DE1710641A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kraeuseln von laufenden Faeden oder Garnen - Google Patents

Description

N,VoOHDERZOEKiHGSIHSiei'JiüüS RBSSAROH, Amhem(Holland)

Verfahren und Vorrichtung sum Kräuseln von laufenden Fäden oder

Prioritäts 26« ■ lovember 1964 / Niederlande 64.13725

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung sum Kräuseln von laufenden Fäden oder Garnen aua tiiermoplaetiscliem Material» bei welchem diese örtlich jswieohen zwei Organen flachgedrückt werden« Sieeea Flachdrucken katm periodisch durohgeftlhrt werden»

Ea ist schon ein Kräuaelverfahren bekannt» bei welchem die Garne zuerst erweicht und danaoh einer Wärmebehandlung zwischen ewei Organen unterzogen werden* Dabei wird doe Garn örtlich flachgedrückt und ihm dadurch eine gewisse Kräuselung verliehen, Sieae Kräuselung iat jedoch nicht so boeohaffen» daß eie einem eynihetisohen &arn aua Kndloofäden ein wolleartigea Aussehen verleiht·

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Ee gibt Qucb verschiedene weitere bekannte Verfahren zum Kräuseln τοη synthetischem Garn, wie z.B_e Kräuselung mit Hilfe* einer Stauchkawmer, Fixierung des Garnes in einem vorübergehenden hoclige zwirnten Zuatand oder Ziehen des Garne β über eine erhitzte Schneide· Diese Kräüselverfehren haben alle ihre Anwendungsgebiete, jedoch auch ihre Nachteile. So wurde z,B_o gefunden, daß die nach dem Stauchkammerverfahren ^ behandelten Game eine zweidlmenoionale Kräuselung Baigen, welohe den aus diesen Garnen hergestellten Produkten kein lebhaftes Aussehen verleiht. Die nach der Palrfehdrahtmethode gekräuselten Garne besitzen den Nachteil, daß sie eine Zwirnlebendigkeit aufweisen, vrelahe ihre Verarbeitbarkelt ungünstig beeinflußt« Dem Krause!verfahren, bei welchem das Garn über eine erhitste Schneide gesogen wird, war mit Rücksicht auf die große Gefahr von Fadenbrüchen und die Schwierigkeiten, welche bei der Überwachung des Prozesses auftreten, kein großer Erfolg in der Praxis beschieden·

Keiner dieser Nachteile tritt auf, wenn das Verfahren gemäß der Erfindung angewendet wird. Das hierbei erhaltene Garn besitst «int MMkM allseitige Kräuselung in allen Rlohtungen und »eigt kein· Zwirnlebendigkeit. Die Herstellung dieeee Garne bietet kein« besonderen Schwierigkeiten·

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Die Erfindung besteht darin, daß bei dem oben beschriebenen Verfahren die beiden erwähnten Organe eine harte Oberfläche besitzen und daß lediglich eines dieser Organe über die Erweichungstemperatur der Fäden oder Garne erhitzt wird· Auf diese Weise wird ein Garn erhalten_t bei welchem 3^e<*er Endlosfaden in kurzen Abständen stark deformierte Abschnitte aufweist, die bloß auf einer Seite vorhanden sind· Bs hat sich gezeigt, daß ein Garn dieser Struktur die Tendenz aufweist, sich so au kontrahieren, daß es eine sehr unregelmäßige dreidimensionale _A

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Gestalt annimmt· Auf diese Weise wird eine sehr schöne Krause-

lung erhalten. ^=

Die optimale Temperatur des erhitsten Garnes hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. Garngeschwindigkeit, !Eiter des Garns und chemische Zusammensetzung des Materials, aus dem die Garne hergestellt sind» Ea kann notwendig sein, Temperaturen, die 200⁰Q über der Erweichungstemperatur liegen, zu wählen«

