DE19613177A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Strecken, Auflockern und Kühlen von Fadenstopfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Texturiereinrichtung gemäß Ober­ begriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Stauchkräu­ seln eines synthetischen Fadens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.

Texturiereinrichtungen und Verfahren sind bekannt durch DE-OS 26 32 082 (Bag. 990).

Beim Texturieren eines synthetischen Fadens mit einer Textu­ riereinrichtung wird dieser durch einen Fadendüse durch einen Heißgasstrahl in eine Stauchkammer gefördert und darin zu einem Fadenstopfen gestaucht. Der so erzielte Fadenstop­ fen aus gestauchtem Fadenmaterial weist eine relativ feste Konsistenz auf, d. h. einen Verbund mit innerem Zusammenhalt. Damit der Fadenstopfen in dem nachfolgenden Verfahrens schritt durch hindurchgesaugte Luft gekühlt werden kann, wird der Fadenstopfen beim Austritt aus der Stauchkammer durch För­ derwalzen gestreckt, so daß das Kühlmittel den gekräuselten, nunmehr texturierten Faden wirkungsvoller durchströmen kann. Es besteht dabei die Gefahr, daß nicht alle Längenbereiche gleichmäßig aufgelockert werden.

Ein weiteres wesentliches Problem bei Spinn-Streck-Texturie­ ren, d. h. bei der thermischen Behandlung multifiler syn­ thetischer Fasern, ist somit einerseits die ausreichende Intensität der Erwärmung oder Abkühlung und andererseits aber auch eine absolute Gleichmäßigkeit der Erwärmung bzw. Abkühlung über die Fadenlänge. Beide Forderungen bedingen eine möglichst lange Verweilzeit zur Erzielung und Homogeni­ sierung der beabsichtigten thermischen Zustände des Fadens. Die Länge der Verweilzeit wiederum steht dem Bestreben nach Erhöhung der Produktionsdurchlaufgeschwindigkeit entgegen.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, die Texturier­ einrichtung und das Verfahren nach Oberbegriff so aus zu­ gestalten, daß der zum Kräuseln erzeugte Fadenstopfen effek­ tiv und gleichmäßig gekühlt wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Texturiereinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 16 gelöst.

Der Vorteil der Lösung besteht darin, daß der Fadenstopfen vor und/oder bei dem Kühlen durch Umlenkung einer zwei­ seitigen Biegung unterworfen wird, daß die durch Biegung herbeigeführte Auflockerung zwangsläufig auch gleichmäßig ist und daß die durch die Biegung herbeigeführte Auflockerung sodann durch Erhöhung der Fördergeschwindigkeit gleichmäßig über den Querschnitt verteilt wird.

Zur Ausführung der Erfindung können einer Kühleinrichtung, z. B. einer von dem Fadenstopfen teilweise umschlungenen Kühlwalze mit perforiertem Mantel zwei oder mehr Förderwal­ zen vorgeordnet sein. Diese Förderwalzen sind im Wege des Fadenstopfens hintereinander derart angeordnet, daß der Fadenstopfen diese Förderwalzen S- oder Z-förmig umschlingt. Der Umschlingungswinkel sollte wenigstens 30° betragen, damit der in Biegerichtung des Stopfens äußere Bereich des Stop­ fens eine ausreichende Streckung erfährt. Die Höhe der Streckung kann durch die geeignete Wahl des Durchmessers der Walzen beeinflußt werden. Durch Versuch sind geeignete Durchmesser auszuwählen. Dabei muß einerseits der Zusammen­ halt des Fadenstopfens erhalten bleiben; andererseits muß der Faden so stark aufgelockert werden, daß ausreichend große Luftmengen durch den Fadenstopfen hindurch angesaugt werden können.

Eine Verlängerung der Kühlstrecke und damit der Kühlleistung und der Arbeitsgeschwindigkeit ist möglich, indem die hin­ tereinander angeordneten Walzen jeweils als Kühltrommeln ausgebildet sind (Anspruch 3). Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß eine Mehrfachumschlingung einer Kühltrommel, wie sie durch die eingangs genannte DE- OS 26 32 082 bekannt ist, zu Verarbeitungsschwierigkeiten führen kann, während sie bei der Mehrfachumschlingung mehre­ rer Walzen bedienungstechnisch und verfahrenstechnisch pro­ blemlos ist.

Zur Reduzierung des baulichen Aufwandes und zur Vermeidung einer schwierigen Verfahrensführung kann die Erfindung auch dadurch ausgeführt werden, daß einer Kühlwalze eine einzelne Umschlingungswalze vorgeordnet wird, wobei der Fadenstopfen die vorgeordnete Walze und die Kühlwalze in entgegengesetz­ tem Sinne, d. h. S- oder Z-förmig umschlingt (Anspruch 3).

