das Garn darstellt.
Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform der Düse sind in den Fig. 2-4 dargestellt. Fig. 3 zeigt deutlich die drei Hauptteile, nämlich das Garneinführungsorgan 6, das Gehäuse 30 und das Luftein- führungsorgan 31. In das eine Axialbohrung 40 aufweisende Gehäuse 30 sind die beiden andern Hauptteile der Düse eingesetzt. Die axiale Austrittsbohrung des Gehäuses ist zum Austrittsende hin erweitert, um eine Expansion des strömenden Behandlungsmediums zu gestatten. Das Lufteioführungsorgan 31 und die Garneinführungsbohrung 12 schneiden sich am unteren Ende der axialen Austrittsbohrung. Die Garneinfüh- rungsbohrung nimmt in ihrem verengten Teil das Garnrohr 11 und in dem äusseren Ende der Bohrung die
Hülse 10 auf.
Gemäss Fig. 2 ist dieser Teil des Gehäuses in einem Teil seiner Tiefe durch den Schlitz 24 geteilt, so dass Flansche 22 und 23 entstehen. Die Schraube 21 wird durch die etwas grössere, gewindelose
Ausnehmung des Flansches22 in die Gewindeöffnung25 des Flansches 23 eingeschraubt, wodurch die Flan- schen so gegeneinander gezogen werden, dass die Hülse 10 satt in der Bohrung gehalten wird. Der Unter- teil des Gehäuses ist zwecks Anschluss an eine Leitung für ein Druckmedium mit einem Innengewinde ver- sehen.
Das Garneinführungsorgan 6 besitzt ein Garnrohr 11, das im wesentlichen den gleichen Durchmesser hat wie der verengte Teil der Bohrung 12 des Gehäuses. Jenseits der Verengung des Garneinführungsorga- nes setzt sich die Bohrung 12 in einer Blindbohrung 26 fort, die je nach Grösse und Form des Austrittsendes des Rohres 11 entweder den gleichen oder einen etwas kleineren Durchmesser hat. Die Mündung 40 des Gehäuses 30 kann eine Aussenkung zur Aufnahme eines gehärteten Einsatzes aufweisen. Auf jeden Fall soll die Mündung venturirohrähnlich erweitert sein.
Die Hülse 10 umgibt das Garnrohr 11 vom einen Ende bis etwa zur Mitte des Rohres, um dieses ge- nügend zu versteifen und abzustützen, wenn die Gehäuseflansche zur Festlegung des Rohres zusammen- gezogen werden. Die das Rohr aufnehmende Hülse erstreckt sich über das eine Ende des Rohres hinaus und bildet dort einen schraubenmutterähnlichen Teil, dessen Bohrung nach aussen erweitert ist, um einen glat- ten Eintrittdes Garnes in das Rohr zu ermöglichen. Die Bohrung des schraubenmutterähnlichen Teiles trägt einen ähnlich erweiterten Einsatz 28. Das Austrittsende des Rohres 11 ist entlang der Achse teilweise weg- geschnitten, so dass es über eine etwa dem Durchmesser der Verengung des Formstückes entsprechende
Strecke halbzylindrisch ausgebildet ist.
Die am entgegengesetzten Ende der Hülse vorgesehene Mutter kann an der zu den geraden Schnitträndern des Rohres parallelen Fläche gel (erbt sein, damit das Rohr leicht so eingesetzt werden kann, dass seine aufgeschnittene Seite stromabwärts liegt.
Im allgemeinen weist die erfindungsgemässe Garnbehandlungsvorrichtung drei Kanäle auf, die sche- matisch in Fig. 4 dargestellt sind, nämlich einen gemeinsamen Kanal 60 für das Garn und das strömende
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Medium, einen Garneinführungskanal 61 und einen Einströmkanal 62, der sc angeordnet ist, dass der gemeinsam Kanal 60 etwa an demselben Punkt von dem Garneinführungskanal 61 und dem Einströmkanal 62 geschnitten wird, wobei der Garneinführungskanal in den Kanal 60 mündet und mit ihm einen Winkel a zwischen etwa 1200 und etwa 1800 bildet und der Einströmkanal ebenfalls in den Kanal 60 mündet und mit ihm einen Winkel 8 zwischen 1200 und etwa 1800 bildet, während der Winkel y zwischen dem Garneinführungskanal und dem Einströmkanal zwischen etwa 300 und etwa 1200 beträgt.
Unabhängig von der jeweiligen Relativanordnung des gemeinsamen Kanales, des Gameinführungskanales und des Einströmkanales ist es zweckmässig, wenn das Garn in den gemeinsamen Kanal stromabwärts eines Hindernisses eintritt, das die Strömung des strömenden Mediums von dem Einströmkanal in den gemeinsamen Kanal teilweise behindert. Das Hindernis kann als mit dem Gameinführungsorgan einstückiger Fortsatz (s. z. B. 11 in Fig. 3) oder als vollständig getrenntes Element ausgebildet sein, das etwa an dem Schnittpunkt zwischen
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Garnrohres) können in weiten Bereichen variiert werden, wobei jedoch die Längsbohrung gewöhnlich weiter ist.
Ein Vorzug der erfindungsgemässen Düsen besteht darin, dass sie mit gleichen Abmessungen zur Behandlung von Garnen in einem weiten Garngrössenbereich verwendet werden können. Die Abmessungen können daher von den oben angegebenen beträchtlich abweichen. Die oben angegebenen Abmessungen haben sich unter andern bei Garngrössen (Garndenier und Fadenzahl) von 36 - 10 und 40 - 34 über 84 - 34 bis zu 210 - 102 bewährt, wobei das Produkt die gewünschte Ausbildung zeigte.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann aber auch zur Behandlung von Garnen mit höheren oder niedrigeren Garndenierwerten oder Fadendenierwerten mit vergleichbar guten Ergebnissen verwendet werden.
