DE102023128100A1

DE102023128100A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens

Info

Publication number: DE102023128100A1
Application number: DE102023128100.3A
Authority: DE
Inventors: Mathias Stündl; Eike HOLLE
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2023-10-13
Publication date: 2024-04-25
Also published as: BE1030958A1; CH720156A2

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens (1) mit einer Spinneinrichtung (2), einer Kühleinrichtung (3) und einer Verstreckeinrichtung (4) zur Herstellung mehrerer multifiler Einzelfäden (5.1, 5.2, 5.3), mit einer Kräuseleinrichtung (6) zum Zusammenführen der Einzelfäden (5.1, 5.2, 5.3) zu dem Verbundfaden (1) und mit einer der Kräuseleinrichtung (6) vorgeordneten Verwirbelungseinrichtung (7) zum separaten Verwirbeln der Einzelfäden (5.1, 5.2, 5.3) mittels jeweils einer Verwirbelungseinheit (7.1, 7.2, 7.3).Der Verbundfaden (1) ist mit einem besonders großen Farbspektrum herstellbar, indem eine Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) relativ zur Verstreckeinrichtung (4), zur Kräuseleinrichtung (6) und/oder einer weiteren der Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) mittels zumindest eines Aktuators veränderbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Eine derartige Vorrichtung zur Herstellung des gekräuselten Verbundfadens weist eine Spinneinrichtung, eine Kühleinrichtung und eine Verstreckeinrichtung zur Herstellung mehrerer multifiler Einzelfäden auf. Weiterhin weist die derartige Vorrichtung zur Herstellung des gekräuselten Verbundfadens eine Kräuseleinrichtung zum Zusammenführen der Einzelfäden zu dem Verbundfaden und eine der Kräuseleinrichtung vorgeordnete Verwirbelungseinrichtung zum separaten Verwirbeln der Einzelfäden mittels jeweils einer Verwirbelungseinheit auf. Während des Verfahrens zur Herstellung des gekräuselten Verbundfadens, werden mehrere Einzelfäden jeweils als eine Vielzahl von strangförmigen Filamenten extrudiert, abgekühlt, mittels der Verstreckeinrichtung verstreckt und gemeinsam zu dem Verbundfaden mittels der Kräuseleinrichtung gekräuselt. Die multifilen Einzelfäden werden vor dem Kräuseln separat mittels jeweils einer der Verwirbelungseinheiten der Verwirbelungseinrichtung verwirbelt.
Aus der EP 3 358 052 B1 ist eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren bekannt. Der gekräuselte Verbundfaden wird vorzugsweise zu einem Teppich weiterverarbeitet. Dabei kommen häufig aus drei unterschiedlich eingefärbten Einzelfäden hergestellte Verbundfäden zum Einsatz. Zur Erzeugung verschiedener Farbgebungen des Verbundfadens und somit des daraus hergestellten Teppichs werden die Einzelfäden hier wahlweise durch die der Kräuseleinrichtung vorgeordneten Verwirbelungseinheiten oder an den der Kräuseleinrichtung vorgeordneten Verwirbelungseinheiten vorbeigeführt.
Die auf diese Weise erzeugbaren, unterschiedlichen Farbgebungen des Verbundfadens sind aber noch nicht ausreichend, um den hohen Anforderungen an die Flexibilität dieser Farbgebungen seitens der Kunden zu genügen.
Aus der EP 1 844 186 B1 ist eine weitere Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens aus drei unterschiedlich eingefärbten Einzelfäden bekannt, wobei hier zur Erzeugung unterschiedlicher Farbgebungen des Verbundfadens mehrere Verwirbelungseinheiten im Fadenlauf zumindest eines Einzelfadens angeordnet sind. Die Einstellbarkeit und die Bandbreite der Farbgebung des Verbundfadens lässt sich hier dadurch verbessern, dass die unterschiedlichen Einzelfäden mit jeweils unterschiedlichen Druckluftstellwerten einer Druckluftzufuhr verwirbelt werden.
Aber auch diese auf diese Weise erzeugbaren, unterschiedlichen Farbgebungen des Verbundfadens sind noch nicht ausreichend, um den hohen Anforderungen an die Flexibilität der Farbgebungen seitens der Kunden zu genügen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens bereitzustellen, welche die Probleme des Stands der Technik reduzieren oder beseitigen. Insbesondere soll der Verbundfaden mit einem noch größeren Farbspektrum herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens gemäß Anspruch 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Genauer wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten relativ zur Verstreckeinrichtung, zur Kräuseleinrichtung und/oder einer weiteren der Verwirbelungseinheiten mittels zumindest eines Aktuators veränderbar ist.