Die Walzen nach dieser Erfindung können einen mehr oder weniger großen Abstand haben. Von dem Abstand hängt die Größe der Umschlingung des Fadenstopfens an der jeweiligen Walze ab. Der Abstand sollte so gewählt werden, daß eine Umschlingung von mindestens 45° gegeben ist, insbesondere dann, wenn die Walze als Kühlwalze dient. Zur Verkleinerung der Baugröße und zur Intensivierung der Kühlung können die beiden Walzen aber auch dicht an dicht derart angeordnet werden, daß ein Umschlingungswinkel des Fadenstopfens an jeder Walze von 180° möglich ist. Der Umschlingungswinkel sollte nicht über 210° sein, da es sonst zu Störungen des Fadenstopfens im Einlauf und im Auslauf kommen kann (An­ spruch 4). Die kleinste Baugröße ergibt sich aus Anspruch 5.

Vorteilhafterweise ist jede der als Kühltrommel ausgeführ­ ten Walzen über einen Sauganschluß mit einer Unterdruckquel­ le verbunden und besitzt einen ringförmigen perforierten Mantelbereich, der außerdem zum Überlauf des zweiten Stop­ fens dient. Durch die Perforationen in Verbindung mit der Unterdruckquelle werden die Fadenstopfen an den ringförmigen Mantelbereich gehalten (Anspruch 6). Zur Unterstützung der Lagefixierung des Fadenstopfens auf der Kühltrommel ist deren perforierter Mantelbereich rillenförmig ausgebildet (Anspruch 7).

Im Innern jeder der als Kühltrommel ausgebildeten Walze sind Blenden angeordnet, welche ortsfest sind und sich dem Mantelbereich eng anschmiegen und so den im wesentlichen von dem Fadenstopfen nicht umschlungenen Teil des Mantelbe­ reiches abdecken. Dadurch werden bei gleicher Saugleistung die auf den Fadenstopfen durch die nicht abgedeckten Perfo­ rationen des Mantelbereiches ausgeübten Kräfte erhöht (An­ spruch 8). Damit ein günstiger Auflaufeffekt des Fadenstop­ fens auf die jeweilige Walze erzielt wird, enden die Blen­ den zwischen 30° und 1° vor dem Auflaufpunkt des Faden­ stopfens auf den perforierten Mantelbereich (Anspruch 9). In analoger Weise enden die Blenden in einer nachfolgenden Walze voran angeordneten Kühlwalze 1° bis 30° hinter dem Punkt, in welchem der Fadenstopfen diese in Fadenstopfenför­ derrichtung vor einer einer nachgeordneten Walze angeordneten Walze verläßt (Anspruch 10).

Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Blende durch ein um die Achse der Walze angeordnetes Rohr gebildet. Um die Ansaugwirkung im Mantel der Walze zu beeinflussen, ist die Walze mit radialen Trennstegen im Innern in einzelne Seg­ mente unterteilt. Die Segmente, die mit dem Mantel und den Seitwandungen der Walze verbunden sind, enden unmittelbar vor dem Außenmantel des Rohres. Je nach Stellung der Blende und der Segmente zueinander werden die Segmente abgesperrt oder freigegeben.

Bei mehreren hintereinander angeordneten Walzen bzw. Walzen­ paaren wird zur Steigerung und zum weiteren Auflockern des Fadenstopfens die Umfangsgeschwindigkeit von Walze zu Walze zunehmend ausgeführt (Anspruch 14). Vorzugsweise nimmt die Umfangsgeschwindigkeit von Walze zu Walze im Verhältnis (1+D/R) zu, so daß

V₂ = V₁ (1+D/R)

ist, wobei R der Radius der zuerst angeordneten Walze, D der Stopfendurchmesser, V₁ die Umfangsgeschwindigkeit der zuerst angeordneten Walze und V₂ die Umfangsgeschwindigkeit der dieser Walze nachgeordneten Walze ist (Anspruch 15).

Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen ist proportional dem Wert aus dem mittleren Radius des Fadenstopfens plus der Fadenstopfendicke. Als Bezugswert dient der mittlere Radius, weil der einzelne Faden beim Ablegen in einer Expansions­ kammer keinen Fadenstopfen mit einer glatten Oberfläche erzeugt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Stauchkammerkräuseln eines synthetischen Fadens wird in an sich bekannter Weise der Faden in einem heißen Gas in eine Stauchkammer geför­ dert, wodurch dieser dort zu einem Fadenstopfen zusammen­ gepreßt wird. Aus dieser Stauchkammer wird der Fadenstopfen durch eine geeignete Fördereinrichtung abgefördert und wird anschließend auf einer perforierten Trommel abgelegt, deren Perforationen dazu dienen, Kühlluft durch den Fadenstopfen zu saugen. Anschließend wird der Fadenstopfen zu einem Einzelfaden durch Abziehen mittels einer Palette derart wieder aufgelöst, daß der Einzelfaden tangential von der Kühltrommel abgezogen wird, woran sich in bekannter Weise das Aufwickeln des Einzelfadens anschließt. Erfindungsgemäß wird der aus der Stauchkammer abgezogene Faden beim Kühlen S- oder Z-förmig über zwei angetriebene Walzen mit zumin­ dest teilweiser Umschlingung geführt, wodurch erreicht wird, daß der Fadenstopfen an seiner der Walzenoberfläche abge­ wandten Seite auf gebrochen wird, wodurch ein besserer Kühl­ luftdurchtritt und damit eine bessere Kühlung des Faden­ stopfens erzielt wird. Bedingt durch das mehrfache Umlenken des Fadenstopfens wird sichergestellt, daß der Fadenstopfen nicht nur einseitig aufgebrochen wird. Um eine Vergleichmä­ ßigung des aufgebrochenen Fadenstopfens und eine noch weiter verbesserte Kühlwirkung zu erzielen, weist die in Faden­ stopfen-Förderrichtung nachgeordnete Walze eine größere Um­ fangsgeschwindigkeit und damit Fördergeschwindigkeit des Fadenstopfens auf als die davor angeordnete Walze (Anspruch 16).

Der Fadenstopfen wird den Walzen derart zugeführt, daß dieser Mehrfachumlenkungen erfährt, wenn er die Walzen passiert. Damit ein der effektiven Kühlung dienender er­ leichterter Durchtritt des Kühlmediums durch den Fadenstopfen und ein gleichmäßigeres Auflockern desselben erzielt werden kann, sind die Walzen mit voneinander unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten antreibbar. Eine nachgeordnete Walze hat dabei eine höhere Umlaufgeschwindigkeit als eine vor dieser angeordnete Walze. Somit wird der Fadenstopfen einer­ seits durch die realisierten Mehrfachumlenkungen an den Walzen gelockert und andererseits durch die mit voneinander unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten laufenden Walzen gestreckt, so daß der Fadenstopfen insgesamt eine Dichtever­ ringerung erfährt, welche den Durchtritt eines geeigneten Kühlmediums durch den Fadenstopfen erleichtert.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Walzen paarweise mit versetzten Achsen angeordnet, und der Faden­ stopfen wird zwischen den paarweise angeordneten Walzen hindurchgeführt und mehrfach umgelenkt.

Die Walzen sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie den Fadenstopfen in mindestens zwei Richtungen umlenken, wenn dieser die Walzen passiert.

Vorzugsweise sind die Kühltrommeln in strömungsmäßig vonein­ ander getrennte Segmente aufgeteilt, durch welche Luft aus dem Bereich des die Kühltrommel umschlingenden Fadenstopfens nach innen führbar ist. Diese Aufteilung in verschiedene Segmente dient einerseits dazu, Luft bzw. das jeweilige Kühlmedium nur den Segmenten zuzuführen, an deren Außen­ umfang der Kühltrommel der Fadenstopfen anliegt, d. h. diese umschlingt. Um dies zu gewährleisten, sind die Segmente einzeln oder mindestens zwei Segmente gleichzeitig im Inne­ ren und/oder auch außerhalb der Kühltrommeln zumindest teilweise abschirmbar, damit in den Segmenten, an deren Außenumfang kein Fadenstopfen anliegt, keine oder nur eine geringe Luftströmung vorhanden ist. Damit kann Pumpenleistung für das Kühlmedium eingespart werden und bei gleicher Pum­ penleistung die auf den Fadenstopfen ausgeübte Saugkraft erhöht werden. Als Abschirmmittel dienen vorzugsweise orts­ fest angeordnete Blenden, die eng im Innern der Kühltrommel an deren perforierten Mantel anliegen.

Andererseits dienen im Bereich des Überganges des Faden­ stopfens von der ersten zur zweiten Kühltrommel angeordnete Abschirmmittel zur Luftführung dazu, daß der Fadenstopfen von der ersten Kühlwalze leicht abgezogen und von der zweiten Kühlwalze angezogen werden kann. Eine spezielle Ablösevorrichtung in Form eines Keils, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht erforderlich, was zu einer beträchtlichen baulichen Vereinfachung führt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung dient zum Strecken, Auf­ lockern und Kühlen, von beim Spinn-Streck-Texturieren erzeug­ ten Fadenstopfen. Das Strecken, Auflockern und Kühlen des Fadenstopfens erfolgt dabei dadurch, daß der Fadenstopfen durch versetzt ,angeordnete und unterschiedliche Umfangsge­ schwindigkeiten aufweisende Walzen mehrfach umgelenkt und dabei gestreckt, gelockert und gleichzeitig gekühlt wird.