Es ist wesentlich, daß die beiden Organe harte Oberflächen auf- ί weisen/Dadurch können die flachgedrückten Garnabschnitte sehr j kurz Bein und in rascher Aufeinanderfolge über das Garn verteilt werden* Das erhitzte Organ kann eine ortsfeste Platte sein, gegen die das Garn durch ein anderes Organ periodisch gepreßt wirdo In dem Augenblick, in dem das Garn zwischen den zwei Elementen flachgedrückt wird, 1st seine Geschwindigkeit gleich Hull, sodaß es in regelmäßigen Abständen stark gebremst wird, was sich auch in einer starken Erhöhung der Garnspannung äuseerto Dies kann in gewissen Fällen von Nachteil sein_ö

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. Eb let deshalb gemäß der Erfindung zweckmäßig, daß an den Stellen« an welchen die fäden oder Garne flachgedrückt werden» mindestens das nicht erhitzte Organ die gleiche oder angenähert die gleiche Geschwindigkeit besitzt wie die Fäden oder Garne, Vorzugsweise wird beiden Organen die gleiche Geschwindigkeit erteilt. In diesem Fall unterliegt dae laufende Garn keinerlei bremsender Wirkung dieser Organe_o

^ Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Erflndungegegenstandes besitzt das nicht beheizte Organ die Gestalt eines Zahnrades» mit welchem die Fäden oder Garne in der Nähe der Stelle» an der sie flachgedrückt werden, in Berührung gebracht vor und hinter dieser Stelle dagegen von ihm ferngehalten werden« Auf diese Weise wird die Unsymmetrie der verformten Abschnitte der JEndlosfäden stärker betont und ein höheres Ausmaß an Kräuselung erhalten»
Obwohl eine gewisse Kräuselung bereite entsteht» wenn die Fäden

ψ oder Garne zwischen den Organen unter geringer Spannung auf jeden Fall aber in gestrecktem Zustand hindurchgeführt werden» werden die besten Resultate erzielt» wenn die Fäden unter einer Spannung von mindestens 1 g/den» vorzugsweise von mehr als 1,8g/ den gehalten werden.

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JBb hat Bich gezeigt, daß die resultierende Kräuselung des Garnes auch durch die Kraft beeinflußt wird, mit welcher die Organe gegeneinander gepreßt werden. Gemäß der Erfindung beträgt diese Kraft mindestens 1 1/2 g/den, vorzugsweise mehr als 21/2 g/den der zwischen den Organen eingeklemmten Garnmasse»

Um eine feine Kräuselung des Garns zu erhalten» können die Organe mit einer sehr hohen Frequenz gegeneinander gepreßt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, bei gleichzeitiger Beibehaltung einer normalen Schlagfrequenz eine niedrige Garngeschwindigkeit zu wählen, sodaß auf eine relativ kurze Garnlänge recht viele abgeflachte Stellen aufgedrückt werden können. Die erste Lösung kann mit Hilfe eines Zahnrades, welches sehr kleine Zähne besitzt, realisiert werden. Aus technischen Gründen hat sich diese Lösung jedoch nicht sehr bewährt» Die Verwendung einer eehr niedrigen Garngesohwindigkeit zur Erzielung einer feinen Kräuselung ist anderseits aus ökonomischen Gründen nicht empfehlenswert·

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Es wurde nun gefunden, daß auch bei einer hohen Produktionsgeschwindigkeit mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung eine feine Kräuselung erzielt werden kann, wenn die laufenden Fäden oder Garne gemäß der Erfindung mehrere Male nacheinander der gleichen Behandlung unterzogen werden.

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Üaher müssen die aufeinanderfolgenden Behandlungsstufen so abgestimmt werden, daß das Garn bei jeder folgenden Behandlung an Stellen flachgedrückt wird, die zwischen den vorherflachgedrückten Stellen liegen.

Diese aufeinanderfolgenden Behandlungen können dem Garn mit Hilfe mehrerer Kombinationen von mindestens einem Zahnrad und mindestens einem Heizelement, die in öerie hintereinander angeordnet sind, erteilt werden. Diese Lösung ist jedoch nicht ganz billig.