In Versuchen konnte herausgefunden werden, dass gerade auch die Position der Verwirbelungseinheiten relativ zur Verstreckeinrichtung, zur Kräuseleinrichtung und/oder einer weiteren der Verwirbelungseinheiten einen bestimmten Einfluss auf die Farbgebung des Verbundfadens hat, welcher sich signifikant z.B. von dem Einfluss unterschiedlicher Druckluftstellwerte der jeweiligen Druckluftzufuhren unterscheidet. Mit der Position der Verwirbelungseinheiten sind insbesondere auch die Einlauf- und Auslaufwickel der Einzelfäden in die Verwirbelungseinheiten hinein und aus den Verwirbelungseinheiten heraus sowie die Einlaufwickel in die Kräuseleinrichtung einstellbar, welche ebenso einen entsprechenden Einfluss auf die Farbgebung des Verbundfadens haben. Mittels des Aktuators kann schnell eine neue Position und somit auch die entsprechenden, im Vorhinein genannten Ein- und Auslaufwinkel eingestellt und somit eine entsprechende, gewünschte Farbgebung des Verbundfadens erzeugt werden. Durch die Verwendung eines Aktuators zur Verstellung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten ist eine automatische Verstellung, insbesondere auch während des Betriebs der Vorrichtung, ermöglicht. Insgesamt kann die Flexibilität bei der Farbgebung des Verbundfadens weiter gesteigert werden, so dass ein besonders großes Farbspektrum im Verbundfaden erreichbar ist. Insbesondere ist auch eine Farbdominanz einer der Farben der Einzelfäden in einem mittels des Verbundfadens hergestellten Teppichs präzise einstellbar. Die unterschiedlichen Farben der Einzelfäden sind dabei z.B. blau, gelb und rot.
Vorteilhafterweise weist eine jede Verwirbelungseinheit eine Verwirbelungsdüse auf, welche an einem gemeinsamen Träger der Verwirbelungseinrichtung angeordnet sind. Die Position und/oder Ausrichtung des Trägers ist mittels des zumindest einen Aktuators veränderbar.
Die Verstellung aller Verwirbelungseinheiten mit dem gemeinsamen Träger ist mechanisch einfach ausführbar. Unter Umständen ist ein einziger Aktuator ausreichend, die gewünschte Flexibilität in der Farbgebung zu erreichen. Weiterhin sind bereits bekannte, nicht verstellbare Träger mit nur geringen Anpassungen, nämlich eben mit der Kopplung mit dem Aktuator, verwendbar. Der Aktuator ist vorzugsweise zwischen dem Träger und einem Maschinengestell der Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weist eine jede Verwirbelungseinheit einen Einzelträger zur Aufnahme der zugehörigen Verwirbelungsdüse auf. Die Position und/oder Ausrichtung eines jeden Einzelträgers ist jeweils mittels zumindest eines Aktuators veränderbar.
Durch die Anordnung der Verwirbelungseinheiten an Einzelträgern ist insbesondere die Position der Verwirbelungseinheiten zueinander einstellbar. Aufgrund der zugeordneten Aktuatoren kann dies besonders schnell, vorzugsweise automatisiert und insbesondere während des Betriebs der Vorrichtung erfolgen. Die Flexibilität bei der Farbgebung des Verbundfadens ist somit weiter erhöht.
Weiter bevorzugt beträgt ein Verstellbereich zumindest eines der Aktuatoren 5mm bis 60mm, vorzugsweise 5mm bis 25mm.
In diesem Bereich sind eine Vielzahl von gewünschten Farbgebungen / Farbmustern im Verbundfaden erreichbar. Weiterhin ist somit sichergestellt, dass bei üblichen Abständen zwischen der den Verwirbelungseinheiten vorgeordneten Verstreckeinrichtung und der den Verwirbelungseinheiten nachgeordneten Kräuseleinrichtung die Einzelfäden am Einlauf und/oder Auslauf der Verwirbelungseinheiten nicht zu stark umgelenkt werden. Eine zu starke Umlenkung würde zu einer zu hohen Reibung zwischen Verwirbelungseinheit und Einzelfaden führen.
Der zumindest eine Aktuator ist nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ausgebildet, eine Bewegung des mit diesem Aktuator gekoppelten Trägers und/oder Einzelträgers in zumindest einem von sechs Freiheitsgraden, insbesondere eine Verschiebung in einer X, Y und/oder Z-Richtung und/oder eine Rotation um eine X, Y und/oder Z-Achse, zu ermöglichen.
