DE1802389C3 - Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines Fadenbündels od. dgl. aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

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(14) angeordnet ist, deren untere, der Faden- Garnzuführung

ablage(3) zugekehrte öffnung unter Einwirkung fenden und SKh ^SSf ^ einer ^reffeinrichtung(42) in variablem, mit- ao bundebewegenden /Mag* &&^

tels eines Anschlags (39? 40) auf ein Mindestmaß bündel durch das Sttomungs™^

begrenztem Abstand von normalerweise weniger erfindungsgemaß ^^ÖC af0,254mm über der Oberfläche der Faden-

A-*«ch 1. dadurch ge-Sen-

und der

^{Bohnmgi28) des Faden}-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines Fadenbündels od. dgl. aus thermoplastichem Kunststoff, bestehend aus einem Paar Zuführwalzen, einem Fadenführungsrohr und einem dieses umgebenden Zuführungsrohr für ein erhitztes Strömungsmittel sowie einer unterhalb der Garnzuführung angeordneten durchlässigen, uralaufenden und sich rechtwinklig zum zugeführten Fadenbündel bewegenden Ablage, gegen welche das Fadenbündel durch das Strömungsmittel geblasen wird.

Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1004 337 und der österreichischen Patentschrift 246317 bekannt geworden. Bei einer dieser Vorrichtungen wird ein aus einer großen Anzahl von noch feuchten Einzelfäden bestehender Strang zusammen mit einem komprimierten Gas durch ein Rohr hindurchgeführt, an dessen Austrittsende sich das Gas entspannt. Hierdurch erfolgt eine Trennung der Einzelfäden des Stranges voneinander und gleichzeitig soll auch eine Kräuselung der Fäden bewirkt werden, welche auf einem Förderband abgelegt und von diesem seitlich abtransportiert werden.

rden.

Bei der zweiten der beiden zuvor erwähnten Vorrichtungen wird das zu kräuselnde Garn mit Hilfe eines strömenden Mediums mit hoher Geschwindigkeit durch ein Führungsrohr bewegt und einer langsamer als das Garn fortbewegten, aus einer Siebfläche bestehenden Aufprallfläche zugeführt. Durch das Aufschleudern des sich in plastischem Zustand befindenden Garnes auf die Prallfläche wird dieses gestaucht und dadurch gekräuselt

Es ist weiterhin bekanntgeworden, die zu krauselnden Fäden mittels eines Strahl-Führungsrohres bzw. Injektors anstatt auf eine ebene Prallfiäche in

von noniiaici weise nviii₆<- —- -,

Oberfläche der Fadenablage gehalten wird.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Querschnittsfläche der Stauchkräuselkammer etwa 4- bis 6mal so groß ist wie die der Bohrung des Fadenführungsrohres.

Es hat sich gezeigt, daß mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kräuselvorrichtung ein besonders hochwertiges gekräuseltes Garn bei einer außerordentlich geringen Ausschußrate durch beschädigte oder in unbrauchbarer Weise gekräuselte Fäden und dies bei geringstmöglichem Wartungsaufwand erhalten

wird.

In den F i g. 1 bis 3 der Zeichnung ist ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt, welcher nachstehend im einzelnen näher erläutert ist Es zeigt

F i g. 1 eine sichematische Darstellung der Gesamtanordnung,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Garnführungseinrichtung mit Kräuselkammer und Ablage und F i g. 3 eine Seitenansicht des wesentlichen Teils der Vorrichtung nach F i g. 1 mit Anschlag und Andruckeinrichtung.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird das glatte, aus einer größeren Anzahl einzelner Fäden bestehende Fadenbündel mittels der Zuführwalzen 1 einer Stauchkräuselvorrichtung 2 zugeführt Das gekräuselte Garn wird auf einem über die Walzen 4 und 5 in Richtung des Pfeils A umlaufenden endlosen Fadenablage 3 (Sieb) abgelegt und von diesem abtransportiert. Das angewandte Strömungsmittel vermag durch die Fadenablage 3 hindurchzutreten; der besseren Ableitung des Strömungsmittels dient die Riffelung der Oberfläche der Walze 4. Das gekräuselte Garn wird von der Fadenablnge 3 durch die Abnahmewalzen 6, die mit den das Garn nachreckenden Streckwalzen 7 zusammenarbeiten, abgenommen und auf einer Spule aufgespult.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der

Stauchkräuseivonichtung 2 ist in F i g. 2 dargestellt. Sie enthält ein Gehäuse 8 mit einer axialen Bohrung 9, deren oberer zylindrischer TeU 19 an seinem unteren Ende in einen sich nach unten kegelförmig verjüngenden Abschnitt mit den Kegelflächenil und 12 übergeht, der in die relativ enge Bohrung 13 einmündet Die Bohrung 13 mündet itaerseits in die Stauchicräuselkammer 14. Die Kegelfläche 12 und die Bohrung 13 bilden praktisch eine Düse zwischen der Kammer 19 und der Stauchkräuselkammer 14.

