DE1410431A1

DE1410431A1 - Vorrichtung zur Bearbeitung von Textilgarnen

Info

Publication number: DE1410431A1
Application number: DE19551410431
Authority: DE
Inventors: Seem Warren Archibald; Stoddard Nicholas Jerome
Original assignee: Leesona Corp
Current assignee: Leesona Corp
Priority date: 1954-01-04
Filing date: 1955-01-04
Publication date: 1969-03-13
Also published as: DE1410431B2; DE1410431C3; BE534630A; US2864931A; CH333135A; US2803105A

Description

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von thermoplastischen Textilgarnen und insbesondere eine Torrichtung zur Bearbeitimg von Polyamid- oder anderen thermoplastischen Garnen»wie Hylon, Vinyon, Orion, Yelon, Dacron, Saran o.dgl.,zum Untarsohied von-Garnen aus Baumwolle, Leinen, Kunstseide, Seide, Wolle ο»dgl., durch thermische Behandlung und damit verbundenem Aufspulen, Zwirnen, Zwirnen und Wie der auf drehen u.dgl.. ( plying, ooning, copping, nubbing) sowie Trocknen, färben, Überziehen, Sengen, Sohlioh-

ten u.dgl« entsprechend einem verbesserten Verfahren zum Behandeln derartiger.Garne.

Gemäß der Erfindung wird eine einfache,zuverlässige Vorrichtung vorgesehen,, mit deren Hilfe das genannte Verfahren mit hoher Geschwindigkeit und mit sehr viel geringeren Kosten durchgeführt werden kann als mit den mehrstufigen Verfahren _f die "bisher angewendet werden, und zwar zur Herstellung von verbesserten einfasrigen,mehrfasrigen oder gesponnen, thermoplastischen Garnen» die durchgehend gleichförmiger sind im Hinblick auf ihre physikalischen Eigenschaften» d.h. die äußere Erscheinung, Denier-Dicke, Färbeigenschaften, Ausbeute unter Beanspruchung (yield under stress), Kontraktionskräft, Bruchdehnung, Elastizität, Verkürzung und restliche Verkürzung, Sorsion, Festigkeit, Stabilisation u.dgl.,von im wesentlichen dauerhaft und gleichförmig gekräuselten, gewellten oder lockigen thermoplastischen Garnen?von glatten thermoplastischen Garnen der in den amerikanischen Patentschriften 2 353 666 und 2 411 offenbarten Art sowie von verbesserten,gleichmäßig stabilisierten Mehrfachgarnen, deren Komponenten sämtlich aus thermoplastischen oder deren einige aus Kunstseide o.dgl. oder aus Seide, Baumwolle, Beinen oder aus anderen nichtthermoplastisohen Materialien bestehen können.

Auf den Zeichnungen sind Ausführungsformen der-Vorrichtung nach der Erfindimg beispielsweise dargestellt.

Fig. 1 ist eine Seilvorderansicht der Vorrichtung nacli dar Erfindung entsprechend einer ersten Ausführungsform.

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fig. S ist ein iDeilschnitt in vergrößertem Maßstab ; entsprechend den. abgewinkelten Pfeilen. II-II der fig. 1,' der im einzelnen eine besonders ausgebildete Heizvorrichtung sowie eine damit verbundene besonders ausgebildete Streckvorrichtung zeigt.

fig. 5 zeigt die Heizvorrichtung in Draufsicht■«■ ■ fig. 4 und 5 sind ein Seilechnitt und eine Draufsicht

.andere/ entspi'eohend fig. 2 und 3» die eine/Ausbiidungs form der .

Heizvorrichtung zeigen.

fig. 6 ist eine zum !Peil geschnittene Ansieht entsprechend den gewinkelten Pfeilen VI-TI der fig. 2»

fig. 7 ist eine Ansicht entsprechend fig. β, die eine abgeänderte Ausführungsform der Streckvorrichtung zeigt·

fig. 8 ist eine Teilvorderansicht entsprechend fig. 1 einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung. , ,

fig. 9 ist eine teilweise geschnittene Teilseitenansicht entsprechend fig. 8,

fig. 10, 11 und 12 jseigen in Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht eine besonders ausgeführte Streclarorrichtung der in den fig. 8 und 9 dargestellten Vorrichtung in vergrößertem Maßstab.

fig. 13 ist ein Teilschnitt in vergrößertem Maßstab einer besonders ausgeführten Spindel der Vorrichtung der fig. 8 und 9» wobei der Schnitt entsprechend den gewinkelten Pfeilen XIII-XIII der fig. 8 geführt ist.

Die in fig. 1 dargestellte Vorrichtung entspricht

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im wesentlichen einer in der Textilindustrie' üblichen Zwirnmaschine (up-twister). Die Vorrichtung ist in Üblicher Weise mit einer Spindel für eine Bolle P des zu bearbeitenden Garnes Y.mit einer Aufnahme-Spule S für das bearbeitete Garn,einer Führung 3 für die Aufnahme spule, einer waagrechten Schiene 4 für die Führung 3»einer Antriebswalze 5 für die Spule und einer Welle 7 für die Antriebswalze versehen, wobei die Spindel 2 einen in entgegengesetzter Richtung verlängerten Teil 2a am unteren Ende aufweist, der tangential von einem Riemen 8 ange griff en werden kann.

Um eine derartige Zwirnmaschine für die Erfindung geeignet zu machen, sind in dem Zwischenraum zwischen der Spindel 2 und der Führung 3 eine speziell ausgebildete .■Heizvorrichtung 10 und unmittelbar unter dieser eine besonders ausgebildete Streckvorrichtung 11 in Richtung der Aufwärtsbewegung des G-arnes Y von der Vorratsrolle P über den Flügel S¹ auf der Spindel 2 und die Spiralführung zu der Aufnahmespule S vorgesehen.