Damit Mehrfachumschlingungen einzelner Walzen aus den ein­ gangs erwähnten Gründen vermieden werden, läuft der Faden­ stopfen nach seiner Lockerung und/oder Streckung um zwei nacheinander angeordnete, als Kühlwalzen ausgebildete gegen­ sinnig laufende Walzen mit einem jeweiligen Umschlingungsgrad von unter 100%. Das vermindert zwar die für eine gewisse Kühlung notwendige Verweilzeit des Fadenstopfens auf der Kühltrommel, vermeidet aber andererseits jegliches Zusammen­ kleben von z. B. nebeneinander aufgewickelten Fadenstopfen, wie dies beim eingangs diskutierten Stand der Technik der Fall ist.

Bei den zwei nacheinander angeordneten Kühlwalzen weist die zweite Kühltrommel eine größere Umfangsgeschwindigkeit auf als die erste, weil dadurch auf der ersten Trommel der Stopfen in seiner kompakten Form vorgekühlt, durch Umlenken und Auseinanderziehen zwischen den Kühltrommeln aufgelockert und schließlich auf der zweiten Kühltrommel dann intensiv abgekühlt wird.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Spinn-Streck-Texturiereinrichtung des Standes der Technik, bei welcher der Fadenstopfen in Mehrfachumschlingung um eine Kühlwalze gelegt wird;

Fig. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung einer Spinn- Streck-Texturiereinrichtung gemäß der Erfindung, bei der Fadenstopfen um zwei nacheinander angeord­ nete Walzen geführt und somit durch diese umge­ lenkt wird;

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht durch eine in Segmente aufgeteilte Kühltrommel zum Einsatz in einer Vor­ richtung bzw. einem Verfahren gemäß der Erfindung;

Fig. 4 zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine Kühl­ trommel und

Fig. 5 zeigt die Anordnung mehrerer axial versetzter Walzenpaare zur Erzielung von Mehrfachumlenkungen des die Walzenpaare passierenden Fadenstopfens gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Texturiereinrichtung, bei welcher der erzeugte Fadenstopfen 12 in Form einer Wicklung mehr­ fach um die Behandlungstrommel 14 geschlungen ist. Die Förderdüse 13 besteht dabei aus einem zentralen Fadenkanal 2 und einer Ringkammer 31. Von der Ringkammer 31 aus er­ streckt sich ein kegelstumpfförmiger Kanal 32 bis zum Fa­ denkanal 2. Das über eine Zufuhrleitung 15 und eine in der Zufuhrleitung 15 angeordnete Heizeinrichtung zugeführte Heiz­ medium führt zu einer Plastifizierung des zuvor bereits durch eine vor der Förderdüse liegenden Heizeinrichtung vorerwärmten Fadens 1 und bewirkt, daß der Faden mit großer kinetischer Energie in den in einer Staukammer 3 gebildeten Fadenstopfen 12 prallt. Die Staukammer 3 besitzt dabei Öffnungen 33, durch welche die Luft über dem Fadenstopfen 12 und - soweit sie in den Fadenstopfen eingedrungen ist - auch aus dem Fadenstopfen entweichen kann.

Zum Ingangsetzen des Texturierprozesses wird die Staukammer 3 mittels einer verschiebbaren Verschlußklappe 34 verschlos­ sen, bis sich ein Fadenstopfen 12 gebildet hat. Sodann wird die Verschlußklappe aus der Staukammer 3 herausgezogen und mit seiner Wachstumsgeschwindigkeit unten aus der Staukammer 3 heraus und durch Förderrollen 11 weitergefördert. Die Förderrollen 11 bilden zwischen sich einen Durchlaß. Der Querschnitt des Durchlasses entspricht im wesentlichen dem Querschnitt des Fadenstopfens 12. Dazu sind die Förderrollen 11 auf ihrem Umfang mit jeweils einer im wesentlichen halbkreisförmigen Nut versehen. Die durch die Förderrollen 11 geförderten Fadenstopfen 12 werden sodann in Windungen auf der Kühltrommel 14 abgelegt. Die Kühltrommel 14 ist drehbar angetrieben. Sie besitzt auf ihrem Mantel Durch­ brechungen 35 zum Durchsaugen von Kühlluft. An ihrem Ein­ laßende wird die Kühltrommel 14 von einem Vorschubschuh 36, welcher ortsfest angebracht ist, auf ihrem Umfang oder einem Teil ihres Umfanges umgeben. Die Drehrichtung ist mit 37 angegeben. Der Faden wird von der Kühltrommel 14 mittels dem Lieferwerk 10 abgezogen, wobei der Fadenstopfen sich auf der Kühltrommel aufgrund der Zugkraft auflöst.

Der Nachteil dieser Mehrfachumschlingungen, welche dicht an dicht am Außenumfang der Kühltrommel anliegen, besteht einerseits darin, daß die der Kühltrommel zugewandten Seiten des Fadenstopfens 12 gestaucht werden, was einen Durchtritt von Kühlluft erschwert, und andererseits kann bei nicht exakt eingestellter Temperatur der Fadenstopfen mit der benachbarten Windung zusammenkleben, was sein späteres Auflö­ sen erschwert.

