DE1435391A1

DE1435391A1 - Vorrichtung zum Kraeuseln von erhitztem Garn

Info

Publication number: DE1435391A1
Application number: DE19611435391
Authority: DE
Inventors: Bromley James Ernest; Hills William Henry
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1960-11-17
Filing date: 1961-11-16
Publication date: 1969-05-08
Also published as: BE610459A; CH380288A; GB932984A; ES271863A1; DK112189B; US3041706A

Description

DI. I. WIIOAND

MÖNCHEN

DIPL.-INO. W. NIIMANN

HAMlUlO MTINTANWXLTI

-MQNCHEN 15, den 16v November 1961 NUSSlAUMSTRASSfTO TElEFONi JS547»

W. 10770/61 7/Hei

The Chemstrand Corporation Decatur, Alabama (V.StoA.)

Vorrichtung zum Kräuseln von erhitztem

G-arn«

Die Erfindung bezieht sich auf eine_Vorrichtung zur Behandlung von kaltziehbaren Textilfaden,, welche aus einem thermoplastischen Polymerisat gebildet sind* Inabesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Strecken und kontinuierlichen Verformen von praktisch parallelen synthetischen kontinuierlichen Textilfaden der Polyamid-Art (Nylon), wodurch diese Fäden.potentiell kräuselbar gemacht werden.

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Kontinuierliche, synthetische, kaltziehbare Fäden ■ können aus Polyamidpolymerisaten od.dgl» .nach Naß-, IrOCken- oder Schmelzspinnverfahren hergestellt werden, wobei das letztgenannte Verfahren bei der technischenHerstellung der meisten, wenn nicht aller, der zur Zeit hergestellten Polyamidfäden angewendet wird. Die frisch geformten PoIy-'amidfäden sind im allgemeinen nicht stark orientiert und besitzen relativ niedrige Zugfestigkeiten im Vergleich zu hochorientierten Polyamidfäden, in welchen die Moleküle in der Richtung der Fadenachse ausgerichtet oder orientiert sind. Um Polyamidfäden zu orientieren und dadurch ihre Festigkeit erheblich zu steigern, können sie bis zu einem gewünschten Ausmaß gestreckt werden, indem sie mittels Fadenvorführeinrichtungen, wie z.B. mittels zweier Vorsohubwalzen (godets) oder zweier anderer Jaden vors chub einrichtungen, welche mit einem vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeitsunterschied betrieben werden,.gedehnt werden. Beim Kaltziehen von kontinuierlichen Faden aus Polyamid ist es bekannt, daß das Strecken vorteilhafterweise dann ausgeführt wird, wenn der Punkt, bei welchem das Strecken vor sich geht,.mittels mechanischer oder thermischer Einrichtungen fixiert oder Örtlich'festgelegt wird. Die Lokalisierung des Streckpunktes wird gewöhnlieh unter Verwendung einer Garnbremseinrichtung oder .einer ähnlichen 'Anordnung, die zwischen zwei Streckwalzeneinrichtungen angebracht ist, durchgeführt. .

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la Gegensatz zu Wolle sind synthetische Faden relativ gerade und besitzen eine glatte,- gleitende Oberfläche, wodurch sie nicht besonders geeignet sind, um mittels gebräuchlicher Spinnsysteme zu gesponnenem Garn versponnen ' zu werden. Um die Kardier- oder- oder Krempel-, Kämm- und Verzugsarbeitsvorgänge, denen synthetische Stapelfasern im Zusammenhang mit ihrer Verspinnung zu gesponnenem Garn unterworfen werden, zu erleichtern, ist es wesentlich, sie zu kräuseln, damit sie eine zufriedenstellende Kontur oder ein Oberflächenmuster aufweisen, um ihr Verspinnen in gesponnenes Garn mittels einer gebräuchlichen Textilverarbeitungsanlage zu ermöglichen. Zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren sind vorgeschlagen worden, um synthetischen kontinuierlichen Fäden diese gewünschte Kräuselung oder Wellung zu verleihen. Eine bekannte Form einer Kräuselungsvorrichtung verwendet ein Zahnradgetriebe oder mit Zähnen versehene Scheiben, welche erhitzt werden und geeignet sind, um die gestreckten kontinuierlichen Fäden aufzunehmen und sie durch Druckkräfte zu einer gekräuselten Struktur zu formen·

