Zum
Stauchkräuseln
eines vorzugsweise frisch gesponnenen synthetischen multifilen Fadens wird
der Faden mittels einer Förderdüse pneumatisch
in eine Stauchkammer gefördert.
Hierzu weist die Förderdüse einen
Fadenkanal auf, in welchem das Förderfluid
unter hohem Druck eingeleitet wird. Der multifile Faden gelangt
gemeinsam mit dem Fördermedium
aus dem Fadenkanal der Förderdüse in eine
unmittelbar anschließende
Stauchkammer. Innerhalb der Stauchkammer wird ein Fadenstopfen gebildet,
so dass sich die feinen Filamente des Fadens in Schlingen und Bögen unter
Wirkung des Fördermediums
auf die Oberfläche
des Fadenstopfens ablegen. Die Stauchkammer weist vorzugsweise im oberen
Bereich eine gasdurchlässige
Wandung auf, so dass das Förderfluid
aus der Stauchkammer austreten kann, um abgesaugt zu werden. Um
eine möglichst
gleichmäßige Stopfenbildung
und somit eine möglichst
gleichmäßige Kräuselung
des Fadens zu erhalten, müssen
insbesondere die an dem Fadenstopfen wirkenden Förderkräfte, wie sie beispielsweise
aufgrund der Staudruckwirkung des aus dem Fadenkanal der Förderdüse strömenden Förderfluids entstehen,
und die an dem Fadenstopfen wirkenden Reibkräfte in einem bestimmten Verhältnis zueinander
stehen. So ist es bekannt, zur Erhöhung der Fördergeschwindigkeit den Förderdruck
der Förderdüse anzuheben.
Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass der Förderdruck nicht dazu führt, dass
der Fadenstopfen aus der Stauchkammer herausgeblasen wird, da die
Reibkräfte
zwischen dem Fadenstopfen und der Stauchkammerwandung keine ausreichenden
Haltekräfte
bewirken können.
Grundsätzlich stehen
nun zwei Möglichkeiten
zur Verfügung,
um die Stopfenbildung innerhalb der Stauchkammer möglichst
gleichmäßig auszuführen. Bei
einer ersten Variante wird die Bildung und die Förderung des Fadenstopfens innerhalb
der Stauchkammer im wesentlichen durch Friktion bestimmt. Hierbei
sind die aufgrund der zwischen den Fadenstopfen und der Stauchkammerwandung
wirkenden Reibkräfte
maßgeblich
für den
Aufbau von Haltekräften,
so dass ein zwischen dem Förderdruck
des Förderfluids
und den Halterkräften
bestimmtes Kräfteverhältins wirkt,
so dass eine gleichmäßige Förderung
des Fadenstopfens innerhalb der Stuachkammer vorherrscht.
Bei
einer zweiten Variante wird unmittelbar auf der Auslassseite der
Stauchkammer ein Förderwalzenpaar
angeordnet, durch welche der Fadenstopfen aus der Stauchkammer befördert wird.
Hierbei wird die Geschwindigkeit des Fadenstopfens und der Fadenstopfenbildung
innerhalb der Stauchkammer im wesentlichen durch die Fördergeschwindigkeit
der Förderwalzen
bestimmt.
In
beiden Fällen
ist es üblich,
das aus der Stauchkammer austretende Förderfluid durch eine zusätzliche
Absaugung abzuführen.
Hierzu ist üblicherweise
eine Unterdruckquelle an einer Expansionskammer angeschlossen, die
im wesentlichen die Wandungen der Stauchkammer umschließt. Durch Einstellung
einer bestimmten Saugwirkung ist somit ein weiterer Parameter gegeben,
um die Stopfenbildung innerhalb der Stauchkammer zu beeinflussen. Bei
der Nutzung dieser zusätzlichen
Stellgröße tritt jedoch
das Problem auf, dass bei intensiver Absaugung die an dem Faden
anhaftenden flüchtigen
Bestandteile wie beispielsweise Präparationsreste mitgeführt werden
und zu Verschnmutzungen führen. Desweiteren
ist eine präzise
und reproduzierbare Einstellbarkeit der Absaugwirkung erforderlich,
um Feinjustierungen zur Stopfenbildung und -förderung vornehmen zu können.
