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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kräuseln von Garn in einer Vorrichtung zum Kräuseln von lagenweise zusammengelegtem Garn, wobei das Garn in eine Kräuselkammer eingeführt und aus dieser in Form eines kompakten Kernes aus gekräuseltem Garn in eine Erhitzungskammer gefördert wird, in der es der
Einwirkung eines Behandlungsmediums, wie überhitzer Dampf, unterworfen wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht in seinem Wesen darin, dass der Druck in der Erhitzungskammer im wesentlichen auf Atmosphärendruck gehalten und der zur Behandlung verwendete Dampf mit einer erhöhten
Temperatur und erhöhtem Druck in die Erhitzungskammer eingeführt und in trockenem Zustand überhitzt wird, wenn sein Dampfdruck in der Erhitzungskammer auf Atmosphärendruck sinkt, um zu gewährleisten, dass der
Dampf den Garnkern in der Erhitzungskammer in überhitztem Zustand ohne Einbringen von Feuchtigkeit durchdringt, und dass die Erhitzungskammer getrennt auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der darin vorhandener Dampf zumindest so lange überhitzt gehalten wird, bis er die Erhitzungskammer verlässt.
Es ist hier festzuhalten, dass die Verwendung von überhitztem Dampf als Behandlungsmedium für gekräuseltes Garn bereits bekannt ist. Bei einem der bekannten Verfahren ist beispielsweise eine begrenzte
Behandlungszone vorgesehen, in der das Behandlungsmedium unter sehr hohem Strömungswiderstand quer durch einen Kern bzw. Pfropfen aus gekräuseltem Garn gepresst bzw. gefördert wird (USA-Patentschrift
Nr. 3, 343, 240). Als Behandlungsmedium wird dabei z. B. eine Mischung von erhitzter Luft von 3000 und ein
Druck von 6 at und Dampf von 1600C und 4 at, wobei auch noch Luft von 1800C zugeführt wird, verwendet.
Bei diesem Verfahren erfolgt kein Erhitzen in einer Kammer in einem solchen Ausmass, dass der für die
Behandlung verwendete Dampf immer in überhitztem Zustand vorliegt, und die Erhitzungskammer ist auch keineswegs einem gleichmässigen, im wesentlichen atmosphärischen Druck ausgesetzt, sondern der Druck an der
Einlassseite ist viel grösser als der Druck an der Auslassseite. Durch die Erfindung wird ein neuer und besonders vorteilhafter Weg für die Aufrechterhaltung eines überhitzten Zustandes in der Erhitzungskammer bei im wesentlichen Atmosphärendruck ohne die Notwendigkeit geschaffen, Dampf mit einem übermässig hohen Grad an Überhitzung einzuführen oder unnötig hohe Dampftemperaturen, die einen Abbau bzw. eine Zersetzung des
Garnes zur Folge haben könnten, aufrechtzuerhalten.
Vorzugsweise wird beim Verfahren gemäss der Erfindung in an sich bekannter Weise der Garnkern in
Abstand von den Wänden der Erhitzungskammer gehalten und der Dampf in den Raum zwischen den Wänden der Erhitzungskammer und dem Kern aus gekräuseltem Garn eingeführt. Zweckmässig wird der Druck in der
Erhitzungskammer durch Entweichenlassen von Dampf durch Austrittsöffnungen in den Wänden dieser Kammer in die freie Atmosphäre im wesentlichen auf Atmosphärendruck gehalten.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung weist eine Kräuselkammer,
Zuführungswalzen zum Zuführen des zu kräuselnden Garnes in das eine Ende der Kräuselkammer, ein Gehäuse, das eine mit dem andern Ende der Kräuselkammer eingefluchtete Erhitzungskammer bildet, Einlass- und
Auslassöffnungen für Dampf in der Erhitzungskammer, Erhitzungseinrichtungen zum getrennten Erhitzen der
Erhitzungskammer, eine Halterung zur Abstützung des Kernes aus gekräuseltem Garn in der Erhitzungskammer in Abstand von deren Wänden, und einen Einlass zum Einführen von Dampf in die Erhitzungskammer auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine atmosphärische Dampfauslassleitung aus der Erhitzungskammer zur
Aufrechterhaltung des Druckes des Dampfes in der Erhitzungskammer auf im wesentlichen Atmosphärendruck vorgesehen ist,
wobei durch die Erhitzungseinrichtungen der Dampf in der Erhitzungskammer in überhitztem
Zustand gehalten ist.
