DE1435702C - Vorrichtung zum Stauchkräuseln von Fäden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln von Fäden mit einem Paar Zuführwalzen und einer Stauchkammer, welche nur durch zwei parallel zueinander und in einem Abstand von höchstens dem Radius der Zuführwalzen voneinander angeordnete Führungsflächen begrenzt ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird eine Stauchkammer nur durch zwei gegenüberliegende, im wesentlichen parallel zueinander verlaufende und in bezug auf die Tangentialebene der Walzen symmetrisch angeordnete Führungsflächen begrenzt. Der Abstand der Führungsflächen ist dabei nicht größer als der Radius der Zuführwalzen. Mit dieser bekannten Vorrichtung läßt sich zwar eine Stauchkräuselung erreichen, eine spiralförmige Kräuselung ist jedoch nicht möglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer Stauchkräuselung eine spiralenförmige Fadenkräuselung'zu bewirken, wobei die von den einzelnen Fäden des Garns gebildeten Spiralen in Längsrichtung gegeneinander verschoben sind, so daß sich insgesamt ein flaumiges, elastisches Garn mit hohlem Kern ergibt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß mindestens eine der Zuführwalzen einen Durchmesser von etwa 6,4 mm oder 1,6 mm aufweist. Die Erfindung löst also die genannte Aufgabe dadurch, daß man extrem kleine Walzendurchmesser wählt, so daß sich das aus der Klemmstelle der Walzen austretende Fadengut sofort nach dem Austreten in Spiralen legen kann und nicht, wie bei großen Walzendurchmessern der bekannten Vorrichtungen, durch die sich erst langsam voneinander entfernenden Umfangsflächen der Walzen an einer solchen Spiralenbildung gehindert werden.

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt eine vergrößerte Vorderansicht der Vorrichtung nach der Erfindung, wobei die Form des Fadengutes schematisch angedeutet ist;

Fig. 2 zeigt eine noch stärker vergrößerte Teilansicht der Vorrichtung gerade nachdem die Spiralenbildung des Fadengutes begonnen hat, wobei der Durchmesser der Spiralen übertrieben stark vergrößert dargestellt ist, und

Fig. 3 zeigt eine weitere vergrößerte Teilansicht

ίο eines der das Fadengut kräuselnden Elemente der Vorrichtung.

Es ist bekannt, endlose Fäden für Textilien mit Durchmessern von etwa 0,00254 cm herzustellen und mehrere von diesen Fäden zu einem Mehrfachfarn zu verzwirnen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Behandlung solcher Garne und vorzugsweise auf die Behandlung schwachgezwirnter Garne, d. h. solchen mit etwa 1 bis 2 Umdrehungen pro 2,54 cm. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch auch bei der Behandlung von stark gezwirnten Garnen und von nicht gezwirnten Einzelfäden wirkungsvoll angewandt werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung hat ein Paar ( angetriebene Walzen 1 und 2, die gleiche oder ungleiche Durchmesser haben können. Vorzugsweise soll der Durchmesser einer Walze 6,4 mm betragen.

Die Walzen sind auf Wellen 3 und 4 befestigt. Die Welle 3 dreht sich in Lagern, die in einem Schwenk-

. arm 6 angeordnet sind, der um eine Welle 7 schwenkbar von dem Gestell 8 der Vorrichtung getragen wird. Die Welle 4 der Walze 2 läuft in Lagern in dem Gestell um. Die Walzen werden in entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben. Auf einer Welle 18 ist eine Rolle befestigt, über die ein Riemen 20 läuft, der zum Antrieb der Walzen von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Der ._ Schwenkarm 6, der die Welle 3 trägt, weist einstellbare Einrichtungen auf, die den Druck auf das Garn regulieren. Diese Einrichtungen weisen beispielsweise ein Rändelrad 24 auf, mit dem ein Gewindestutzen in einen Halter 25 eingeschraubt werden kann, der an dem Gestell befestigt ist. Dadurch wird eine Feder 26 verstellt, die mit einem Teil 27 vorgesehen ist und die gegen den Schwenkarm drückt, wodurch der l· Druck der Walzen gegen ein Garn Y, das zwischen diesen vorgeschoben wird, eingestellt werden kann. Das Garn Y wird aus einem nicht dargestellten Vorrat entnommen und über eine Spannungseinrichtung üblicher Bauart und eine Führung in Form eines Paars hintereinander angeordneter, zylindrischer Keramikstifte 30 und 31, die mit ihren Achsen senkrecht zu den Achsen der Walzen auf einem an dem Gestell befestigten Halter 32 angeordnet sind, zu den Walzen geführt. Diese Führung soll, welche spezielle Form sie auch besitzt, die Zuführung des Garns an einer Stelle genau zwischen den Walzen oder Rollen gewährleisten und deshalb wird die Führung so nah als praktisch durchführbar bei den Walzen angeordnet.