Fig. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung einer Spinn-Streck- Texturiereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welcher der Fadenstopfen nach Verlassen der Stauchkammer 3 mittels zweier Förderwalzen 11 einem Doppelwalzenpaar 40, 41 derart zugeführt wird, daß der Fadenstopfen 12 jede der Walzen 40, 41 teilweise umschlingt, und durch gegenläufigen Drehsinn der Walzen 40, 41 um diese umgelenkt wird. Die Zufuhr des Fadens 1 über die Förderdüse 13 und den Fadenkanal 2 in die Stauchkammer 3 erfolgt analog zu dem gemäß Fig. 1 beschriebenen Vorgang. Zum Abfördern des Fadenstopfens 12 aus der Stauchkammer 3 dienen zwei in Förderrichtung des Fadenstopfens 12 an bei­ den Seiten des Fadenstopfens angeordnete Förderwalzen 11. An diesen Förderwalzen 11 erfährt der Fadenstopfen 12 noch keine eigentliche Dichteveränderung. Von diesen Förderwalzen 11 gelangt der Fadenstopfen 12 auf die erste Walze 40 des Walzenpaares 40, 41. Erfindungsgemäß läuft der Fadenstopfen 12 auf die erste Walze 40 auf, welche in Förderrichtung vor der zweiten Walze 41 angeordnet ist, wobei beide Walzen sich gegensinnig zueinander drehen. Der Fadenstopfen 12 läuft auf die erste als Kühlwalze ausgebildete Walze 40 in einem Bereich, dessen Segmente nicht durch die Blende 47 abgedeckt sind, so daß der Fadenstopfen in dem Bereich seiner Umschlingung des Außenumfanges der Walze 40 der direkten Saugwirkung durch die an die erste Walze 40 ange­ schlossene Unterdruckquelle ausgesetzt ist. Der Umschlingungswinkel beträgt geringfügig weniger als 180°, da die Walzen relativ dicht nebeneinander angeordnet sind. Dadurch, daß sich der Fadenstopfen 12 an dem Außenumfang während der Umschlingung anlegt, werden die Bereiche des Fadenstopfens 12, welche der Oberfläche der Walze 40 abge­ wandt sind, überdehnt, und somit auseinandergezogen, wodurch der Durchtritt von Kühlluft von außen, bedingt durch die Saugwirkung der Unterdruckquelle, erhöht wird.

In dem Bereich des Umfanges des Mantels der Walze 40, in welchem sich in Drehrichtung gesehen die Abschirmelemente 47 die Segmente zum Ansaugen von Außenluft abdecken, verläßt der Fadenstopfen 12 die erste Walze 40 und läuft kurz danach auf den Außenumfang der nachgeordneten Walze 41 auf. Die Abschirmelemente bzw. Blenden 47 sind wiederum bei der zweiten Walze 41 so angeordnet, daß die Bereiche abgeschirmt werden, welche durch den Fadenstopfen 12 nicht umschlungen werden. Durch die Umlenkung des Fadenstopfens 12 nach dem Verlassen der ersten Walze 40 und dem Auflaufen auf den Umfang der Walze 41 wird der Fadenstopfen an der Seite durch Zug aufgelockert, welche zuvor an der Oberflä­ che der ersten Walze 40 anlag. Dadurch wird ein wechsel­ seitiges Aufdehnen des Fadenstopfens und damit eine bessere Kühlmöglichkeit des Fadenstopfens 12 ermöglicht.

Darüberhinaus weist die zweite Walze 41, welche gegensinnig zu der ersten Walze 40 dreht, eine höhere Umfangsgeschwin­ digkeit auf als die erste Walze. Bei dem vorliegenden Beispiel sind beide Walzen 40, 41 mit im wesentlichen dem gleichen Durchmesser ausgebildet, so daß die Drehzahl in der zweiten Walze 41 höher ist als die Drehzahl der ersten Walze 40. Damit wird verhindert, daß der Fadenstopfen 12 in der zur ersten Walze 40 äußeren Randzone nicht bei Auflau­ fen auf die zweite Walze 41 gestaucht wird.

Um die Kühlwirkung insgesamt zu verbessern, ist sowohl die erste Walze 40 als auch die zweite Walze 41 als Kühlwalze ausgebildet, deren prinzipieller Aufbau in den Fig. 3 und 4 beschrieben ist. Nach diesem Auflockern wird der Faden von der zweiten Walze über ein Lieferwerk 10 abgezogen und zum Aufspulen einer entsprechenden Aufspuleinrichtung 17 mit Changierrichtung 16 zugeführt.