Bei einer besonderen Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung sind der Einlass für die Zuführung von Dampf in den Wänden der Erhitzungskammer und die Erhitzungseinrichtung in der Nähe dieses Einlasses angeordnet, um eine Kondensation des in die Erhitzungskammer eintretenden Dampfes zu verhindern.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist besonders vorteilhaft zum Kräuseln von stärkeren Garnen geeignet, die z. B. zur Herstellung von Teppichen verwendet werden.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. In dieser Beschreibung sind zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung einige Ausführungsbeispiele der Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehend erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine sehr zweckmässige Ausführungsform der erfindungsgemässen Kräuselvorrichtung in Seitenansicht mit teilweise weggebrochenen Teilen, in Fig. 2 ist in grösserem Massstab ein Teil dieser Vorrichtung in Ansicht von vorn dargestellt, Fig. 3 zeigt diesen Teil der Vorrichtung ebenfalls in grösserem Massstab in Seitenansicht und teilweise im Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. l, Fig. 5 ist ein Querschnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 1, Fig.
6 zeigt in schaubildlicher Darstellung eine untere Reibungskammer der Vorrichtung nach Fig. l, in Fig. 7 ist der abgabeseitige Endteil der in Fig. l gezeigten Vorrichtung in Ansicht von vorn dargestellt und Fig. 8 ist ein Querschnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7, Fig. 9 zeigt in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 eine Zusammendrückeinrichtung einer in den Fig. 11 und 12 dargestellten andern Ausführungsform der erfindungsgemässen Kräuselvorrichtung in Ansicht von vorn, Fig. 10 zeigt die Zusammendrückeinrichtung dieser Vorrichtung im Schnitt nach der Linie 10-10 in Fig. 9, Fig. l1 zeigt diese andere Ausführungsform der Kräuselvorrichtung in Ansicht von vorn mit teilweise weggebrochenen Teilen und Fig. 12 ist ein Querschnitt nach
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der Linie 12-12 in Fig.
11, Fig. 13 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemässen Kräuselvorrichtung mit einer in abgewandelter Form ausgebildeten, teilweise im Schnitt dargestellten Kräuselkammer, und Fig. 14 ist ein Querschnitt nach der Linie 14-14 in Fig. 13.
Die in den Fig. 1 bis 8 veranschaulichte Ausführungsform der erfindungsgemässen Kräuselvorrichtung hat eine entlang von vertikalen Linien geteilte, rechteckige Kräuselkammer--10--, die auf einer Tragkonsole --11-- montiert ist und an ihrem unteren Ende ein Mundstück aufweist, das sich bis zum Walzenspalt zwischen zwei Garnzuführungswalzen--12 und 13--erstreckt.
Die Zuführungswalze--12--ist von einer Welle--14--getragen, die in der Konsole --11-- drehbar gelagert ist und die Zuführungswalze--13--ist von einer Welle--15--getragen, die in einer onsole --16-- drehbar gelagert ist, die durch eine Zugstange --17-- und ein mit dieser durch einen schwenkbaren Winkelhebel --19-- verbundenes Gewicht --18-vorgespannt ist und die Walze--13--mit der Walze--12--in Zuführungseingriff zusammengedrückt hält.
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--25-- wirdSchraubennut --30-- einer Steuerwalze --31-- gleitet und bei jeder Umdrehung der Steuerwalze gemeinsam mit der Garnführung-26-einmal über die Länge der Zuführungswalzen hin- und herbewegt wird.
Die Garnführung --26-- ist gegenüber dem Walzenspalt der Zuführungswalzen --12 und 13-so versetzt, dass das Garn an die Zuführungswalze--13--in einem wesentlichen Abstand vor dem Eintritt in den Walzenspalt angelegt wird. Durch dieses vorzeitige Anlegen des Garnes an die eine Zuführungswalze, an der das Garn schon vor seiner Berührung mit der andern Zuführungswalze über einen vorbestimmten Teil ihres Umfanges, z. B. längs eines Bogens von 450, anliegt, wird die Zuführung des Garnes wesentlich verbessert und ein starkes Spannen des Garnes vermieden, das andernfalls beim Erfassen des Garnes im Walzenspalt der beiden Zuführungswalzen auftreten und, insbesondere bei sehr raschem Hin- und Herbewegen der Garnführung --26--, ein Abreissen des Garnes bewirken könnte.
Die Steuernutwalze --31-- ist auf einer Welle --32-montiert und wird von der Walzenwelle --14-- über Zahnräder --36-- eines Reduktionsgetriebes angetrieben. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass das Garn beim Eintritt in den Walzenspalt entlang dieses Walzenspaltes mit einer Geschwindigkeit hin- und hergeführt wird, bei der das Garn nach dem Eintritt in die Kräuselkammer in dieser mit möglichst gleichmässiger Verteilung zu einem Garnkörper zusammengelegt wird.
