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Maschine zum Kräuseln von künstlichen Fäden Die Erfindung bezieht
sich auf eine Maschine zum Kräuseln von künstlichen Fäden mit vom Faden nacheinander
durchlaufenen, Heiz- und Falschdrallvorrichtungen (Drehröhrchen). Durch das Drehröhrchen
erhält der zu kräuselnde Faden zunächst einen Drall, der sich hinter dem Drehröhrchen
von selbst wieder auflöst. Da der Faden vorher einer Wärmebehandlung unterworfen
wird, werden bei der Drehung die Moleküle in ihrer gegenseitigen Lage mehr oder
weniger fixiert, so daß der Faden auch nach vollständiger Rückdrehung eine Kräuselung
beibehält.
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Bei den bekannten Faden-Kräuselmaschinen wird aus wirtschaftlichen
Gründen eine Vielzahl verschiedener Einzelfäden gleichzeitig nebeneinander einer
möglischst gleichen Behandlung unterworfen. Die so hergestellten Einzelfäden sind
aber nur dann in ihren Eigenschaften praktisch gleich, wenn ihre Kräuselung genau
dieselbe ist. Die Kräuselung hängt einerseits von der Drehzahl der Spindeln und
andererseits von der Temperatur der vom Faden durchlaufenen Heizvorrichtung ab.
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Was die gleiche Drehzahl der Spindeln anbelangt, so hat man dieses
Problem bereits seit längerer Zeit dadurch gelöst, daß man einer Vielzahl gleich
ausgebildeter Spindeln einen gemeinsamen Antrieb, beispielsweise mittels Riemen,
zuordnete. Demgegenüber sind die bisher bekanntgewordenen Maschinen hinsichtlich
einer gleichen Wärmebehandlung der in der Maschine nebeneinander bearbeiteten Einzelfäden
noch nicht zufriedenstellend.
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Bei den meisten der bekannten Maschinen zum Kräuseln von künstlichen
Fäden wird jeder Faden von einer getrennten Heizvorrichtung, beispielsweise einem
elektrischen Widerstand, auf die gewünschte Temperatur gebracht. Die Praxis hat
aber gezeigt, daß die Einzelbeheizung der Fäden nicht geeignet ist, um bei allen
in der Maschine nebeneinander behandelten Fäden die gleiche Erwärmung hervorzurufen.
Bei den am meisten gebräuchlichen Widerstandsheizungen hat man festgestellt, daß
bei anfänglich völlig gleichweitigen Widerständen die Heiztempertur nach einjähriger
oder zweijähriger Betriebszeit von der einen zur anderen Heizvorrichtung Unterschiede
von etwa 15° C aufweist, da die Isolationen und auch die Widerstände selbst unterschiedlich
altern. Derartige Temperaturabweichungen rufen bei den behandelten Fäden bereits
so erhebliche uneinheitliche Eigenschaften hervor, daß man nicht mehr von einem
gleichbleibenden Qualitätsprodukt sprechen kann.
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Bei einer anderen bekannten Maschine zum Kräuseln von Fäden erfolgt
die Wärmebehandlung der Fäden in einer für alle Fäden gemeinsamen Heiz-; vorrichtung.
Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem geschlossenen Kasten, in dem
die erforderliche Wärme mittels Glühlampen, denen die Fäden unmittelbar oder mittelbar
ausgesetzt sind, erzeugt wird. Das Gehäuse der Heizvorrichtung ist im übrigen im
Innern leer; es enthält keine Mittel zur Wärmespeicherung. Beim Einschalten der
Glühlampen steigt die Temperatur sehr rasch, praktisch trägheitslos an. Infolge
der fehlenden thermischen Trägheit wird bei einer derartigen Heizvorrichtung allein
durch eine vorübergehende Veränderung der Netzspannung die zulässige Temperatur
sehr leicht unter- oder überschritten. Ein Temperaturregler zur Vermeidung unerwünschter
Temperaturschwankungen ist in der Anschaffung verhältnismäßig teuer und außerdem
sehr empfindlich gegenüber Störungen, insbesondere gegenüber Erschütterungen.
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Bei einer Maschine zum Kräuseln von künstlichen Fäden mittels Falschdralles
mit einer Vielzahl gleichzeitig nebeneinander behandelter Fäden die Voraus-; setzungen
für eine völlig gleiche Wärmebehandlung aller Fäden zu schaffen, ist das Ziel der
vorliegenden Erfindung.