Je nach Achsabstand der nacheinander angeordneten, als Kühltrommeln ausgebildeten Walzen 40, 41 reicht die jeweili­ ge Blende 47 soweit über den Umfang, daß diese Blende zwischen 30° und 1° vor dem Auflaufpunkt des Fadenstopfens 12 auf den perforierten Mantelbereich bzw. 1° bis 30° hinter dem Ablaufpunkt des Fadenstopfens von dieser Walze endet. Bei größerem Achsabstand der Walzen 40, 41 zuein­ ander verringert sich selbstverständlich der Umschlingungs­ winkel.

Zur Vereinfachung des Antriebs ist es ebenfalls möglich, daß die Drehzahlen der einzelnen nacheinander angeordneten Walzen 40, 41 gleich sind, deren Durchmesser jedoch ver­ ringert wird, um eine höhere Umfangsgeschwindigkeit zu erzielen.

Der Umschlingungsgrad des Fadenstopfens 12 und die jeweili­ gen Walzen 40, 41 kann in Abhängigkeit von der Kühlleistung der Kühltrommeln, der Fadendichte des Fadenstopfens 12, der Fördergeschwindigkeit des Fadenstopfens 12 und anderer Para­ meter so groß sein, daß er einer Richtungsänderung des Fadenstopfens zwischen dem Auflaufen auf die Walze und dem Ablaufen von dieser Walze von mindestens 45° und nicht mehr als 210° erfährt.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine aus verschiedenen Segmenten 46 aufgebaute Kühltrommel 28, wie sie für eine Texturiervorrichtung gemäß der Erfindung bzw. für ein Ver­ fahren gemäß der Erfindung verwendet wird. Die einzelnen Segmente 46 ermöglichen es, daß nur über bestimmte Segmen­ te, an welchen an ihrem Außenumfang ein Fadenstopfen an­ liegt, eine Kühlmittelzufuhr bzw. eine Kühlmittelsaugwirkung zugeschaltet wird, und daß andererseits jene Segmente, an denen am Außenumfang kein Fadenstopfen anliegt, abschirmbar sind, damit der Aufwand an Pumpleistung für das Kühlmedium reduziert werden kann.

Die Segmente 46 werden durch radial angeordnete Trennstege 18 gebildet. Die Trennstege 18 sind mit dem luftdurchlässi­ gen Mantel 23 der Walze und den Seitwandungen der Walze 28 verbunden, so daß sich die einzelnen Segmente 46 mit der Walze drehen. Die Walze 28 ist an einer Achse 20 gelagert und wird mittels einer Welle 21 angetrieben. Um die Achse 20 ist ein Rohr 19 konzentrisch ortsfest angeordnet. Das Rohr 19 weist auf dem Umfang im Bereich, in dem der Faden­ stopfen 12 auf dem Mantel 23 geführt wird, einen Einschnitt 27 auf. Über dem Einschnitt 27 besteht eine Verbindung zwischen den Segmenten 46 und einer Unterdruckkammer 29. Die Unterdruckkammer 29 ist an eine Unterdruckquelle ange­ schlossen, so daß die Luft von außen durch den Fadenstopfen 12 und den luftdurchlässigen Mantel 23 in die Segmente 46 und dann in die Unterdruckkammer 29 einströmt.

Zwischen den Enden der Trennstege 18 und dem Rohr 19 ist ein Luftspalt 22 gebildet. Damit wird erreicht, daß im Bereich der Blende 47, d. h. auf dem geschlossenen Teil des Rohrumfanges, keine Verbindung zwischen den Segmenten 46 und der Unterdruckkammer 29 besteht.

Die Blende 47 im Inneren der Kühltrommel 28 sind ortsfest, wobei sie die einzelnen Segmente der Kühltrommel 28 in Achsnähe abschließen bzw. freigeben, und zwar je nach Stel­ lung der Segmente zu den jeweiligen Blenden bzw. Abschirm­ elementen 47. Es ist jedoch auch möglich, daß die Blenden im Außenbereich der Segmente 46 so angeordnet sind, daß diese sich im Mantelbereich eng anschmiegen, wie es prinzi­ piell in Fig. 2 dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine derarti­ ge Kühltrommel 28. Im Mantel 23 der Kühltrommel sind drei im Querschnitt halbkreisförmige Nuten 26 angeordnet, in welchen jeweils ein Fadenstopfen einlegbar ist. Der Kühl­ trommel 28 ist eine Lieferrolle 11 vorgelagert, die eben­ falls drei Rillen 33 für jeweils einen Fadenstopfen auf­ weist. Es ist selbstverständlich auch möglich, Trommeln größerer Axiallänge vorzusehen, um mehr als drei Fadenstop­ fen gleichzeitig auf dem Trommelumfang kühlen zu können. Im Innern einer derartigen Kühltrommel 28 sind Abschirmelemente 47 vorgesehen, welche so bewegbar oder ortsfest angeordnet sind, daß im Falle von beispielsweise zwei nebeneinander angeordneten Kühltrommeln einerseits beispielsweise die Seg­ mente 46 der Kühltrommel 28 abschaltbar sind, von denen am Außenumfang der Kühltrommel 28 der Fadenstopfen 12 zur nachfolgend angeordneten zweiten Kühltrommel ablaufen soll, und andererseits die Segmente 46 der zweiten Kühltrommel im Sinne einer Saugwirkung des Kühlmittels an dem Bereich der Kühltrommel zugeschaltet werden, an dem der Fadenstopfen 12 auf die zweite Kühltrommel aufläuft und damit sofort eine zur weiteren Beförderung und Teilumschlingung der zweiten Kühlwalze notwendige Haftwirkung erfährt.