Wie bereits erwähnt, ist die Vorrichtung 10 alektrisch beheizt, wobei ihr Strom über zwei Zuführungaschienen 12 und 13 zugeführt wird, an denen diese Vorrichtung unter Zwischenschaltung von Isolierungen 14 mittels Schrauben und 16, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, befestigt ist. Die erforderliche Hitze wird gleichmäßig aufrechterhalten durch einen Strom von konstanter Spannung, die 24 Volt aus Sicherheitsgründen nicht überschreitet, über einen selbsttätigen Induktionsspannungsregler 17 und einen Schal-

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ter 29 eines Stromkreises 18, 19» wobei der Kegler durch leitungen 20, 21 über einen Schalter 30 mit einem von Hand einstellbaren Induktionsspannungaregler 22 verbunden ist, der seinerseits über leitungen 23 und 24 mit der Primärspule eines Transformators 25 verbunden ist, der über Leitungen 26, 27 mit den Zuführungsschienen 12 uhöL13 in Verbindung steht. Der Induktionsspannungsregler 17 wird selbsttätig durch ein Temperaturmeßgerät 28 gesteuert, daß in der Heizvorrichtung 10 untergebracht ist. Ils Spannungsregler 17 und 21 sowie als Temperaturmeßgerät 28 können im Handel übliche Geräte verwendet werden, durch deren Zusammenwirken die Temperatur in der Heizvorrichtung unter Ausgleich von Veränderungen der Außen—.oder Raumtemperatur und der Wärmeübertragung, auf das durch die Heizvorrichtung wandernde Garn verändert werden kann* Die Schalter 29 und 30 sind von Hand zu betätigende Sicherheitsschalter beliebiger Art.

Wie am besten aus fig. 2 und 3 ersichtlich, umfaßt die Heizvorrichtung 10 ein Rohr 32 aus einem Nichteisenmetall, das einen kleinen Durchmesser und eine schmale Bohrung aufweist und durch das das Garn Y hindurchgeführt wird. Dies Rohr 32 ist außen bei 33 Mit einer Muffe aus Glas oder einem anderen elektrischisolierenden Material versehen und von einer Spule 34 aus Y; i d erst and s draht umgeben* Wie weiterhin ersichtlich, ist das Rohr 32 eingebettet in einen dickwandi-

und/
gen Mantel 35 aus elektrisch-/ wärmeisolierendeiji Material,

das aus Glasfasern, gealtertem Asbestgranulat o.dgl. bestehen

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kann und umgeben ist von einem dünnen zylindrischen Metallgehäuse 36 . Am oberen und unteren Ende ist das Gehäuse 36 teilweise abgeschlossen durch Abdeckungen 37» die ebenfalls aus Blech bestehen können und zwischen denen und dem Mantelmaterial Scheiben 38 aus gepreßtem Asbest o.dgl. zwischen-

geschaltet sind, um den Wärmeaustausch von dem heißen Rohr durch das Gehäuse oder umgekehrt auf ein.Minimum herabzusetzen. Auf die einander gegenüberliegenden Enden des Rohres sind harte, abriebfeste Buchsen 39 aus Porzellan o.dgl. aufgepaßt, die auch durch die Scheiben 38 hindurchtreten und eine Beschädigung der Rohre oder des hindurchtretenden Garnes vermeiden. Es wird besonders darauf hingewiesen, daß der Wicklungsabstand der Heizspule 34 vom unteren Ende des Rohres 32, an dem das Garn eintritt, zur Mitte des Rohres hin allmählich ansteigt und im gleichen Maße gegen das obere Ende oder Austrittsende des Rohres hin gleichmäßig abnimmt. Infolgedessen wird an dem Eintritts- und dem Austrittsende des Rohres, an denen der Wärmeverlust größer ist, auch ein größerer Betrag an elektrischer Energie zur Verfugung gestellt, wodurch es möglich ist, eine erwünschte gleichmäßige Temperatur über das ganze Rohr 32 aufrecht zu erhalten und ein kürzeres Rohr zu verwenden,als dies andernfalls erforderlich wäre. Die Leitung 40 vom einen Ende der Spule 34 wird nach außen durch den Isoliermantel 35 zur Schraube 1$ und die Leittm^ 41 vom anderen Ende der Spule zur Schraube 16 hin geführt,wobei in die erstere Leitung

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ein Handsehalter/ezngeschaltet ist, der in fig« 1 und 2

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sohematisch angedeutet ist und der isoliert auf der Schiene 12 angeordnet ist*

Die Streok~ oder Hömmvorrichtung 11 besteht in diesem lalle aus einem kleinen,mit einer Y-förmig@n Vertiefung, versehenen Rad 45 (Fig. 2 und 6), um das das Garn T ©in oder mehrere Male herumgeführt ist» Das Rad 45 ist frei drehbar um das seitlich abgebogene Ende eines Tragarmes 46ι und es wird durch eine Reibscheibe 47 angegriffen, die mittelts einer leder 48 angepreßt wird* wobei der Druck der letzteren mittels einer auf das 'angrenzende Ende des Seiles 46 aufgeschraubten Rändelmutter 49 einstellbar ist.Wie am besten aus Pig. 2 hervorgeht, erstreckt-sich der feil 46 durch einen senkrechten Schlitz·50 in einer Haltevorrichtung an der Zuführungsschiene· 15, so daß er sowohl in-senkrechter als auch in waagrechter Richtung mittels Feststellmutljern einstellbar ist. Unterhalb der Streckvorrichtung 11 und gleichfalls an dem Teil 51 befestigt sowie ebenfalls in waagrechter und senkrechter Richtung verstellbar ist eine

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S.jiralführun.-yan'jeordnet, die in der eingestellten Stellung durch Befestigungsmuttern 54 befestigt werden kann.

Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten abgeänderten Heizvorrichtung 10a, die an Stelle der Heizvorrichtung 10 der Fig. 2 und 3 verwendet werden kann, ist. das Rohr 52a für das G-arn in axialer Richtung in einem evakuierten Gehäuse 36a mit abgerundeten Enden aus nicht zerbrechlichem Material angeordnet, wobei die Enden des Rohres 32a dicht in Muffen 39a eingepaßt sind, die hermetisch in die Enden des Gehäuses ein-

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gesetzt sind. In diesem Falle ist die Heizspule 34a derart um das Rohr 52a, das wie in das Rohr 32 der zuerst beschriebenen Heizvorrichtung eiren äußeren Überzug aus Isoliermaterial aufweist, gewickelt, daß keine Induktion auftritt. Im übrigen entspricht die Heizvorrichtung 10a im allgemeinen der Vorrichtung 10,und sie wirkt in ähnlicher Weise. Die entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeicheii und dem Zusats a versehen, wie zum Beispiel die Schrauben 15a und 16a und die Leitungen 40a und 41a. Die Leitung 40a verläßt das Gehäuse 36a durch eine hermetisch eingepaßte nicht dargestellte Isolierung.

Bei der abgeänderten Streck- oder Hemmvorrichtung 11a der Pig. 7 sind ein paar einander gegenüberliegender Reibscheiben 45a an Stelle eines Rades vorgesehen, wobei diese Reibscheiben frei um das seitlich abgebogene Ende des Teiles 46a drehbar sind und durch eine Feder 48a, die durch eine Mutter 49a einstellbar ist, in einer Stellung gehalt3n werden, in der sie einen Druck auf das Garn Y, das zwischen ihnen hindurchtritt,, ausüben. Der Teil 46a ist ,wie dargestellt, in einem Schlitz 50a des Teiles 51a mittels Befestigungsschrauben 52a, angebracht. Mit dieser abgeänderten Streckvorrichtung, 1 ta an Stelle der Vorrichtung 11 der Vorrichtung der Fig. 1 wird eine etwas andere Wirkung auf das Garn ausgeübt, wie im folgenden noch erläutert wird '.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird das G-arn von der Vorratsrolle Έ nach oben geführt durch ein Auge des Flügels S , der ir.it der Spindel 2 verbunden ist, dann durch die Spiralführung

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. 55,anschließend um das mit einer schmalen Vertiefung versehene Rad 45 der Streckvorrichtung 11 in der vorhergeschilderten Weise herumgesehlungen, dann durch das Rohr 32 der Heizvorrichtung 10 und schließlich über die Führung 3 zur Auf-

' nahmespule S. Zur Bearbeitung von gezwirntem Mylongarn wird beispielsweise d -.- Spannungsregler derart eingestellt, daß eine tatsächliche Temperatur von etwa 121° C aufrechterhalten vyird, die bei Änderungen der Außen- oder Raumtemperatur durch den Thermostaten 28 zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Temperatur in der Vorrichtung 10 moduliert wird. Beim Abwickeln von der Vorratsrolle P in Fig* 1 wird das Garn in Folge, der Drehung der Rolle auf seiner Spindel 2 gezwirnt _f bevor et) zu der Streckvorrichtung jilai—Ί und in das Eohr der JSe i ζ vor richtung 10 eintritt, durch das es zur Aufnahmespule S gelangt. Auf Grund der Reibung mit der das kleine Rad 45, um das das Garn herumgesehlungen ist, oder die einander gegenüberliegenden Reibräder 45a (Fig.7) oder die Zähne von kammartigen Flügeln 55 und 56 einer anderen Ausfuhrungsform der Streckvorrichtung, die später in den ■ Fig. 10, 11 und 12 dargestellt ist, auf das Garn einwirken, ist dem Garn der Drall bereits vor seinem Eintritt in die Heizvorrichtung mitgeteilt,so daß dieser Drall anschließend durch das Erhiteen und Abkühlen des Garnes in dem Zwischenraum, -den es- zwischen der Streckvorrichtung und der Auf nahmespule S durchläuft, stabilisiert wird. Wenn die in Fig. 7 dargestellte Streckvorrichtung verwendet wird, so ist die in tangentialer Richtung von entgegengesetzten Seiten aus

wirkende Reibung der Scheiben 45a auf das Garn, das zwischen 909811/1002

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diesen Scheiben hindurchtritt, derart, daß sich das Garn trotz der Reibung um sein'e Achse drehen kann und in der heißen Zone, in der es geschmeidiger gemacht worden ist, gezwirnt wird, woraufhin beim Abkühlen des Garnes während seines Laufes zwischen der erhitzten Zone und- der Aufnahme— spule S eine -Stabilisierung des Garnes stattfindet.

Durch Einstellen der gewählten Streckvorrichtung derart, daß die ausgeübte Hemmung gleich der Eontraktionskraft des Garnes auf Grund des Erhitzens ist, wird erreicht, daß keine Dehnung oder Schrumpfung des Garnes-stattfindet. Auf der anderen Seite wird ein Schrumpfen des Garnes während des Erhitzens stattfinden, wenn die Einstellung der Streckvorrichtung derart gewählt wird, daß die Hemmung geringer ist als die Kontraktionskraft des erhitzten Garnes, während, wenn die Einstellung derart gewählt wird, daß die Hemmung größer ist als die Kontraktionskraft, das Garn während des Erhitzens gedehnt wird.