Ein anderes Verfahren, mit welchem die gleiche Wirkung erzielt werden kann und das auch die Verwendung einer einfachen Vorrichtung gestattet, besteht darin, daß gemäß der Erfindung die Fäden oder Garne mehrmals zwischen den selben zwei Organen hindurchgeführt werden· Die dabei verwendete Vorrichtung muß mit Führungen und Abstandshaltern versehen sein, um den Faden auf benachbarten Bahnen zwischen den beiden Organen hindurchlaufen zu lassen·

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in jedem Stadium der Behandlung der Garne oder Fäden angewendet v/erden· Die günstigsten Resultate werden jedoch erhalten, wönn das Verfahren dann durchgeführt wird, wenn das Garn praktisch frei von Zwirn ist* Bevorzugt wird gemäß der Erfindung ein Verfahren, das so ausgeführt wird, daß die Fäden oder Garne eines linearen synthetischen Polymeren nach ihrer Verstreckung der Kräuselungsbehandlung unterworfen werdenο

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Bekanntlieh werden'fäden oder Garne aus linearen synthetischen Polymeren häufig durch Schmelzspinnen erzeugt, worauf sie einer Streokbehandlung unterworfen werden, bei welcher sie auf das drei- bis sechsfache ihrer ursprünglichen Xänge verstreckt werden«, Dieser Strecfcvorgang kann am besten ausgeführt werden, wenn das Garn praktisch zwirnfrei ist» das heifit» also unter den gleichen Bedingungen» unter denen die Kräuselbehandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren am besten vor sich geht.

Die Erfindung betrifft aber nicht nur ein Verfahren zum Kräuseln f von Fäden oder Garnen, sondern auch die Vorrichtung zu seiner | Durchführung₅ Diese umfaßt eine ]?aäenzufüTirungsvorriohtung,eine Padenabzugsvorrichtung und zwei Organe, die sich in periodischen Kontakt miteinander bringen lassen und kennzeichnet sich dadurch, daß eines der Organe ein'■ drehbares Zahnrad und das andere ein Heizorgan mit einer glatten Oberfläche ist* Gemäß der Erfindung ist das Heizelement vorzugsweise eine drehbare Walze, sodafi beide Organe sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Garn bewegen können. Eine Bremsung des Garnes ist in diesem Pail bloß .s

auf die Lagerreibung der zwei drehbaren Organe zurückzuführen. Diese Bremswirkung kann gemäß der Erfindung völlig eliminiert * werden, wenn mindestens eines der Organe mit einem Antrieb ausgestattet ist.

Wie vorstehend erwähnt, kann eine feinere Kräuselung erhalten werden, wenn die Vorrichtung mit fübrungs- und abstandsregelnden Vorrichtungen ausgestattet ist_r sodaß die Garne oder Fäden auf benachbarten Bahnen zwischen den beiden Organen hindurcbgeleitet werden*

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i)er Garnweg zwischen zwei aufeinanderfolgenden Garndurchläufen zwischen den zwei Organen soll so gewählt werden, daß bei jeder folgenden Behandlung das Garn an Stellen flachgedrückt wird, die sich zwischen den vorher erzeugten abgeflachten Stellen befinden. Die praktische Verwirklichung dieser Behandlung kann Schwierigkeiten bereiten. Diese entstehen aufgrund der Tatsache, daß der Garnweg zwischen zwei aufeinanderfolgenden Garndurchläufen zwischen den zwei Organen wesentlich langer P ist, als der Abstand zwischen zwei abgeflachten Stellen des |} Garnesο So kann eine verhältnismäßig sehr kleine Veränderung der Länge dieses Garnweges bewirken» daß die folgenden Stellen, bei welchen das Garn flachgedrückt wird, sich nicht zwischen den vorher flachgedrückten Stellen befinden, sondern mit diesen zusammenfallen. Damit wird aber der Effekt, der dadurch erzielt werden soll, daß das Garn mehrere Male zwischen den beiden Organen hindurchläuft, wieder aufgehoben. Diese Erscheinung kann aber nicht nur auf kleine Veränderungen der länge des