Die Kühltrommel 28 (Fig. 4) weist zwei Seitenwandungen 24 und 25 auf, die mittels dem Mantel 23 und der Trennstege 18 miteinander verbunden sind.

Die Seitenwandung 25 ist mittig mit der Welle 21 fest verbunden. Die Welle 21 ist in der Achse 20 gelagert und wird mittels eines Antriebsmotors 39 angetrieben. Die Achse 20 ist an einem Gestell 48 befestigt. Konzentrisch zur Achse 20 ist das Rohr 19 ebenfalls mit dem Gestell 48 verbunden. Zwischen der Achse 20 und dem Rohr 19 sowie dem Gestell 48 wird die Unterdruckkammer 29 gebildet. Die Un­ terdruckkammer 29 besitzt einen Unterdruckanschluß 49, der zu einer Unterdruckquelle führt. Die Seitenwandung 24 und 25 sowie die Trennstege sind jeweils durch einen Luftspalt von dem Rohr getrennt, so daß sich die Kühltrommel frei drehen kann.

In Fig. 5 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind drei Walzenpaare jeweils so angeordnet, daß ihre Dreh­ achsen jeweils zueinander versetzt sind. Der Abstand der gegenüberliegenden Oberflächen der Walzenpaare ist jeweils so gewählt, daß er etwa der Dicke des Fadenstopfens entspricht. Wenn der Fadenstopfen 12 durch die zwischen den Walzenpaaren gebildete Querschnittsfläche tritt, erfährt er eine Mehrfachumlenkung, welche dazu führt, daß der Faden­ stopfen insgesamt gelockert wird, und dadurch eine bessere Kühlung des Fadenstopfens ermöglicht wird. Darüber hinaus weisen die Walzenpaare jeweils unterschiedliche Durchmesser auf. Diese unterschiedlichen Durchmesser tragen zum einen dazu bei, daß der Fadenstopfen durch kleinere Umlenkradien stärker aufgelockert wird; die Walzenpaare z. B. 40, 41; 42, 43; 44, 45 können jedoch darüber hinaus auch noch eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Die unter­ schiedliche Umfangsgeschwindigkeit der jeweiligen Walzenpaare kann zum einen dadurch realisiert werden, daß die Drehzahl der jeweiligen Walzenpaare konstant gehalten wird, die unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit somit über den unter­ schiedlichen Durchmesser der Walzen realisiert wird. Es ist aber auch möglich, daß die Walzenpaare alle den gleichen Durchmesser aufweisen und die unterschiedliche Umfangsge­ schwindigkeit durch unterschiedliche Drehzahlen der jeweili­ gen Walzenpaare realisiert wird.

Es ist darüber hinaus auch möglich, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenpaare in Abhängigkeit von Parametern der Texturiereinrichtung bzw. des Texturierver­ fahrens gesteuert werden. So ist es z. B. möglich, bei steigender Temperatur in der Heizeinrichtung, welche zu einem verstärkten Zusammenkleben des im Fadenstopfen ver­ einigten Fadens führen kann, die Unterschiede in den Um­ fangsgeschwindigkeiten zwischen den einzelnen Walzenpaaren dahingehend zu verstärken, daß ein stärkeres Lockern des Fadenstopfens realisierbar ist.

Bezugszeichenliste

1 Faden
2 Förderdüse
3 Stauchkammer, Expansionskammer
10 Lieferwerk
11 Förderrolle
12 Fadenstopfen
13 Blasdüse
14 Behandlungstrommel
15 Zufuhrleitung
16 Changiereinrichtung
17 Aufspuleinrichtung
18 Trennstege
19 Rohr
20 Achse
21 Welle
22 Luftspalt
23 Mantel
24 Seitenwandung
25 Seitenwandung
26 Nuten
27 Einschnitt
28 Kühltrommel
29 Unterdruckkammer
30 Fadenkanal
31 Ringkammer
32 Kanal
33 Öffnungen
34 Verschlußklappe
35 Durchbrechung
36 Vorschubschuh
37 Drehrichtung
38 Rille
39 Antrieb
40, 41 Walzenpaar
42, 43 Walzenpaar
44, 45 Walzenpaar
46 Segmente
47 Abschirmelemente, Blende
48 Gestell
49 Sauganschluß

Claims (16)