Eine Reihe von Unregelmäßigkeiten- in den physikalischen Eigenschaften handelsüblicher thermoplastischer Game v/erden _v im wesentlichen korrigiert durch die oben beschriebenen Mittel zur Anwendung gleichmäßiger Wärme auf das Garn, während dieses einer gleichmäßigen Streckung ausgesetzt ist , da zum Beispiel Garnabschnitte, die während des Herstellungsverfahrens weniger gedehnt wurden als andere Abschnitte unter einer gegebenen Streckung und Temperatvir sich stärker dehnen und gleichmäßig erhöhte Temperaturen während unterschiedlicher gleichmäßiger Streckung die Eigenschaften des Garnes,zum

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Beispiel "beim Färben oder hinsichtlich der Reißfestigkeit, des Elastizitätsmoduls u.dgl.,verbessern. Auch wird durch da® rasche Erhitzen und Abkühlen des Garnes eine Verschlechterung vermieden, die normalerweise aus zu langem Erhitzen der thermoplastischen Garne resultiert.

Fig. 1 zeigt wie eine übliche Zwirnmaschine mit den hier beschriebenen Heiz- und Streckvorrichtungen ausgestattet werden kann; die Erfindung kann jedoch in gleicher Weise angewendet werden auf alle- Dublier- oder Zwirnmaschinen und alle Garnbehandlungsmaschinen wie zum Beispiel Spulmaschinen, Zwirnmaschinen, Zwirn- und Entzwirnmaschinen u;dgl« (plying, coning, copping, iiubbing machines) sowie Trocken-, lärbe-, Appretier-, "Rö.jt- und Schlichtvorrichtungen u.dgl.

Wie die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung stellt auch die in den Eig. 8 und 9 dargestellte Vorrichtung im Grunde eine Zwirnmaschine dar, die jedoch entsprechend der Erfingung abgeändert ist, wobei die üblichen Seile der Maschine mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, die vorher verwendet wurden jedoch mit einen zusätzlichen χ zur leichteren ■Unterscheidung. In diesem Falle 1st,um die Zwirnmaschine für die Zwecke der Erfindung brauchbar zu machen, ein besonders ausgebildetem ,oberhalb der Maschine angeordnetes Gatter 9 für die Spule Ϊ» des zu bearbeitenden Garnev. ,eine besonders ausgebildete- Streckvorrichtung 11x, die sich von den beiden vorher beschriebenen Streckvorrichtungen unterscheidet, und eine besonders ausgebildete'-Spindel 2x vorgesehen, während die Heizvorrichtung 1Ox- die -gleiche ist* wie·- die in .-Mg,.: 2 dax-

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gestellte.·

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10, 11 und 12 wird darauf hingewiesen, daß die Streckvorrichtung 11x zwei kammartige Flügel 55 und 56 umfaßt, die abwechselnd angeordnete, mit kurvenförmigen Enden versehene Zähne aufweisen, zwischen denen das Garn Y hindurchläuft und geführt wird. Der Flügel ist fest zwischen zwei in senkrechter Richtung in einem Abstand angeordneten, nach vorne vorspringenden Ansätzen einer Halteplatte 5-3 angebracht, während der Flügel 56 um einen Scharnierzapfen 59 zwischen einem anderen Paar von in senkrechter Richtung in einem Abstand angebrachten und. nach vorne vorstehenden Ansätzen 60 der gleichen Platte schwenkbar angeordnet ist. Der schwenkbare Flügel 56 ist mittels einer Spannfeder 61 Lit einem senkrechten Arm 62 verbunden, der bei 63 an einem rückwärtigen Ansatz 64 am oberen' Teil der Platte 58 befestigt ist. Ein Schlitz in dem unteren "bzw. dem von seinem Schwenkpunkt entfernten Ende des Hebels 52 ist in Eingriff mit einer umlaufenden Kut am Ende einer Schraube 65, die in die Platte 58 eingeschraubt ist. Mittels der Schraube 65 ist es möglich, die Kraft der Feder 61 zu variieren und den von dem Flügel 56 auf das Garn ausgeübten Druck durch Drehung der Schraube 65 zu regulieren, um die Hemnung oder Streckrng, die dem G^rn mittgeteilt wird, einzustellen. Die Sperrnutter 66 dient als Sicherung für die Einstellung der Schraube 65.

Die verbesserte Zwirn- und Entzwirnspindel, die im einzelnen in Fig. 13 dargestellt ist, ist eine Weiterentwicklung

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der in den amerikanischen.Patentschriften 2 089 198

und 2 089 199 offenbarten Spindeln. ■

Die Spindel 75 ist verhältnismäßig kurz und wird aus zwei Stahlrohren von geringem Gewicht gebildet, deren unteres teilweise teleskopartig in das obere eingepaßt ist und eine schmale Bohrung von.einem Durchmesser, aufweist, der es ermöglicht, daß das hindurchtretende Garn frei durch die Bohrung laufen" kann. In der Praxis kann das obere Rohr der Spindel 75 etwa.51 mm lang sein und einen Durchmesser von etwa 13 mm aufweisen, während das untere Rohr etwa 92 mm lang ist mit einem äußeren Durchmesser von 7,9 mm rind einer Bohrung von 4,5 mm, wobei das Gesamtgewicht annähernd 65 g ist und die Gesamtlänge der ineinander gepaßten Rohre annähernd117 > 5 mm beträgt* Der Umfang des oberen Teiles dient als Antriebsfläche, die in Berühung mit dem Riemen 8x der in übrigen üblichen Spinnmaschine steht. Die Spindel 75 ist. in einem Paar von Hochleistungskugellagern 76, 77 gelagert, die in senkrechter Richtung durch eine Muffe 83, die den unteren Teil der Spindel umgibt, in einem Abstand von etwa 25mm gehalten werden. Die Kugellager 76,77 sind unter .Zwischenschaltung von Gummiringen 84,84 »die die äußeren Lauf ringe 9.6, 97 umgeben, ir. ein zjlindrisches Gehäuse 87 eingebettet, das sich mit eine 1.1 Zy/ischenraum am umfang nach unten durch eine Öffnung in dem Schwenkarm 79 erstreckt und das selbst mittels einer Gurainiöcheibe 101.die zwischen einem Flansch 102,der gegen ihre obei-e Fläche anliegt, und der oberen Fläche des Armes 79 angeordnet icjt.oowie durch eine entsprechende Gummischeibe