Obwohl Garne aus kontinuierlichen Fäden den Vorteil größerer Gleichmäßigkeit und überlegener Festigkeit besitzen, weisen sie verschiedene unerwünschte Eigenschäften auf, wie geringe Wärmeisolierungswerte, Fehlen der für bestimmte Endzwecke gewünschten Bauschigkeit und geringe Deckkraft. In der Vergangenheit wurden viele Versuche unter -

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nommen, um Garn aus kontinuierlichem Faden einige dieser erwünschten Eigenschaften von gesponnenem Garn zu verleihen» Heften der Tatsaohe, daß die Kosten der Garnherstellung beträchtlich gesteigert werden, sind unglücklicherweise bestimmte, allgemein bekannte Nachteile mit. den bisherigen Vorrichtungen und Arbeitsweisen verbunden, um Garn aus kontinuierlichen Fäden Bauschigkeit zu verleihen.

Einer der Nachteile der Vorrichtung mit Kräuselzahnrädern besteht darin, daß aufgrund der Berührung mit dem erhitzten Garn die Temperatur des Kräuselzahnrads in Berührung mit dem Garn langsam zwischen den Wechseln oder Abnahmen steigt» Dies führt zu einer allmählichen Änderung der Kräuseleigenschaften der Garne bei Fortschreiten des Arbeitsvorgangs. Im Hinblick auf dieses Problem besteht ein Z.weck der Erfindung in der Schaffung einer Garnkräuselungsvorrichtung mit Kräuselzahnrädern, die gekühlt .werden, um einen wesentlichen Temperaturanstieg zu vermeiden.

Ein anderer Zweck der Erfindung"besteht darin, eine neue .und verbesserte Vorrichtung zur Garnbehandlung zu schaffen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur technischen Herstellung eines thermoplastischen kontinuierlichen vielfädigen Garnes von flaumigem, streckbaren Charakter, das viele Eigenschaften, die bei gesponnenem Garn angetroffen werden, besitzt,

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während es viele Eigenschaften, die mit Fadengarn verbun«* den sind, wie Festigkeit und Freisein von Aufrauhungen und Absohälungen "beibehält.

Bin anderer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum Ziehen und Verformen von Poly- „ amidfäden in einem einzigen Arbeitsgang, um sie potentiell stark kräuselbar zu machen.

Noch ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Verformung und Kühlung von Polyamidfäden unmittelbar, nachdem diese Fäden durch einen Ziehvorgang orientiert wurden, zu schaffen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Sohaffung einer Vorrichtung, bei welcher Kräuselzahnräder verwendet werden, welche gekühlt werden, um einen wesentlichen Temperaturanstieg zu vermeiden_e

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Streck- und Verformungsvorrichtung zur Verarbeitung von Polyamid od.dgl. zu schaffen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden kaltziehbare synthetische Fäden mittels einer kraftgetriebenen Zufuhrwalze durch eine Wärmestreckzone geführt, in welcher die Fäden erhitzt und gestreckt werden und aus welcher die Fäden zwischen zwangsläufig angetriebenen, miteinander kämmenden Kräuselzahnrädern geführt werden, deren Zähne zur Begrenzung des Temperaturanstiegs gekühlt werden. Die Kühlung wird durch Verwendung einer Düse erreicht, welohe

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Kühlluft auf eines der Krauselzahnräder richtet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert,

Figo 1 ist eine schematische Ansicht, welche die allgemeine Anordnung der Elemente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wiedergibt,, .

Pig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt, welcher die Anordnung einer Luftdüse in Bezug auf eines der Kräuse.lzahnräder zeigt.