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Ausgehend von einer Maschine mit einer für eine Mehrzahl von Fäden
gemeinsamen Heizvorrichtung wird das gestellte Ziel gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, daß die gemeinsame Heizvorrichtung aus einem wärmeisolierten Metallblock
mit großem
Wärmespeichervermögen,. der von einer- Mehrzahl von Fadendurchlaßkanälen
oder -rohren durchsetzt ist, und aus mindestens einem sich senkrecht zu den Fadendurchlaßrohren
erstreckenden, in den Metallblock eingebetteten und einer Mehrzahl der-Rohre gemeinsamen
elektrischen Widerstand besteht.
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Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist in dem den, Fadendurchlaßkanälen
gemeinsamen Metallblock ein temperaturempfindliches Steuercrgn zur selbsttätigen;
temperaturabhängigen Regelung des Heizstromes eingebettet.
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Die wichtigsten Vorteile der gemäß der Erfindung ausgebildeten Heizvorrichtung
sind folgende: 1. Sämtlichen Fadendurchlaßkanälen wird dieselbe Wäremenge zugeführt,
selbst dann,- wenn ein =einzelner Heizwiderstand zerstört ist; 2. die Wärme wird
völlig gleichmäßig von der gemeinsamen Metallmasse auf - alle Fadendurchlaßkanäle
verteilt, so daß bei irgendwelchen Änderungen des Heizstromes in allen Fadendurchlaßkanälen
zur gleichen Zeit stets die gleiche Temperatur herrscht und vor allem bei kurzzeitigen
Stromunterbrechungen oder Spannungsschwankungen keine wesentlichen Temperaturänderungen
eintreten; -- 3. es -genügt ein einziges, in die gemeinsame Metallmasse eingreifendes
Thermometer für die überwachung der Heiztemperatur aller Fäden; 4. ebenso genügt
ein einziges temperaturempfind-_liches Steuerorgan zur selbsttätigen, temperaturabhängigen
Regelung der Beheizung sämtlicher Fäden; 5. die automatische Temperturregulierung
der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung kann mit viel größerer Genauigkeit als bisher
und mit billige= ren Regulierungsvorrichtungen erzielt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigt F i g.1 einen Querschnitt durch eine Heizvorrichtung gemäß
der Erfindung mit darüber angeordneter Falschdrallvorrichtung, F i g. 2 einen, Ausschnitt
der Heizvorrichtung mit einem Schnitt entlang der Linie H-II der Fi.g.1, F i g.
3 eine Schnittansicht der am oberen Ende der Rohre aufgesetzten Führungsstücke und
F i g. 4 eine schematische Seitenansicht einer Maschine zum Kräuseln von künstlichen
Fäden, teilweise geschnitten.
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Die Maschine zum Kräuseln von Fäden mittels Falschdralles, in der
die Heizvorrichtung gemäß der Erfindung eingebaut ist, kann in verschiedener Weise
ausgebildet sein. Sie enthält eine bestimmte Anzahl von Falschdrallvörrichtungen
1, die in einer Reihe hintereinander angeordnet sind. Von diesen. Vorrichtungen
ist eine einzige in F i g. 1 schematisch oberhalb einer Heizvorrichtung 2 dargestellt.
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Der zu kräuselnde Faden kommt von einer nicht dargestellten Abwickelspule
und läuft zunächst durch die Heizvorrichtung 2, anschließend durch die Falschdrallvorrichtung
(Drehröhrchen) 1 und von dort zu einer Aufwickelspule 3.
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Die Heizvorrichtung 2 ist mit einer bestimmten Anzahl von gleichzeitig
zu behandelnden Fäden a gemeinsam; sie enthält einen Block 7 aus einem die Wärme
gut leitenden: Werkstoff. Dieser Block besitzt ferner ein großes Wärmespeichervermögen.
Er enthält die Durchlässe für die zu -behandelnden:- Fäden und den eigentlichen
Wärmeerzeuger, z. B. elektrische Widerstände B. Der Block 7 ist allseitig von einem
-Wärmeschutz 9 umgeben.
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Die Durchlässe für die Fäden, von denen in einer Maschine beispielsweise
48 vorhanden sind; werden zweckmäßigerweise . durch Rohre 4 .gebildet, die nebeneinander
in den Block 7 eingesetzt sind und an beiden Enden gegenüber dem Block vorspringen.
Jeder Faden a wird so .geführt, daß er praktisch in der Achse des zugehörigen Rohres
4 bleibt, ahne mit den vorzugsweise metallischen Wänden des Rohres in Berührung
zu kommen. Um mit Sicherheit jede Berührung des Fadens a mit den. Rührwänden zu
verhindern, wird der Faden, beim, Durchlaufen des Rohres einer gewissen Spannung
ausgesetzt, wobei außerdem Führungsteile 5 und 6 aus Isolierstoff am Eingang und
am Ausgang des Rohres 4 vorgesehen sind, welche für den. Durchtritt des Fadens eine
öffnung aufweisen, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Rohres 4 ist.