6ό Wenn erforderlich, können übliche Einrichtungen (nicht dargestellt) zum Vorerhitzen des Garns, bevor dieses durch die Walzen läuft, zwischen der Spannungseinrichtung und der Führung angeordnet werden. Eine glatte Metallplatte, die auf 204 bis 315⁰C erhitzt wird, ist eine für diesen Zweck geeignete Strahlungsheizung.

Um die Drehachse einer der Walzen ist eine Segmentplatte 33 einstellbar und verschwenkbar an

einem Bogenanschlag34 auf dem Gestelle mittels einer Kopfschraube 35 befestigt, die durch einen Bogenschlitz 37 geführt und in den Anschlag eingeschraubt ist, wodurch die Winkelstellung der Segmentplatte zur Laufrichtung des Garns Y, wenn dieses zwischen den Rollen vorgeschoben wird, in bestimmten Grenzen verändert werden kann. Diese Segmentplatte und der Schwenkarm 6 tragen jeweils eine Zwangsführung 42 bzw. 43, die mit Schrauben 44 bzw. 45 so eingestellt werden können, daß die Messerkanten 46 bzw. 47 jeder Führungsplatte 40 bzw. 41 an der entsprechenden Walze anliegen und mit ihr im Eingriff stehen und daß die Flächen 48 und 49, die die beiden Seiten der Kräuselkammer bilden, im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

Im Betrieb dieser Vorrichtung wird gemäß der Erfindung das endlose Garn Y von einer Spule (nicht dargestellt) abgespult und über die Einspannvorrichtung D gezogen und zwischen die Führungszapfen 30 und 31 und die Walzen 1 und 2 eingeführt, wobei diese Walzen mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden, z. B. 12 000 bis 15 000 Umdrehungen pro Minute. Es können jedoch auch höhere Tourenzahlen verwendet werden, wenn es die verwendeten mechanischen Elemente erlauben.

Bei einer geeigneten Einstellung der den Walzendruck bestimmenden Einrichtungen bewirkt die Drehung der Walzen, daß auf das Garn ein starker Druck ausgeübt wird, wenn dieses die Rollen passiert. Das Garn wird in seiner Laufrichtung mit einer Lineargeschwindigkeit vorgeschoben, die der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen vergleichbar ist. Wenn dem Garn ein Widerstand von der Führungsfläche einer der Führungsplatten entgegengesetzt wird oder wenn ein Gegenstand zeitweilig zwischen die Führungsplatten zu diesem Zweeck eingeführt wird, folgt es dem Weg geringsten Widerstandes und käuselt sich von selbst schraubenförmig mit einem Durchmesser, der etwa dem Abstand der Führungsplatten voneinander entspricht (Fig. 2). Das nachfolgende Kräuselgut füllt rasch den Raum zwischen den Führungsflächen auf und wenn es allmählich an die Stelle kommt, an der der Vorschub des Garns in Laufrichtung durch das vorangegangene Fadengut gehemmt wird, welches sich zum Walzenklemmspalt hin anhäuft, wird das Garn gezwungen, allmählich Schleifen mit kleinerem Durchmesser zu bilden, bis der Druck hinreichend groß ist, um den Reibungswiderstand, den die Führungsflächen dem Kräuselgut entgegensetzen, zu überwinden. Dadurch wird das Kräuselgut zwischen den Führungsflächen hindurchgedrückt und durch das nachfolgende Fadengut ersetzt. Deshalb ist der Abstand dieser Führungsflächen voneinander ein Maß für den Durchmesser der anfänglichen schraubenförmigen Windungen, das im allgemeinen mit diesem Abstand übereinstimmt. Die nachfolgenden Windungen jedoch, deren Durchmesser sich aus dem Widerstand ergibt, der dem Vordringen des Fadengutes von dem Klemmspalt der Walzen weg entgegengesetzt wird, sind kleiner und deshalb nur indirekt von dem Abstand der Führungsflächen über die Reibung des Fadengutes an diesen Flächen abhängig.