Gemäß der Erfindung ist-eine verbesserte Streck- und Terformungsmasohine zur Verarbeitung von Polyamid oder ähnlichem synthetischen kontinuierlichen Fadengarn vorgesehen, wobei die Maschine für eine sehr wirksame und wirtschaftliche Arbeitsweise gebaut ist. Dies wird durch die Anordnung einer Zufuhrwalzeneinrichtung oder -anordnung, und eines Satzes von Zieh- und Verformungsradgliedern, welche mit Zähnen versehen sind, zusammen mit Mitteln zur Erhitzung des Garnes, wie z.B. eines erhitzten Zieh- oder Streckstifts, einer Heizplatte, eines Heizrohres od,dgl·., welche zwischen der Walzenanordnung unä. diesen Gliedern zwischengeschaltet sind, ermöglicht. Aus einer geeigneten Quelle wird das Garn zu der Zufuhrwalzenanord-■. nung geleitet, nachdem es um eine geeignete Spanneinrichtung herum- oder durch diese hindurchgeführt wurde. Mindestens· eine der Walzen ist zwangsläufig angetrieben· Die

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Zwecke der Walzenanordnung bestehen in der Zuführung des Garnes mit vorbestimmter Geschwindigkeit und darin, daß das Garn aufgrund der nachfolgend angewandten Streckspannung nicht durch sie hindurch oder um sie herum gleitet.

Mit Bezug auf die Walzenanordnung und die Srhitzungseinrichtungen ist im Vorwärtsweg des Garnes ein Paar von Kräuselzahnrädern angeordnet, die synchron angetrieben werden und die in enger Stellung miteinander kämmen, ohne miteinander in Berührung zu kommen. Mindestens eines der Kräuselzahnräder wird mit vorbestimmter erhöhter Geschwindigkeit in Bezug auf die Abgabegeschwindigkeit der Walzenanordnung zwangsläufig angetrieben, sodaß auf das Garn zwischen der Walzenanordnung und den Zahnrädern eine Streckung ausgeübt wird.- Das Garn wird im Betrieb zwischen den Zahnrädern und vorzugsweise um einen Teil des Umfangs eines der Zahnräder herumgeführt und anschließend um eine Zwischenwalze oder Blindwalze für eine gewünschte Anzahl von Umläufen oder Wicklungen herumgeführt, wobei das Garn einen Verlauf nimmt, der sich fortschreitend in der Längsrichtung mit Bezug auf den Punkt, bei welchem das Garn ursprünglich zwischen die Zahnräder eingeführt wurde, vorwärtsbewegt. Durch geeignete räumliche Anordnung der Zwischenwalze in Bezug auf die Kräuselzahnräder tritt das Garn zwischen den Kräuselgliedern entweder in einem beliebigen oder in einem bestimmten Schema intermittierend in Eingriff und wird wieder freigegebene

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Die Kräuselglieder dienen nicht nur zur Verformung der Fäden dos Garns, sondern "bewirken auch eine rasche Kühlung oder Abschreckung und dadurch die Härtung der Fäden, wenn diese dazwischen hindurchgehen. Deshalb werden die Glieder vorzugsweise aus wärmeleitendem Material ' gefertigt»

Um sicherzustellen, daß die Temperatur der Kräuselzahnräder nicht während eines Durchgangs auf einen unerwünschten Wert ansteigt, ist eine Düse vorgesehen, welche Kühlluft auf eines der Kräuselzahnräder richtet. Dadurch wird die Temperatur der Kräuselzahnräder niedergehalten, wodurch sich eine einheitlichere Kräuselungscharakteristik ergibt. Fach der Streckung und Verformung auf diese Weise wird das Garn in bekannter Weise aufgenommen.

In der schematisch in Fig.1 gezeigten Behandlungsvorrichtung für Garn aus kontinuierlichem Faden wird ein thermoplastisches, kalt-ziehbares Garn 10, wie z.B.Polyamid (Nylon) od,dgl., welches aus einem Bündel glatter, praktisch paralleler Einzelfäden, die nicht vollständig orientiert wurden, zusammengesetzt ist, von einer Garnquelle 11 .auf eine Spule 12 geliefert» Da das Garn nicht völlig orientiert ist, ist es notwendig, das zu behandelnde Garn zu dehnen, um darin den optimalen Grad der molekularen Orientierung zu erhalten. Das Garn wird über ein Ende der Spule 12 und um dieses herum geführt und in üblicher Weise

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um einen Streckstift 13 gewunden, weloher als einfache Spanneinrichtung wirkt, um eine ordnungsgemäße und einheitliche Garnzufuhr aufrechtzuerhalten. Aus der Spanneinrichtung oder dem Stift 13 wird das Garn 10 durch eine Garnführung H und dann zu einem Paar Zufuhrwalzen 15 geleitet, welche das Garn aus der Spule 12 abziehen und es mit einer vorbestimmten Freigabegeschwindigkeit zuführen. Die Walzen 15 besitzen parallele Achsen und treten im Betrieb miteinander in Eingriff, sodaß das dadurohgehende Garn ausreichend gehalten wi:At7 um ^ei-ⁿ Rutschen oder Freies-Durchfliegen des Garns zwischen den Walzen zu verhüten. .