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Der Heizblock 7 kann aus einem einzigen oder mehreren Stücken bestehen.
So besteht z. B. gemäß F i g. 2 der Metallblock, in welchem eine gewisse Zahl von
Heizrohren 4 eingesetzt sind, aus einer in der Mitte liegenden Platte 7a und zwei
äußeren Platten 7b und 7c, welche mit der mittleren Platte zu einem einzigen Block
vereinigt sind. Zum Einsetzen der Rohre 4 in den Block sind in der Platte 7 a Nuten
10 vorgesehen, deren Breite und Tiefe dem Durchmesser der Rohre 4 entsprechen. Nach
Einsetzen der Rohre in diese Nuten wird die Außenplatte 7c an der Platte 7 a befestigt.
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Ferner sind in der Platte 7a auf der den Nuten 10
abgewandten
Seite Längsnuten 11 zur Aufnahme der Heizwiderstände 8 vorgesehen. Nach Einführen
der Widerstände 8 werden die Nuten 11 durch die Außenplatte 7 b verschlossen.
Zur Erzielung einer gleichmäßigen Erwärmung des Blocks über seine ganze Länge werden
die Widerstände 8 zweckmäßig in der Längsrichtung des Blocks angeordnet,, während
die Rohre 4 den Block in der zu der Richtung der Widerstände senkrechten Richtung
durchdringen.
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Zweckmäßig weisen die Enden des Heizblocks eine schräge Oberfläche
12 auf.
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Der Heizblock wird ,in sein Gehäuse 13 zweckmäßig lose eingebaut.
Der lose Einbau soll eine freie Dehnung des Heizblocks gestatten, insbesondere in
der Längsrichtung. Infolge dieser Dehnungsmöglichkeit kann eineinziger Heizblock
Längen und somit eine Wärmekapazität erhalten, welche bisher nicht herstellbar waren,
und infolge der großen Länge des Blocks kann mit demselben Heizblock die Behandlung
einer sehr großen Zahl von Fäden auf kleinstem Raum vorgenommen werden. Gemäß der
auf Fig. 1 dargestellten besonders vorteilhaften Ausfährungs.-form wird der Heizblock
7 in dem Gehäuse 13 durch die Rohre 4 an Ort und Stelle gehalten, von denen nur
die unteren Enden mittels der Führungsteile 5 aus Isolierstoff in dem Boden des
Gehäuses 13 befestigt sind. Die Löcher dieses Bodens, in welche die unteren Enden
der Teile 5 eintreten, erhalten zweckmäßig eine längliche Form, damit die Rohre
4 eine gewisse Bewegungsfreiheit gegenüber dem Boden des Gehäuses quer zur Rohrachse
haben. Die mit den Führungsteilen 6 versehenen oberen Enden der Rohre 4 sind gegenüber
dem Deckel 13 a der Heizvorrichtung frei bewegbar. Ferner wird der Block 7
innerhalb
des Gehäuses 13 in der gewünschten Stellung durch die Isolieimasse 9, z. B. Glaswolle,
gehalten, welche diesen Block von allen Seiten umgibt, und an sich bereits eine
gewisse Nachgiebigkeit und Zusammendrückbarkeit besitzt. Der Heizblock kann sich
daher unter der Einwirkung der Wärme infolge der Elastizität der seinen Halter bildenden
Rohre 4 sowie des Einsetzens der unteren Enden der Rohre 4 -in Langlöcher des Bodens
des Gehäuses und der Zusammendrückbarkeit der ihn umgebenden Isoliermasse frei ausdehnen.
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Auf das Ende eines jeden Heizrohres 4, durch welches der Faden a austritt,
wird; gemäß F i g. 3 ein abnehmbares Führungsstück 6a aus keramischem Werkstoff
aufgesetzt, dessen axialer Kanal 6 b sich in Richtung auf sein dem Rohr 4 abgewandtes
Ende, d. h. in der Austrittsrichtung des Fadens, gemäß einem verhältnismäßig langen,
sich vorzugsweise über mehrere Zentimeter erstreckenden Konus verjüngt.
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In dieser konischen Kammer 6b sammeln sich dann die Rückstände, welche
sich auf der Oberfläche der durch Erwärmung behandelten Kunstfäden bilden.
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Diese Rückstände können dann leicht mit dem Führungsstück
6a entfernt werden, welches auf dem Rohr 4 durch ein sauberes Führungsstück
ersetzt wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß F i g. 4 werden die
elektrischen Widerstände 8 durch die Sekundärwicklung eines stufenlos regelbaren
Transformators 15 gespeist, dessen Primärwicklung über einen Spannungsregler
16 gespeist wird.