Oberhalb der Kräuselkammer --10-- ist auf der Tragkonsole--11--eine Erhitzungskammer montiert, die in einem Block --40-- ausgebildet ist. Der Block-40-trägt Heizstäbe-4l-, welche die Blockwände auf einer gewünschten Temperatur halten. Ferner ist ein Satz von vertikalen Stäben--42-- vorhanden, die um ein Rechteck angeordnet und in einem oberen, einem mittleren und einem unteren rechteckigen Rahmen--43 bzw. 44 bzw. 45-befestigt sind und quer zur Längsrichtung der Stäbe konvex gekrümmte innere Oberflächen haben, die auf die Innenflächen der Kräuselkammer --10-- eingefluchtet sind und eine Fortsetzung dieser Innenflächen bilden.
Die Halterahmen--43, 44 und 45--passen in die Wände des Blockes --40-- und halten die Stäbe--42--in Abstand von diesen Wänden. Der untere Rahmen--45--
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Vorschubes durch die Erhitzungskammer geführt wird.
Zwei Zusammendrückplatten --51-- aus flexiblem Metall sind auf Wellen --52-- montiert, die zu beiden Seiten des Garnkörpers--50--in nach oben gerichteten Lagerköpfen--53--auf den Wänden der Kräuselkammer --10-- mit parallel zu den Achsen der Zuführungswalzen --12 und 13-angeordneten Drehachsen drehbar gelagert sind. Die Platten--51--erstrecken sich nach oben bis in den in der Erhitzungskammer durch die Stäbe --42-- gebildeten Käfig und sind gegen die Seitenflächen des Garnkörpers --50-- durch ein Zugseil --55-- vorgespannt, das ein Gewicht --58-- trägt und an einer Rillenscheibe --56-- befestigt ist, die auf einer der beiden Wellen --52-- montiert ist.
Das Zugseil --55-- ist über einer Föhrungsrolle --59-- geführt und an seinem freien Ende an das Gewicht --58-- aungehängt.
Rapportzahnräder--57--verbinden die beiden Wellen --52-- auf gleiche Verdrehungswinkel, wodurch die beiden Platten in bezug auf den Garnkern--50--zentriert werden.
Die Platten--51--bilden eine Zusammendrückvorrichtung, die den zwischen den Platten durchwandernden Garnkern--50--durch Zusammenpressen verdichtet und den Vorschub dieses Garnkernes oder Garnkörpers mehr oder weniger stark hemmt, wodurch am Walzenspalt der beiden Zuführungswalzen ein Rückstaudruck erzeugt wird, dessen Grösse durch entsprechende Wahl der durch das Gewicht--58--erzeugten Belastung eingeregelt werden kann.
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eingreifen und den Kühlkäfig auf den durch die Stäbe--42--in der Erhitzungskammer gebildeten Käfig eingefluchtet halten. Die Stäbe --61-- und die Rahmen--62 und 63--sind in ähnlicher Form wie die Stäbe-42-bzw. die Halterahmen-43 bis 45-ausgebildet.
Im Kühlkäfig --60-- ist eine Zusammendrückeinrichtung angeordnet, die Druckfinger--66--aufweist, die auf in einer Tragkonsole--68--drehbar gelagerten Wellen--67--befestigt sind und an den Garnkern
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verbundenen Stangen --70-- angehängt sind.
Die Druckfinger --66-- halten den Garnkörper-50-zwischen den beiden Sätzen von Druckkörpern unter einem vorbestimmten Pressdruck, dessen Grösse durch Wahl von entsprechend schweren Gewichten --68-- eingeregelt werden kann.
Die Stelle der Einwirkung des Pressdruckes auf den Garnkörper und die Grösse des Pressdruckes wird bei beiden Zusammendrückeinrichtungen in Anpassung an die bei den jeweils zu behandelnden Garnen vorliegenden Erfordernisse gewählt. Der von der ersten Zusammendrückeinrichtung auf den Garnkörper ausgeübte Druck beeinflusst die Schenkellänge oder Amplitude der Kräuselung, und der von der zweiten Zusammendrückeinrichtung auf den Garnkörper ausgeübte Druck beeinflusst die Dichte des Garnkörpers in der Erhitzungs- oder Fixierkammer, wodurch wieder der Kräuselungswinkel, der im Garn fixiert wird, beeinflusst wird.