Aus den Zufuhrwalzen 15 wird das Garn 10 abwärts und um eine erhitzte Streck- oder Zugnadel 16 bekannter Art herumgeführt, wo der Hauptteil der Dehnung des Garnes erfolgt. Die Nadel, welche so angebracht ist, daß sie im Hinblick auf die Achsen der Zufuhrwalzen 15 axial seitlich verschoben ist, besitzt eine glatte Garnberührungsoberfläche» Hachdem das Garn 10 wiederholte Male je nach Wunsoh um die Heiznadel 16 herumgeführt wurde, wird es abwärts zwischen drehbar angeordneten und axial parallelen Kräuselzahnrädern 17 und 18 geführt, die unmittelbar unterhalb der Nadel 16 angebracht sind und die eine Mehrzahl von in einheitlichen Zwischenräumen herumgehenden und sich in Längsrichtung erstreckenden Zähnen 20 besitzen, welche

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in engen Zwischenräumen angeordnet miteinander kämmen. Die Zahnräder 17 und 18 sind auf Wellen 21 "bzw. 22 aufgekeilt. Zum .gleichmäßigen Antrieb der Kräuselzahnräder sind in Zahneingriff stehende Stirnzahnräder 23 und 24» welche auf den Wellen 21 und 22 angebracht sind, vorgesehen Λ wobei die Welle 22 mittels eines Motors 19 einer bekannten Art angetrieben wird«

Wenn die Zähne 20 ineinandergreifen, wird das Garn seitlich aufpressenden, bezüglich der Intensität zunehmenden und abfallenden.Spannungen ausgesetzt, je nachdem das Garn die horizontale Ebene erreicht oder verläßt, in welcher die Achsen der Kräuselzahnräder liegen und in welcher die Zähne mit den durch diese Zähne im größten Ausmaß ausgebildeten Kerbungen in Eingriff treten. Nachdem das Garn um einen Teil des Umfanga des Zahnrads 17 herumgeführt wurde, wird es tangential davon ,weggeführt und dann um einen Teil des TJmfangs einer Zwischenwalze 25, die einen Abstand von dem Zahnrad 17 besitzt und auf einem Tragrahmen 26 angebracht ist, herumgeführt, wobei der Rahmen 26 auch die anderen Teile der Vorrichtung trägt.Das Garn wird um das Zahnrad 17 und die Zwischenwalze 25 zur Bildung einer Mehrzahl von Umwicklungen, wie in der Zeichnung gezeigt, herumgewundene Die Achse der Walze"25 ist im Hinblick auf die Aohsen der Zahnräder 17 und 18 in einem schwaohen Winkel geneigt, um so eine geeignete "Verteilung

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in der Längsrichtung auf den Umfangen des. Zahnrades 17 .und der Walze 25 und ein Fortschreiten entlang diesen sicherzustellen, wodurch eine übe&ageiung der Wicklungen darauf verhütet wird· Anders ausgedrückt besitzt das um das Zahnrad 17 und die horizontal angebrachte Zwischenwalze 25 aufgewickelte Garn im allgemeinen die Form einer abgeflachten Schneckenlinie, deren Windungen durch Zwischenräume voneinander getrennt sind, -sodaß das Garn entlang dem Zahnrad 17 vom inneren Ende zum äußeren Ende desselben im Verlauf der Umdrehungen der Zahnräder 17 und 18 fortschreitet.