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abgepolstert ist, die zwischen der unteren Fläche des Armes und einer Befestigungsmutter T04 angeordnet ist, die auf den nach unten sich erstreckenden Teil des zylindrischen Gehäuses 7£ aufgeschraubt ist. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist das Gehäuse 78 an seinem oberen Ende offen, jedoch gegen Eintritt von'Staub u.dgl. durch eine Scheibe 105 geschützt, die einen umlauf enden, nach unten überstehenden Rand aufweist, der mit der Spindel umläuft und zwischen dem unteren Ende des oberen Rohres der Spindel und dem oberen Ende des inneren Laufringes 98 des oberen Kugellagera 76 befestigt ist. Die Gummiringe 84 der Kugellager 76 und 77 sind auf umlaufenden Schultern 106, 107 des G-ehäuses 78 gelagert, Lind das untere Kugellager 77 v/ird gegen ein Verschieben nach oben durch nach innen gerichtete radiale Vorsprünge eines halbkreisförmigen federnden Haltteiles gesichert. Eine BefestigLingsmutter ist auf das untere Rohr der Spindel aufgeschraubt tind disnt, da sie mit der unteren Fläche des inneren Ringes 9S des unteren Kugellagers 77 in Berührung steht, zum. Halten der Spindel in der Anlage , wobei die unteren Enden der Spindel etwas geringer im Durchmesser sind und durch eine axiale Öffnung 110 mit etv/as größerem Durchmesser im Boden des G-ehäuses hindurchtreten., Eine kleine mit einer Vertiefung versehene Rolle 82 im oberen Ende des cbsrer Rohres d_r Spindel ist frei um einen quer zur Spindel μ.ϊ geordneten Stift 111 drehbar. Es ist besonders darauf zu achten, daa die einander gegenüberliegenden Seitenteile des obsren Endes des oberen Rohrteiles der Spindel 75 bei 112 konkav abge-

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schnitten, sind an einem Radius der größer ist als der der Plansche der eingeschnittenen Rolle 82, Die im folgenden aufgeführten Vorteile der oben beschriebenen Zwirn- und Entzwirnspindelanlage gegenüber bekannten Zwirn- und Entzwirnspindeln sind von Bedeutung für den gesamten Gegenstand der Erfindung. Die Spindel ist gegen übliche Spindeln gebräuchlicher Zwirnmaschinen austauschbar. Die Tatsache, daß der Außendurchmesser der Spindel 75 an der Amtriebsflache etwa 13 mm beträgt, bewirkt, daß ohne Änderung der Bandgeschwindigkeit eine etwa doppelte Spindelgeschwindigkeit gegenüber den üblichen Spindeln, die im allgemeinen etvva einen äußeren Durehmesser von 25 mm an ihrer Antriebsfläche aufweisen, erzielt wird. Die dünne Wandung, die geringe Länge von etwa 50 mm una aer geringe äußere Durchmesser von etwa 13 mm bewirken ein im wesentlichen nicht mehr verringerbares Minimum an Gewicht und Trägheit. Der geringe Außendurehmesser von etwa 13 mm und die geringe länge des nach oben ragenden Teiles der sich drehenden Spindel von etwa 51 mm bewirken ferner ein im wesentlichen nicht mehr zu verringerndes Minimum an Luftwiderstand. Die Ifandungsdicke der Hohlspindel und die Länge des nach; oben weisenden Teiles der umlaufenden Spindel von etwa 51 mm sind ein im wesentlichen nicht mehr zu verringerndes Minimum für jene Art von Spindeln,, die mit Geschwindigkeiten von 20 000 U/min durch einen üblichen Flachriemen angetrieben v/erden sollen. Das Mit einand erverbind en von zwei Metallrohr— teilen steHb den wirtschaftlichsten Weg zur Herstellung

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einer haltbaren,dünnwandigen und leichten Hohlspindel dar mit einem äußeren Durchmesser der Antriebsfläche von etwa 13 mm. und einem geringeren äußeren Durchmesser der Tragflächen zur Befestigung von Kugellr.^erai der am besten geeigneten Größe und Art, um die Eeibimgsverluste auf ein nicht mehr verringerbares Minimum herabzusetzen, wenn mit mehr als 20 000 ü/min bei bekannter Irägheit,Reibung, Luftwiderstand, Vibration und Arbeitsbelastung gearbeitet wird, wobei für Jahre hinaus keine zusätzliche Schmierung erforderlich ist. Der Abstand von 25 mm zwischen den Kugellagern und 77 ist im wesentlichen das Optimum für ein Arbeiten bei über 20 000 U/min unter den bekannten Arbeitsbedingungen. Die Gummiringe 84 "und die Gummi scheiben 101 und 103 absorbieren Schwingungsstöße und redtizieren die Scliwingungsbean— spruchung, die Reibungsverluste, den luftwiderstand und die Abnutzung. Die konkaven Abrundungen 112 am oberen Ende der Hohlspindel erlauben ein leichtes Einsetzen der Zwirnrplle Die Abdeckplatte 105 schützt die Kugellager vor Schmutz, Garnabfall u.dgl. Die Sperrfeder 108 dient als wirtschaftlichstes ,jedoch zuverlässiges -Mittel zum Festhalten der Hohlspii'idel und der Kugellager in ihren -Stellungen in dem lagergehäuse 78 sowie als einfaches Mittel zum lösen dieser Verbindung falls erforderlieh. Die Zwirnrolle 82 hat eine Reihe, von Torteilen auf die im einzelnen hingewiesen ist« Es wurde gefunden, daß auf Grund der geringen Trägheit Reibung und Vibration sowie des geringen luftwiderstandes · der Spindel es möglich ist, die Spindel mit mehr als der

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doppelten Geschwindigkeit der übliclien Spindeln zu betreiben und dabei ein Garn der gleichen Art zu zwirnen, ohne daß der Energieverbrauch ansteigt. Es vrarde ferner gefunden, daß diese Energieersparnis dem Arbeiten der Heizvorrichtung nach der Erfindung entspricht. "Weiterhin erlaubt es die Vorrichtung nach der Erfindung, große Vorratsspulen zu verwenden. Da keine urlaufenden Garnspulen verwendet werden,.ist nur ein geringerer Fadenbruch zu befürchten. Das gleichzeitige Zwirnen und Wiederaufdrehen bei hohen Geschwindigkeiten und das Dublieren vor und bzw. oder nach dem Zwirnen und Wie der auf drehen verringert die Arbeitsbeanspruchung der die Maschine bedienenden Person, was alles eine wesentliche Arbeitsersparnis bewirkt.