Um diese Bewegungen zu ermöglichen, sind eine Vielzahl von Varianten von Aktuatoren und Kombinationen von Aktuatoren denkbar. Die Aktuatoren bzw. Kombinationen von Aktuatoren sind an den Träger und/oder die Einzelträger und auch an unter Umständen zwischengeordnete Getriebeelemente sowie die Lagerung der Träger und/oder Einzelträger z.B. an dem Maschinengestell angepasst. Es ist dabei denkbar, dass die Einzelträger ohne einen gemeinsamen Träger zum Einsatz kommen, wobei dann die Aktuatoren jeweils zwischen einem der Einzelträger und dem Maschinengestell angeordnet sind. Weiterhin ist denkbar, dass sowohl der gemeinsame Träger vorhanden und mittels eines mit dem Maschinengestell gekoppelten Aktuators bewegbar ist und weiterhin die Einzelträger an dem gemeinsamen Träger gelagert und mittels jeweils eines zwischen dem Träger und einem jeden der Einzelträger angeordneten Aktuator bewegbar sind.
Es kann vorteilhaft sein, wenn der zumindest eine Aktuator mit einer Steuerungseinrichtung zu dessen vorzugsweise automatischen Ansteuerung verbunden ist.
Neben der automatischen Ansteuerung ist mittels der Steuerungseinrichtung eine Speicherung von bestimmten, bevorzugten Positionen der Verwirbelungseinheiten ermöglicht, welche dann bei Bedarf insbesondere automatisiert abruf- und einstellbar sind.
Vorzugsweise ist einer jeden der Verwirbelungseinheiten eine separat steuerbare Druckluftzufuhr zugeordnet.
Somit kann die Verwirbelung eines jeden Einzelfadens separat gesteuert werden, so dass die Flexibilität der Farbgebung des Verbundfadens weiter erhöht ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens gemäß Anspruch 8 gelöst.
Genauer wird die Aufgabe dann dadurch gelöst, dass eine Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten relativ zur Verstreckeinrichtung, zur Kräuseleinrichtung und/oder einer weiteren der Verwirbelungseinheiten während der Herstellung des gekräuselten Verbundfadens verändert wird.
Durch die Veränderung der Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten während der Herstellung des gekräuselten Verbundfadens wird eben auch die Farbgebung während des Betriebs geändert. Somit ist auch ein Farbmuster eines mittels des Verbundfadens hergestellten Teppichs besonders vielfältig einstellbar.
Vorteilhafterweise wird die Position und/oder Ausrichtung der Verwirbelungseinrichtung, nämlich aller Verwirbelungseinheiten gemeinsam, relativ zur Verstreckeinrichtung und/oder zur Kräuseleinrichtung während der Herstellung des gekräuselten Verbundfadens verändert.
Diese Variante ist mit besonders geringem vorrichtungstechnischen aber auch steuerungs- und/oder regelungstechnischen Aufwand realisierbar.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten mittels einer Steuereinrichtung automatisch anhand von gemessenen Eigenschaften des Verbundfadens, insbesondere dessen Farbe, zur Erreichung von gewünschten Eigenschaften des Verbundfadens, insbesondere dessen Farbe, verändert.
Auf diese Weise kann eine gewünschte Farbgebung des Verbundfadens besonders sicher erreicht werden. In der Steuereinrichtung werden dazu entsprechende Algorithmen zur Auswertung der mittels eines, vorzugsweise optischen, Sensors gemessen Eigenschaften des Verbundfadens und zur nachfolgenden Generierung von Steuersignalen für den zumindest einen Aktuator ausgeführt.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten mittels der Steuereinrichtung anhand eines vorgegebenen, in der Steuerungseinrichtung vorliegenden Bewegungsmusters verändert wird.
Das Bewegungsmuster ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass die zumindest eine bewegte Verwirbelungseinheit periodische Bewegungen ausführt. Ein solches Bewegungsmuster führt dann zu einer changierenden Farbgebung des Verbundfadens. In einer besonders einfachen Form könnte ein Abstand dieser Verwirbelungseinheit zur Kräuseleinrichtung zwischen zwei Endpositionen verändert, also die Verwirbelungseinheit zwischen diesen beiden Endpositionen hin- und herbewegt werden. Eine solche periodische Bewegung weist eine Periodendauer auf, welche mehrere Minuten dauern kann, oder welche teils auch unter einer Sekunde liegt. Mit der Periodendauer ist die Zeit gemeint, welche benötigt wird, um die Verwirbelungseinheit von einer der beiden Endpositionen zur anderen Endposition und wieder zurück zu bewegen.
Weiter bevorzugt werden die Einzelfäden mit jeweils unterschiedlichen Druckluftstellwerten einer Druckluftzufuhr verwirbelt.
