DE19824210A1 - Fadenverbindung erweitert - Google Patents
Fadenverbindung erweitertInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verbinden eines durchgehenden alten Fadens mit dem Endbereich eines neuen Fadens mittels Druckluftspleißens. Aufgabe ist, ein Verfahren zum Verbinden eines durchgehenden alten Fadens mit dem Endbereich eines neuen Fadens zu schaffen, welches unabhängig von den Eigenschaften der zu verarbeitenden Fäden in weiten Parameterbereichen funktioniert, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verbinden mittels Druckluft-Spleißens kennzeichnet sich dadurch, daß vor dem Druckluft-Spleißen der ursprüngliche Drall der Filamente wenigstens des alten Fadens im Spleißbereich durch Rückdrehen beseitigt wird. Eine derartige Vorrichtung mit bezüglich der Verwirbelungszone vorderen und hinteren Klemmeinrichtungen sowie einer Dreheinrichtung sowie einer Klemmeinrichtung für den neuen Faden kennzeichnet sich dadurch, daß die hintere Klemmeinrichtung für den alten Faden drehbar um die Durchlaufrichtung ausgebildet und drehend antreibbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verbinden eines
durchgehenden alten Fadens mit dem Endbereich eines neuen Fadens mittels
Druckluftspleißens.
Die Notwendigkeit des Verbindens zweier Fäden stellt sich sowohl bei der
Herstellung der Fäden, bei der ein Abreißen des produzierten Fadens auftreten
kann, als auch bei der Fadenverarbeitung, also beim Nähen, Stricken oder
Sticken. Bei der Fadenverarbeitung kann der Grund für das notwendige
Verbinden zweier Fäden ebenfalls ein unerwünschter Fadenriß sein.
In den vorbeschriebenen Fällen besteht dann das Problem darin, zwei
gleichartige Fäden, die jeweils frei endend vorliegen und entsprechend
gehandhabt werden können, miteinander zu verbinden, was bekanntermaßen
durch eine der gängigen Spleiß-Methoden, darunter auch das Druckluft-Spleißen,
gelöst werden kann.
Bei der Fadenverarbeitung besteht jedoch auch die Notwendigkeit, von der
Verarbeitung eines alten Fadens auf einen neuen Faden überzuwechseln, wobei
alter und neuer Faden hinsichtlich Dicke, Anzahl der Filamente, Anzahl der
Einzelfäden, aus denen der Faden gezwirnt ist, sowie hinsichtlich des
Dehnungsverhaltens, der Formbeständigkeit, der Eigenelastizität etc. sehr
verschieden sein können.
Der Zweck der Verbindung des alten Fadens mit dem neuen Faden besteht darin,
nach erfolgter Verbindung den Anfang des neuen Fadens mit Hilfe des
angeknüpften alten Fadens durch den Fadenlaufweg in die fadenverarbeitende
Maschine, beispielsweise den Fadenlaufweg einer Nähmaschine, automatisiert
einziehen zu können, ohne daß ein Einfädeln des vorderen, freien Endes des
neuen Fadens in den Fadenlaufweg von Hand zeitaufwendig erfolgen muß.
Daraus ergibt sich die Forderung, daß die Verbindung zwischen altem und neuem
Faden einerseits ausreichend zugfest sein muß, um damit den neuen Faden
durch den gesamten Fadenlaufweg einzuziehen, und andererseits die
Verbindungsstelle zwischen altem und neuem Faden nicht wesentlich dicker als
einer der beiden Fäden allein sein darf, um durch die verschiedenen Ösen und
Engstellen des Fadenlaufweges ohne allzu großen Widerstand hindurchgleiten zu
können. Insbesondere darf die Verbindungsstelle keine entgegen der Durchlauf
richtung vorstehenden oder abstehenden Fadenenden aufweisen.
Dabei ist es aus z. B. der DE 43 31 553 und der DE 43 44 348 grundsätzlich
bereits bekannt gewesen, einen derartigen Wechsel von einem alten Faden auf
einen neuen Faden durchzuführen, wobei die Fadenverbindung mittels Druckluft
spleißen versucht wurde.
