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Vorrichtung zum Kräuseln von erwärmtem Garn
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kräuseln von erwärmtem Garn, das vorzugsweise aus einem thermoplastischen Polymer besteht. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kräuseln im wesentlichen parallelliegender, synthetischer Textilfäden der Polyamid-
Art, wodurch solche Fäden gegebenenfalls kräuselbar gemacht werden.
Endlose, kaltreckbareFädenaussynthetischemMaterialkönnenausPolyamidenu. dgl. durch Trocken-, Nass- oder Schmelzspinnverfahren hergestellt werden, wobei der zuletzt genannte Vorgang zur kommerziel- len Herstellung der meisten, wenn nicht aller derzeit erzeugten Polyamid-Fäden verwendet wird. Die frischgebildeten Polyamid-Fäden sind im allgemeinen nicht weitgehend orientiert und haben eine ver- hältnismässig geringe Zugfestigkeit gegenüber hochorientierten Polyamid-Fäden, in welchen die Moleküle in der Richtung der Achse des Elementarfadens ausgerichtet oder orientiert sind.
Zum Orientieren von
Polyamid-Fäden und wesentlichen Erhöhen der Zugfestigkeit derselben müssen diese unter gleichzeitiger
Durchmesserverringerung in einem bestimmten Ausmass gereckt werden, u. zw. mittels Fadenliefereinrich- tungen wie etwa zwei Lieferwalzen oder zwei ändern Fadentransporteinrichtungen, welche einen bestimmten Unterschied in den Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen. Beim Kaltrecken von Elementarfäden aus
Polyamid ist es bekannt, dass dieses Recken vorteilhafterweise so ausgeführt wird, dass die Stelle, an wel- cher die Reckung vor sich geht, durch Mittel mechanischer oder thermischer Art fixiert oder lokalisiert wird. Die Lokalisierung des Reckpunktes wird üblicherweise unter Verwendung von Garnbremseinrichtungen od. dgl. vorgenommen, welche zwischen zwei Streckrollen-Einrichtungen angeordnet sind.
Im Gegensatz zu Wolle sind synthetische Fäden verhältnismässig gerade und haben eine glatte, rutschige Oberfläche und sind daher nicht sehr geeignet, mit Hilfe der üblichen Spinnverfahren zu Garn verarbeitet zu werden. Zur Erleichterung des Kardierens oder/und des Kämmens und Verziehens, welchen Operationen synthetische Stapelfasern vor ihrer Verarbeitung in übliche Textilgarne unterworfen werden, ist es wichtig, diese zu kräuseln, so dass sie eine zufriedenstellende Form oder Wellung erhalten, welche das Verspinnen auf den üblichen Spinnmaschinen zu Garn erlaubt. Es sind schon viele Einrichtungen und Verfahren vorgeschlagen worden, um diese erwünschte Kräuselung oder Wellung den synthetischen Elementarfäden zu verleihen.
Eine bekannte Ausführungsform einer solchen Kräuselungseinrichtung verwendet gezahnte Walzen oder gezackte Räder, welche beheizt werden und welche die geraden Elementarfäden zwischen sich aufnehmen und diese durch Druckkräfte in eine gekräuselte Form überführen.
Während Garne aus endlosen Fäden den Vorteil grösserer Gleichmässigkeit und höchster Zugfestigkeit haben, besitzen sie anderseits unerwünschte Eigenschaften, darunter geringe Wärmeisolierfähigkeit, das Fehlen einer gewissen Voluminosität, die für bestimmte Verwendungszwecke erwünscht ist, und eine ge- ringe Deckfähigkeit. Viele Versuche sind bereits gemacht worden, um wenigstens einige der erwünschten Eigenschaften der aus Fasern gesponnenen Garne den Garnen aus endlosen Fäden zu verleihen. Ausser der Tatsache, dass der Aufwand bei der Herstellung des Garnes wesentlich ansteigt, sind hier auch unglücklicherweise einige wohl erkannte Unzukömmlichkeiten mit den üblichen Vorrichtungen und Verfahren, um Garnen aus endlosen Fäden eine Voluminosität zu verleihen, verbunden.