Das auf diese Weise geformte Kräuselgut wird dann von dem Raum zwischen den Führungsfiächen aus direkt in einem Behälter (nicht dargestellt) befördert und zur Weiterbehandlung vorbereitet, die entweder chargenweise oder kontinuierlich eine Wärmebehandlung einschließt, um die schraubenförmige Form der Fäden zu fixieren, bevor diese Behandlungen unterworfen werden, bei denen die Fäden nacheinander mehrere Male gestreckt und wieder entspannt werden, um eine Verschiebung der Windungen in Achsenrichtung gegeneinander zu erreichen, wodurch das Garn flaumig und leicht wird. Wenn die einander gegenüber angeordneten

ίο Führungsflächen der Führungsplatten in gleichen Abständen von der Tangentialebene der Rollen 1 und 2 angeordnet sind, neigt das Garn manchmal dazu, zwischen diesen Flächen unorientiert Windun-

• gen zu bilden, wohingegen bei unsymmetrischer Anordnung der Flächen, d. h., wenn diese von der Mittelebene verschiedene Abstände besitzen, wird das Garn im wesentlichen gleichsinnig gekräuselt. Die Einstellung der Platte 33 bestimmt die Asymmetrie.

so Es ist darüber hinaus wichtig, daß die Führungsplatten Kanten besitzen, die ganz nahe an die Walzen herangeführt sind und vorzugsweise mit diesen in Kontakt stehen, weil, wenn der Spielraum zwischen den Kanten und den Walzen nicht kleiner als etwa die Hälfte des Durchmessers der einzelnen Fäden in dem Garn, das behandelt wird, ist, d. h. etwa 0,000127 cm oder weniger, können einer oder mehrere Fäden zwischen die Kanten und die Walze gelangen und den glatten Fluß des Garns unterbrechen, wodurch gewöhnlich ein Abschalten der Maschine zur neuen Einstellung erforderlich ist.

Ein Beispiel für eine Vorrichtung nach der Erfindung gemäß den Fig. 1 und 2 ist nachfolgend beschrieben. Diese Vorrichtung besitzt glatt polierte Stahlwalzen 1 und 2 mit einem kleinen Durchmesser von 0,635 cm, die mit extrem hohen Umfangsgeschwindigkeiten von mehr als 30. m pro Minute betrieben werden. Die glatten parallelen Flächen der aus Kohlenstoff bestehenden Führungsplatten sind etwa 0,32 cm voneinander entfernt so angeordnet, daß die Asymmetrie der Anordnung in bezug auf die Tangentialebene zwischen den Walzen einige hundertstel cm beträgt. Ein gering gezwirntes Nylongarn von 40 Denier wird in dieser Vorrichtung mit schraubenförmigen Windungen von etwa 0,15875 cm Durchmesser versehen, wobei vor dem Strecken 50 bis 100 Windungen pro 2,54 cm Länge bestehen. Durch Wärmefixieren und darauffolgendes mehrmaliges wechselweises Strecken und wieder Entspannen wird ein offenes, flaumiges, transparentes Garn erhalten, dessen schraubenförmig gewundene Fäden der Länge nach gegeneinander verschobene Windungen aufweisen und die einen beträchtlichen Luftraum innerhalb des etwa 0,15875cm betragenden Gesamtdurchmessers einschließen.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hat zwei Einheiten, die durch ihre Zuordnung zu einem Paar länglicher Walzen 101 und 102 miteinander in Beziehung stehen. Die Walzen können aus einem voll gehärteten, abgedrehten Material bestehen und einen Durchmesser von 0,16 cm aufweisen und in im Abstand voneinander angeordneten Stützlagern gelagert sein.

Der Druck auf die die Walzen aufnehmenden Führungsflächen 135 und 136 kann reguliert werden. Diese Führungsflächen haben V-förmige Rillen 142 und 143, die die Walzen aufnehmen, wobei die

scharfe untere Kante 144 jeder Rille mit der entsprechenden Walze im Eingriff steht, während die andere Fläche 145 jeder Rille eine seitliche Stütze für die entsprechende Walze darstellt. Die Klammerteile drücken die Walzen infolge der Vorspannung einer Feder zusammen, um einen Druck auf das Garn Y' auszuüben, das zwischen die Walzen über eine Führung eingeführt wird. Unter den unteren Kanten der Rillen 146 und 143 bilden die die Walzen aufnehmenden Führungsflächen 135 und 136 die parallelen, ebenen Flächen 149 und 150, um eine Masse M des aufgewickelten Garns nach dessen Durchtritt durch die Walze in der Nähe der Stoßstelle dieser Walzen durch Reibung zu halten.