Man kann natürlich für ein bestimmtes zu behandelndes Garn eine bestimmte Düse auswählen, die sich für diesen speziellen Fall durch besondere Wirksamkeit, wirtschaftlichen Luftverbrauch, niedrige Herstellungskosten und andere Faktoren auszeichnet. Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist die Konstruktion von Düsen möglich, die in verschiedener Hinsicht von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen.
Zur Erzeugung der zur Bildung von Schlaufen bzw. Schlingen in den Fäden erforderlichen Turbulenz nach dem erfindungsgemässen Verfahren können die Düsen in dem Luftstrom ein geeignetes Hindernis aufweisen, und es kann das Garn stromabwärts von dem Hindernis unter einem beträchtlichen Winkel zur Achse der Strömung eingeführt werden. In der beispielsweise dargestellten Düse ist diese einstückig mit dem Garneinführungsorgan ausgebildet, da das halbzylindrische Endstück des Gamrohres in die Luftströmung der Längsbohrung hineinragt. Dabei kann das Garnrohr so tief eingeschoben werden, dass es in der Blindbohrung ruht, die die Querbohrung des Formstückes fortsetzt.
Das Garn tritt aus dem zylindrischen Teil des Rohres heraus und verläuft nur ein kurzes Stück stromabwärts von der halbzylindrischen Endstrecke vor- bei,'die in dieser Richtung aufgeschnitten ist. Der stromabwärts gelegene Teil führt sowohl die von dem stromaufwärts gelegenen Teil kommende Luft als auch das eingeführte Garn sowie eine kleine Luftmenge, die mit dem Garn durch das Garneinführungsorgan eingeführt wird. Das Garnrohr kann von der Bedienungsperson verschieden tief eingeschoben werden und wird durch Festziehen der Feststellschraube festgelegt.
Bei der beispielsweise dargestellten Gehäusekonstruktion mit Seitenflanschen kann die Einschubtiefe leicht eingestellt werden, wie deutlich in Fig. 2 zu sehen ist.
Das turbulenzerzeugende Hindernis braucht nicht einstückig mit dem Garneinführungsorgan ausgebildet zu sein, sondern kann auch fest oder einstellbar in der Längsbohrung des Formstückes montiert werden.
Sowohl das Gamrohr als auch das Formstückselbst können gegebenenfalls einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein, doch kann die dargestellte dreiteilige Düse auf einfache Weise zusammengesetzt, auf optimale Funktion eingestellt und zur Besichtigung auseinandergenommen werden. Zwecks geringer Abnutzung bestehen das Hindernis und das Garnrohr zweckmässig aus besonders hartem Material. Da diese Teile nach Abnutzung auswechselbar sein sollen, hat es nur wenig Sinn, sie mit einem andern Teil zu vereinigen, es sei denn miteinander. Wenn das Garnrohr und Hindernis einstückig ausgebildet sind, kann das Rohr an Stelle des offenen ein geschlossenes Ende haben, wobei in dem Rohrmantel in der Nähe des Endes nur eine Kerbe oder ein Schlitz für den Garnaustritt vorgesehen ist. Man kann zwar eine einzige Garngrösse, z.
B. bei Veränderung der Einschubtiefe, ohne weiteres in einem weiten Garndenierbereich verwenden, doch gestattet die Anordnung eines herausnehmbaren Rohres die Verwendung von Garnrohren mit andern Durchmessern oder Querschnittsformen. Im allgemeinen ist das Formstück keiner so starken Abnutzung
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Dasstück und das Gehäuse aus beträchtlich weicherem Metall, z. B, aus gewöhnlichem rostfreiem Stahl oder sogar aus Messing, hergestellt werden können. Die Mündung des Formstückes soll verhältnismässig hart oder mit einem gehärteten Einsatz versehen sein, da sie der Reibung durch das behandelte Garn ausgesetzt ist. Zur beschädigungsfreien Einführung des Garnes ist das Gamrohr am Eintrittsende mit einem keramischen Einsatz versehen.
Die Durchführung des Verfahrens und die Arbeitsweise der Einrichtung sind ähnlich wie im Stammpatent Nr, 206797 beschrieben, Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglichen ein Arbeiten mit besonders hoher Wirtschaftlichkeit, weil zur Herstellung eines Garnes einer bestimmten Qualität ein niedrigerer Luftdruck und/oder ein geringerer Luftverbrauch genügt. oft ist die Erzeugung eines noch einheitlicheren und besseren Garnes möglich, Die Erfindung stellt daher eine wichtige Verbesserung in der praktischen Anwendung der Erfindung gemäss dem Stammpatent dar.
PATENTANSPRÜCHE : l. Verfahren zur Herstellung voluminöser Garne durch Einwirkung eines strömenden Mediums auf ein in dieses mit grösserer als der Abzugsgeschwindigkeit eingeführtes Garn oder Bündel unendlicher Fäden unter Trennung der einzelnen Fäden oder Fasern und unter Ausbilaung von Schlingen, Schlaufen, Einrol-
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strömende Medium, in welchem Turbulenz erzeugt wird, unter einen spitzen Winkel eingeführt wird und an der Stelle seines Eintrittes in das strömende Medium in die Hauptfortbewegungsrichtung desselben abgewinkelt wird, nach Patentschrift Nr.
206797, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Garn als auch das strömende Medium, vorzugsweise Luft, an ihrem Vereinigungspunkt in die gleiche Richtung abgewinkelt werden, wobei das Garn nach der Behandlung durch das strömende Medium gegebenenfalls gedreht wird und allenfalls die Zuführungsgeschwindigkeit des Fadenbündels oder des Games zeitweise geändert wird.