Dabei hat es sich jedoch als Problem erwiesen, unabhängig von den Parametern
der miteinander zu verbindenden Fäden die Verbindung mittels Druckluft
spleißens vollautomatisch herzustellen, also mittels immer gleicher Zeitdauer des
Druckluftspleißens, Druck der einzublasenden Luft, Kanalbreite des Wirbelkanals,
Länge des gespleißten Verbindungsbereiches etc.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Verbinden eines durchgehenden alten Fadens mit dem Endbereich eines neuen
Fadens zu schaffen, welches unabhängig von den Eigenschaften der zu
verarbeitenden Fäden in weiten Parameterbereichen funktioniert, sowie eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 22
gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Verspleißen mittels Druckluft ist grundsätzlich nur bei solchen Fäden möglich,
die aus einer Vielzahl von einzelnen Filamenten bestehen. Die einzelnen
Filamente sind dabei gezwirnt durch Aufbringen einer Torsionskraft auf den
Faden und dessen Einzelfilamente, was beim Herstellen oder Umspulen des
Fadens bewirkt wird. Dadurch liegen - zumindest im Außenbereich des Fadens -
die Filamente in einer helixförmigen Gestalt, dem sogenannten Drall, vor. In
Einzelfällen besteht ein Faden auch aus mehreren, jeweils separat gezwirnten,
Einzelfäden, die dann wiederum aus einer Vielzahl von Filamenten bestehen.
Je stärker ein Faden gezwirnt ist, um so schwieriger ist es, eine zugfeste
Verbindung durch Druckluft-Spleißen herzustellen.
Das Druckluftspleißen bewirkt allgemein, daß durch quer zur Fadenrichtung
eingeschossene Druckluft die Filamente der beiden aneinander liegenden Fäden
voneinander getrennt und dann miteinander verwirbelt und damit auch verhakt
und verknotet werden. Je stärker gezwirnt die Einzelfilamente vorliegen und je
stärker gespannt der Faden ist, um so schwerer ist es, eine Vermischung und
Verknotung der Einzelfilamente der beiden Fäden zu bewirken.
Dies trifft besonders bei einem durchgehenden Faden zu:
Wird ein Faden im Endbereich gespleißt, selbst wenn der Endbereich nicht das freie Ende selbst umfaßt, so bewirkt doch das Anblasen mit der Druckluft ein zumindest teilweises Auflösen des gezwirnten Zustandes der Filamente, da vom freien Ende her diesem Auflösen des Dralles ein relativ geringer Widerstand entgegengesetzt wird, je näher der Endbereich am freien Ende des Fadens liegt.
Wird ein Faden im Endbereich gespleißt, selbst wenn der Endbereich nicht das freie Ende selbst umfaßt, so bewirkt doch das Anblasen mit der Druckluft ein zumindest teilweises Auflösen des gezwirnten Zustandes der Filamente, da vom freien Ende her diesem Auflösen des Dralles ein relativ geringer Widerstand entgegengesetzt wird, je näher der Endbereich am freien Ende des Fadens liegt.
Bei einem durchgehenden Faden ist dies nicht der Fall.
Durch die gezielte Beseitigung des ursprünglichen Dralls der Filamente des
durchgehenden Fadens im Spleißbereich kann dieses Manko jedoch beseitigt
werden. Dazu muß der durchgehende Faden in der Regel vor und hinter dem
Spleißbereich geklemmt und durch Rückdrehen des Dralls dieser ursprüngliche
Drall beseitigt werden, indem eine der Klemmeinrichtungen relativ zur anderen
Klemmeinrichtung um die Durchlaufrichtung des Fadens gedreht wird.
Nun ist es möglich, diese in etwa parallelisierten Filamente des durchgehenden
Fadens in diesem Zustand während des Verspleißens zu halten, also die
entsprechende Klemmung vor und hinter dem Spleißbereich aufrechtzuhalten,
und den damit zu verspleißenden Endbereich des neuen Fadens, sei es das freie
Ende oder ein demgegenüber zurückversetzter Bereich, für das Verspleißen
neben den alten Faden zu legen. Das Verspleißen selbst geschieht in der Regel
in einer Wirbelkammer, also einem Kanal, in dem die beiden Fäden liegen, und in
welchem quer zur Durchlaufrichtung die Druckluftdüse mündet.
Weiterhin hat es sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, diesem Spleißen eine
mechanische Vorverbindung vorangehen zu lassen. Diese besteht darin, nach der
Beseitigung des ursprünglichen Dralles im Spleißbereich des alten Fadens den
gewünschten Endbereich des neuen Fadens daneben zu legen und durch
Wiederherstellung des ursprünglichen Dralls im alten Faden durch dieses
Verzwirnen des alten Fadens auch Filamente des neuen Fadens mit
einzuzwirnen. Dies wird in der Regel mit zusätzlicher Druckluftunterstützung
geschehen, was jedoch nicht zwingend ist.