Es ist wesentlich, daß die Walzen, die den Vorschub des Garns bewirken, und das Hindernis, gegen das das Garn getrieben wird, so nahe beieinander angeordnet werden, daß das sich vorschiebende Garn den Raum zwischen Rollen und Hindernis überspannt und im Bereich des Hindernisses Windungen bilden kann. Das Hindernis muß deshalb eine hinreichende seitliche Ausdehnung in bezug auf seinen Abstand von dem Walzenklemmspalt besitzen, so daß sich die Windungen ansammeln können. Die Oberflächen von Walzen mit großem Durchmesser divergieren von den Walzenklemmspalt nur schwach, und deshalb sind solche Walzen ungeeignet, um eine Widerstandszone von hinreichender Breite nahe genug an diese Walzen heranzuführen, was zu dem Ergebnis führt, daß mit solchen großen Walzen das Garn, wenn es verformt wird, sich in ziehharmonikaähnlichen oder sägeförmigen Kräuselungen ansammelt, die sich von Schlingen, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erhalten werden, wesentlich unterscheiden.

Viele Variable tragen zu optimalen Ergebnissen bei, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhalten werden können. Unter den Faktoren, die bei der Bildung von schraubenförmigen Windungen eines endlosen Garnstrangs aus irgendeinem hierfür geeigneten Material auftreten können und die für die Einstellung der Vorrichtung in Betracht zu ziehen sind, werden beispielsweise die Größe und Anzahl , der einzelnen Fäden, aus denen das Garn besteht, j die Verzwirnung des Garns, der Feuchtigkeitsgehalt ; und die Temperatur des Garns, das dieses besitzt,

jo wenn es den Walzen zugeführt wird, der Durchmesser, die Geschwindigkeit, der Oberflächenzustand und die Temperatur dieser Oberfläche, der Reibungskoeffizient der Führungsflächen, der Abstand dieser Flächen und deren Winkeleinstellung, das Maß der Asymmetrie, um das die Führungsflächen von der gemeinsamen Tangentialebene der Walzen verschoben sind, die Raumtemperatur und die Raumfeuchtigkeit u. dgl. genannt. Darüber hinaus besitzt die besondere chemische Zusammensetzung der Fäden selbst einen Einfluß auf die Ergebnisse und bei ganz bestimmten Werten für die mechanischen und meterologischen Variablen kann ein Garn mit einem bestimmten Titer und Fadentiter, der beispielsweise \ aus Nylon hergestellt ist, ganz verschieden von

as einem Garn ausfallen, mit gleichem Titer und gleichem Fadentiter, der aus einem Polyestertherephthalat oder einer anderen Zusammensetzung erzeugt wurde.

Die Erfindung wurde mit bestimmten Merkmalen einer neuen Vorrichtung beschrieben. Hiermit wird ein neuartiges Garn erzeugt, das aus einzelnen Fäden besteht, die schraubenförmig gekräuselt sind und deren Windungen gegeneinander verschoben sind, so daß sich eine röhrenförmige Struktur mit freiem Kern und stark vergrößerter Elastizität und Federkraft ergibt, wenn man dieses Garn mit dem Garn, aus dem es erzeugt wurde, vergleicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Stauchkräuseln von Fäden mit einem Paar Zuführwalzen und einer Stauchkammer, welche nur durch zwei parallel zueinander und in einem Abstand von höchstens dem Radius der Zuführwalzen voneinander angeordnete Führungsflächen begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Zuführwalzen (1, 2) einen Durchmesser von etwa 6,4 mm besitzt.

2. Vorrichtung zum Stauchkräuseln von Fäden mit einem Paar Zuführwalzen und einer Stauchkammer, welche nur durch zwei parallel zueinander und in einem Abstand von höchstens dem Radius der Zuführwalzen voneinander angeordnete Führungsflächen, begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Zuführwalzen (101, 102) einen Durchmesser von etwa 1,6 mm besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführwalzen (101, 102) in V-förmigen Rinnen (142, 143) der einander gegenüberliegenden Führungsflächen (40, 41, 135, 136) angeordnet sind.