Vorrichtung zum kontinuierlichen Kräuseln von synthetischen thermoplastischen Fäden Schon, früher wurde ein Verfahren zur kontinuierlichen Kräuselung von Fäden oder Garnen aus synthetischen, thermoplastischen Polymerisations- oder Polykondensations- produkten vorgeschlagen, wobei die Fäden oder Garne durch Falschzwirnen gekräuselt worden, während des Zwirnens die Fäden oder Garne mit einer nahezu konstanten Spannung von weniger als 6 g/ 100 den.
beinahe schwingungsfrei derart über eine erwärmte polierte Oberfläche geführt wer den, dass auf ihr keine Zwirnbegrenzung auf tritt und die Fäden dieser Oberfläche über eine Zwirnbegrenzungsvorrichtung durch eine schlüpfungsfreie Transportvorrichtung zugeführt werden.
Auch wurde eine Vorrichtung zur Aus führung dieses Verfahrens vorgeschlagen, wobei die Erwärmungsoberfläche schwach gebogen ist.
Es wurde gefunden, dass die Erwärmung während des Zwirnens auf sehr einfache und zweckmässige Weise verbessert werden kann, wenn die Fäden oder Garne (welche nach stehend immer unter der Bezeichnung Fäden mit einbegriffen werden) z. B. gemäss einer schraubenlinienförmigen Bahn mit einem Neigungswinkel von. mindestens 70 um einen erwärmten stabförmigen Körper geführt werden.
Es ist sehr überraschend, dass es auf diese Weise möglich ist, eine innige Berührung zwischen den Fäden und dem Erwärmungs körper zu erhalten, ohne dass eine Zwirn begrenzung auftritt.
Bei Vergrösserung des Neigungswinkels der Schraubenlinie, in welcher der Faden um den Erwärmungskörper läuft, bleibt der Umfassungswinkel aufrechterhalten und dem zufolge wird, die Berührungslänge des Fadens mit dem Erwärmungskörper grösser und die durch den Erwärmungskörper ausgeübte Bremswirkung nimmt ab. Es ist möglich, den Umfassungswinkel zu vergrössern, ohne dass die mit Rücksicht auf die Vermeidung der Zwirnbegrenzung maximal zulässige Bremswirkung überschritten wird.
Durch diese Vergrösserung des Umfassungswinkels wird erzielt, dass der sich fortbewegende Faden in einer innigeren Berührung mit dem Erwärmungskörper gehalten wird. Letzteres fördert die Gleichmässigkeit der Wärme behandlung.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kräuselung von Fäden aus synthetischen thermoplastischen Poly- merisations- oder Polykondensationsproduk- ten mit einer Einrichtung für die Zufuhr eines Fadens unter einer konstanten Spannung, einer Erwärmungsvorrichtung, einer Kühl zone, einer Falschzwirnvorrichtung mit Hohl spindel und einer darauf angeordneten Speicherscheibe sowie einer Fadenabführ- vorrichtung. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungsvorrichtung einen er wärmbaren,
stabförmigen Körper aufweist.
Nachstehend werden Ausführungsbei spiele der Erfindung erläutert: Als stabförmiger Körper wird meistens ein zylindrischer Stab angewandt, der hohl oder massiv sein kann. Im ersten Fall kann ein Erhitzungsmedium durch den Stab ge führt werden.
Als massive stabförmige Körper sind ins besondere gerade, elektrische Widerstands drähte sehr geeignet. Nicht nur ist damit eine genaue Regelung der Temperatur möglich, sondern überdies ist der Energieverbrauch davon verhältnismässig gering.
Um eine gleichmässige Erwärmung der Fäden zu sichern, kann es insbesondere bei der Anwendung von Widerstandsdrähten vorteilhaft sein, die Erwärmungskörper gegen die Einwirkung unerwünschter Luftströme abzuschirmen.
Zur Erwärmung von Polyamidfäden von 30-70 den., die sich mit einer Geschwindig keit von 15-18 m / iVlin. fortbewegen und für welche eine Erwärmungsstrecke von etwa 70 mm ausreicht, kann in diesem letzten Falle ein Widerstandsdraht von etwas mehr als 70 mm Länge genügen. Für Fäden, die sich mit höheren Geschwindigkeiten fort bewegen und höhere Titer aufweisen, ge nügen Widerstandsdrähte von etwas mehr als 140 mm Länge.
Vorzugsweise werden die Fäden mit einem Umfässungswinkel von 360 um den Erwärmungskörper geführt, um die Rich tungen der auf- und ablaufenden Fäden soviel wie möglich gleich zu halten.