Demgemäß ist es
Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines
multifilen Fadens der eingangs genannten Art derart weiter zubilden,
dass die Stopfenbildung in der Stauchkammer präzise und reproduzierbar durch den
Absaugstrom des Förderfluids
beeinflussbar ist.
Ein
weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, den Absaugstrom aus der
Stauchkammer sicher und schnell abzuführen.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung
mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst.
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen
der jeweiligen Unteransprüche
definiert.
Die
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zum Stauchkräuseln eines
multifilen Fadens nur eine einzige Energiequelle ausreicht, um sowohl die
Förderung
des Fadens als auch die Stopfenbildung des Fadens mit größtmöglicher
Flexibilität
beeinflussen zu können.
Hierzu wird der Absaugstrom des Förderfluids durch einen Druckluftstrom
eines Injektors erzeugt, wobei der Druckluftstrom und der Absaugstrom
gemeinsam als ein Blasstrom abgeführt werden. Damit lassen sich
insbesondere die in dem Absaugstrom des Förderfluids enthaltenen flüchtigen Bestandteile
mit hoher Energie ohne Verschmutzungsrisiko zu einer zentralen Sammelstelle
abführen.
Die Injektorwirkung besitzt zudem den Vorteil, dass die Saugwirkung
ausschließlich
durch den zugeführten
Druckluftstrom bestimmt ist. Hierzu weist der Injektor einen Druckauschluss
auf durch welchen der Druckluftstrom mittels einer angeschlossenen Druckquelle
zuführbar
ist. So könnte
beispielsweise sowohl die Förderdüse zur Erzeugung
eines Förderstromes
als auch der Injektor zur Erzeugung eines Absaugstromes durch eine
Druckluftquelle versorgt werden.
Als
Förderfluid
wird in Praxis im wesentlichen erhitzte Druckluft verwendet, so
dass diese nach Expansion in die Umgebung abgegeben werden kann. Hierbei
ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß den Ansprüchen 2 und 7 besonders vorteilhaft,
um sämtliche
in dem Absaugstrom mitgeführte
Fremdbestandteile insbesondere Präparationsreste aus der Umgebung
fernzuhalten. Hierzu ist der Injektor auf der Auslassseite mit einer
Filtereinrichtung verbunden, so dass der Blasstrom vor Eintritt
in die Umgebung gefiltert wird.
Um
eine Einstellung des Absaugstromes zu ermöglichen, ist dem Injektor ein
Stellmittel an dem Druckanschluss zugeordnet, so dass die Zufuhr
der Druckluft an dem Injektor in Menge und/oder Druck einstellbar
ist.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
sind somit insbesondere für
die Grundverfahren geeignet, bei welcher der Fadenstopfen ausschließlich durch
Friktion innerhalb der Stauchkammer beeinflusst wird.
Für den Fall,
dass der Stauchkammer auf der Auslassseite ein angetriebenes Förderwalzenpaar zugeordnet
ist, lässt
sich eine maximal mögliche
Flexibilität
der Beeinflussung der Stopfenbildung erreichen. Hierbei hat sich
in Praxis jedoch eine Verfahrensvariante als besonders vorteilhaft
herausgestellt, bei welcher zu Prozeßbeginn die Stopfenbildung
zunächst
durch einen intensiven Absaugstrom erfolgt. Nach Ablauf einer Startzeit
wird die Druckluftzufuhr an dem Injektor zur Erzeugung des Absaugstromes auf
eine Minimalzufuhr oder völlig
abgestellt, so dass die Stopfenbildung ausschließlich durch die angetriebenen
Forderwalzen auf der Auslassseite der Stauchkammer beeinflusst wird.
Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Anspruch
11 ist somit besonders geeignet, um diese Verfahrensvariante ausführen zu
können.
Herzu ist das Stellmittel des Injektors und die Antriebseinheit
des Förderwalzenpaares
mit einer Steuereinrichtung verbunden.
In
Praxis sind üblicherweise
mehrere Förderdüsen und
Stauchkammern gleichzeitig an einem Halter gehalten. Hierbei lassen
sich die Förderfluids der
einzelnen Stauchkammern vorteilhaft durch einen gemeinsamen Absaugstrom
abführen,
so dass der Sauganschluss des Injektors vorteilhaft mit mehreren
Expansionskammern verbunden sein kann.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
sind nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis
auf die beigefügten
Figuren näher
erläutert.