1. Texturiereinrichtung für einen synthetischen Faden (1) mit einer Förderdüse (13), mit einer daran anschließen­ den Stauchkammer (3) (Expansionskammer), mit einem Förderwerk zum Fördern des Fadenstopfens (12) beim Verlassen der Stauchkammer (3) und mit einer Kühlein­ richtung, über welche der Fadenstopfen (12) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderwerk zwei Walzen (40, 41) aufweist, welche sich im Wege des Fadenstopfens (12) folgen und welchen der Fadenstopfen (12) so zugeführt wird, daß er die Walzen (40, 41) in entgegengesetzter Richtung, zumindest teilweise umschlingt, und daß die zweite (41) der Walzen (40, 41) in einer Umfangsgeschwindigkeit an­ treibbar ist, welche größer ist als die Umfangsge­ schwindigkeit der ersten Walze (40).

2. Texturiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Walzen (40, 41) als Kühl­ einrichtung dient und als Kühltrommel (28) ausgebildet ist.

3. Texturiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (41) eine als Kühleinrichtung dienende Kühltrommel (28) ist.

4. Texturiereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenstopfen (12) zwischen dem Auflaufen auf die Walze (40, 41) und zwischen dem Ablaufen von dieser Walze eine Richtungsänderung von mindestens 45° und nicht mehr als 210° erfährt.

5. Texturiereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsabstand zwischen den beiden Walzen (40, 41) im wesentlichen der Summe der Radien der beiden Walzen (40, 41) und des Durchmessers des Fadenstopfens (12) entspricht.

6. Texturiereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Kühltrommel (28) über einen Saug­ anschluß (49) mit einer Unterdruckquelle verbunden ist und einen ringförmigen Mantelbereich (23) besitzt, der luftdurchlässig ist und zum Überlauf des Fadenstopfens (12) dient.

7. Texturiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der luftdurchlässige Mantelbereich (23) mit rillenförmi­ gen Nuten (26) ausgebildet ist.

8. Texturiereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der mindestens einen Kühltrommel (28) orts­ feste Blenden (47) angeordnet sind, die sich dem Man­ telbereich (23) eng anschmiegen und die im wesentlichen den vom Fadenstopfen (12) nicht umschlungenen Teil des Mantelbereiches (23) abdecken.

9. Texturiereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (47) zwischen 30° und 1° vor dem Auflauf­ punkt des Fadenstopfens (12) auf den luftdurchlässigen Mantelbereich endet.

10. Texturiereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (47) in der ersten Walze (40) 1° bis 30° hinter dem Punkt endet, in welchem der Fadenstopfen (12) die erste Walze (40) verläßt.

11. Texturiereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der mindestens einen Kühltrommel (28) orts­ feste Blenden (47) vorgesehen sind, die um eine Achse (20) der Kühltrommel (28) angeordnet sind, und daß im Innern der Kühltrommel (28) radial ausgerichtete Segmente (46) gebildet sind, wobei die Blenden (47) die Segmente (46) je nach ihrer Stellung abschließen bzw. freigeben.

12. Texturiereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (47) durch ein um die Achse (20) der Kühl­ trommel (28) angeordnetes Rohr (19) gebildet wird und daß die Kühltrommel (28) im Innern durch radiale Trennstege (18) in einzelne Segmente (46) unterteilt ist, wobei die Enden der Trennstege (18) durch einen Luftspalt (22) vom Rohr (19) getrennt sind.

13. Texturiereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstege (18) mit dem Mantel (23) und den Sei­ tenwandungen (24, 25) der Kühltrommel (28) verbunden sind.

14. Texturiermaschine nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit von Walze zu Walze zunimmt.

15. Texturiereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit von Walze zu Walze im Ver­ hältnis (1+D/R) zunimmt, so daß V₂ = V₁ (1+D/R)ist, wobei
R der Radius der ersten Walze (40),
D der Stopfendurchmesser,
V₁ die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Walze (40) und
V₂ die Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Walze (41) ist.

16. Verfahren zum Stauchkammerkräuseln eines synthetischen Fadens mit den Verfahrensschritten:
Fördern des Fadens in einem heißen Gas in eine Stauch­ kammer,
Zusammenpressen des Fadens zu einem Fadenstopfen,
Fördern des Fadenstopfens aus der Stauchkammer,
Ablegen des Fadenstopfens auf einer perforierten Trom­ mel,
Saugen von Kühlluft durch den Fadenstopfen,
Auflösen des Fadenstopfens zu einem Einzelfaden durch Abziehen des Einzelfadens mittels Galette, derart, daß der Einzelfaden tangential von der Kühltrommel abgezo­ gen wird,
Aufwickeln des Einzelfadens,
dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenstopfen beim Kühlen S- oder Z-förmig über zwei angetriebene Walzen mit zumindest teilweiser Um­ schlingung geführt wird und durch die zweite Walze mit größerer Fördergeschwindigkeit als bei der ersten Um­ schlingung gefördert wird.