Auf diese Weise ist eine Farbdominanz einer der Farben der Einzelfäden in einem aus dem Verbundfaden hergestellten Teppichs in punktierter Art und Weise erreichbar. D.h. in dem Teppich sind dann klar voneinander unterscheidbare Bereiche der Farben der Einzelfäden sichtbar.
Die gekräuselten Verbundfäden werden wie bereits beschrieben insbesondere zu Teppichen weiterverarbeitet.
Kurzbeschreibung der Figuren
Im Nachfolgenden werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren näher dargestellt.

1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens in einer Seitenansicht.
2 zeigt schematisch eine Verwirbelungseinrichtung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens in einer Draufsicht.
3 zeigt schematisch eine Verwirbelungseinrichtung einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens in einer Draufsicht.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens 1 gemäß der 1 bis 3 hat u.a. eine Spinneinrichtung 2, eine Kühleinrichtung 3 und eine Verstreckeinrichtung 4 zur Herstellung mehrerer multifiler Einzelfäden 5.1, 5.2, 5.3. Weiterhin hat die Vorrichtung zur Herstellung des gekräuselten Verbundfadens 1 u.a. eine Kräuseleinrichtung 6 zum Zusammenführen der Einzelfäden 5.1, 5.2, 5.3 zu dem Verbundfaden 1 und eine der Kräuseleinrichtung 6 vorgeordnete Verwirbelungseinrichtung 7 zum separaten Verwirbeln der Einzelfäden 5.1, 5.2, 5.3 mittels jeweils einer Verwirbelungseinheit 7.1, 7.2, 7.3.
Die Kräuselvorrichtung 6 ist gemäß 1 durch eine Stauchkammerkräuseleinrichtung ausgebildet, die eine Förderdüse 6.1, eine Stauchkammer 6.2 und eine Kühltrommel 6.3 aufweist. Dabei werden die Einzelfäden 5.1, 5.2 und 5.3 gemeinsam durch ein heißes Fördermedium zu einem Fadenstopfen aufgestaucht. Der Fadenstopfen wird anschließend am Umfang der Kühltrommel 6.3 gekühlt und zu dem Verbundfaden 1 aufgelöst.
Eine Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 ist relativ zur Verstreckeinrichtung 4, zur Kräuseleinrichtung 6 und/oder einer weiteren der Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 mittels zumindest eines Aktuators veränderbar.
Die angrenzend zur Verwirbelungseinrichtung 7 in 1 und 2 und auch angrenzend zu den Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 in 2 und 3 dargestellten Doppelpfeile symbolisieren die mittels solcher Aktuatoren umsetzbaren, möglichen Bewegungen, wobei die Aktuatoren selbst der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt sind. Die Doppelpfeile sind dabei mit Bezug zu kartesischen Koordinatensystemen mit X, Y und Z-Achsen dargestellt. 1 zeigt die Doppelpfeile im zugehörigen kartesischen Koordinatensystem zum einen neben der Verwirbelungseinrichtung 7 und zusätzlich zur Verdeutlichung in einer vergrößerten Darstellung.
Eine jede Verwirbelungseinheit 7.1, 7.2, 7.3 weist eine Verwirbelungsdüse 7.1.d, 7.2.d, 7.3.d auf, welche gemäß 1 und 2 an einem gemeinsamen Träger 8 der Verwirbelungseinrichtung 7 angeordnet sind. Die Position und/oder Ausrichtung des Trägers 8 ist mittels des zumindest einen Aktuators veränderbar.
Die erste und die zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens 1 gemäß 1 und 2 weisen einen solchen gemeinsamen Träger 8 auf. Die dritte Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens 1 kommt ohne einen gemeinsamen Träger 8 aus. Der Träger 8 ist mittels einer hier nicht gezeigten Lagereinrichtung beweglich zur Umgebung vorzugsweise an einem hier nicht gezeigten Maschinengestell gelagert. Eine solche Lagereinrichtung könnte auch mittels des Aktuators ausgebildet sein. Der Aktuator ist vorzugsweise auch an einem solchen Maschinengestell gehalten. Auch die Verstreckeinrichtung 4 und die Kräuseleinrichtung 6 sind insbesondere mit diesem Maschinengestell verbunden.
Eine jede Verwirbelungseinheit 7.1, 7.2, 7.3 weist gemäß 2 und 3 einen Einzelträger 8.1, 8.2, 8.3 zur Aufnahme der zugehörigen Verwirbelungsdüse 7.1.d, 7.2.d, 7.3.d auf. Die Position und/oder Ausrichtung eines jeden Einzelträgers 8.1, 8.2, 8.3 ist jeweils mittels zumindest eines Aktuators veränderbar.
