DE19501309A1

DE19501309A1 - Verwirbelung der Einzelfilamente multifiler Fäden

Info

Publication number: DE19501309A1
Application number: DE19501309A
Authority: DE
Inventors: Carsten Dr Popp
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1995-08-10

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwirbelung der Ein zelfilamente multifiler Fäden nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens. Ein derartiges Verfahren zur Verwirbelung der Einzel filamente multifiler Fäden wird in der Fachliteratur als Tan gelung bezeichnet.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist durch die US-PS 3,110,151 bekannt.

Verschiedene Verfahren und Vorrichtungen sind bekannt geworden, um in einem durch einen mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gasstrahl, insbesondere Luftstrahl, geführten ungezwirnten oder lediglich mit einem geringen Schutzzwirn versehenen multifilen glatten oder auch texturierten Faden durch Verwirbelung bzw. das Ineinander- und Miteinanderverflechten seiner Einzelfila mente und durch so entstehende sog. Flechtknoten einen für die Weiterverarbeitung ausreichenden, als Zwirnersatz dienenden Fadenschluß zu erzeugen. Es ist beispielsweise ebenfalls be kannt, zum Erzielen von Spezialeffekten in stärkeren Garnen, beispielsweise in falschgezwirnten oder in Stauchkammern tex turierten Teppichgarnen, in im wesentlichen regelmäßigen Ab ständen Flechtknoten zu erzeugen.

Es ist auch bekannt, daß zum Erzeugen der erwähnten Flecht- oder Wirrknoten die maximal anwendbare Laufgeschwindigkeit des durch den Blasstrahl geführten Fadens insbesondere bei Fäden mit größeren Gesamttitern begrenzt ist. Zwar kann das Ergebnis durch die Wahl der verwendeten Vorrichtungen in gewissem Umfang beeinflußt werden, befriedigende Ergebnisse sind mit ortsfesten Vorrichtungen im allgemeinen jedoch nur bei relativ kleinen Fa dengeschwindigkeit erzielbar.

Durch die eingangs genannte US-PS 3,110,151 wurde eine Vorrich tung bekannt, durch die befriedigende Ergebnisse auch bei we sentlich höheren Geschwindigkeiten des durch den Blasstrahl geführten Fadens erreichbar sein sollten. Diese Vorrichtung hat die Form eines Scheibenrades (wheel interlacer), dessen kreis zylindrische Umfangsfläche eine umlaufende Nut etwa rechteck igen Querschnitts aufweist. Die Radachse ist hohl und dient der Zufuhr der zur Erzeugung des Blasstrahls dienenden Luft. Von ihr gehen radiale Kanäle aus, die wechselnd auf der einen und der anderen Seite an der Umfangsnut vorbeizielen und soweit radial nach außen geführt sind, daß von ihnen ausgehende achs parallele Verbindungen in den Fußraum der Umfangsnut münden, deren der jeweiligen Blasöffnung gegenüberliegende Seitenwand als Prallfläche wirkt.

Der über einen Umschlingungswinkel von ca. 60° bis ca. 150° in die Umfangsnut eingelegte, durch ein entsprechendes Lieferwerk mit bestimmter Geschwindigkeit und vorgegebener Fadenzugkraft geförderte Faden kann das Scheibenrad antreiben, Fadengeschwin digkeit und Umfangsgeschwindigkeit des Scheibenrades bzw. des Nutengrundes können auch unterschiedlich sein, so daß die Ab stände der entstehenden Wirrknoten durch entsprechende Festle gung der Geschwindigkeitsverhältnisse in Verbindung mit den Bogenabständen der seitlich in die Umfangsnut mündenden Blas öffnungen festlegbar sein sollen. Bei hohen Fadengeschwindig keiten ist das erzielbare Ergebnis unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereit zustellen, mit dem auch bei erhöhten Fadengeschwindigkeiten eine zuverlässige Erzeugung von Wirrgarn möglich wird. Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß durch das insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen wiederholte Aufprägen einer Geschwindigkeitskom ponente quer zur Laufgeschwindigkeit des den Blasstrahl durch querenden Fadens auch bei hohen Fadengeschwindigkeiten gute Ergebnisse mit hoher Zuverlässigkeit erreicht werden können.