Bei Anordnung der ersten Zusammendrückeinrichtung nahe dem Walzenspalt der Zuführungswalzen in der Kräuselkammer entfällt die Notwendigkeit, durch die Zusammendrückeinrichtung einen relativ hohen Druck auf den Garnkörper auszuüben, der dazu führen könnte, dass der Garnkörper sich verwindet oder in anderer Weise verformt und dadurch gegen oder zwischen die Stäbe in der Kammer geklemmt wird, was ein ungleichmässiges Vorwärtswandern des Garnkörpers durch die Erhitzungs- und Fixierkammer und gelegentlich sogar ein vollständiges Unterbrechen der Vorschubbewegung des Garnkörpers verursachen würde. In manchen Fällen kann in Abhängigkeit von der gewünschten Beschaffenheit der Kräuselung die zweite Zusammendrückeinrichtung entfallen.
Der Zwischenraum zwischen den Stäben-42-und den Wänden der Erhitzungskammer ermöglicht eine Zirkulation von erhitzter Luft in der Kammer, wodurch eine gleichmässigere Erhitzung des Garnkörpers beim Durchwandern durch die Erhitzungskammer erfolgt.
Ein Abtaster für das obere Ende des Garnkörpers--50--umfasst einen Rahmen--75--, der aussen an den STäben --61-- gleitem kann und ein Paar von Walzen --76-- trägt, die innerhalb der seitlichen Reihen der Stäble --61-- parallel zueinander zu beiden Seiten der endseitigen Stäbe--61--mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet sind und den Rahmen an diesen beiden Stäben führen, wenn er durch die obere
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--50-- auf,Achse--83--drehbar ist und über eine Kette--84--ein Kettenrad--85--in Drehung versetzt, das auf der Einstellachse--86--eines Potentiometers--87--befestigt ist.
Dieses Potentiometer--87--regelt die Drehzahl eines Motors, der die Zuführungswalzen oder eine Haspel oder andere Einrichtung zum Abziehen des gekräuselten Garnes antreibt, in der Weise, dass die Zuführung des zu kräuselnden Garnes oder das Abziehen des gekräuselten Garnes vom Garnkörper mit einer Geschwindigkeit erfolgt, bei der die Oberseite des aus gekräuseltem Garn bestehenden Garnkörpers in im wesentlichen gleichbleibender Höhe liegt.
Bei der in den Fig. 9 bis 12 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemässen Kräuselvorrichtung sind die Garnzuführungswalzen, das Mundstück, die Erhitzungskammer und der Kühlkäfig ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung ausgebildet und mit den gleichen, aber mit einem beigesetzten a versehenen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei der in den Fig. 9 bis 12 veranschaulichten Kräuselvorrichtung besteht die Erhitzungskammer aus einem Gehäuse mit zwei Teilen und weist einen vorderen Teil--90--und einen hinteren Teil--91--auf, die miteinander durch Scharniere verbunden sind, so dass dieses Gehäuse geöffnet werden kann, um den Erhitzungskäfig zur Reinigung zugänglich zu machen. Die Halterahmen--43a, 44a und 45a--passen in den Innenraum des Gehäuses hinein und sind in diesem, wenn die beiden Gehäuseteile--90 und 91--geschlossen sind, durch die Gehäusewände festgehalten.
Bei dieser Ausführungsform der Kräuselvorrichtung ist in jedem der beiden Teile-90 und 91-des Gehäuses ein horizontaler Kanal --92-- ausgebildet. Die beiden Kanäle-92-nehmen den von aussen zugeführten Dampf auf und geben diesen Dampf durch horizontale Schlitze --93-- ab, die in den Wänden der
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Gehäuseteile an einer nahe oberhalb des unteren Halterahmens --45a-- liegenden Stelle ausgebildet sind. Auf diese Weise umhüllt der zugeführte Dampf den Garnkörper im Erhitzungskäfig und dringt in das gekräuselte Garn ein.
Der untere Halterahmen --45a-- verschliesst den Spalt zwischen den Wänden des Gehäuses und dem Garnkörper, um ein Abtropfen von Kondenswasser auf die Zuführungswalzen zu verhindern. Allfällig entstehendes Kondensat wird von dem Garnkörper absorbiert und wandert mit diesem nach oben.
Um die Kondensation möglichst klein zu halten, können in den Gehäusewänden unterhalb und neben den Dampfeinlassschlitzen--93--Heizstäbe--94--angeordnet sein. In den Endwänden des Gehäuses sind vertikale Rinnen--95--ausgebildet, die sich nach oben bis über den mittleren Halterahmen --44a-- und den oberen Halterahmen--45a--hinaus erstrecken und es ermöglichen, dass der Dampf mit dem Garnkörper in dem ganzen Raum zwischen dem oberen und unteren Halterahmen in Berührung kommt und oberhalb des oberen Halterahmens --43a-- nach aussen in die freie Atmosphäre ausströmen kann.