Es
stellen dar:
1 schematisch
eine Längsschnittansicht eines
ersten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
2 schematisch
eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In 1 ist
schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
in einer Längsschnittansicht
dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einer Förderdüse und einer der Förderdüse 1 nachgeordneten
Kräuselvorrichtung 2. Die
Förderdüse 1 enthält einen
Fadenkanal 3, der an einem Ende einen Einlass 4 und
an dem gegenüberliegenden
Ende einen Auslass 5 bildet. Die Förderdüse 1 ist über einen
Fluideinlass 8 mit einer Druckquelle 11 verbunden.
Der Fluideinlass 8 mündet
in eine Druckkammer 7, die über mehrere Lufteintrittsbohrungen 6 mit
dem Fadenkanal 3 verbunden ist. Die Lufteintrittsbohrungen 6 münden derart
in den Fadenkanal 3, dass ein über die Druckkammer 7 durch die
Lufteintrittsbohrungen 6 eintretendes Fördermedium in Fadenlaufrichtung
in den Fadenkanal einströmt.
Die
an dem Fluideinlass 8 angeordnete Zufuhrleitung 33 ist
einer Heizeinrichtung 9 zum Beheizen des Förderfluids
sowie ein Fluidstellmittel 10 zur Regulierung des Förderdruckes
und der Fördermenge
zugeordnet.
Der
Förderdüse 1 ist
auf der Auslassseite unmittelbar die Kräuselvorrichtung 2 nachgeordnet.
Die Kräuselvorrichtung 2 bildet
eine Stauchkammer 15, die einen oberen Abschnitt mit gasdurchlässiger Wandung 14 und
einen unteren Abschnitt mit einer geschlossenen Kammerwand 27 gebildet
ist. In diesem Ausführungsbeispiel
wird die gasdurchlässige Kammerwand 14 durch
eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Lamellen gebildet,
die mit geringem Abstand zueinander ringförmig angeordnet sind. Die Lamellen
der gasdurchlässigen
Kammerwand 14 werden in einem oberen Lamellenhalter 13.1 und
in einem unteren Lamellenhalter 13.2 gehalten. Die gasdurchlässige Kammerwand 14 sowie
die Halter 13.1 und 13.2 sind in einem geschlossenen
Gehäuse 12 angeordnet.
Der durch das Gehäuse 12 gebildete Ringraum
außerhalb
der gasdurchlässigen
Wandung 14 ist als Expansionskammer 16 bezeichnet.
Die Expansionskammer 16 ist an einer Absaugleitung 17 angeschlossen.
Die Absaugleitung 17 ist außerhalb der Kräuselvorrichtung 2 mit
einem Sauganschluss 19 eines Injektors 18 verbunden.
Der Injektor 18 besitzt einen Druckanschluss 20,
dem ein Stellmittel 21 zugeordnet ist. Der Druckanschluss 20 ist über das Stellmittel 21 mit
der Druckquelle 11 verbinden.
Innerhalb
des Injektors 18 münden
die Absauleitungen 17 und der Druckanschluss 20 in
eine durch eine Rohrverengung gebildete Beschleunigungsstrecke 22.
Die Beschleunigungsstrecke 22 ist an einem Blasrohr 23 angeschlossen
und bildet den Auslass des Injektors 18. Das Blasrohr 23 mündet in eine
Filtereinrichtung 24.
Auf
der Unterseite der Kräuselvorrichtung 2 ist
der Stopfenauslass 34 der Stauchkammer 2 ausgebildet.
Im kurzen Abstand unterhalb des Stopfenauslasses 34 ist
ein Fördermittel 30 angeordnet,
das in diesem Ausführungsbeispiel
durch zwei sich gegenüberliegende
Walzen gebildet ist. Das Fördermittel 30 wird über eine
Antriebseinheit 31 mit in Fadenlaufrichtung gerichteter
Umfangsgeschwindigkeit angetrieben.