Die erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens 1 aus 1 kommt ohne solche Einzelträger aus. Gemäß 2 sind die Einzelträger 8.1, 8.2, 8.3 an dem gemeinsamen Träger 8 angeordnet und dann jeweils mittels des zugeordneten Aktuators auch relativ zu dem Träger 8 bewegbar. Ein jeder Einzelträger 8.1, 8.2, 8.3 weist somit eine hier nicht gezeigte Lagereinrichtung auf, mittels der ein jeder Einzelträger 8.1, 8.2, 8.3 mit dem Träger 8 gekoppelt ist, wobei diese Lagereinrichtungen auch mittels der jeweiligen Aktuatoren ausgebildet sein können. Gemäß 3 sind die Einzelträger 8.1, 8.2, 8.3 mittels jeweils einer hier nicht gezeigten Lagereinrichtung beweglich zur Umgebung vorzugsweise an einem hier nicht gezeigten Maschinengestell ohne zwischengeschalteten gemeinsamen Träger gelagert. Solche Lagereinrichtungen könnten auch mittels der Aktuatoren ausgebildet sein. Die Aktuatoren sind vorzugsweise auch an einem solchen Maschinengestell gehalten.
Ein Verstellbereich zumindest eines der Aktuatoren beträgt 5mm bis 60mm, vorzugsweise 5mm bis 25mm.
Insbesondere weist der Aktuator eine mittige Ruhelage auf, aus welcher der Aktuator in zwei gegenüberliegende Richtungen jeweils um 10mm bis 30mm, vorzugsweise 17,5mm bis 22,5mm, heraus bewegbar ist.
Der zumindest eine Aktuator ist ausgebildet, eine Bewegung des mit diesem Aktuator gekoppelten Trägers 8 und/oder Einzelträgers 8.1, 8.2, 8.3 in zumindest einem von sechs Freiheitsgraden, insbesondere eine Verschiebung in einer X, Y und/oder Z-Richtung und/oder eine Rotation um eine X, Y und/oder Z-Achse, zu ermöglichen.
Die Verschiebungen in der X, Y und/oder Z-Richtung sind in den 1 bis 3 mit jeweils einem geraden Doppelpfeil symbolisiert, die Rotation um die X, Y und/oder Z-Achse mit jeweils einem gebogenen Doppelpfeil. Für eine Verschiebung in einer der Richtungen ist vorzugsweise ein elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Linearaktuator vorgesehen. Um eine Verschiebung des Trägers 8 in allen drei Richtungen zu ermöglichen, sind dann z.B. drei solcher, jeweils rechtwinklig zueinander angeordnete Linearaktuatoren vorgesehen. Zur Erzeugung der Rotationen könnten elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betreibbare rotatorische Motoren vorgesehen sein. Weiterhin wäre denkbar, auch eine Rotation mithilfe von Linearaktuatoren zu ermöglichen, welche dann exzentrisch zu einer Drehlagerung des jeweiligen Trägers 8 bzw. Einzelträgers 8.1, 8.2, 8.3 an dem zugehörigen Träger 8 bzw. Einzelträger 8.1, 8.2, 8.3 angreifen. Es ist möglich verschiedene Aktuatoren beliebig miteinander zu kombinieren, z.B. könnte zumindest einer der Träger 8 und/oder Einzelträger 8.1, 8.2, 8.3 mit einem Roboterarm mit mehreren Aktuatoren bewegbar sein.
Der zumindest eine Aktuator ist mit einer Steuerungseinrichtung zu dessen vorzugsweise automatischen Ansteuerung verbunden.
Einer jeden der Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 ist eine separat steuerbare Druckluftzufuhr 7.1.z, 7.2.z, 7.3.z zugeordnet.
Dazu sind die Druckluftzufuhren 7.1.z, 7.2.z, 7.3.z gemäß 2 und 3 mittels jeweils eines Druckstellmittels 9.1, 9.2, 9.3 mit einer hier nicht gezeigten Druckquelle verbunden. Die dazu notwendigen Strömungskanäle sind vorzugsweise mithilfe beweglicher Schlauchleitungen umgesetzt, wobei solche beweglichen Schlauchleitungen die Bewegung der Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 zulassen, bzw. sich entsprechend mit den Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 mitbewegen. Die Druckluftzufuhren 7.1.z, 7.2.z, 7.3.z, insbesondere deren Druckstellmittel 9.1, 9.2, 9.3, sind zu deren Steuerung und/oder Regelung mit der Steuerungseinrichtung verbunden.