Um die Erzielung einheitlicher Ergebnisse im Kräusel— Vorgang sicherzustellen, ist eine Luftdüse 34 vorgesehen. Die Düse 34 erstreckt sich zwischen den Garnwicklungen auf dem Zahnrad 17 und der Zwischenwalze 25 und ist am Ende gekrümmt, um Kühlluft auf das Zahnrad 17 zu lenken. Anders ausgedrückt, erstreckt sich die Düse 34 im Mittelteil der abgeflachten Schneckenlinie, welche durch die Garnwicklungen bestimmt wird und beugt sich dann gegen das Zahnrad 17.

Aus Fig. 2 geht hervor, daß die Düse 34 so angebracht ist, daß ein Strom Kühlluft auf das Kräuselzahnrad 17, jedoch nicht auf das sich bewegende Garn 10 gerichtet wird. Dies ermöglicht dem Garn 10 die Beibehaltung seiner Wärme, während gleichzeitig die !Temperatur des Zahnrades 17 niedergehalten wird. Da das Garn 10 nicht um das Kräuselzahnrad 18 gewickelt wird, ist es nicht erforderlich, dieses

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Zahnrad zu kühlen.

Es ist allgemein bekannt, daß die Temperatur für die Kräuselung von thermoplastischen Garnen von großer . Bedeutung.ist* Demzufolge besitzt die Temperatur des Zahnrads 17 einen Einfluß auf den Kräuselvorgang. Falls man die Temperatur des Zahnrads 17 ziemlich stark variieren läßt, ergeben sich große Veränderungen in den KrauseIeigenschaften des Garns. Tatsächlich würde die Temperatur des Kräuselzahnrads 17 ohne die Luftdüse 34 langsam ansteigen, wenn das erhitzte Gfarn über dieses bewegt wird. Dies würde naturgemäß zu Änderungen in den Endeigenschaften des Garnes führen. Durch die Verwendung eines Luftstromes, zur Kühlung des Zahnrads 17 wird ein praktisch einheitliches Ergebnis erhalten, da das Kräuselzahnrad 17 gekühlt wird, um unerwünschte Tem.peratursteigerungen zu verhüten«

Nach der Bildung der äußersten Wicklung'der Sohnecken-.linie wird das Garn senkrecht durch eine Führung 29 abwärts- « geführt, welche unterhalb der Kräuselzahnräder angebracht ist. Das Garn wird dann in üblicher Weise durch eine geeignete Form einer Wickelaufbaueinrichtung, wie z.B. einer Ringzwirnanordnung, aufgenommen, welche eine Spule 28 enthält, die durch einen Treibriemen 30 in gebräuchlicher Weise rotiert werden kann, um einen Garnwickel 31 zu bilden«. Die Anordnung umfaßt außerdem einen gebräuchlichen senkrecht auf- und abgeführten Ring 32, welcher einen Läufer 33 trägt, welcher entsprechend ausgeführt ist, um sich frei um die Spule 28 herümzübewegen, wenn da».Garn in der gewünschten -Menge aufgezwirnt und auf die Spule aufgewickelt wird.

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Claims

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Patentansprüche

1·) Vorrichtung zum Kräuseln von erhitztem Garn, gekennzeichnet durch einen Rahmen, ein auf diesem Rahmen drehbar angebrachtes Paar von für den Eingriff und die Kräuselung des erhitzten Garnes geeigneten Gliedern und einer auf dem Rahmen angebrachten Düse für die Zuleitung eines Kühlmediums auf eines dieser Glieder.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Paar von auf dem Rahmen drehbar angeordneten Zahnrädern für die Zusammenarbeit zum Kräuseln des Garns, eine Quelle von Druckluft und eine mit dieser Quelle verbundene Düse, um einen Strom von Luft auf eines der Zahnräder zu richten.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich^ net durch eine Einrichtung zum Antrieb- der Garnkräuselzahnräder, eine auf dem Rahmen an einer Stelle im Abstand von einem der Garnkräuselzahnräder angeordnete Zweischen- oder Leerlaufwalze für die Zusammenarbeit mit einem Zahnrad zur Bildung einer Mehrzahl von Wicklungen bei einem erhitzten Garn und eine im Inneren dieser Wicklungen ange*- brachte Düse für die Zuleitung eines Kühlmittels auf dieses eine Zahnrad, um in diesem einen Temperatüranstieg zu vermeiden*

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4.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftdüse zwischen der Zwischen- oder Leerlaufwalze und dem Kräuselzahnrad angeordnet ist.