Die
Steuerung der Förderdüse 1 und
der Kräuselvorrichtung 2 erfolgt
durch eine Steuereinrichtung 32. Hierzu ist die Steuereinrichtung 32 durch mehrere
Steuerleitungen mit dem Fluidstellmittel 10, dem Absaugstellmittel 21,
der Heizeinrichtung 9 und der Antriebseinheit 31 verbunden.
Bei
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchgeführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
ein Fadenlauf dargestellt, um die Funktion der Vorrichtung zu verdeutlichen.
Hierbei ist zunächst
ein durch die Druckquelle 11 zur Verfügung gestelltes Förderfluid
der Förderdüse 1 bereitgestellt.
Durch das Fluidstellmittel 10 lässt sich vorzugsweise ein Förderdruck
einstellen, mit welchem das Fördermedium über die
Zufuhrleitung 33 dem Fluideinlass 8 zugeführt wird.
Zuvor erfolgt eine Erhitzung des Förderfluids durch die Heizeinrichtung 9.
Von dem Fluideinlass 8 gelangt das Förderfluid in die Druckkammer 7 und
strömt
mit hoher Geschwindigkeit über
die Lufteintrittsbohrungen 6 in den Fadenkanal 3.
Ein in den Fadenkanal 3 eingelegter Faden 28 wird
durch das Förderfluid
mitgerissen und in die angrenzende Stauchkammer 15 der
Kräuselvorrichtung 12 gefördert. Innerhalb
der Stauchkammer 15 ist ein Fadenstopfen 29 gebildet,
so dass der aus einer Vielzahl von feinen Filamenten gebildete Faden
bei Auftreffen auf den Fadenstopfen 29 sich in Bögen und
Schlingen auf die Oberfläche
des Fadenstopfens ablegt und durch den Staudruck des Fördermediums
verdichtet. Der auf den Fadenstopfen 29 einwirkende Staudruck
wird durch einen in der Expansionskammer 16 erzeugte Unterdruck
durch den Injektor 18 verstärkt. Hierzu wird über das
Absaugstellmittel 21 dem Injektor von der Druckquelle 11 bereitgestellter zweiter
Fluidstrom zugeführt,
der über
den Druckanschluss 20 dem Injektor 18 zugeführt wird,
der sich dadurch am Sauganschluss 19 des Injektors 18 bildende
Unterdruck erzeugt einen aus der Expansionskammer 16 über die
Absaugleitung 17 abgeführten
Absaugstrom. Der Absaugstrom und der Druckluftstrom werden gemeinsam
auf der Auslassseite des Injektors 18 über das Blasrohr 23 der
Filtereinrichtung 24 zugeführt. In der Filtereinrichtung
erfolgt eine Trennung des Absaugstromes von den mitgerissenen und
mitgeführten
Fremdpartikeln, die sich im wesentlichen durch die flüchtigen
Be standteile des Fadens 28 bilden. Durch den Injektor 18 wird
einerseits der durch die Fadenstopfenbildung beeinflussende Staudruck
des Fördermediums
bestimmt und andererseits eine schnelle und verschmutzungsfreie Abführung des
Absaugstromes aus der Kräuseleinrichtung 2 gewährleistet.
Der
Fadenstopfen 29 wird auf der Auslassseite der Kräuselvorrichtung 12 durch
das Fördermittel 30 kontinuierlich
aus der Stauchkammer 15 abgeführt. Hierbei wird die Geschwindigkeit
des Fadenstopfens 29 derart eingestellt, dass die Fadenstopfenhöhe innerhalb
der Stauchkammer 15 im wesentlichen gleich bleibt.
Der
Fadenstopfen wird üblicherweise
nach einer Abkühlung
durch Abziehen des Fadens mit größerer Geschwindigkeit
wieder aufgelöst.
Der sich dabei ausbildende gekräuselte
Faden wird anschließend
nach eventueller Nachbehandlung zu einer Spule aufgewickelt.