Die Zwirnrolle 82 der Fig. 13, die in umgekehrter Richtung umläuft, ist von wesentlicher Bedeutung für die Ausführung des Gegenstandes der Erfindung und es ist von Bedeutung, daß ölfreie, reibungslose Lager verwendet werden, daß die Dimenaiaiga der Rolle annähernd 7,9 mm in der Breite, 12_?7 mm im Durchmesser der im Winkel von 30° geneigten Flansche, 4»7 mm im Durchmesser des Rollengrundes und 2,2 mm in dessen Breite betragen und daß die geneigten Fläehen der Flansche der Rolle glatt und poliert sind. Die ölfreie lagerung der Rolle 82 ist weiterhin wesentlich, um eine freie Drehbarkeit dieser Rolle zu gewährleisten, so daß im-"wesentlichen keine zusätzliche Strechung des Garnes in diesem Kritischen Punkt seiner · Bahn erfolgt· Sie Außendimensionen sind von Wichtigkeit um eine entsprechende Belüftung zur Kühlung des Garnes bei geringstem Kraftverbrauch zu schaffen» Die leigung und die

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Tiefe der !!ansehe sind wesentlich zur Kontrolle "bzw. Steuerung der. Form des Garnballons und des Luftstromes zur Kühlung des vorher erhitzten durchlaufenden G-arnes. Der Durchmesser des Rollengrundes ist von Wichtigkeit, um einen entsprechenden Zug. vorzusehen, um die Anzahl von Garn-

zu verringern/ schlingen um die ^o Ixe/ dia erforderlich sind,um "bei jeder Umdrehung der Spindel die Bildung einer vollen Drehung der Zwirnung zu gewähr le is ten, und um einen entsprechenden Garnballon zur Gewährleistung ausreichender Kühlung des Garnes vor dem Aufdrehen zu schaffen. Die Breite des Rollengrundes ist von Wichtigkeit , um ein Überlappen der Garnschlingen um den Roller zu verhindern,jedoch einen zusätzlichen Zug zu gewährleisten- in Folge der durch Zentrifugalkräfte bewirkten Einwirkung einer Schlinge des umlaufenden Garnes auf die nächste. Eiru glatt polierte Oberfläche des Rollengrundes und der geneigten Flansche ist wichtig,um ein Sichverfangen oder Brechen des Garnes zu vermeiden. Die Größe und die lorm der geneigten Flansche im Verhältnis zum Rollengrund sind von Wichtigkeit für das leichte Entfernen von Abfallgarn.

Es wurde gefunden, daß es in der Praxis sehr wünschenswert und wirtschaftlich ist, mehr als eine Abgabespule auf dem Gestell für jede- Spindel anzubringen und dann zwei oder mehr Enden von gleichem oder ungleichem Garn durch die gleiche Streckvorrichtung, die gleiche Heizvorrichtung und die gleiche Zwirn- und Ent zwirnspindel hindurchzuführen, wobei jedoch-^'^ auf alle Fälle mindestens eines der Garnenden thermoplastisch ist. · : ■■-■■ y ■,,-,.■ ■_-,:

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Es ist ferner sehr praktisch und wirtschaftlich, gleiche oder ungleiche Garne von zwei oder mehr Spindeln zu einer Auf nähme spule zu führen, wobei die Enden der Garne dann gedoppelt und sämtliche in einer Richtung oder in jeder beliebigen Kombination von verschiedenen Eichtungen gezwirnt werden. Das vorstehend beschriebene Doppeln wird in manchen Fällen erleichtert durch Verwendung von oberhalb angeordneten Garnführungen zwischen einander benachbarten Maschinen, so daß auf die. Aufnahmespule der einen Maschine Garn aufgespult werden kann, das auf der -benachbarten Maschine gezwirnt wurde usw.

Zur Veranschaulichung wird davon ausgegangen, daß das Garn Y in Form zahlreicher endloser Kylonfasern o.dgl. vorliegt. Beim Abwärtsführen durch die Vorrichtung TO wird das Garn gleichmäßig auf eine.Temperatur erhitzt, die etwa 12 oder 20° unter dein. Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials liegt, wobei diese Temperatur durch Einstellung des Handspannungsreglers 22x in Übereinstimmung mit der linearen Geschwindigkeit, mit der das Garn geführt wird,

wie/ festgesetzt sowie selbsttätig/in der vorher beschriebenen Ausführungsform derart moduliert wird, daß Änderungen in der Außen- oder Raumtemperatur mit der Wärmeübertragung auf das durchlaufende Garn mittels der Temperaturmeßvorrich— ■ tung 28 ausgeglichen .werden,land wobei die Vorrichtung 11 zur Aufrechterhaltung der gewünschten Streckung, die geringer ist als der tatsächlich erhaltene Wert des Garnes während des Erhitzens,eingestellt wird. Das Garn wird,während· es sich in