_ Garnweges zwischen zwei aufeinanderfolgenden Garndurchläufen zu-

rückzuführen sein, sondern auch auf geringe SpannungsSchwankungen im Garn auf diesem Weg,,

Es wurde gefunden, daß die vorerwähnten Schwierigkeiten vollkommen vermieden werden können, wenn eine "Störvorrichtung" vorgesehen ist, welche eine periodische Veränderung der Paden-' länge zwischen zwei aufeinanderfolgenden Garndurchläufen zwischen den beiden Organen bewirkt·

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Durch rasche periodische Veränderung der Garnlänge werden die aufeinanderfolgend erzeugten flachgedrückten Stellen sich nur in sehr kurzen Garnabsehnitten überdecken. Die Ausführung dieser "Störvorrichtung¹¹ kann verschieden sein.. So ist es möglich, das Garn durch einen Fadenführer zu leiten, der sich in der Querrichtung hin- und herbewegt« Ebenso ist es möglich, das Garn über eine konische Führungswalze laufen au lassen, die inseiner Längsrichtung hin- und herbewegt wird,

Aus dem Vorhergehenden läßt sich folgern, daß man mit jeder Zahnteilung des Zahnrades praktisch jede beliebige Feinheit der Kräuselung.erzielen-kann, in Abhängigkeit davon, wie oft das Garn zvd.schen den beiden Organen hindurobgeführt wird. = Das bedeutet jedoch nicht, daß jedes beliebige Zahnrad ohne Rücksicht auf seine Form zur Verwendung in der Vorrichtung gemäß der Erfindung brauchbar ist ν ...

Es wurde im Gegenteil gefunden, daß ein loses und regelmäßig gekräuseltes Garn nur duroh ganz bestimmte Kombinationen von Zahnradformen erhalten werden kann. Gemäß der Erfindung sollen: die Zähne des Zahnrades vorzugsweise mit abgerundeten Spitzen versehen sein, deren Krümmungsradius etwaQ,2 mm beträgt und eine Zahnteilung zwischen 0,5 und 1 mm aufweisen.

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OIe erflndungsgemäß gekräuselten Garne oder Fäden kennzeichnen sich dadurch, daß jedes Filament in kurzen Intervallen flache Stellen aufweist, die auf einer Seite fixiert sind. Gekräuselte Garne oder Fäden der oben erwähnten Art sind bis jetzt nicht bekannt geworden·

Wie schon festgestellt, weisen diese Garne oder Fäden gegenüber den bekannten gekräuselten Garnen wesentliche Vorzüge auf. ... ,

In der Zeichnung 1st der Gegenstand der Erfindung anhand beisplelswelser Ausführungsformen schematisch veranschaulichtο

Fig. 1 1st eine schaubildliche Darstellung einer Vorrichtung zum Kräuseln von Garnen, Fig» 2 zeigt eine Einzelheit dieser Vorrichtung in größerem Maßstab, Figo 3 zeigt einen gekräuselten Endlosfaden in Vergrößerung, Fig. 4a zeigt einen Teil dieses Fadens in noch größerem Maßstab, Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines anderen Teiles des in einer anderen Ansicht in FIg₀ 4a dargestellten Endlosfadens und Fig. 5 zeigt ein Gewirke, das aua dem Garn gemäß FIg₀ 3 erzeugt wurde.

