DE1844019U - Vorrichtung zur behandlung von fadenscharen. - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Behanp. lung von Fadenscharen

  Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung

  von Fadenscharen, insbesondere aus Kunstfasern, z. B. l. eyon,

  insbesondere zum Trocknen von Reyonkettfadenscharen. Unter Reyon

  seienhierbei sämtliche kunstlich erzeugten Fäden, wie rege-

  nerierte Zellulose, Zelluloseester, Polyester, Additionspolymerisate, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid, Mischpolymerisate,

  Polyäthylen od. dgl. verstanden. Derartige aden werden auf.. al-

  zen oder keletttrmmeln Getrocknet. Diese Trockenmaschinen ha-

  ben jedoch den Nachteil daß die Fäden auf den Walzen bei erforderlich werdendem Kriechgang oder stillstand leicht übertrocknet werden und festkleben sowie eine Verformung zu einem annähernd ovalen Querschnitt erleiden. Bei den Skeletttrommeltrocknern ruft das Skelett an den Anlagestellen auf den einzelnen Fä-

  den e-ne Markierung hervor, die durch den Druck und die Schlich-

  teanhäufung an der Kontaktstelle sowie durch eine verstärkte Er-

  warmes des Fadens an dieser Jtelle bedingt ist. urcli die Neu-

  erung ist die Aufgabe gelost worden. Fadenacharen zu trocknen, ohne daß die oben beschriebenen Nachteile auftreten.
• Es ist zar bekannt, Fadenscharen statt auf Skelett- oder Trommeltrockenmaschinen auch in sogenannten Flantrocknern zu behandeln, durch die die Fadenscharen planes hindurchgeführt werden und dabei von einem gas- oder dampfförmigen Behandlungsmedium entweder senkrecht oder parallel zur Laufrichtung des Fadens beaufschlagt werden. Durch eine Behandlung von Fadenscharen in derartigen Maschinen werden zwar die oben geschilderten Nachteile vermieden, jedoch hat sich herausgestellt, daß sich nicht alle Faserstoffe gleichmäßig gut auf einer derarteigen Maschine behandeln lassen. Besondere Schwierigkeiten treten bei Fadenscharen aus Reyon auf.
• Nach langwierigen und schwierigen Versuchen sowie aufgrund eingehender Betrachtung der physikalischen Grundlagen konnte festgestellt werden. daß die Mängel der oben beschriebenen Plantrockner bei der Behandlung bestimmter Fäden, wie Reyonfadenscharen od. dgl., im wesentlichen dadurch hervorgerufen wurden, daß sich die Faden auf dem ege durch die Behandlungsvorriuhtun stark verkreuzen bzw. verlegen, also Wandel und

  Gcsnen bilden. Js ist bel'nnt, dS j hrend der Behudlun die

  einzelnen Fäden einer Fadenschar einer Lnenünderung unter-

  ließen, die in einer Verlängerung b. w. Verkürzung der Fäden

  bestehen kan. während diese Längenänderung bei vielen Mate-

  rialien für r sämtliche Fäden einer Kette mindestens annähernd

  gleich ist, kommt bei manchen Faden charen, insbesoniere sol-

  chen aus Reyon, noch die Schwierigkeit hinzu, daß die Länç ; en-

  ãnderunz der einzelnen Fäden auch unterschiedlich ist.