Innerhalb des oberen zylindrischen Teils 10 der Bohrung 9 Hegt das Fadenführungsrohr 15, das mit seinem unteren kegelförmigen Ende 17 in die untere kegelförmige Bohrung oberhalb der Bohrung 13 hineinragt, wobei zwischen der Kegelfläche 12 und dem Fadenführungsrohr 15 ein nach unten zu verengter ringförmige' Spalt 18 vorhanden ist. Das Fadenführungsrohr 15 liegt mit seinem Flansch 19 auf der oberen Stirnfläche 20 des oberen Teils 21 des Gehäuses 8 auf und ist mittels der Überwurfmutter 22 ao fest eingespannt.

Die überwurfmutter 22 ist nut einer Fadenose26 versehen, durch welche das Garn Y in die axiale Bohrung 28 im Fadenführungsrohr 15 geleitet wird.

Zwischen dem Fadenführungsrohr 15 und dem zylindrischen Teil 10 der Bohrung 9 befindet sich die ringförmige Kammer 29, in welche die Gehäusebohrung 30 einmündet. Das Strömungsmittel-Zuführrohr 32 ist an das Gehäuse 8 im Bereich der Bohrung 30 angeschlossen und bildet zugleich den Tragarm für die Kräuselvorrichtung. Das Rohr 32 ist auf der Achse 37 (F i g. 3) schwenkbar gelagert und mittels eines flexiblen Schlauches 34 mit einer Strömungsmittelquelle verbunden; dem Rohr 32 kann wahlweise als Strömungsmittel Dampf oder unter niedrigerem Druck stehende Luft, z. B. mit einem überdruck von 0 7 kg/cm*, zugeführt werden, wodurch der Strömungsmittelstrahls das Einziehen des Fadenbündels Y in die Fadenbohmng 28 des Fadenführungsrohrs 15 erleichtern kann.

Das Gehäuse 8 ist mit seiner Bodenflächc 35 direkt über der Walze 4 angeordnet, so daß die Austrittsöffnung der Stauchkräuselkammer 14 unmittelbar über der Fadenablage 3 liegt. Das Gehäuse 8 ist infolge seiner Aufhängung gegenüber der Fadenablage 3 auf und ab bewegbar. Die Abwärtsbewegung des Gehäuse & wird durch einen ortsfesten Anschlag 40 begrenzt, auf dem die an dem Gehäuse 8 sitzende Stellschraube 39 aufliegt. Durch sie läßt sich das Gehäuse 8 in einer solchen tiefsten Lage einstellen, daß 5<> zwischen der Fadenablage 3 und der Bodenfläche des Gehäuses 8 ein vorbestimmter Spalt aufrechterhalten bleibt. Die aus einem Druckluftzylinder bestehende Anpreßeinrichtung 42 wirkt über die Kolbenstange 43 auf den Anschlagwinkel 38 am Gehäuse 8 ein und drückt dieses nach unten gegen den ortsfesten Anschlag 40. .....

Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel der Erfindung hatte die zylindrische Kräuselkammer einen Durchmesser von 6,35 mm 0 und eine Tiefe «< > von 6,35 mm. Die Bohrung 13 hatte einen Durchmes ser von 2,38 mm 0 und eine Länge von 3,31 mm. Die Bohrung 28 des Fadenführungsrohres 15 hatte einen Durchmesser von 1,19 mm 0. Der öffnungswinkel der Kegelfläche 12 und der Spitze 17 des Fadenfuhrungsrohres 15 betrug 40°.

Die Stellschraube 39 war so eingestellt, daß der Spalt zwischen der Bodenfläche 35 des Gehäuses und der Fadenablage 3 0,131mm betrug. Die auf das Gehäuse 8 einwirkende Kraft hatte eine Große von 0,91 kg.