Die dem den Blasstrahl durchlaufenden Faden quer zu seiner Laufrichtung auf zugebende Geschwindigkeitskomponente kann auf unterschiedliche Weise erzeugt werden. So kann beispielsweise der Faden während des Durchlaufs durch den örtlich festgelegten Blasstrahl einer quer zum Fadenlauf gerichteten, vorzugsweise zwangsgeführten Oszillierbewegung unterworfen werden, deren Frequenz auf den angestrebten Abstand zwischen den aufeinander folgenden Flechtknoten im Verhältnis zu der auf den Ort des Blasstrahlaustritts bezogenen Laufgeschwindigkeit des Fadens abzustimmen ist. Diese Möglichkeit ist in Anspruch 3 angegeben. Eine Alternative, bei der die Blasdüse bewegt wird, während der Fadenlauf im wesentlichen stationär ist, wird in Anspruch 2 beschrieben.

Bei Verwendung eines oder mehrerer quer zum Faden gerichteter, hintereinander im wesentlichen in Fadenlaufrichtung wandernder und nacheinander auf den Faden treffender Blasstrahlen ergibt sich die Möglichkeit zur Erzeugung einer Relativbewegung des den Blasstrahl durchlaufenden Fadens quer zu seiner Laufrich tung dadurch, daß der Fadenlauf mindestens in der unmittelbaren Umgebung des jeweils auf den Faden einwirkenden Blasstrahls seitlich um einen Anstellwinkel alpha um die Blasstrahlachse aus der Wanderrichtung des Blasstrahls gedreht wird. Die Quer bewegung ergibt sich dabei dadurch, daß die wandernden Blas strahlen nacheinander den Fadenlauf unter dem Anstellwinkel alpha schneiden. Dabei werden bevorzugt die Wandergeschwindig keit des oder der Blasstrahlen und die mit der Wanderrichtung zusammenfallende Komponente der Fadengeschwindigkeit abhängig von der Größe des Anstellwinkels alpha und dem angestrebten Regelabstand zwischen den aufeinanderfolgenden Wirbelknoten aufeinander abgestimmt. Diese Möglichkeit ist in Anspruch 6 angegeben.

Eine weitere Erhöhung der Fadengeschwindigkeit läßt sich da durch erreichen, daß dem durch die im wesentlichen in Faden laufrichtung wandernden Blasstrahlen geführten Faden während seines Durchlaufs durch den jeweiligen Blasstrahl eine Bewegung quer zum Fadenlauf aufgegeben wird, die auch eine Geschwindig keitskomponente in Bewegungsrichtung der Blasstrahlen aufweist. Dabei wird die Oszillierfrequenz des Fadens vorteilhaft so festgelegt, daß das Zeitintervall zwischen zwei nacheinander auf den Faden treffenden Blasstrahlen mit der Dauer einer voll ständigen Hin-und Herbewegung des Fadens übereinstimmt und daß die auch eine Geschwindigkeitskomponente in Bewegungsrich tung der Blasstrahlen aufweisende Fadenbewegung quer zum Faden lauf jeweils von außen in den Blasstrahl hinein erfolgt. Dieses Verfahren ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruches 8.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah rens weist mindestens eine Blasdüse, eine gegenüber der Blas düse angeordnete Prallplatte sowie je einen mit einigem Abstand vor und hinter der Blasdüse angeordneten Fadenführer auf. Diese sind derart ausgerichtet, daß die gedachte Verbindung zwischen ihnen die Achse des Blaskanals schneidet oder mit geringem Abstand kreuzt, wobei dieser Abstand kleiner als der Radius der Blasdüse bzw. des Blaskanals ist.

Die Fadenführer sind derart - beispielsweise auf einem gemein samen Träger - montiert, daß sie gemeinsam in eine im wesentli chen senkrecht zum Fadenlauf und zur Blaskanalachse gerichtete periodische Hin- und Herbewegung versetzt werden können. Dabei ist die Periode der Fadenführerbewegung vorteilhaft abhängig von der Fadengeschwindigkeit und dem angestrebten Abstand zwi schen den aufeinanderfolgenden Flechtknoten einstellbar.

Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 10 sind vorzugsweise mehrere Blaskanäle - wie an sich bekannt - in einem um eine ortsfeste Achse drehbar gelagerten Blasrotor mit kreiszylindrischer Umfangsfläche vorgesehen. Die Blaskanäle verlaufen beispielsweise von einer zentralen Luft kammer radial nach außen und münden in der Umfangsfläche des Blasrotors. Die zentrale Luftkammer ist vorteilhaft zwischen einem ortsfest montierten Blasrotorträger und einer auf dem Blasrotorträger gelagerten kreiszylindrischen Innenbohrung des Blasrotors gebildet und derart geformt, daß bevorzugt jeweils nur ein (der jeweils mit seiner Mündung dem Faden gegenüber liegende) Blaskanal und höchstens drei Blaskanäle, von denen der mittlere jeweils mit seiner Mündung dem Faden gegenüber liegt, gleichzeitig mit Blasluft beaufschlagt sind. Dabei wird durch entsprechende Anordnung der Fadenführer vor und hinter dem Blaskanal der Faden derart durch den Blasstrahl geführt, daß er eine durch die Achsen der Blaskanäle gelegte Normalebene in einen Winkel alpha schneidet, der kleiner als 45° (Anspruch 10) und vorzugsweise kleiner als 30° (Anspruch 11) ist. Vor teilhaft sind dabei gemäß Anspruch 12 die einzelnen Parameter wie die Fadengeschwindigkeit, die Umfangsgeschwindigkeit des Blasrotors, der Kreuzungswinkel alpha sowie Frequenz und Ampli tude der Oszillierbewegung der Fadenführer unabhängig voneinan der einstellbar.

Anhand der in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele wird die Erfindung erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Einrich tung zur Verwirbelung der Einzelfilamente multifiler Fäden;

Fig. 2 Draufsicht auf eine Einrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Verwirbelungseinheit in teilweisem Axialschnitt;

Fig. 4 Vorrichtung gemäß Fig. 3, geschnitten entlang IV - IV;

Fig. 5 räumliche Ansicht einer Verwirbelungseinheit ähnlich Fig. 3, 4;

Fig. 6 Draufsicht auf eine Verwirbelungseinheit gemäß Fig. 5.

Die Fig. 1 und 2 zeigen in Seitenansicht und Draufsicht das Schema einer einfachen Ausführung der erfindungsgemäßen Vor richtung. Der Faden 1 wird durch ein Lieferwerk 5 von einer Ab laufspule 2 abgezogen und gelangt über einen Ablauffadenführer 3, eine Fadenbremse 4, das Lieferwerk 5 zur Aufwicklung 11. Im Fadenlauf ist vor der Aufwicklung 11 eine Verwirbelungseinheit (Tangel-Düse) 6 mit Prallfläche 7 vorgesehen, durch die der Faden 1 geführt wird.

Im Fadenlauf ist vor und hinter der Verwirbelungseinheit 6 je ein Fadenführer 9 bzw. 10 vorgesehen, die beide auf einer Os zilliereinheit 8 als gemeinsamem Träger befestigt und gemeinsam quer zum Fadenlauf bewegbar sind. Zur Stabilisierung des Faden laufs kann vorteilhaft je ein ortsfester Fadenführer 26 bzw. 27 in einigem Abstand vor dem Fadenführer 9 und hinter dem Faden führer 10 vorgesehen werden.