Im Folgenden wird nun noch einmal im Detail auf die der Verwirbelungseinrichtung 7 vor- und nachgeordneten Bauteile gemäß 1 eingegangen, wobei diese Bauteile vorzugsweise auch in der zweiten und dritten Ausführungsform gemäß 2 und 3 entsprechend vor und nach der Verwirbelungseinrichtung 7 einsetzbar sind. Die Spinneinrichtung 2 ist mit mehreren, hier nicht dargestellten Schmelzeerzeugern, z.B. Extrudern, zur Bereitstellung einer Polymerschmelze verbunden. Die Spinneinrichtung 2 weist einen beheizten Spinnbalken 10 auf, welcher mehrere Spinndüsen 11.1 bis 11.3 nebeneinander trägt. Die Spinndüsen 11.1 bis 11.3 besitzen auf ihren Unterseiten jeweils eine Vielzahl von Düsenbohrungen, durch welche im Betrieb jeweils eine Filamentschar aus der Polymerschmelze extrudiert wird. Unterhalb der Spinneinrichtung 2 ist die Kühleinrichtung 3 vorgesehen, durch welche die extrudierten Filamente gekühlt werden. Nach der Abkühlung der Filamente werden diese jeweils zu einem Einzelfaden 5.1 bis 5.3 durch die Fadenführer 12 zusammengeführt. Um die Einzelfäden 5.1 bis 5.3 von den Spinndüsen 11.1 bis 11.3 abzuziehen, ist die Verstreckeinrichtung 4 vorgesehen, die mehrere angetriebene Galetten aufweist. Die Einzelfäden 5.1 bis 5.3 werden zuvor durch eine Vorverwirbelungseinrichtung 13 durch mehrere Vorverwirbelungsdüsen 13.1 bis 13.3 einzeln verwirbelt. Am Umfang der Galetten der Verstreckvorrichtung 4 werden die Einzelfäden 5.1 bis 5.3 parallel zueinander mit mehreren Umschlingungen geführt. Die Verstreckeinrichtung 4 weist hier zwei sogenannte Galettenduos auf. Nach dem Abziehen und Verstrecken der Einzelfäden 5.1, 5.2 und 5.3 durch die Verstreckeinrichtung 4 werden die Einzelfäden 5.1, 5.2 und 5.3 unmittelbar vor der Kräuselung durch die Kräuselvorrichtung 6 mittels der Verwirbelungseinrichtung 7 separiert und verwirbelt. Der gekräuselte Verbundfaden 1 wird nach dessen Abkühlung durch eine Abzugsgaletteneinheit 14 vom Umfang der Kühltrommel 6.3 abgezogen, wobei sich der Fadenstopfen auflöst. Nach einer Nachbehandlung in einer Nachverwirbelungseinrichtung 15 wird der Verbundfaden 1 durch eine Aufwickelvorrichtung 16 zu einer Spule 17 gewickelt. Der auf der Spule 17 aufgewickelte Verbundfaden 1 kann unmittelbar zur Herstellung von Teppichen genutzt werden kann. Zur Herstellung von Teppichen weisen derartige Verbundfaden 1 ein vorbestimmtes visuelles Erscheinungsbild auf, das durch die Farben der Einzelfäden 5.1, 5.2 und 5.3 geprägt ist.
Diese visuellen Erscheinungsformen des Verbundfadens werden dabei im Wesentlichen durch die Verwirbelung der Einzelfäden 5.1, 5.2 und 5.3 unmittelbar vor der Kräuselung erreicht. Die verschiedenen Farben der Einzelfäden 5.1, 5.2 und 5.3 können z.B. durch verschieden eingefärbte, den Extrudern zugeführte Granulate erzeugt werden. Weiterhin ist denkbar, verschiedene flüssige Farben in die Polymerschmelzen zwischen den Schmelzerzeugern z.B. den Extrudern und den Spinndüsen 11.1, 11.2 und 11.3 einzubringen.
Das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Herstellung des gekräuselten Verbundfadens 1 ist insbesondere mittels der vorangehend beschriebenen Vorrichtung zur Herstellung des gekräuselten Verbundfadens 1 ausführbar.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des gekräuselten Verbundfadens 1 werden mehrere Einzelfäden 5.1, 5.2, 5.3 jeweils als eine Vielzahl von strangförmigen Filamenten extrudiert, abgekühlt, mittels der Verstreckeinrichtung 4 verstreckt und gemeinsam zu dem Verbundfaden 1 mittels der Kräuseleinrichtung 6 gekräuselt. Die multifilen Einzelfäden 5.1, 5.2, 5.3 werden vor dem Kräuseln separat mittels jeweils einer Verwirbelungseinheit 7.1, 7.2, 7.3 einer Verwirbelungseinrichtung 7 verwirbelt.