Für diese mechanische Vorverbindung ist es auch sinnvoll, die Auflösung des
ursprünglichen Dralls des alten Fadens nicht nur bis zur Parallelisierung der
Filamente zu betreiben, sondern ein Überdrehen in einen Gegendrall zu
bewirken.
Wenn anschließend eine Rückdrehung bis in den Zustand des ursprünglichen
Dralles vorgenommen wird, ist hierfür eine größere Anzahl von Umdrehungen
notwendig, und mithin auch die Wahrscheinlichkeit größer, dabei die
kontaktierend anliegenden Filamente des neuen Fadens mit einzuzwirnen.
Das Wiederherstellen des ursprünglichen Dralls des durchgehenden Fadens
kann aktiv durch entsprechendes Erfassen und Verzwirnen des alten Fadens vor
und/oder hinter dem Verbindungsbereich erfolgen, oder passiv, indem die
entsprechende Klemmung des alten Fadens vor und/oder hinter dem
Verbindungsbereich, welche die Aufrechterhaltung der Parallelisierung der
Filamente bzw. des Gegendralls gewährleistet hat, aufgehoben wird. In diesem
Fall wird der alte Faden aufgrund seiner Rückstellkraft und der Torsionswirkung
der außerhalb der Klemmstellen liegenden Bereiche des Fadens seinen
ursprünglichen Drall wieder einnehmen.
Analog ist es auch möglich, dies ergänzend zum alten Faden auch mit dem neuen
Faden durchzuführen, wofür dieser vor und hinter dem Verbindungsbereich
behalten werden muß, so daß der neue Faden nicht am freien Ende, sondern nur
in einem Endbereich beabstandet vom freien Ende mit dem alten Faden
verbunden werden kann.
Nach dieser mechanischen Vorverbindung erfolgt das Druckluft-Spleißen durch
Einschießen von Druckluft quer zur Durchlaufrichtung des Fadens, was in der
Regel in einem nur stirnseitig offenen und am Umfang geschlossenen Kanal
geschieht. Vorzugsweise findet die mechanische Vorverbindung im gleichen
Kanal statt.
Für das Druckluftspleißen hat sich nicht nur die Dimensionierung, sondern auch
die Form des Kanals als wichtig erwiesen. Unter speziellen Umständen kann das
Einschießen von Druckluft stationär an nur einer Stelle in Längserstreckung des
Fadens nicht ausreichen, um eine ausreichend zugfeste Verbindung zwischen
altem und neuem Faden herzustellen. Hierfür müssen dann während des
Spleißens die beiden Fäden relativ zum Kanal, in dem das Druckluftspleißen
erfolgt, in Längsrichtung bewegt werden.
Dabei hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, die Druckluft nicht exakt
quer, sondern schräg zur Durchlaufrichtung der Fäden einzublasen, und dadurch
die beiden Fäden zusammen entlang des Kanals, in dem die Verwirbelung
stattfindet, zu transportieren.
Wenn dabei die zu verspleißende Stelle den Übergang zwischen einem engen
Teil des Kanals zu einem demgegenüber aufgeweiteten Teil des Kanals
durchläuft, ergibt sich ein besonders gutes Spleißergebnis. Das Einblasen der
Druckluft kann dabei entweder in dem engen Teil des Kanals oder - vorzugsweise-
sogar stromaufwärts des engen Teil des Kanals in einem breiten Kanalteil
erfolgen.
Insbesondere wenn das freie Ende eines neuen Fadens am alten Faden
verspleißt werden soll, sollte zu Beginn des Druckluftspleißens der neue Faden
mit seinem freien Ende bereits im engen Teil des Kanals liegen, und zwar
insbesondere über eine Distanz von mindestens 5 mm.