  Diese unterschiedliche Längenänderun der einzelnen äden wur-

  de an sich lediglich zur Folge haben, daß einzelne Fäden auf

  der freien Weglänge mehr oder weniger tark durchhängen. Unter

  derfreien Y. eglänge sei hierbei diejenige Fadenlänge verstan-

  den, welche ohne Unterstützung durch den Behandlungskanal geführt ist. Es hat sich aber herausgestellt, daß es für die Behandlung vorteilhaft ist, wenn die Fäden während der Behand-

  lung in Schwingungen versetzt werben. Diese chwingunen der

  Faden können auf an sich hiekannte Iweise d-rch besondere Schwin-

  unsserzeuger hervorgerufen erden, die beispielsweise die

  stütz-oder lorderrälzen der äden auf und ab bewegen. Anderer-

  ad

  seitskönnen derartige Schwingungen aber auch durch das Behandlungsmedium hervorgerufen werden, welches senkrecht oder parallel zur Laufrichtung der Faden in den Behandlungskanal

  einGeblasen?.'ird. Der Neuerung liegt d'e Erkenntnis zugrunde,

  daß unter anderem durch das chingen der Fäden ds Verkreuzen

  und Verlegen auftritt, besonders dann, wenn eine unterschiedliche Längenänderung der einzelnen Fäden hinzukommt.
• Die Neuerung zeigt erstmalig einen : eg, wie ein Plantrockner für Fadenscharen gestaltet bzw. betrieben werden kann, deren einzelne Fäden während der Behandlung stark unterschiedlichen Längenänderungen unterliegen - w@e dies insbesondere bei Reyon

  der Fall ist-ohne daß die Fden Gängel und Gassen bilden. Ge-

  mäß der euenms'weist eine Vorrichtung zur Behandlung von Fa-

  densc'aren, vorzugsweise aus Reyon, insbesondere zum Trocknen

  von Reyonkettfadenscharen, zum planförmigen Hindurchführen der Fadenschar einen Behandlungskanal auf, dem ein gas- bzw. dampfförmiges ßehandlungsmedium, vorzugsweise beidseitig der Fadenschar, insbesondere parallel zur Bewegungsrichtung der Fäden zuführbar ist und dessen Auflagestellen für die Fäden in einem solchen Abstand angeordnet sind, daß die Amplitude der in schweingungen versetzten einzelnen Fäder kleiner ist als der mehrfache Abstano. benachbarter Faden der Kette.

  Es konnte festgestellt werden, da die Bchwingungswei te.

  insbesondere die Unterschiede in den chwinsungsweiten, der

  einzelnen '&. den dafür maßgebend sind, d sich djc einzel-

  nen Faden auf dem durch die Behandlungskammer verkreu-

  zen oder verlegen. Bekanntlich lät sich die chwingungs-

  weite, d. h. die Amplitude der chwingunen, sowohl durch

  Änderung der chwingunsenergie, der Dämpfung als auch der

  IJißenschTinsun. s. sahl des Fadus oder durch Änderung einer

  dieserGroßen beeinflussen. Bei theoretischer Betrachtung

  des hier vorliegenden Problems könne man zu den schluß, daß

  ein Verkreuzen bzw Verlegen der einzelnen Läden dann ver-

  hindert werden kann, wenn die die höchstens

  gleich dem halben Abstand benachbarter aden ist. Dabei soll

  unter dem Abstand benachbarter Fäden die Entfernung von der

  M3tte des einen Fadens bis zur Mitte des anderen Fadens ver-

  standen sein. olane benachbcrte äden jedoch nur annähernd

  mit gleicher Frequenz schwingen, kann die Amplitude ihrer

  Schwingungen bzw. der Lnterzehied in der

  benachbarter Fäden auch großer sein al's der halbe Abstand

  benachbarter Fäden, ohne daß ein Verl : reuzen oder Verlegen

  der auftritt. In vielen Fällen ist es daher nicht er-

  forderlich, daß die Amplitude der Jchwingunen kleiner ist

  als der halbe Abstand benachbarter en, sondern es genügt,

  wenn er kleiner ist ? als der dreifache bstnd benachbarter

  Btteenb Unter besonders günstigen Bedingenden, beispielswei-

  se bei entsprechenden Unterschieden in der, chinunsfre-

  (juenz der Padenschors oeno ss ie zr) de der

  Schwingungen kleiner ist der zehnfioae der mä.

  den.