Eine Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 relativ zur Verstreckeinrichtung 4, zur Kräuseleinrichtung 6 und/oder einer weiteren der Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 wird während der Herstellung des gekräuselten Verbundfadens 1 verändert.
Somit wird auch die Farbgebung des Verbundfadens 1 fortlaufend verändert. Es werden gewünschte Farbmuster im Verbundfaden 1 erzeugt, was zu entsprechenden Farbmustern in aus solchen Verbundfäden 1 hergestellten Teppichen führt.
Die Position und/oder Ausrichtung der Verwirbelungseinrichtung 7, nämlich aller Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 gemeinsam, wird relativ zur Verstreckeinrichtung 4 und/oder zur Kräuseleinrichtung 6 während der Herstellung des gekräuselten Verbundfadens 1 verändert.
Zum Beispiel wird der gemeinsame Träger 8 fortlaufend in der Z-Richtung zwischen zwei Endpositionen hin- und hergefahren, so dass sich der Abstand zur Kräuseleinrichtung 6 und die zugehörigen Ein- und Auslaufwinkel fortlaufend ändern. Denkbar wäre auch eine kreisförmige oder elliptische, fortlaufende Bewegung in einer Ebene. Bei einer solchen Bewegung könnte der gemeinsame Träger 8 mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt werden. Grundsätzlich sind aber alle Bewegungsabläufe denkbar, welche zu einer gewünschten Farbgebung und nicht zu einer unerwünschten Schädigung des Verbundfadens 1 führen.
Die Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 wird z.B. mittels einer Steuereinrichtung automatisch anhand von gemessenen Eigenschaften des Verbundfadens 1, insbesondere dessen Farbe, zur Erreichung von gewünschten Eigenschaften des Verbundfadens 1, insbesondere dessen Farbe, verändert.
Ziel bei einer solchen Regelung der Farbe des Verbundfadens 1 kann eine bestimmte gleichbleibende Farbe oder eine bestimmte Veränderung der Farbe des Verbundfadens 1 sein.
Die Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten 7.1, 7.2, 7.3 wird mittels der Steuereinrichtung z.B. anhand eines vorgegebenen, in der Steuerungseinrichtung vorliegenden Bewegungsmusters verändert.
Bereits erprobte Bewegungsmuster und die daraus folgende Farbgebung des Verbundfadens 1 können so auf einfache Art und Weise abgerufen werden. Als Bewegungsmuster sind z.B. die bereits genannte changierende Bewegung entlang einer Linie, kreisförmige oder elliptische Bewegungen denkbar. Aber auch dreidimensionale Bewegungsmuster sind möglich. Anderseits könnte das Bewegungsmuster auch bestimmte Vorgaben erfüllen, wie z.B. einen bestimmten, konstanten Auslaufwinkel eines der Einzelfäden 5.1, 5.2, 5.3 aus der Verwirbelungseinrichtung 7.
Die Einzelfäden 5.1, 5.2, 5.3 werden z.B. mit jeweils unterschiedlichen Druckluftstellwerten einer Druckluftzufuhr 7.1.z, 7.2.z, 7.3.z verwirbelt.
Auch die Druckluftstellwerte können während der Herstellung des gekräuselten Verbundfadens 1 verändert werden, wenn dies zu einer gewünschten Farbgebung des Verbundfadens führt.
Bezugszeichenliste

1: Verbundfaden
2: Spinneinrichtung
3: Kühleinrichtung
4: Verstreckeinrichtung
5.1: erster Einzelfaden
5.2: zweiter Einzelfaden
5.3: dritter Einzelfaden
6: Kräuseleinrichtung
6.1: Förderdüse
6.2: Stauchkammer
6.3: Kühltrommel
7: Verwirbelungseinrichtung
7.1: erste Verwirbelungseinheit
7.1.d: Verwirbelungsdüse der ersten Verwirbelungseinheit
7.1.z: Druckluftzufuhr der ersten Verwirbelungseinheit
7.2: zweite Verwirbelungseinheit
7.2.d: Verwirbelungsdüse der zweiten Verwirbelungseinheit
7.2.z: Druckluftzufuhr der zweiten Verwirbelungseinheit
7.3: dritte Verwirbelungseinheit
7.3.d: Verwirbelungsdüse der dritten Verwirbelungseinheit
7.3.z: Druckluftzufuhr der dritten Verwirbelungseinheit
8: Träger
8.1: erster Einzelträger
8.2: zweiter Einzelträger
8.3: dritter Einzelträger
9.1: erstes Druckstellmittel
9.2: zweites Druckstellmittel
9.3: drittes Druckstellmittel
10: Spinnbalken
11.1: erste Spinndüse
11.2: zweite Spinndüse
11.3: dritte Spinndüse
12: Fadenführer
13: Vorverwirbelungseinrichtung
13.1: erste Vorverwirbelungsdüse
13.2: zweite Vorverwirbelungsdüse
13.3: dritte Vorverwirbelungsdüse
14: Abzugsgaletteneinheit
15: Nachverwirbelungseinrichtung
16: Aufwickelvorrichtung
17: Spule