Der durchgehende alte Faden wird für das Neutralisieren des ursprünglichen
Dralls vor und hinter dem Spleißbereich geklemmt, und zwar vor dem
Spleißbereich - in Durchlaufrichtung der Fäden betrachtet - vorzugsweise mittels
Fadenklemmen, Klemmrollen bzw. Klemmwalzen. Insbesondere die hinter dem
Spleißbereich liegende Klemmeinrichtung ist gleichzeitig drehbar um die
Durchlaufrichtung antreibbar angeordnet, und kann mittels einer Dreheinrichtung
angetrieben werden. Insbesondere stellt die Dreheinrichtung sicher, daß
zusätzlich zum drehenden Antrieb, der insbesondere formschlüssig geschieht,
auch der Klemmzustand der Klemmeinrichtung während des Drehens
aufrechterhalten wird. Auch die Dreheinrichtung ist dabei vorzugsweise auf der
Durchlaufachse des Fadens angeordnet, und wird von diesem durchlaufen.
Um die bei der Neutralisation des ursprünglichen Dralles, beim Aufbringen eines
Gegendralles oder beim Wiederherstellen des ursprünglichen Dralles auftreten
den Längenänderungen des durchgehenden Fadens auszugleichen und diesen
dennoch immer gestreckt zu halten, kann die Dreheinrichtung und die damit
zusammenwirkende Klemmeinrichtung in Durchlaufrichtung verschiebbar
angeordnet sein und insbesondere mittels Federkraft so vorgespannt werden, daß
der durchgehende Faden im Spleißbereich gespannt bleibt, z. B in Längsrichtung
oder durch seitliche Auslenkung. Zusätzlich wird - insbesondere als stromabwärts
letztes Element - eine separate Fadenspanneinrichtung vorhanden sein, die den
Faden auch stromabwärts der Verwirbelungseinheit und auch bei deaktivierter
Dreheinrichtung spannen kann.
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren
beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: die Vorrichtung in einem Vertikalschnitt,
Fig. 2: die gleiche Vorrichtung in der Aufsicht,
Fig. 3a-3h: die verschiedenen Verfahrensschritte der Fadenverbindung
in Prinzipdarstellung.
Zunächst soll anhand der Fig. 3 allgemein der Ablauf des Verbindens der
beiden Fäden dargestellt werden:
Fig. 3a zeigt den Ausgangszustand, in dem der Faden 1 verarbeitet wird, und
dabei in Pfeilrichtung, also in Fig. 3a nach rechts, der Verarbeitungsstelle
zugeführt wird, während er von einer auf der linken Seite nicht mehr dargestellten
Spule abgezogen wird. Stromabwärts der Spule befindet sich ein Auslauf 17 für
den alten Faden in Form einer Blendenöffnung oder ähnlichem.
Neben dem alten, verarbeiteten Faden 1 sind ein oder auch mehrere neue Fäden
2, wiederum auf neue Spulen gewickelt, vorhanden, die zur Zeit nicht verarbeitet
werden, und deren freies Ende 15 aus dem entsprechenden Auslauf 18, der
vorzugsweise mit dem Auslauf 17 fluchtet und ebenfalls eine Blendenöffnung in
der gleichen Wand darstellt, hervorragt.
Um das freie Ende 15 dort zu halten, ist der neue Faden 2 mittels einer
entsprechenden dritten Klemmeinrichtung 8 knapp stromaufwärts des Auslaufes
18 geklemmt.
Demgegenüber ist die entsprechende vordere Klemmeinrichtung 6 des momentan
verarbeiteten alten Fadens 1 offen, um dessen Abziehen von der Spule nicht zu
behindern. Dabei kann der Auslauf bzw. die Blende selbst jeweils als
Klemmeinrichtung ausgebildet sein.
Stromabwärts des Auslaufes 17 läuft der neue Faden 1 - zumindest unmittelbar
vor dem Fadenwechsel - durch den Kanal 11, 12 der Verwirbelungseinheit sowie
die stromabwärts zu dieser knapp dahinter angeordnete hintere Klemmeinrichtung
7, die bei der Verarbeitung des Fadens 1 ebenfalls offen ist.
Diese hintere Klemmeinrichtung 7 kann nicht nur quer zur Durchlaufrichtung 10
des Fadens geöffnet und geschlossen werden, sondern darüber hinaus auch um
die Durchlaufrichtung 10 herum in beide Richtungen gedreht werden, wodurch bei
geschlossener hinterer Klemmeinrichtung 7 ein entsprechender Drall bzw.
Gegendrall auf den darin gehaltenen Faden 1 aufgebracht wird, sofern dieser
auch noch an einer weiteren Stelle, beispielsweise der vorderen Klemm
einrichtung 6, geklemmt gehalten wird.