  Es'wurde oben bereits darauf hingewiesen, daß die ; ; chwin-

  nsTyeite der Fäden durch Änderung der chwinungsener-

  wie bzw durch Änderung der Dämpfung der chwingungen beein-

  flußt werden kann. Zwar wird sowohl bei der parallelen als auch bei der vielfach gebräuchlichen senkrechten Beaufschlagung der Fadenscharen bei Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit des Behandlungsmediums die Anregung und

  somit die-Jch. ingunssenergie vergrößert, jedoch ist es vor-

  teilhaft, dab ßehandlungsmedium im Gleich-oder Gegenstrom

  lurle

  mindestens annähernd parallel zur Durchlaufrichtung der Fugen auf diese einwirken zu lassen. Aus dem Grunde soll gemäß am weiteren Merkmal der Neuerung die Zuführung des Behandlungsmediums in den Behandlungskanal am einlaufende der Fäden erfolgen. Dabei ist es im Hinblick auf eine möglichst gute Behandlungswirkung, insbesondere auf eine möglichst gute Trocknung, der ? adenscharen von Vorteil, wenn die Fordermittel für das Behandlungsmedium und der Kanalquerschnitt so bemessen sind, daß infolge der Geschwindigkeit des Behandlungsmediums im Behandlungskanal sich eine oberhalb der kritischen Reynolds'schen Zahl liegende Strömung ergibt. Andererseits hat diese Tatsache aber auch zur Folge, daß die auf die Fadenschar übertragene schwingungsenergie beim Überschreiten der Reynolds. schen Zahl erheblich vergrößert wird.
• Es ist vorteilhaft, wenn die Beeinflussung der Schwingungsweite durch Veränderung der Eigenschwingunjszahlen der einzelnen Fäden hervorgerufen wird. Die Eigenschwingungszahl eines Fadens ist abhängig von der Elastizität und der Masse des Fadens, praktisch von seiner freien Länge und von seiner Spannung. Von diesen Größen ist die Elastizität und die Masse praktisch kaum zu beeinflussen. Möglich ist es dagegen, die Spannung des Fadens oder seine Länge zu verändern. Sowohl durch die eine als auch durch die andere Maßnahme kann die Schwingungsweite herabgesetzt und damit das Verkreuzen bzw.
• Verlegen der einzelnen Fäden verhindert werden.
• Daß sich in einem Plantrockner die einzelnen Fäden einer Fadenschar verkreuzen oder verlegen, ist jedoch nicht nur durch die unterschiedlichen Längenanderungen bzw. durch die sich gungsweite in Verbindung mit den Spannungen der einzelnen FS-den bedingt, sodern kann auch zum Teil durch recht erhebliche elektrostatische Kräfte zwischen den einzelnen Fäden bedingt sein, wie sie insbesondere bei Reyonfäden mitunter auftreten. Es ist daher vorteilhaft die statische Elektrizität der Fäden vorundioder uåhrend des durchlaufens der Behand-