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3358052 B1 [0003]
EP 1844186 B1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens (1) mit einer Spinneinrichtung (2), einer Kühleinrichtung (3) und einer Verstreckeinrichtung (4) zur Herstellung mehrerer multifiler Einzelfäden (5.1, 5.2, 5.3), mit einer Kräuseleinrichtung (6) zum Zusammenführen der Einzelfäden (5.1, 5.2, 5.3) zu dem Verbundfaden (1) und mit einer der Kräuseleinrichtung (6) vorgeordneten Verwirbelungseinrichtung (7) zum separaten Verwirbeln der Einzelfäden (5.1, 5.2, 5.3) mittels jeweils einer Verwirbelungseinheit (7.1, 7.2, 7.3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) relativ zur Verstreckeinrichtung (4), zur Kräuseleinrichtung (6) und/oder einer weiteren der Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) mittels zumindest eines Aktuators veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine jede Verwirbelungseinheit (7.1, 7.2, 7.3) eine Verwirbelungsdüse (7.1.d, 7.2.d, 7.3.d) aufweist, welche an einem gemeinsamen Träger (8) der Verwirbelungseinrichtung (7) angeordnet sind, und die Position und/oder Ausrichtung des Trägers (8) mittels des zumindest einen Aktuators veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine jede Verwirbelungseinheit (7.1, 7.2, 7.3) einen Einzelträger (8.1, 8.2, 8.3) zur Aufnahme der zugehörigen Verwirbelungsdüse (7.1.d, 7.2.d, 7.3.d) aufweist, wobei die Position und/oder Ausrichtung eines jeden Einzelträgers (8.1, 8.2, 8.3) jeweils mittels zumindest eines Aktuators veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstellbereich zumindest eines der Aktuatoren 5mm bis 60mm, vorzugsweise 5mm bis 25mm, beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Aktuator ausgebildet ist, eine Bewegung des mit diesem Aktuator gekoppelten Trägers (8) und/oder Einzelträgers (8.1, 8.2, 8.3) in zumindest einem von sechs Freiheitsgraden, insbesondere eine Verschiebung in einer X, Y und/oder Z-Richtung und/oder eine Rotation um eine X, Y und/oder Z-Achse, zu ermöglichen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Aktuator mit einer Steuerungseinrichtung zu dessen vorzugsweise automatischen Ansteuerung verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer jeden der Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) eine separat steuerbare Druckluftzufuhr (7.1.z, 7.2.z, 7.3.z) zugeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Verbundfadens (1), bei welchem mehrere Einzelfäden (5.1, 5.2, 5.3) jeweils als eine Vielzahl von strangförmigen Filamenten extrudiert, abgekühlt, mittels einer Verstreckeinrichtung (4) verstreckt und gemeinsam zu dem Verbundfaden (1) mittels einer Kräuseleinrichtung (6) gekräuselt werden, wobei die multifilen Einzelfäden (5.1, 5.2, 5.3) vor dem Kräuseln separat mittels jeweils einer Verwirbelungseinheit (7.1, 7.2, 7.3) einer Verwirbelungseinrichtung (7) verwirbelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) relativ zur Verstreckeinrichtung (4), zur Kräuseleinrichtung (6) und/oder einer weiteren der Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) während der Herstellung des gekräuselten Verbundfadens (1) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder Ausrichtung der Verwirbelungseinrichtung (7), nämlich aller Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) gemeinsam, relativ zur Verstreckeinrichtung (4) und/oder zur Kräuseleinrichtung (6) während der Herstellung des gekräuselten Verbundfadens (1) verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) mittels einer Steuereinrichtung automatisch anhand von gemessenen Eigenschaften des Verbundfadens (1), insbesondere dessen Farbe, zur Erreichung von gewünschten Eigenschaften des Verbundfadens (1), insbesondere dessen Farbe, verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder Ausrichtung zumindest einer der Verwirbelungseinheiten (7.1, 7.2, 7.3) mittels der Steuereinrichtung anhand eines vorgegebenen, in der Steuerungseinrichtung vorliegenden Bewegungsmusters verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfäden (5.1, 5.2, 5.3) mit jeweils unterschiedlichen Druckluftstellwerten einer Druckluftzufuhr (7.1.z, 7.2.z, 7.3.z) verwirbelt werden.