Einer dieser Nachteile der Einrichtungen, welche Kräuselwalzen verwenden, ist darin gelegen, dass nachdem die Walzen unmittelbare Berührung mit dem erwärmten Garn haben, die Temperatur der in Berührung mit dem Garn stehenden Kräuselwalze bei der Behandlung des Garnes leicht ansteigt. Dies äussert
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sich in einer zunehmenden Änderung der Kräuselungseigenschaften des Garnes über die Länge einer behan- delten Garnpartie. Unter Beachtung dieses Problems ist es Gegenstand der Erfindung bei einer Vorrichtung zum Kräuseln von erwärmtem Garn, welche ein Gestell und ein Paar von im Gestell drehbar gelagerten
Zahnwalzen aufweist, welche Walzen das erwärmte Garn zwischen sich aufnehmen und kräuseln, Åam Ge- stell eine Düse anzuordnen, welche einen Kühlmittelstrom auf eine der Zahnwalzen richtet.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bei Anordnung einer Leerrolle im Abstand von der einen Zahnwalze am Gestell, wobei das erwärmte Garn mehrmals über die eine Zahnwalze und die Leerrolle zur Bildung einer Mehrzahl von Schlingen geführt ist, die Düse innerhalb dieser Schlingen angeordnet ; sie richtet ihren Kühlmittelstrom nur gegen diese Walze, um eine Temperaturerhöhung derselben zu vermeiden.
Bei Verwendung der erfindungsgemässen Einrichtung können in kommerzieller Weise Garne aus Elementarfäden aus thermoplastischem Material hergestellt werden, welche Garne flaumig und dehnbar sind und viele Eigenschaften besitzen, die an sich den aus Fasern gesponnenen Garnen zukommen, während manche Eigenschaften, welche sonst Garnen aus endlosen Fäden zugeordnet sind, wie etwa die Festigkeit und das Fehlen des'sogenannten"Pilling-Effektes", erhalten bleiben.
Bei einer Ausführungsart des Erfindungsgegenstandes werden kaltreckbare synthetische Elementarfäden mittels einer angetriebenen Lieferwalze durch eine Heissreckzone hindurchgeführt, in der die Fäden erwärmt und gereckt werden und von wo die Fäden zwischen zwei angetriebene, im gegenseitigen Eingriff stehende Kräuselwalzen gebracht werden, wobei die Zähne der Kräuselwalzen gekühlt werden, um eine Temperatursteigerung zu begrenzen. Die Kühlung wird durch die Anordnung einer Düse bewirkt, aus welcher Kühlluft auf eine der Kräuselwalzen. gerichtet wird.
Weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, welche unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes erläutert. Hiebei zeigt Fig. 1 eine vereinfachte, schaubildliche Darstellung der allgemeinen gegenseitigen Anordnung der Einzelteile, welche zusammen die eine Ausführungsform der Erfindung bilden, und Fig. 2 eine vergrösserte Teilansicht, welche die Anordnung einer Luftdüse gegenüber einer der Kräuselwalzen zeigt.
In Übereinstimmung mit der Erfindung ist eine Reck- und Deformiermaschine zur Behandlung von Garnen aus endlosen Fäden aus Polyamid u. dgl. vorgesehen, welche für einen hohen Wirkungsgrad und sparsame Arbeitsweise ausgebildet ist. Dies wird ermöglicht durch die Anordnung einer Lieferwalzeneinrichtung und eines Satzes von Reck- und Deformierzahnwalzen, zusammen mit Einrichtungen zum Erwärmen des Garnes, wie etwa eines beheizten Zieh-oder Reckstiftes, einer beheizten Platte, eines beheizten Rohres od. dgl., welch letztere Einrichtungen zwischen dem Lieferwerk und dem Kräuselwerk angeordnet sind. Von einem entsprechenden Vorrat wird das Garn zum lieferwerk geführt, nachdem es um oder durch eine Spannvorrichtung gegangen ist. Zumindest eine der Lieferwalzen ist angetrieben.
Zweck des Lieferwerkes ist es, eine entsprechende und hinreichende Menge von Garn zu liefern, wobei das Garn zwischen oder an den Walzen nicht gleiten soll, wenn es durch die Reckspannung belastet wird.
Im Weg des Garnes ist nach den Lieferwalzen und nach der Heizeinrichtung ein Paar von Kräuselwalzen vorgesehen, welche Walzen mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden und, in geringem gegenseitigem Abstand stehend, ineinander greifen, ohne jedoch einander zu berühren. Zumindest eine der beiden Kräuselwalzen ist von aussen her angetrieben, u. zw. mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die höher ist als die Liefergeschwindigkeit des Lieferwerke, so dass das Garn zwischen dem Lieferwerk und den Kräuselwalzen gereckt wird.
Das Garn wird zwischen die Kräuselwalzen eingeführt und vorzugsweise um einen Teil des Umfanges einer der Walzen herumgeführt, sodann über eine Leerrolle gelegt, und dies einige Male, so dass das Garn einen Weg durchläuft, der bezüglich jener Stelle, an der das Garn zum ersten Mal zwischen die Kräuselwalzen eingeführt wurde, der Länge nach über diese Walzen fortschreitet. Durch die Anordnung der Leerrolle im Abstand von den Kräuselwalzen wird das Garn von den Kräuselwalzen verformt und wieder freigegeben und hiebei nach einem zufällig entstehenden oder vorbestimmten Muster verformt.