  lungsvorrichtung zu beeinflussen, gegebenenfalls unwirksam

  zu machen. Hierfür ist u. a. die Art des die Fadenscharen beeinflussenden Behandlungsmediums von Bedeutung. Bei einem dampfförmigen Behandlungsmedium ist die die Fadenscharen umgebende Atmosphäre elektrisch verhältnismäßig gut leitend. so daß die elektrostatischen Aufladungen von den einzelnen Fäden abgeleitet werden. Andererseits konaen aber auch zusätzliche, zum Teil an sich bekannte Mittel angeordnet sein, um die statische Elektrizität unwirksam zu machen. So ist es beispielsweise möglich, vor und/oder in dem Behandlungskanal eine lonisationavorrichtung anzuordnen. Zusätzlich oder an Stelle einer derartigen Ionisationsvorrichtung können jedoch auch die u. U. innerhalb des Behandlungskanals angeordneten Auflagestellen für die Fäden so ausgebildet sein, daß sie die statische Elektrizität der Fäden unwirksam machen, vorzugsweise entfernen. So können beispielsweise aus Metall bestehende Stützwalzen untereinander und gegebenenfalls auch mit dem Gehäuse der Behandlungsvorrichtung verbunden sein.
• Weiterhin können die Stützrollen gegebenenfalls über eine besondere Vorrichtung elektrisch geerdet werden bzw. von einer geeigenten Vorrichtung auf einem vorbestimmten Potential gehalten werden.
• Wie bereits ausgeführt wurde, ist für das Verkreuzen und Ver-, legen der einzelnen Fäden die Schwingungsweite der Fäden von Bedeutung. Jedoch können allein die schwingungen den unerwünechten Effekt nicht hervorrufen, vielmehr ist es erforderlich, daß Kräfte vorhanden sind, welche die Fäden quer zur Bewegungrichtung beeinflussen. Ohne diese Kräfte würde lediglich ein vertikales Schwingen der Fäden auftreten, nicht aber eine horizontale Abweichung von der vorgeschriebenen Laufrichtung.
• Diese @uerkräfte können u. a. einmal in der Turbulenz des Behandlungsmediums begründet sein, zum anderen in der statischen Elektrizität der Fäden. Es hat sich nun herausgestellt, daß noch ein dritter Faktor für die Entstehung der querkräfte von Bedeutung ist. Hierbei handelt es sich um die inneren Spannengen der Fäden, welche bei der Herstellung bzw. bei den Vorbehandlungen im Faden bzw. in seinem Gefüge auftreten. Ferner dürfte auch die Oberflächenspannung der aufgetragenen Schlichte bis zur Erstarrung einen Einfluß haben.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung lassen sich die oben erwähnten inneren spannungen dadurch unwirksam machen, daß innerhalb der verschiedenen Behandlungskanäle die auf die Fäden einwirkenden Zugspannungen und/oder Temperaturen unterschiedlich sind. Auf die Weise ist es möglich, daß die Fäden während des ersten Teiles der Behandlung stark gedehnt und während eines anderen Teiles geschrumpft werden.
• Zwar werden durch die starke Dehnung im ersten Teile der Behandlung nicht die inneren Spannungen beseitigt, jedoch wird dadurch die Längskomponente der auf die einzelnen Fäden einwirkenden Kräfte erheblich großer als die Querkomponente, so daß dadurch die Neigung zum Verkreuzen und Verlegen vermindert wird. Da jedoch sehr starke gedehnte Fäden für die weitere Bearbeitung mitunter unerwünscht sind, kann die Dehnung durch eine anschließende Schrumpfung wieder ausgeglichen werden.
• In manchen Fällen wird es sich noch empfehlen, die Fäden im Dehnungsabschnitt mit einem möglichst heißen Behandlungsmedium zu beaufschlagen. Durch die hohe Temperatur des Behandlungsmediums wird die Gefügestruktur der Faden aufgelockert, so daß sich die inneren Spannungen ausgleichen oder zum mindest nicht mehr zur Wirkung kommen. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die für die läden zulässigen Höchattemperaturen nicht überschrit-

  ten werden, um eine Schädigung des Fasermaterials zu vermeiden.

  wird die Behandlung der Fadenscharen in zwei Teilen, also in

  zweiaufeinander-folgenden Behandlungskanälen, durchgeführt,

  so ist es vorteilhaft, zwischen je zwei aufeinander-folgenden

  Behnndlunskanlen ein Abkühlungs- und/oder Ausdünstungabschnitt anzuordnen. Die Abkühlung hat den Vorteil, daß im

  nachfolgenden Behandlungsabschnitt die Gefahr einer Cberhit-

  zung des Fasermaterials herabgesetzt ist und zum anderen mit

  demAbkühlungsvorgang eine Ausdunstung verbunden werden kann.