Zur Bestimmung der Abmessungen des Erwärmungskörpers muss erfahrungsgemäss davon ausgegangen werden, dass keine Zwirn begrenzung auftritt, wenn ein Faden mit einer Umfassung von 15 über einen Zylinder mit einer glatten Oberfläche in einer Rich tung senkrecht zur Zylinderachse geführt wird.
Um bei einem Neigungswinkel des sich gemäss einer Schraubenlinie fortbewegenden Fadens mit der Zylinderachse von 70 keine Zwirnbegrenzung zu erhalten, muss nun bei einer Berührungslänge von 140 mm der Durchmesser des verwendeten Zylinders etwa 125 mm sein. Der Umfassungswinkel ist dann 45 . Bei einem Neigungswinkel von 80 genügt ein Zylinder von etwa 3 2 mm, wobei der Umfassungswinkel etwa<B>86'</B> ist. Bei Neigungswinkeln von 88 , 88 30' und 89 können Erwärmungskörper mit Durchmes sern von bzw. 1,2, 0,6 und 0,2 mm bei Um fassungswinkeln von 430 , 570 und 860 verwendet werden.
Die oben angegebenen Ziffern sind natur gemäss nur ungefähre Angaben.
So ist es z. B. bei grösseren Neigungs winkeln der Schraubenlinie nicht erforderlich, die maximal zulässige Umfassung anzuwen den. Bei Anwendung eines Widerstands drahtes mit einem Durchmesser von 1 mm und einer wirksamen Länge von 140 mm, welcher auf 160-170 C erwärmt wird, wäh rend der Umfassungswinkel auf 360 und der Neigungswinkel der Schraubenlinie auf 88 30' eingestellt wird, genügt die Erwärmung, um bei Polyamidfäden von 70 den. und höher, die darüber mit einer Geschwindigkeit von 25 bis 30 m/1VTin. bewegt werden, den Zwirn zu fixieren.
Zur Erläuterung der Erfindung folgt nach stehend eine Beschreibung einer Ausfüh rungsform der erfindungsgemässen Vorrich tung an Hand der Zeichnung.
Fig. 1 zeigt schematisch die Vorrichtung. Fig. 2 zeigt in grösserem Massstabe die Erwärmungsvorrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Fadenwickel be zeichnet, von welchem ein Faden 2 von einem Paar konischer Walzen abgezogen wird, wo bei die untere Walze 3 angetrieben und der Faden 2 auf die obere Walze 4 mit Hilfe eines geschlitzten Fadenführers 5 geführt wird.
Der Fadenführer 5 ist am Ende eines Armes einer Waage 6 befestigt, die drehbar auf einer Achse 7 angeordnet ist, und am Ende des andern Armes der Waage sind zwei mit geringer Reibung laufende, zusammen wirkende, gezahnte Rädchen 8 und 9 vor- gesehen. Die Bewegung der Waage 6 wird von einer Stange 10 gedämpft, die sich mit einem verbreiterten Ende in einer Flüssigkeit 11 befindet.
Bei Spannungszunahme im Faden 2, als Folge der Kontraktion, wird dieser aus der Mitte der Walze 4 nach der Seite mit grösse rem Umfang hin bewegt. Die Ablieferungs geschwindigkeit des Walzenpaares 3, 4 wird dadurch vergrössert, so dass die Spannung wieder auf die richtige Höhe zurückgebracht wird.
Die beschriebene Zuführungsweise des Fadens 2 zu den Walzen 3, 4 und die Ab lieferung von diesen Walzen zu den Rädchen 8, 9 ergibt eine Regelung, die durch sehr geringe Variationen der Spannung im Faden gesteuert wird.
Von den Rädchen 8, 9 wird der Faden einem elektrisch erwärmten Widerstands draht 12 mit einem Durchmesser von 1 mm zugeführt, dessen Temperatur mit Hilfe eines Temperaturmessers 13 innerhalb 1 C genau konstant geregelt wird. Der Faden umläuft den Erwärmungskörper in einer Schrauben linie über einen Winkel von 360 , während die Fadenauflaufstelle und -ablaufstelle 140 mm auseinanderliegen. Der Neigungs winkel der Schraubenlinie ist unter diesen Umständen etwa 88 45'. Um den Umfas- sungswinkel des Fadens auf dem richtigen Wert zu erhalten, ist der Widerstandsdraht an den Enden auf die angegebene Weise um gebogen.