Mit
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel hat sich eine
Verfahrensvariante zur Kräuselung
eines Fadens als besonders vorteilhaft herausgestellt. Hierbei wird
zu Beginn eines Prozesses durch den Injektor 18 ein hoher
Unterdruck in der Expansionskammer 16 eingestellt. Dabei
werden über der
gesamten Länge
der gasdurchlässigen
Wandung 14 hohe Haltekräfte
an dem Faden bzw. dem Fadenstopfen gebildet. Ein durch die Förderdüse 3 in
die Stauchkammer 15 geförderter
Faden bildet selbsttätig
einen Fadenstopfen. Nachdem die Fadenstopfenbildung abgeschlossen
ist, wird über
das Absaugstellmittel 21 die Injektorwirkung reduziert
bzw. abgestellt. Die Bildung des Fadenstopfens 29 innerhalb der
Stauchkammer 15 lässt
sich nun im wesentlichen durch das Fördermittel 30 auf
der Auslassseite der Kräuseleinrichtung 2 steuern.
Grundsätzlich ist
jedoch ein Eingriff in die Stopfenbildung sowohl durch Veränderung
des Förderdruckes
der Förderdüse 1 und
durch das Fluidstellmittel 10, durch den Unterdruck zur
Absaugung durch das Abzugsstellmittel 2l oder durch Veränderung
der Umfangsgeschwindigkeit des Fördermittels 30 durch
die Antriebseinheit 31 möglich.
In 2 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel
weist zwei an einem Halter 35 parallel nebeneinander angeordnete
Kräuselvorrichtung 2 auf
Die Kräuselvorrichtungen 2 sowie
der Halter 35 sind zweiteilig ausgebildet und lassen sich
gemeinsam um die Schwenkachse 36 zueinander bewegen. Die
Kräuseleinrichtung 2 ist
in Höhe
der gasdurchlässigen
Wandlung 14 dargestellt. Im Zentrum der Kräuselvorrichtung 2 befindet
sich die Stauchkammer 15. Die Stauchkammer 15 ist über Öffnungen
in der gasdurchlässigen
Wandlung 14 mit einer die gasdurchlässige Wandung 14 umschließende Expansionskammer 16 verbunden.
Die Expansionskammer 16 jeder der Kräuselvorrichtungen 2 ist
mit einer Absaugleitung 17 gekoppelt. Die Absaugleitung 17 ist
mit einem gegenüberliegenden
Ende an einem Sauganschluss 19 eines Injektors 13 verbunden.
Der Injektor 13 weist einen Druckanschluss 20 auf
der in diesem Ausführungsbeispiel
durch mehrere Eintrittskanäle
gebildet ist, auf. Dem Druckanschluss 20 ist ein Absaugstellmittel 21 zugeordnet.
Der Injektor 18 ist über
ein Blasrohr 23 mit einer Filtereinrichtung 24 verbunden.
Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kräuselvorrichtungen
zwar identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach 1 ausgeführt, so
dass auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen werden kann.
Im Unterschied zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach 1 wird
bei dem Ausführungsbeispiel
nach 2 zwei parallel nebeneinander angeordnete Förderdüsen und
Kräuselvorrichtungen
parallel betrieben, um zwei parallel laufende Fäden gleichzeitig zu kräuseln. Hierbei
können
vorteilhaft auch mehr als zwei Kräuselvorrichtungen nebeneinander
an einem gemeinsamen Halter angeordnet sein.
Zur
Erzeugung eines Absaugstromes ist jede der Kräuselvorrichtungen an eine gemeinsame
Absaugleitung 17 angeschlossen. Die Absaugleitung 17 ist
mit dem Injektor 18 verbunden, so dass ein durch den Injektor
erzeugter Unterdruck gleichermaßen
in beiden Expansionskammern der Kräuselvorrichtungen 2 wirkt.
Die Funktion zum Aufbau des Unterdruckes sowie zur Abführung des
Absaugstromes ist dabei identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
nach 1, so dass auf die vorgenannte Beschreibung Bezug
genommen werden kann.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
sind somit besonders geeignet, um eine Stopfenbildung mit größtmöglicher Flexibilität zu beeinflussen.
Damit lassen sich Fäden mit
einem relativ großen
Titerbereich behandeln. Durch die hohe Flexibilität können somit
individuelle Kräuselungen
je nach Fadentyp und Fadenart hergestellt werden. Durch den Einsatz
eines Injektors zur Absaugung des Fördermediums wird eine verfahrenssichere
und sehr gut reproduzierbare Einstellmöglichkeit gegeben, die zudem
ein sicheres Abführen
des Absaugstromes ermöglicht.