  Die Neuerung läßt sich grundsätzlich auf verschiedene Weise verwirklichen., 30 ist es beispielsweise möglich, die Dehnung der Fäden erheblich zu vergrößern. Dies ist jedoch nicht in allen Fällen anwendbar, da einerseits bei verschiedenen Verarbei-

  tunssver-Shren möglichst wenig sente Fäden erwünscht sind

  andererseits verschiedene Fäden bereits von den vorhergeuden

  Beprbeitunsverfahren so weit gedehnt worden sind, daß eine

  weitere Dehnung nicht mehr möglich ist.

• Um die Verwirrung der Fäden zu verhindern, könnte daher weiterhin der Abstand der einzelnen Fäden voneinander vergrößert werden. Dies hat jedoch den Nachteil daß auf einer vorgegebenen Breite des Behandlungskanals nur eine ssringere Anzahl von Fä-

  den behandelt werden kann oder für eine vorgegebene Anzahl von

  Fäden die Breite der Behandlungskammer vergrößert werden muß. welche dieser beiden Maßnahmen auch angewendet wird, in jedem Fall wird sich eine erhebliche Verschlechterung des Wirkungsgrades der Behandlungsvorrichtung ergeben.
• Im allgemeinen dürfte es sich deshalb empfehlen, die freie Länge der Fäden herabzusetzen. Dies kann dadurch geschehen, daß innerhalb des Behandlungskanals Stützrollen bzw.-walzen angeordnet sind, auf denen die Fäden aufliegen und somit die freie Länge immer nur von einer Stützwalze bis zur nächsten reicht.
• Vielfach ist die Anordnung von citützwalzen i. nnerhalb der Behandlungsvorrichtung jedoch unerwünscht, da diese Sützwalzen

  leicht Veranlassung zu Störungen geben können, indem sich ge-

  rissene Fäden um die otutzwalzen herumwickeln. Aus diesem Grün-

  de ist es in manchen Fällen vorteilhafter, die Behandlungskam-

  mer zu verkürzen. Dabei ergibt sich jedoch daß die Trocknung

  bz.. die anderweitige Behandlung der Fadenscharen am Ende des Behandlungskanals noch nicht weit genug fortgeschritten ist, so daß vorteilhaft mehrere Behandlungskanäle im Verlauf des Fadenweges hintereinander angeordnet werden. Innerhalb der vierschiedenen Behandlunakanäle können die auf die Fäden einwir-

  kenden Zugspannungen oder die Temperaturen, gegebenenfalls

  auch beide, unterschiedlich sein. 60 ist es beispielsweise

  möglich, im ersten Behandlungskanal mit einer hohen Zugspan-

  nung und hohen Temperaturen, im zweiten Behandlungskanal da-

  gegen mit einer sehr geringen bzw. negativen Zugspannung und

  niedrigen Temperaturen zu arbeiten. Weiterhin kann auch die Geschwindigkeit des Behandlungsmediums unterschiedlich gehalten werden.
• Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der-zeichnung dargestellt. Bei der dargestellten Schlichtmaschine wird die Fadenschar F von den Wickelbäumen 1 durch eine chlichtvorrichtung 2 geführt und anschließend in den Trockenkammern 3 und 4 mit dem zwischengeschalteten Ausdünstungsabschnitt 5 getrocknet. Nach dem Verlassen der Trockenkammer 4 wird die Fadenschar über Spannungsmesser 6 und Umlaufwalzen 7 auf den Baum 8 aufgewickelt. Der innere Aufbau der Trockenkammern 3 und 4 ist lediglich bei dem Trockner 3 dargestellt. Die Anordnung im Trockner 4 kann gleich oder spiegelbildlich sein. Das besondere Metamal des Trockners ist die gegenüber den bekannten Trocknern auffallende Kürze des Behandlungskanals 11. Das zum Trocknen verwendete Heißdampf-Luft-Gemisch wird von den Ventilatoren 12a und 12b