Die Garnzuführwalzen 1 lieferten das Garn mit einer Geschwindigkeit von 140 m/min. Die Fadenablage 3 hatte eine Oberflächenlaufgeschwindigkeit von 40,5 m/min. Das Strömungsmittel bestand aus Dampf mit einem Druck von 7,0 kg/cm* und mit einer Temperatur von 170° C.

Mit der Vorrichtung gemäü der Erfindung wurde ein ungedrehtes mit Dispersionsfarbstoff färbbares Pölypropylenfadenbündel mit einem Gesamttiter von 3200 den, bestehend aus 210 Einzelfäden, behandelt. Beim Bruch hatte dieses Fadenbündel eine Festigkeit von 6,35 kg und eine Dehnbarkeit von 210 °/e. Das auf der Fadenablage 3 abtransportierte Fadengut war frei von Schlingen, Knoten, überflüssigen Verwirrungen und geschmolzenen Fäden.

Das gekräuselte Garn besaß etwa 12 Krauselwindungen pro 25,4 mm und wies eine reine Schrumpfung von etwa 13Ve auf. Der Titer des gekräuselten Garns betrug etwa 4300 den. Nach dem Verstrecken des gekräuselten Garns zwischen den Walzen 6 und 7 bei konstantem Zug vom 80 g wurde das Garn auf eine Spule gewickelt.

V/ährend des Betriebs bildet sich oberhalb der Austrittsoffnurifc d?' Stauchkräuselkammer 14 ein Fadenpolster, welches durch den Differenzdruck zwischen dem statischen Druck in der Stauchkräuselkammer 14 und dem Druck unterhalb der Fadenablage 3, der dem Atmosphärendruck entspricht oder weniger betragen kann, gegen die Fadenablage 3 angedrückt wird. Ein unter Atmosphärendruck liegender Druck kann durch ein Vakuum unterhalb der Fadenablage 3 erzeugt werden. Eine Kompression der Fäden in dem Polster vergrößert die Kräuselamplitude. Die Kräuselung wird weiter erhöht durch das Zusammendrucken und die Deformierung der Fäden durch den »Bügel«-Effekt, wenn sie beim Abtransport an der Bodenfläche 35 des Gehäuses 8 entlang gleiten.

Wenn auch die Geschwindigkeit, mit der das Fadenbündel durch die Vorrichtung 2 hindurchläuft, durch die Zuführwalzen 1 bestimmt wird, so beruht doch die das Fadenbündel fördernde Kraft auf der Einwirkung des Dampfstrahls. Neben der Förderung des Fadenbündels in Längsrichtung dient der Dampfstrahl auch zum öffnen oder Aufblasen des Garnes und so zur Zerlegung in Einzelfäden, wenn sich der Dampfstrahl nach Passieren der Bohrung bzw. Düse 13 in der Stauchkräuselkammer 14 ausdehnt.

Die Art, in der das Garn bzw. die Einzelfäden auf bzw. in dem Polster am unteren Ende der Stauchkräuselkammer abgelegt werden, wird durch deren Abmessungen beeinflußt. Die Stauchkräuselkammer sollte einen ausreichend großen Durchmesser haben, um das Aufblasen und Zerlegen des Garnes und seine seitliche Bewegung zu gestatten, jedoch sollte der Durchmesser klein genug sein, daß der Dampfstrahl kontinuierlich bei relativ kleiner Amplitude abgelenkt und das Fadenbündel dadurch mit seinen in dem Polster abgelegten Fäden bei einer relativ hohen Kräuselfrequenz herumbewegt wird. Wenn der Durchmesser der Kräuselkammer zu groß ist im Verhältnis zu dem Fadenbündel, ergeben sich ein niedriges Kräuselniveau und überflüssige Schlingen. Die Länge der Kräuselkammer ist ebenfalls wichtig. Wenn sie im Verhältnis zu ihrem Durchmesser zu lang ist.

entwickeln sich Turbulenzen, so daß angesichts des normalen Expansionsprofils des Dampf Strahls, wenn er in die Stauchkräuselkammer 14 eintritt, die Ränder des Dampfstrahls auf deren Seitenwand aufprallen. Gleichzeitig erniedrigt die bei einer längeren Kräuselkammer zustandekommende erhöhte Expansion die Temperatur des Dampfes und seine Energieverteilung. Wenn die Kräuselkammer zu kurz ist, ist eine seitliche Ablenkung des Dampfstrahls beeinträchtigt, so daß er kontinuierlich bei hoher Geschwindigkeit auf das Polster aufprallt. Bei einer zu kurzen Kräuselkammer schmelzen auch mitunter einige der Fäden, was unerwünscht ist.