Die Kräuselwalzen dienen nicht nur zumDeformieren der Elementarfäden des Garnes, sondern dienen auch zur raschen Abkühlung oder Abschreckung und Erhärtung derselben, wenn sie zwischen den Kräuselwalzen hindurchgehen. Hiezu sind diese Teile vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Material angefer- tigt.
Um sicherzustellen, dass die Temperatur der Kräuselwalzen während des Hindurchgangs einer Garnpartie nicht auf unerwünscht hohe Werte ansteigt, ist eine Düse vorgesehen, welche Kühlluft gegen eine der Kräuselwalzen bläst. Hiedurch wird die Temperatur der Kräuselwalzen niedrig gehalten, um eine gleichmässige Kräuselung zu ergeben. Nach dem Recken und Deformieren in der angegebenen Weise
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wird das Garn in üblicher Weise aufgewickelt.
Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Einrichtung zum Behandeln von Garn wird ein thermoplastisches, kaltreckbares Garn 10, wie Polyamid od. dgl., welches aus einem Bündel von glatten, im wesentlichen parallelen Elementarfäden besteht, die noch nicht völlig orientiert sind, von einem Garnvorrat 11 auf eine Spule 12 abgezogen. Nachdem das Garn noch nicht völlig orientiert ist, ist es erforderlich, das Garn zu dehnen, um hiedurch das bestmögliche Ausmass der molekularen Orientierung hierin zu erhalten. Das Garn 10 wird von der Spule 12 über Kopf abgezogen und ist in üblicher Weise über ein Fadenleitstück 13 geführt, welches als einfache Fadenspannvorrichtung dient und mithilft, eine ordentliche und gleichmässige Garnlieferung zu erhalten.
Von dieser Spanneinrichtung oder dem Leitstück 13 wird das Garn 10 durch einen Fadenführer 14 gezogen und sodann durch ein Paar von Lieferwalzen 15, welche das Garn von der Spule 12 abziehen und mit einer bestimmten Liefergeschwindigkeit abgeben.
Die Walzen 15 haben parallele Achsen und werden in der Arbeitsstellung hinreichend stark gegeneinander gedrückt, um das Garn genügend stark zu klemmen, so dass ein Schlüpfen oder ein freies Hindurchgehen des Garnes zwischen den Walzen sicher vermieden wird.
Von den Lieferwalzen 15 wird das Garn 10 nach unten und um einen beheizten Reck- oder Ziehstift 16 üblicher Art geleitet, an welchem sich der grösste Teil der Durchmesserverringerung des Garnes vollzieht. Der Stift, welcher so montiert ist, dass er in bezug auf die Achsen der Lieferwalzen 15 seitlich versetzt ist, hat eine glatte, mit dem Garn in Berührung kommende Oberfläche. Nachdem das Garn um den beheizten Stift 16 in einer gewünschten Anzahl von Windungen herumgegangen ist, wird es weiter nach unten und zwischen zwei drehbar gelagerte und parallele Achsen aufweisende Kräuselwalzen 17 und 18 hindurchgeführt, welche unmittelbar unterhalb des Stiftes 16 angeordnet sind und eine Vielzahl von in gleichen Winkelabständen liegenden und sich über die Länge der Walzen erstreckenden Zähnen 20 besitzen, die mit geringem Abstand ineinandergreifen.
Die Walzen 17 und 18 sind auf Wellen 21 bzw. 22 befestigt.
Um die Kräuselwalzen gleichmässig anzutreiben, sind miteinander im Eingriff stehende Zahnräder 23 und 24 vorgesehen, die auf den Wellen 21 bzw. 22 befestigt sind. Hiebei wird die Welle 22 von einem Motor 19 üblicher Art angetrieben.
Da die Zähne 20 ineinandergreifen, wird das Garn 10 seitlich angreifenden Spannungen unterworfen, die zunehmen bzw. abnehmen, je nachdem sich das Garn der horizontalen Ebene, in welcher die Achsen der Kräuselwalzen liegen und in welcher die Zähne der einen Walze in die Lücken zwischen den Zähnen der jeweils andern Walze am tiefsten eindringen, nähert oder sich von dieser Ebene entfernt. Nachdem das Garn um einen Teil des Umfanges der Walze 17 herumgegangen ist, wird es hievon in tangentialer Richtung weggeführt und läuft um einen Teil des Umfanges einer Leerrolle 25, welche im Abstand von der Walze 17 liegt und auf einem Gestell 26 angeordnet ist. Das Gestell 26 trägt auch die andern Teile der Vorrichtung. Das Garn wird um die Walze 17 und um die Leerrolle 25 mehrere Male herumgeführt, um so eine Mehrzahl von Schlaufen zu bilden, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist.