Der in Ruhelage - wie in Fig. 2 gezeigt - in der Achse der Blasbohrung 18 geführte Faden 1 wird zum Verwirbeln - vorteil haft, jedoch nicht zwingend, zwischen den ortsfesten Fadenfüh rern 26, 27 durch die auf der Oszilliereinrichtung 8 befestig ten Fadenführer 9, 10 in regelmäßige hin- und hergehende Bewe gung versetzt. Diese ist derart eingerichtet, daß der Faden 1 bevorzugt jeweils den Blasstrahl vollständig durchwandert und kurzzeitig aus ihm austritt, ehe sich seine Bewegung umkehrt. Die auf den Faden ausgeübte Wirkung des Blasstrahls wird - wie sich gezeigt hat - dadurch gegenüber der aus dem bekannten Stand der Technik bekannten Fadenführung soweit intensiviert, daß eine Erhöhung der Fadengeschwindigkeit möglich wird. Alternativ zu der Bewegung der Fadenführer 9, 10 ist es auch möglich, diese stillstehen zu lassen und die Blasdüse 18 quer zum Fadenlauf zu bewegen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Blasvorrichtung, bei der die erfindungsgemäße Führung des Fadens 1 durch den Blasstrahl mit einer Geschwindigkeitskomponente quer zum Fadenlauf erreicht wird, ohne daß der Faden hin- und herbewegt werden muß. Hierzu werden die bereits erwähnten Fadenführer 9, 10 so ausgerichtet, daß der Faden 1 - wie in den Fig. 5 und 6 sichtbar - die durch die Blaskanalachsen gelegte Normalebene zur Blasrotor achse 28 in einem spitzen Winkel alpha kreuzt. Die Vektoren 22 für die Fadengeschwindigkeit und 21 für die Umfangsge schwindigkeit des Blasrotors 13 lassen deutlich werden, wie die Querbewegung des Fadens relativ zu dem jeweiligen Blasstrahl zustande kommt. Der durch die - im Gegensatz zur Darstellung festen - Fadenführer 9, 10 geführte Faden kreuzt die Blasstrah lachse, wenn sie eine Stellung senkrecht über der Blasrotor achse 28 erreicht hat. Der in Fig. 6 von oben nach unten wan dernde Blasstrahl (Blaskanal 18) erreicht mit seinem Rand den Faden jedoch schon früher und wandert bei seiner Bewegung in Richtung 21 von rechts nach links unter dem Faden her. Die Dauer des Kontakts zwischen Blasstrahl und Faden dauert dabei umso länger bzw. die Fadengeschwindigkeit kann bei gleicher Wirkung umso größer sein, je spitzer der Winkel alpha gewählt wird.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann jedoch so, wie dar gestellt, den durch die beiden Vektoren 21 und 22 dargestellten Bewegungen noch eine weitere, durch die Doppelpfeile 23, 24 an gedeutete Querbewegung überlagert werden, wodurch sich eine weitere Möglichkeit der Einwirkung auf den Faden dadurch er gibt, daß die Verweildauer des Fadens im Blasstrahl bei glei chem Verhältnis der beiden Geschwindigkeiten 21 und 22 in der einen Richtung der Pfeile 23, 24 länger und in der anderen Richtung kürzer wird.

Hierzu wird die Frequenz der Oszillierbewegungen des Fadens quer zu seiner Laufrichtung auf die Wandergeschwindigkeit der Blasstrahlen derart abgestimmt, daß das Zeitintervall zwischen zwei nacheinander auf den Faden treffenden Blasstrahlen mit der Dauer einer vollständigen Hin- und Herbewegung des Fadens über einstimmt. Die Bewegungen sind dann so aufeinander abzustimmen, daß die Halbschwingung der Oszillierbewegung, die auch eine Ge schwindigkeitskomponente in Bewegungsrichtung der Blasstrahlen aufweist, d. h., die auf der Zeichnung von rechts nach links gehende Rückschwingung des Fadens muß beginnen, wenn der Blas strahl auf der (in der Fig. 6) linken Seite an dem nach seiner Rechtsschwingung vor dem Rückschwingen zur Ruhe gekommenen Faden vorbeistreicht und sich der Faden mit Beginn des Zurück schwingens in den Blasstrahl hineinbewegt.

Hinzuzufügen ist noch, daß die gewünschte Tangelknotenzahl durch die Anzahl der Blasbohrungen 18 im Blasrotor 13, die Antriebsdrehzahl des Blasrotors 13 bzw. dessen Umfangsgeschwin digkeit 21 und die Fadengeschwindigkeit 22 sowie den Anstell winkel alpha bestimmt wird und entsprechend den textiltech nischen Erfordernissen für den Faden eingestellt werden muß.