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plastischem Zustande "befindet, beim Durchlaufen der Vorrichtung 10 auf Grund der Tätigkeit der Spindel 2x gezwirnt und durch Ballonbildung des Garnes und Wärmeabstrahlung in dem Zwischenraum zwischen dem Austrittsende des Heizrohres 52 der Vorrichtung 10 und dem kleinen Rad 82, um das das G-arn einmal oder mehrmals wie vorher beschrieben herumgeschlungen ist, gekühlt. Dabei wird das Abkühlen gefördert, durch äen Kontakt des Garnes mit dem Rollengrund und den geneigten Seiten der Rolle. Auf diese Weise wird das Garn ausreichend gekühlt bevor es aufgedreht wird, was der EaIl ist, wenn es den Reibungskontakt mit der Rolle 12 verliert und anschließend durch das Rohr der Spindel 75 läuft sowie anschließend aus dessen unterem Ende austritt, unterhalb der ■beiden feststehend angeordneten !Führungsräder 89 und 90 über die Führungsschiene 92 und die hin und ter gehende , Führung 3 zu der angetriebenen Aufnahmespule S läuft. Als Ergebnis dieser kontinuierlichen Bearbeitung entsprechend der Erfindung wird eine im wesentlichen dauerhafte Kräuselung, Wellung oder Eloekung des Garnes erreicht, Satürlieh muß darauf geachtet werden, daß eine geeignete Beziehung zwischen Wärme, Geschwindigkeit und Streckung aufrechterhalten wird, da, wenn der erhaltene Wert des erhitzten Games, das bearbeitet wurde, zeitweilig oder ständig durch Zugbeanspruchung überschritten wird, ein Garn resultiert, da.s nach dem Aufdrehen eine ungleichmäßige und mangelhafte Kräuselung, Wellung oder Flockung aufweist und der Grad der Kräuselung, Wellung oder Flockung abhängt von dem Grad, in dem die

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Streckung im Ehdwert überschritten ist. Der Grad "und die Dauerhaftigkeit der Flockung, teilung oder Kräuselung wird erreicht durch Au-irechterhaltung der Bahandlungstemperatur bis nahe dem Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials, d.h. nicht weniger als 40 $ unter dem Schmelzpunkt, Bei Aufrechterhaltung einer geringen Streckung kann das Garn während der Behandlung schrumpfen, während,- wenn es einer relativ hohen Streckung unterworfen wird, während des Erhitzens eine entsprechende Streckung oder Dehnung auftreten wird» Es wird darauf hingewiesen, daß bei der Vorrichtung der Fig. 8 und 9 das Garn durch Einwirkung der Eeibung der Streckvorrichtung 1tx daran gehindert wird, sich um seine Achse zu drehen, während die Umdrehung der Spindel 2x, da das auf der Rolle 82 "befindliche Garn durch diese einer Eeibung auggesetzt ist, das Garn um seine Achse dreht, und,da derjenige Teil des Garnes, der durch die Yorrichtung 10 gerade bis zu einem weicheren Zustand erhitzt worden ist, den geringsten ¥iderstand gegen eine Verdrehung liefert, findet ein großer Teil der Verdrehung in dem erhitzten Teil des Garnes statt.

Ein gesponnenes Garn, das. ursprünglich aus thermoplastischen Stapelfasern oder anderen lasern gebildet wurde, zeigt bei der Bearbeitung entsprechend der Erfindung ein gleiches Resultat, wie dies vorher in Verbindung mit Garnen aus endlosen thermoplastischen Fasern beschrieben wurde.

Wenn dies erwünscht ist, so kann das Garn in Verbindung mit der Bearbeitung gefärbt oder geschlichtet werden, und es ist gemäß der Srf£n4ung eine Färbe- oder Schlichtvorrichtung

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in Fig. 9 vorgesehen, durch die das Garn hindurchgeführt wird bevor es die Heizvorrichtung 10 erreicht, wobei. der abweichende Weg des Garnes mit Y und mit gestrichelten Linien bezeichnet ist. Beim Hindurchtreten des Garnes durch' die begrenzte erhitzte Zone bei erhöhter Temperatur in der Vorrichtung 10 wird der Farbstoff wirksam entwickelt und fixiert oder die Schlichte getrocknet.

Mit der Torrichtung der Fig. 8 und 9 ist es .auch möglich, schlichte,kompakt gezwirnte thermoplastische Garne dei Art wie sie in den oben angeführten Patentschriften offenbart sind herzustellen, deren wirksame und latente lorsionskräfte eliminiert oder dadurch gesteuert sind, daß die Enden 3 "bis 60 $> über die gewünschte Zwirnung des endgültigen Garnes gezwirnt sind, die Zwirnung dann stabilisiert ist und das Garn anschließend eine Anzahl von Drehungen in der entgegengesetzten Richtung gezwirnt wird. In diesem Falle wird das Garn vorher auf die gewünschte endgültige Zwirnung auf einer üblichen Zwirnmaschine gezwirnt,und das gezwirnte Garn wird dann auf das Gestell 9 aufgebracht und zusätzlich unter Wärmeeinwirkung und entsprechender Streckung gezwirnt, gekühlt und eine entsprechende Anzahl von Umdrehungen aufgedreht wie vorher bei der Verwendung des Apparates nach den Fig. 8 und 9 gezwirnt wurden.