Die Länge der Bohrung 13 kann über einen relativ großen Bereich schwanken, weil sie nur lang genug sein muß, um den Dampf auf das Garn einwirken zu lassen und einen glatten Fluß zu schaffen und um eine ausreichende Verweilzeit zu gewährleisten, um das Garn weichzumachen. Eine Länge von 3,31 mm dürfte normalerweise ausreichend sein. so

Die Lage der unteren Stirnfläche 45 des Garnführungsrohres in bezug auf das obere Ende der Bohrung 13 ist ebenfalls von Bedeutung. Diese befindet sich vorzugsweise in derselben Höhe wie das obere Ende der Bohrung 13. In diesem Falle bildet der Dampf einen glatten und linearen Strahl, der aus der Bohrung 13 in die Stauchkräuselkammer 14 eintritt. Andernfalls ist das Ergebnis ungünstiger. Auch der öffnungswinkel der Kegelfläche 12 kann in gewissen Grenzen von 20° bis 40° schwanken. Der Winkel beträgt optimalerweise etwa 30°.

Die Bodenfläche 35 des Gehäuses 8 befindet sich vorzugsweise so dicht wie möglich über der Fadenablage 3. Der Mindestabstand wird durch die Anschlagschraube 30 vorteilhafterweise auf etwa 0,127 mm begrenzt

Es ist wichtig, das Gehäuse 8 von der Fadenablage 3 in einem bestimmten optimalen Abstand zu halten, um einen zufriedenstellenden Betrieb zu gewährleisten. Bei einer kleinen Stauchkräuselkammer 14, die sich sehr dicht über der Fadenablage 3 befindet, und bei einem sich relativ schnell bewegenden Fadenbündel führt jede momentane Verzögerung beim Abtransport des Garns aus der Stauchkräuselkammer 14 rasch zu einer überfüllung der Kammer. Wenn die Kräuselkammer nicht sofort von der überschüssigen Fadenanhäufung befreit wird, wird der Betrieb unterbrochen. Bei der Kräuselvorrichtung gemäß der Erfindung steigt der Rückdruck in der Kräuselkammer und somit die Kraft, die die Vorrichtung 2 von der Fadenablage 3 abhebt, ebenso an, wie das Fadenpolster am Boden der Kräuselkammer an Dicke und Dichte zuzunehmen beginnt. Bei richtiger Einstellung und Dimensionierung wird sich das Gehäuse 8 von der Fadenablage abheben und der angehäufte Garnüberschuß kann austreten bzw. ausgeblasen werden.

Um eine ausreichende Kräuselung zu bewirken, ist eine Gegenkraft oder Belastung erforderlich, um die Kräuselvorrichtung 2 in ihrer Arbeitsstellung zu halten. Diese Gegenkraft oder Belastung wird durch die Schwerkraft und durch eine Zusatzkraft aufgebracht; letztere vorteilhafterweise durch die Anpreßvorrichtung 42. Innerhalb des Arbeitsbereichs erhöht eine erhöhte Belastung im allgemeinen die Kräuselwirkung durch Erhöhung von Kräuselamplitude und -frequenz. Bei einer Belastung auf die Kräuselvorrichtung 2 von 0,45 bis 0,9 kg läßt sich eine gute Kräuselwirkung erreichen; sie kann aber auch beträchtlich höher liegen um gute Ergebnisse zu erzielen. Die Fadenablage 3 sollte wegen einer relativ glatten Oberfläche, auf welcher das Fadenbündel abgelegt wird, vorzugsweise möglichst fein sein. Es muß jedoch ausreichend durchlässig sein, um das Entweichen des Dampfes zu ermöglichen. Zweckmäßigerweise besteht die Fadenablage aus einem Sieb mit 35 χ 35 Maschen, einen Drahtdurchmesser von etwa 0,254 mm und einer offenen Fläche von etwa 40 °/o.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. den Walzenspalt zwischen zwei benachbarten Walzen

   Patentansprüche:

   stoff, bestehendes einem Paar Zuffihrwalzen, einem Fadenfuhrungsrohr und einem dieses amgebenden Zuführungsrohr für ein erhitztes Strömungsmittel, sowiTeiner unterhalb der Garnzuführung angeordneten durchlässigen, umlau- » fenden und sich rechtwinklig zum zugefühiten fen, mit der g^£-
   tungen erzeugten Fade«>
   gekräuselte Fäden m

   Vorrichunregelmäßig