Die Gehäusekörper werden durch geeignete Heizkörper, z. B. Heizbänder--96--, erhitzt, deren Heiztemperatur durch entsprechende Regler eingestellt werden kann.
Der Dampf wird von aussen, z. B. mit einem Druck von 0, 7 bis 1, 7 kg/cm2 und mit einer vom Druck abhängigen Temperatur von 116 bis 210 C, zugeführt. Die Erhitzungskammer wird durch die beiden Heizkörper --96-- auf einer Temperatur gehalten, die üblicherweise etwas höher als die Dampftemperatur ist und bei den vorstehend beispielsweise angegebenen Temperaturen des zugeführten Dampfes etwa zwischen 121 und 2360C liegt. Die erforderliche Temperatur hängt von der Beschaffenheit des Garnes und von der Geschwindigkeit, mit der der Garnkörper durch die Kammer wandert, ab. Diese Temperatur muss natürlich niedriger sein als die Temperatur, bei der Veränderungen der Beschaffenheit des Garnes oder Beschädigungen des Garnes auftreten.
Wenn der Dampf in die Erhitzungskammer eintritt, sinkt sein Druck im wesentlichen auf normalen atmosphärischen Druck ab, da die Kammer zur freien Umgebung entlüftet ist. Infolgedessen wird der Dampf, wenn er mit dem Garnkörper in Berührung kommt, überhitzt und zu Trockendampf. Falls Dampf durch Berührung mit den relativ kühlen Kammerwänden kondensiert, wird das Kondensat durch die von den
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Auf diese Weise wird das Garn in der Erhitzungskammer einer Dampfatmosphäre ausgesetzt, die befähigt ist, optimale Bedingungen für die Fixierung der Kräuselung zu schaffen. Wenn das Garn die Kühlzone erreicht, zerstreut sich der Dampf sofort und lässt das Garn in einem trockenen Zustand zurück, in dem es einer Lagerung oder Verpackung zugeführt werden kann.
Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemässen Kräuselvorrichtung besteht die Zusammendrückein-
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ausgebildet, die gegen die Schwenkachsen versetzt sind und sich nach oben mit Kanten--102--erstrecken, die nach innen bis zur Mitte der Kammer verstellt werden können, wenn die Druckkörper verdreht werden. Bei zurückgeschwenkten Druckkörpern liegen ihre ebenen Vorderflächen in Ausnehmungen der Wände der Kammer - -10a-- und im wesentlichen koplanar mit den Wandflächen.
Die Druckkörper -, -100-- sind durch Rapportzahnräder--103--auf gegensinnige, gleich grosse Verdrehung gekuppelt und werden durch ein Gewicht --105-- über ein Zugseil-104-, das an einer auf der Schwenkwelle des einen der beiden Druckkörper--100--befestigten Rillenscheibe--56a--befestigt ist, gegen die Mitte der Kammer verschwenkt und dabei an die Seitenflächen des Garnkörpers angedrückt.
Die in den Fig. 9 und 10 dargestellte Ausbildung bietet den Vorteil, dass das Zusammendrücken des Garnkörpers an einer Stelle der Kräuselkammer nahe dem Walzenspalt der Zuführungswalzen stattfindet, während bei der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 9 das Zusammendrücken des Garnkörpers in der Zone der Erhitzungszone erfolgt, doch können auch bei dieser Vorrichtung solche Druckkörper --100-- verwendet werden. Die gewählte Anordnung hängt von den Charakteristiken des Garnes und den Abmessungen der verschiedenen Vorrichtungsteile ab.
In jedem Fall wird an den schmalen Flächen, mit denen die Seitenflächen des Garnkörpers die den Erhitzungskäfig und den Kühlkäfig bildenden Stäbe berühren, am Garnkörper eine minimale Reibung erzeugt und der dadurch erzeugte Rückstaudruck kann leicht durch entsprechendes Verändern der Anordnung der Druckkörper und des von diesen auf die Seitenflächen des Garnkörpers ausgeübten Druckes eingeregelt werden.
Der in den Fig. 7 und 8 dargestellte Abtaster stellt sich auf die mittlere Höhenlage der oberen Fläche des Garnkörpers ein und bildet auch eine Führung für das an dieser oberen Fläche vom Garnkörper abgezogene Garn während des Abziehens.
Die in den Fig. 13 und 14 dargestellte abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemässen
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Umfangsrichtung in gegenseitigen Abständen voneinander ausgebildeten, vertikalen Kanälen zur Aufnahme von nicht dargestellten Heizelementen zur Beheizung der Kräuselkammer-113-versehen ist.
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