In Figo 1 sind zwei Walzen mit 1 und 2 bezeichnet, welche sur Zuführung und zum Abzug dos Garnes 3 dienen,,

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Das Garn 3 bildet fünf Schlingen (von denen blofl zwei (4 und 5) dargestellt sind) rund um eine Anzahl von Fadenführern 6, 7 und 8, bevor es durch dae Walzenpaar 1, 2 abgezogen wird. Ein Kamm 9 trennt die verschiedenen Schlingen 4 bis 5ο

In einem kurzen Abatand vor dem Kamm 9 ist ein Walzenpaar 10, 11 vorgesehen, daß aus der beheizten Walze 10 und dem Zahnrad 11 besteht, welches gegen die.beheizte Walae 10 gedrückt wird»

Die Welle 12 des Zahnrades 11 ist über den Arm 13 um das Lager 14 schwenkbare Eine Anpreßkraft P wirkt auf den Arm und druckt das Zahnrad 11 gegen die erhitzte Walze 10· Ein SchweineSchwänzchen 15 hält die verschiedenen Schlingen an der gleichen Stelle, wenn diese zwischen den Walzen 10 und hindurchlaufen·

Flg. 2 zeigt im Detail die Zähne des Hades 11» welche abgerundete Spitzen besitzen. Wenn das Walzenpaar 1, 2 in Umdrehung versetzt wird, beginnt das Garn in den verschiedenen Schlingen» z.B. 4 und 5 zu laufen und treibt die Walzen 10 und 11 an_o Die Zähne des Bades 11 drücken in kurzen Abständen das Garn gegen die erhitzte Walze 10· Der Fadenführer 6 ist auf einer Welle exzentrisch gelagert«, Dadurch ändert sich die Länge jeder Schlinge periodisch, wenn der Fadenführer 6 rotiert··

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Das hat zur Folge, daß bei dem Durchlauf zwischen den Walzen 10 und 11 das Garn an Stellen flachgedrückt wird» die zwischen den flachgedrückten Stellen der vorangegangenen Durchläufe liegen. I¹Ig. 3 zeigt zwei Endlos fäden, die mit der oben beschriebenen Vorrichtung gekräuselt wurden«, Ee ist deutlich zu sehen, daß die Fäden sowohl Knicke aufweisen, als auch irregulär spiralförmig verlaufen·

Fig. 4a zeigt stark vergrößert einen Endlosfaden in Blickrichtung zur kürzesten Dimension der flachgedrückten Stel-™ len 16 und 17.

Flg. 4b ist eine Ansicht eines anderen Endlosfadens, um 90° gedrehte In diesem Fall sind die flachgedrückten Stellen die erweiterten Stellen 16, 19, 2Oo Die deformierten Garnabschnitte 18 und 20 sind von einigen aneinandergrenzenden Abflachungen gebildet, wogegen die Deformation 19 aus einer einzigen flachgedrückten Stelle besteht·

Fig. 5 zeigt das Maschenmuster eines Strumpfgewirkes, das aus dem Garn gemäß Fig. 3 hergestellt 1st. Es 1st deutlich zu sehen, daß das Gewirk infolge der Kräuselbehandlung eine sehr unregelmäßige Bindung aufweist, was sich in einem mooeartigen Aussehen und einem wolligen Griff äußert.

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Das so erhaltene Gewirk besitzt außerdem eine sehr große Elastizität. Ee besteht aus einem Garn von 20 Denier, dae durch Schmelzepinnen von Polyaminocapronsäure erhalten wurde. Das Garn wurde durch die Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min hindürchgeftihrt und die Walze wurde auf eine Temperatur von 225⁰G erhitzt· Sie Zahnteilung des Zahnrades 11 betrug 0,7 mm und die Spitzen der Zähne wiesen einen Krümmungsradius von 0,2 mm auf. Die ursprüngliche Reißfestig« 1

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keit nahm nur gering ab. Die Bruchdehnung des behandelten Gar« 1 nee nahm dagegen stark ab, nämlich von etwa 28 i> auf etwa. 11 #

Patentanöprüchi

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Claims (1)

1. fat ent an Sprüche

   1. Verfahren zum Kräuseln von laufenden Fäden oder Garnen aus thermoplastischem Material, vorzugsweise durch Örtliches Flachdrücken derselben zwischen zwei Organen, dadurch gekennzeichnet ι daß die beiden Organe eine harte Oberfläche besitzen und daß nur eines der Organe über die Erweichungstemperatur

   ^ der Fäden oder Garne erhitzt wird.