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Die Maschine kann mehrere Heizvorrichtungen enthalten, z. B. vier
Heizvorrichtungen 2, 2 a, 2 b, 2 c,
welche in Parallelschaltung durch die
gleiche Kombination des Spannungsreglers und des stufenlos regelbaren Transformators
gespeist werden.
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Für jeden Heizblock sind ein Thermometer 17 und ein in Reihe in den
Speisestromkreis seiner Widerstände geschalteter Ausgleichsregelwiderstand 18 vorgesehen.
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Durch Vergleich der von den Thermometern 17 gelieferten Angaben können
alle Heizblocks leicht auf dasselbe Temperaturniveau durch Betätigung der Regelwiderstände
18 eingestellt werden.
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Hierauf kann je nach Art und Dicke der zu behandelnden Fäden mittels
des stufenlos regelbaren Transformators 15 die Speisespannung der Heizblocks, d.
h. die Heizleistung derselben, durch Ablesung der Temperatur eines Heizblocks an
einem Thermometer 17 eingestellt werden.
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Die so in den Heizblocks eingestellte Temperatur wird durch den Spannungsregler
16 konstant gehalten. Um die Maschine von den Schwankungen der Raumtempatur unabhängig
zu machen, wird zweckmäßig außerdem in ihrem Speisestromkreis ein Temperaturregler
19 vorgesehen, welcher durch ein Relais 24 den Speisestrom unterbricht, wenn ein
in einen Heizblock eingesetztes Thermoelement 21 die überschreitung der oberen zulässigen:
Temperaturgrenze angibt.
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Der Temperaturregler kann verhältnismäßig wenig empfindlich sein,
da er nur sehr langsame Temperaturschwankungen geringer Amplitude zu berichtigen
hat.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform, bei welcher der Heizblock
7 von 60 kg aus Aluminium gebildet wird, das durch eine Schicht 9 aus Glaswolle
von 8 bis 10 cm Dicke isoliert ist, sinkt die Temperatur bei einer Unterbrechung
des Heizstrdms in dem Block im Mittel nur um 1° C in 5 Minuten. Unter diesen. Bedingungen
kann ein wenig empfindlicher Temperturregler mit einer verhältnismäßig langen Ansprechzeit
die Temperatur z. B. auf 1° C genau konstant halten. Wenn dieser Regler z. B. auf
Schwankungen von 1/2° C anspricht und den Heizstrom wieder einschaltet, wenn die
Temperatur um 1/2° C gesunken ist, stehen hierfür mehr als 2 Minuten zur Verfügung,
ohne daß Gefahr besteht, daß sich der Heizblock um mehr als 1° C abkühlt. Ferner
braucht dank des Vorhandenseins des Spannungsreglers in dem Speisestromkreis und
infolge der Regelmöglichkeit der Heizleistung durch den stufenlos regelbaren Transformator
der Temperaturregler nur sehr selten einzugreifen, und, wie oben ausgeführt, in
langen Intervallen. Er kann daher durch einen verhältnismäßig einfachen und billigen
Apparat gebildet werden.
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Ganz anders liegen die Verhältnisse bei den bisher bekannten Maschinen,
deren Heizvorrichtung keinen Heizblock mit großem Wärmespeichervermögen aufweisen,
so daß bei einer Unterbrechung des Speisestroms die Heiztemperatur in wenigen Sekunden
um 1° C sinkt. Um die Heiztemperatur auf 1° C konstant halten zu können, muß unter
diesen Bedingungen der Temperaturregler sehr schnell eingreifen, d. h., er muß für
Schwankungen empfindlich sein, welche nur einen Bruchteil von 1° C betragen, und
muß außerdem eine sehr kurze Ansprechzeit haben, da sich sonst der Heizblock vor
der Wiederaufnahme der Heizung um mehrere Grad abkühlen kann. Ferner muß der Temperaturregler
häufiger den Heizstrom ein- und ausschalten. Er muß daher nicht nur empfindlich,
sondern auch ausdauernd sein. Ein derartiger Temperaturregler ist sehr teuer.
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Alle diese Nachteile sind durch die obigen erfindungsgemäßen Einrichtungen
vermieden.
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Bei einer Störung des Temperaturreglers 19 kann dieser kurzgeschlossen
werden., und der Betrieb der Heizvorrichtung kann durch Einstellung der Heizleistung
auf den genauen gewünschten Wert mittels des stufenlos regelbaren Transformators
15 aufrechterhalten werden, während bei einer Störung des Spannungsreglers 16 der
Betrieb allein mit dem Temperaturregler aufrechterhalten werden kann
In beiden
Störungsfällen kann daher die Maschine weiter arbeiten, wenn auch mit einer geringeren
Genauigkeit der Heiztemperatur.