Diese abgebogenen Enden sind mit der elektrischen Stromquelle verbunden.
Nach dem Verlassen der Erwärmungs körpers 12 wird der Faden einer auf einem Arm 15 angeordneten Falschzwirnvorrich- tung 14 zugeführt. Der Arm 15 ist auf dem Gehäuse eines Motors 16 befestigt, der über eine Riemenscheibe 17 und einen Riemen 18 die Zwirnvorrichtung antreibt.
Die Falschzwirnvorrichtung umfasst eine Hohlspindel und eine auf ihr angeordnete Speicherscheibe 20 mit einer Schüssel 21. Durch die beschriebene Konstruktion der Falschzwirnvorrichtung wird erreicht, dass der Faden die Falschzwirnvorrichtung in einem Ballon verlässt. Es ist wichtig, dass nach dem Verlassen der Erwärmungsvorrichtung der Faden 2 eine Zone durchläuft, in der der Faden abkühlt, so dass dieser bei einer genügend niedrigen Temperatur in die Falsch zwirnvorrichtung 14 eintritt.
Nach dem Verlassen der Falschzwirn vorrichtung passiert der Faden 2 nachein ander einen Fadenführer 22, eine Abfuhr walze 23 und eine Fadenführungsrolle 24, wonach er auf eine Walze 25 aufgewickelt wird, auch kann anstelle einer normalen Walze eine Zwirnvorrichtung verwendet wer den. Obwohl die Zwirnrichtung dabei die selbe wie die Richtung des fixierten falschen Zwirnes sein kann, wird vorzugsweise eine entgegengesetzte Zwirnrichtung gewählt.
In Fig. 2 ist die Erwärmungsvorrichtung in grösserem Massstabe dargestellt. Der Draht 12 ist von einem Kasten 26 umgeben, der mittels Federn 27, von denen eine gezeichnet ist, auf einem Träger 28 für den Widerstands draht 12 festgesetzt ist. Durch den Kasten. 26 wird die Einwirkung unerwünschter Luft ströme auf den Widerstandsdraht 12 ver hütet und eine konstante Temperaturleicht aufrechterhalten.
Mit der dargestellten Vorrichtung ist es möglich, die Spannung in der Fixierungs- strecke auf etwa<B>0,5</B> g für Fäden mit Td <B>30/10</B> und 30/6 zu halten, während für einen Faden mit Td 50/10 die Spannung auf etwa 1 g gehalten werden kann. Bei einem Faden mit Td <B>70/18</B> erwies sich. eine Spannung von etwa 1,5 g als günstig. Bei zu hohen Spannungen entstehen Unregelmässigkeiten im gekräusel ten Garn. Die zu verwendende Spannung wird mit Hilfe von Gewichten 29 und 30 auf der Waage 6 genau eingestellt.
Die Falschzwirnvorrichtung 14 wird mit grosser Geschwindigkeit angetrieben und bei einem Faden mit Td 30/10 wurde z. B. mit einer Tourenzahl von 54000 Umdr./Min. ge arbeitet. Die Zufuhrgeschwindigkeit betrug 17,4 m/Min. Die Länge der Hohlspindel der Falschzwirnvorrichtung 14 betrug 73 mm und der Durchmesser der Durchbohrung 0,6-0,7 mm.
Auch dadurch, dass der Faden die Falschzwirnvorrichtung 14 ballonierend verlässt und durch die gegebenen Dimensio nen der Hohlspindel und deren Durchmesser wird ein nahezu schwingungsfreies Laufen des Fadens über den elektrisch erwärmten Widerstandsdraht 12 erhalten. Die Tempera tur der erwärmten Oberfläche wird im all gemeinen zwischen 160 und 170 C gehalten. Die Kühlstrecke nach dem Körper 12 wird im allgemeinen auf etwa. dieselbe Länge wie die Länge der erwärmten Oberfläche ge halten.
Die Führung mit einer nahezu konstanten niedrigen Spannung während der Zwirn fixierung kann auch auf andere Weisen als oben angegeben erfolgen. Bei der beschriebe nen Vorrichtung dienen die Rädchen 8, 9 als Zwirnbegrenzung, ohne aber die Spannung im Faden viel zu erhöhen. Die Oberfläche des Körpers 12 verursacht keine Zwirnbegren zung.
Mit der beschriebenen Vorrichtung wur den sehr günstige Resultate mit Fäden aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polyvinyl- idenchlorid, Polyacrylnitril, Polyamid und Polyestern erhalten.