  jeweils an dem Ende 11a in den Behundlungskanal hineingeblasen

  und an dem Ende 11b abgesaugt. Um die freie Weglänge der Fäden, welche gegeben ist durch den Abstand der beiden Stützwalzen 13 und 14, noch weiterhin zu verringern, ist in der Mitte des Behandlungskanals eine zusätzliche Stützwalze 15 angeordnet. Diese Sützwalze 15 ebenso wie die stützwalze 13 und 14 kann in der oben beschriebenen Weise zur Ableitung der statischen Elektrizität der Fäden herangezogen werden. Zwischen den beiden Trockenkammern 3 und 4 ist wie bereits erwähnt, der Ausdünstungsabschnitt 15 angeordnet, in welchem in diesem Fall die Fäden der freien Atmosphäre ausgesetzt-sind. Dabei ist die Fadenschar über weitere Umlenkwalzen 16, 17, 18 geführt, die so angeordnet sind, daß die Fadenschar im Ausdünstungsabschnitt möglichst auf ihrer gesamten Länge einen dinkel mit der horizontalen Richtung bildet.
• Die Neuerung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. ja ist es möglich, die hintereinander angeordneten

  Behndlungskanale in einem emeinGamen Gehause, evtl. auch über-

  einander, anzubringen. Der Ausdünstungsabschnitt 5 kann ebenfalls in einem Gehäuse angeordnet sein, welches mit besonders vorteilhaften Druckverhältnissen ausgestattet oder mit einem besonderen

  r

  Gas gefüllt ist, welches ebenfalls zur Behandlung der Faden-

  scharen herangezogen werden kann. Auch ist die Neuerung nicht auf die Behandlung von Reyonfäden beschränkt, sondern kann mit Vorteil auch bei solchen Fadenscharen angewendet werden, die unterschiedliche Faserstoffe z.B. @olle und Leinen, oder unterschiedlich vorbehandelte Faserstoffe enthalten, z.B. Fäden verschiedenen Feuchtigkeitsgehaltes, unterschiedlich gefarbe oder unterschiedlich vorgespannte Fäden.

Claims (1)

1. Schutzansprüche 1. Vorrichtung zur Behandlung von Fadenscharen, vorzugsweise aus Reyon, insbesondere zum Trocknen von Reyonkettfadenscharen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum planförmigen Hindurchführen der Fadenschar einen Behandlungskanal aufweist, dem ein gas-bzw. dampfförmiges Behandlungsmedium, vorzugsweise beidseitig der Fadenschar, insbesondere parallel zur Bewegungsrichtung der Fäden, zuführbar ist und dessen auflagestellen für die Fäden in einem solchen Abstand angeordnet sind, daß die Amplitude der in Schwingungen versetzten einzelnen säen kleiner ist als der mehrfache Abstand benachbarter Fäden der Kette.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1 t dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des behandlungsmediums in den Behandlungskanal am Einlaufende der Fäden erfolgt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fordermittel für das Behandlungsmedium und der Ka- naiquerschnitt so bemessen sind, da., infolge der Geschwindig- keit des Behandlungsmediums im Behandlungskanal sich eine oberhalb der kritischen Reynolds'schwn Zahl liegende Strömung ergibt.

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder in dem dehandlunbskanal mindestens eine lonisationsvorrichtung angeordnet ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die uflagestellen für die Fäden so ausgebildet sind, daß si die statische Elektrizität der Fäden unwirksam machen, vorzugsweise entfernen.

   0* vorrichtung nach einem der sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Behandlungskanãle im Verlauf des fadenweges hintereinander angeordnet sind. ? < Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der verschiedenen Behandlungskanäle die auf die Fäden einwirkenden Zugspannungen und/oder Temperaturen unterschiedlich sind.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Behandlungskanälen ein Abkühlungs- und/oder Ausdünstungsabschnitt angeordnet ist.