Mit der Vorrichtung der Fig. 8 und 9 ist es auch möglieh, Mehrfachgafne herzustellen, durch Anordnen von zwei oder mehr' Spulen des zu bearbeitenden Garnes auf dem Gestell, so daß

2 zum Beispiel ein zweites Faserband Y von einer aweiten

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Spule P , die auf dem Gestell 9 oberhalb der Spule P für das erste Ende angeordnet ist, geliefert wird»

NaturIicn kann "bei beiden Arten der dargestellten ■Vorrichtung eine Heizvorrichtung 10 oder 10x, eine Streckvorrichtung 11 oder 11x vorgesehen sein für jede Spindel 2 oder 2X₁VOLd. es können in jedem Falle die Heizvorrichtungen entsprechend den Fig. 4 und 5 an Stelle der Heizvorrichtungen 10 oder 1Ox verwendet werden mit der gleichen Wirkung auf das zu bearbeitende Garn. Auch ist, die Erfindung nicht begrenzt auf die konstruktiven Einzelheiten, die im vorigen ■ beispielsweise dargestellt sind, da diese Einzelheiten in verschiedenster Weise abgeändert wei'den können_o

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Claims

P at e nt ans prüc lie

( 1. !Vorrichtung zur kontinuierlichen thermischen Bearbeitung

VL/ .

von thermoplastischem Garn,wie KTylon o.dgl., gekennzeichnet durch eine elektrisch beheizte, begrenzte'Erhitzungszone zum Durchtritt des Garnes sowie einstellbare thermostatisch Mittel zur Steuerung der Temperatur der erhitzten Zone zur gleichmäßigen Bearbeitung des Garnes.
2. Vorrichtung "nach Anspruch'1, gekennzeichnet durch einen selbsttätigen Inductionsspannungsregler, der mit der einstellbaren thernostatischen- Wärmesteuerung und einem einstellbaren Induktionsspannungsregler verbunden ist, wodurch ein Erhitzen der begrenzten Zone unter Ausgleich von Veränderungen der Außen- oder Raumtemperatur und Wärnieverlusten einschließlich der Wärmeübertragung auf das .Garn bewirkt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Garnaufnahmevorrichtung,mittels derer das Garn kontinuierlich durch die begrenzte Heizzone führbar ist,und eine Gamstreckvorrichtung, die der beheizten Zone vorangeht und durch die die Garngeschwindigkeit und Streckung in der beheizten Zone bestimmbar sind.
4· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine dem Garn in der erhitzten Zone eine Zwirnung erteilende Vorrichtung.

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5· Vorrichtung nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß die dem Garn e,ine Zwirnung erteilende Vorrichtung eine Spindel zum Irägen einer Rolle o.dgl. des zu behandelnden Garnes, eine Vorrichtung zum Drehen der Spindel und eine * Vorrichtung zur Führung des Garnes bei seiner Abnahme von der Garnrolle umfaßt· .
6..Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirnvorrichtung eine dem Garn nach dem Durchlaufen der erhitzten Zone eine vorläufige Zwirnung erteilende Vorrichtung umfaßt, die derart angeordnet ist, daß die dem Garn erteilte Zwirnung bis in die erhitzte Zone reicht, das Garn jedoch vor dem Erreichen und Durchlaufen der Zwirnvorrichtung gekühlt wird, so daß das Garn anschließend wieder aufgedreht wird.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden. Atasprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte Zone ein dünnwandiges Rohr mit einem darum gewickelten elektrischen Heizelement aufweist, wobei die Heizspule zum Ausgleich des größeren lärmeverlustes an äen Rohrenden an den Enden verhältnismäßig onger gewiekelt ist als an dem mittleren !Beil des Rohres.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, laß die Wicklung der Heizspule .von der Mitte zu den Enden des Rohres allmählich abnimmt.
9. Vorrichtung nach Anspruch J oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus einem Nichteisenmetall besteht und mit einem äußeren Isolierüberzug zur Verhinderung eines direkten Kontaktes zwischen dem Rohr und dem Spulendraht

versehen ist.
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10· Vorrichtung nach. Anspruch 7» 8 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit ssiner Heizspule in einem dicken Mantel aus wärmeisolierendem ilaterial -untergebracht ist und daß der Mantel mit einem Schutzgehäuse umgeben ist."

11« Torrichtung nach Anspruch 7» 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit der Heizspule und der Wärmeisolierung umgeben ist τοη einer Schutzhülle, die an den · jpiden unter Zwischenschaltung von Scheiben aus .wärmeisolierendem Material mit Abdeckungen versehen ist, und daß das Rohr mit Porzellanmuffen o.dgl. versehen ist, die in den Scheiben angeordnet sind und die mit Halteflanschen zum Eingriff mit d.en Innenflächen der Scheiben versehen sind.

12« Torrichtung nach Anspruch 7> S oder 9, dadurch gekennzeichnet _f daß die Heizvorrichtung eingeschlossen ist in eine evakuierte Schutzhülle·

15· Vorrichtung nach Anspruch 3 tois 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckvorrichtung ein Paar Flügel geringer Trägheit mit in Abständen angeordneten zahnartigen Torspriingen aufweist, die zwischeneinander angeordnet sind wad. zwischen denen das Sarn durchführbar ist, daß der eine der Flügel starr an einem gemeinsamen träger angeordnet ist während der andere Hügel derart an diesem Träger befestigt ist, daß seine zahnartigen Vorsprünge durch die Zwischenräume zwischen den zahnartigen Vorsprünge des feststehenden Flügels schwingen können,und daß eine Mikrometerreguliervorrichtung vorgesehen ist, die in Folge der Schwing— "bewegung des schwenkbar angebrachten Flügels hochempfindlich

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ist gegenüber irrtümlicher Behinderung des Garndurciitritts zwischen den Zahnvorsprüngen beiden Flügel₀

14·' Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Garn eine vorläufige Zwirnung erteilende Vor— 'richtung ein drehbares Rohr umfaßt, das eine frei drehbare Garnführungsrolle aufweist, deren Achse senkrecht zu der Bohracb.se angeordnet ist und die so ausgebildet ist, daß sie einem um sie geschlungenen Garn bei der Tätigkeit der Vorrichtung einen ausreichenden Zug erteilt, so daß sie sich um ihre eigene Achse dreht und den Teil des Garnes, der auf ihr aufgewickelt ist, an einer Drehung um die eigene Achse hindert.

.15· Vorrichtung nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß die frei drehbare Rolle eine umlaufende Verjüngung aufweist.

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