Die Achse der Rolle 25 ist unter einem geringen Winkel zu den Achsen der Walzen 17 und 18 geneigt, um so eine gute Verteilung der Garnschlaufen über die Länge der Walzen bzw. der Rolle und weiters ein einwandfreies Fortschreiten der Schlaufen über die Länge der Walze 17 und der Rolle 25 zu erreichen, so dass ein Übereinanderlaufen der einzelnen Garnschlaufen vermieden wird. Mit andern Worten ausgedrückt, das Garn, welches um die Walze 17 und die hievon im horizontalen Abstand liegende Leerrolle 25 läuft, nimmt im wesentlichen die Gestalt einer abgeflachten Schraubenlinie an, deren einzelne Windungen im Abstand voneinander liegen, so dass das Garn entlang der Walze 17 von deren innerem zu deren äusserem Ende wandert, wenn sich die Walzen 17 und 18 drehen.
Um sicherzustellen, dass gleichmässige Ergebnisse bei dem Kräuselvorgang eintreten, ist eine Luftdüse 34 vorgesehen. Die Düse 34 ist mit einer Quelle 35 von kühler Luft oder einem andern Gas verbunden. Sie erstreckt sich zwischen den Garnschlingen auf der Walze 17 und der Leerrolle 25 und ist an ihrem Ende umgebogen, um die Kühlluft auf die Walze 17 zu richten. Anders ausgedrückt, die Düse 34 erstreckt sich in das Innere der abgeflachten Schraubenlinie, die von den einzelnen Garnschlingen gebildet wird, und wendet sich sodann gegen die Walze 17.
Bei Betrachtung der Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Düse 34 so angeordnet ist, dass sie einen Strom kühlender Luft gegen die Kräuselwalze 17, nicht aber auf das laufende Garn 10 richten kann. Dies ermöglicht es dem Garn, seine Wärme zu behalten, während zur gleichen Zeit die Temperatur der Walze 17 niedrig gehalten wird. Da das Garn nicht um die Walze 18 geführt ist, ist es auch nicht notwendig, diese Walze zu kühlen.
Es ist sehr gut bekannt, dass die Einhaltung der richtigen Temperatur von sehr grosser Bedeutung beim Kräuseln von thermoplastischen Garnen ist. Daher hat auch die Temperatur der Walze 17 einen Einfluss
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auf den Kräuselungsvorgang. Wenn sich die Temperatur der Walze 17 in zu weiten Grenzen verändern kann, so ergeben sich daraus sehr starke Änderungen der Eigenschaften der Kräuselung des Garnes. Es hat sich gezeigt, dass die Temperatur der Walze 17 langsam ansteigt, wenn die Luftdüse 34 nicht angeordnet ist und das Garn über diese Walze läuft. Dies verursacht natürlich Änderungen in den Eigenschaften des fer- tigen Garnes. Durch die Anwendung des Luftstromes zum Kühlen der Walze 17 wird ein praktisch gleich- mässiges Ergebnis erzielt, nachdem die Walze 17 gekühlt wird, um unerwünschte Temperatursteigerun- gen zu verhindern.
Nachdem das Garn die letzte Windung der Schraubenlinie durchlaufen hat, wird es nach unten wei- tergeführt und durch eineFadenführerSse 29-ein"Sauschwänzchen"-welches unterhalb der Kräuselwal- zen angeordnet ist, gezogen. Das Garn wird in der üblichen Weise mittels eines bekannten Spulenwickelmechanismus, etwa einer Ringzwirneinrichtung, aufgewickelt, die eine Spule 28 aufweist, welche durch einen Riemen 30 angetrieben wird und eine Spule 31 herstellt. Diese Einrichtung umfasst ferner noch einen üblichen, in vertikaler Richtung auf-und abbeweglichen Ring 32, der einen Läufer 33 trägt, welcher sich frei um die Spule 28 bewegen kann, so dass das Garn im gewünschten Ausmass gezwirnt und auf die Spule aufgewickelt wird.
Es ist klar, dass diese Ausführungsart der Erfindung abgeändert und abgewandelt werden kann und dass andere Ausführungsarten denkbar sind, ohne dass der Rahmen der Erfindung hiebei überschritten werden müsste.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Kräuseln von erwärmtem Garn, welche ein Gestell und ein Paar von im Gestell drehbar gelagerten Zahnwalzen aufweist, welche Walzen das erwärmte Garn zwischen sich aufnehmen und kräuseln, dadurch gekennzeichnet, dass am Gestell eine Düse (34) angeordnet ist, welche einen Kühlmittelstrom auf eine der Zahnwalzen (17,18) richtet.