Bezugszeichenliste

1 Faden, Garn
2 Ablaufspule
3 Ablauffadenführer
4 Fadenbremse
5 Lieferwerk
6 Verwirbelungseinheit
7 Prallplatte
8 Oszilliereinrichtung
9 Fadenführer
10 Fadenführer
11 Aufwickeleinheit
12 Aufwickelspule
13 Blasrotor
14 Blasrotorträger
15 Luftanschlußstutzen
16 Luftzufuhr
17 Luftkammer
18 Blaskanal, Blasdüse, Blasbohrung
19 Luftkammer
20 Drehrichtung
21 Umfangsgeschwindigkeit
22 Fadengeschwindigkeit
23 Quergeschwindigkeit
24 Quergeschwindigkeit
25 Blasrotorantrieb
26 ortsfester Fadenführer
27 ortsfester Fadenführer
28 Blasrotorachse

Claims

1. Verfahren zum Verwirbeln (Tangeln) der Einzelfilamente eines multifilen, laufenden Fadens (1) durch einen im we sentlichen senkrecht zum laufenden Faden (1) gerichteten Blasstrahl, welcher durch eine Blasdüse (18) mit einer zur Fadenachse im wesentlichen senkrechten Blasstrahlachse aus tritt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Faden (1) und/oder der Blasdüse (18) eine Relativge schwindigkeit senkrecht zur Fadenachse und zur Blasstrah lachse aufgeprägt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Relativgeschwindigkeit dadurch erzeugt wird, daß die Blasdüse (18) senkrecht zur Fadenachse und senkrecht zum Blasstrahl bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeit dadurch erzeugt wird, daß dem Faden (1) zusätzlich zu seiner Fadengeschwindigkeit eine Geschwindigkeit senkrecht zu seiner Laufrichtung und senk recht zur Blasstrahlachse aufgeprägt wird, wobei die Blas düse (18) stationär ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Relativgeschwindigkeit dadurch erzeugt wird, daß die Blasdüse (18) quer zur Fadenachse und im wesentlichen senkrecht zur Blasstrahlachse bewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungskomponente der Blasdüse (18) in der Faden achse gleichgerichtet ist mit der Fadenlaufrichtung und vorzugsweise kleiner ist als die Fadenlaufgeschwindigkeit.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Blasdüsen (18) im Mantel einer rotieren den Scheibe (Blasrohr 13) gebildet sind, wobei die jewei ligen Blasstrahlachsen in einer gemeinsamen Normalebene (Blasebene) der Scheibe liegen, und daß der Faden (1) in einer Tangentialebene eines Blasstrahls sowie quer zur Blasebene geführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Faden (1) zusätzlich eine Bewegung in der Tangen tialebene und senkrecht zur Fadenachse auf geprägt wird.

8. Vorrichtung zum Verwirbeln der Einzelfilamente multifiler Fäden zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vor angehenden Ansprüche mit einer Blasdüse (18), einer gegen über der Blasdüse angeordneten Prallplatte (7) sowie mit im Fadenlauf mit Abstand vor und hinter der Blasdüse (18) angeordneten Fadenführern (9, 10), dadurch gekennzeichnet, daß die gedachte Verbindung zwischen den Fadenführern (9, 10) in ihrer Ruhelage die Achse der Blasdüse (18) schneidet oder mit geringem Abstand kreuzt und daß die Fadenführer (9, 10) gemeinsam in eine im wesentlichen senkrecht zum Fadenlauf und zur Achse der Blaskanaldüse (18) gerichtete periodische Hin- und Herbewegung versetzbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der Hin- und Herbewegung der Fadenführer (9, 10) abhängig von der Fadengeschwindigkeit (22) und dem angestrebten Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Flechtknoten einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet daß die in einem Blasrotor (13), der um eine ortsfeste Dreh achse (28) drehbar gelagert ist, vorgesehenen Blasdüsen (18) von einer zentralen Luftkammer (19) ausgehend radial nach außen verlaufen, und daß die gedachte Verbindungslinie zwischen den Faden führern (9, 10) in einer zur Prallplatte (7) im wesent lichen parallelen Tangentialebene des Blasrotors (13) liegt und aus der Normalebene des Blasrotors (13) in der die Achsen der Blasdüsen (18) liegen, seitlich heraus gedreht ist und mit dieser einen Winkel alpha von weniger als 45° bildet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α 30° ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadengeschwindigkeit (22) und die Blasrotorumfangsge schwindigkeit (21) unabhängig voneinander einstellbar sind.