   2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an denjenigen Stellen, an welchen die Garne flachgedrückt werden, mindestens das nicht erhitzte Organ die gleiche oder annähernd die gleiche Geschwindigkeit wie die Fäden oder Garne besitzt*

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht erhitzte Organ die Form eines Zahnrades aufweist, mit welehern die Fäden oder Garne in der Nähe der Stelle, an der al· flachgedrückt werden, in Berührung gebracht, vor und hinter dieser Stelle dagegen von ihm ferngehalten werden·

   4·. Verfahren nach einem der Ansprüche X bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden unter einer Spannung von mindestens lg/dtx vorzugsweise von mehr als 1,8 g/den, gehalten werden·

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   »j» ψ

   - 15 -

   5. Verfahren nach einem der Anaprüche 1 Täte 41 dadurch gekennzeichnet, daß die Organe mit einer Kraft gegeneinander gepreßt werden» die mindestens 11/2 g/den, vorzugsweise mehr als 2 1/2 g/den der zwischen den beiden Organen eingeklemmten Garnmaaee beträgt·

   6· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bia 3m dadurch gekennzeichnet, daß di© laufenden Fäden oder Garne mehrere Male nacheinanöer der gleichenBehandlung unterzogen werden· '|

   7 ο Verfahren, nacIi Anopruch 6, dadurch gekennsseichnet, daß man die-Jaden oder Garne nochmals zwischen den gleichen zwei Organen hindurchlaufen läßt»

   8α Verfahren nach Anepruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß dae Garn bei jeder folgenden Behandlung an Stellen flachgedrückt wird, die zwischen den vorher flachgedrückten Stellen liegen»

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   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8_f dadurch gekennzeichnet» daß faden oder Garne aus einem linearen eynthetlochen Polymeren einer Eräuaelungsbehondlung unterzogen werden, nachdem öle verstreckt wurden.

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   - 16 -

   10« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene gemäß Anspruch 1« mit einer FadenzufUhrungsvorrichtung, einer Fadenabzugsvorrichtung und zwei Organen* die eich in periodischen Kontakt.miteinander bringen lassen, dadurch gekennzeichnet» daß eines der Organe ein drehbares Zahnrad (11) und das andere ein Heizorgan mit glatter Oberfläche 1st.

   11« Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch, gekennzeichnet, " daß das Heizorgan eine drehbare Walze (10) 1st·'

   12· Vorrichtung nach Anspruch 10. oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Organe (10,11) mit einem Antrieb versehen ist.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kombinationen von mindestens einem Zahnrad und mindestens einem Heizelement in Serie hintereinander

   ν angeordnet sind. F

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,daß Führungen (6,7,8) und Abstandshalter (9) vorgesehen sind, welche die Garne oder Fäden auf benachbarten Bahnen zwischen den beiden Organen mehrere Haie hindurchlaufen lasseno

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   -.17 -

   15· Vorrichtung »»eh Anspruch .13 oder 14,dadurch gekennzeichnet _f daß eine "Störvorrichtung¹¹ vorgesehen let\ welche periodisch die Fadenlänge zwischen zwei aufeinanderfolgenden Berührungsstellen zwischen den beiden Organen verändert·

   16, Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Zahnrades (11) abgerundete Spitzen aufweisen, deren Krümmungsradius etwa 0,2 mm beträgt und daß die Zahnteilung zwischen 0,5 und 1 mm liegt. 'P

   17· Gekräuselte Eilamentgame oder Fäden, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Endlosfaden In kurzen Abständen abgeflachte Stellen aufweist, die nur auf einer Seite hitzefixiert sind«

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