Die stromabwärts oder an der Klemmeinrichtung 7 vorhandene Spanneinrichtung
34 ist dabei deaktiviert. Dies bedeutet, daß der alte Faden 1 durch die Öse 35
dieser Spanneinrichtung ohne ausgelenkt zu werden durchläuft.
Falls die Spanneinrichtung aktiviert ist, lenkt sie den Faden seitlich aus und
verlängert damit dessen Laufweg, indem die Öse 35, durch welche der
verarbeitete Faden läuft, mittels einer seitlich angeordneten Drahtbügelfeder 36
quer zur Fadenrichtung ausgelenkt wird. Dies geschieht, indem die
Drahtbügelfeder 36 an dem von der Öse 35 abgewandten Ende an einem
ortsfesten Punkt so befestigt ist, daß sie die Öse 35 aus dem Laufweg des
Fadens heraus quer zu versetzen trachtet.
Die Deaktivierung erfolgt, indem diese Drahtbügelfeder 36 oder die Öse 35 mittels
Anlegen eines z. B. formschlüssigen Fixierers 38 in derjenigen Lage gehalten
werden, in der keine Auslenkung des Fadens gegeben ist, sondern dieser die
Öse 35 vorzugsweise berührungslos durchläuft.
Soll nun bei der Fadenverarbeitung von der Fadenverarbeitung des alten Fadens
1 auf den neuen Faden 2 übergegangen werden, so wird zunächst gemäß Fig. 3b
die Verwirbelungseinheit 3 sowie die hintere Klemmeinrichtung 7 und die
Dreheinrichtung 9 quer zur Durchlaufrichtung 10 des Fadens und zusammen mit
diesem verschoben, bis der Kanal 11, 12 in der Verwirbelungseinheit 3 und der
Durchlaß zwischen den Klemmelementen der hinteren Klemmeinrichtung 7 mit
dem Auslaß 18 des neuen Fadens 2 fluchten. Spätestens dann wird die
Verarbeitung des alten Fadens 1 gestoppt, und dessen vordere Klemmeinrichtung
6 aktiviert, so daß der Faden dort, also stromaufwärts der Verwirbelungseinheit 3,
geklemmt wird.
Die Spanneinrichtung 34 ist dabei bereits aktiviert, um das durch den langen
Verarbeitungsweg des Fadens beim Faden vorhandenes Spiel auszugleichen.
Stromabwärts der Fadenspanneinrichtung 34, also durch die rechts von den
Figuren nicht mehr sichtbare Hindurchführung des Fadens 1 durch Führungen,
weitere Ösen etc. der fadenverarbeitenden Maschine kann der Faden 1 in diesem
Zustand rechts der Spanneinrichtung 34 als quasi geklemmt betrachtet werden.
Ebenso wird auch die hintere, stromabwärts der Verwirbelungseinheit 3
angeordnete, Klemmeinrichtung 7 aktiviert, wodurch der neue Faden 1 drehfest in
der drehbaren Dreheinrichtung 9 gehalten wird, wie in Fig. 3c dargestellt.
Diese Dreheinrichtung 9 wird nun in Drehung versetzt entgegen des ursprünglich
im alten Faden 1 vorhandenen Dralls, und zwar so lange, bis im Bereich zwischen
vorderer und hinterer Klemmeinrichtung 6, 7 nicht nur der ursprüngliche Drall
aufgehoben, sondern auch durch Überdrehen ein Gegendrall in die Gegen
richtung im alten Faden 1 erzeugt ist.
Im Bereich stromabwärts der hinteren Klemmeinrichtung 7 wird dadurch der
ursprünglich vorhandene Drall noch verstärkt. Dadurch wird der Faden kürzer,
was durch ein geringeres Auslenken der Spanneinrichtung 34 ausgeglichen wird.
Im Bereich zwischen den Klemmeinrichtungen 6 und 7 tritt dabei eine Längung
des Fadens 1 auf. Diese kann durch Verschiebung der Dreheinrichtung 9 in
Durchlaufrichtung 10 ausgeglichen werden. Der Fadenbereich stromabwärts, also
rechts der Klemmeinrichtung 7 wird nicht lose, da sich dort durch Drallverstärkung
der Faden verkürzt.
Anschließend wird die Klemmeinrichtung 8 des neuen Fadens 2 gelöst - wie in
Fig. 3d dargestellt - und dieser neue Faden in Fadendurchlaufrichtung 10 in den
Kanal der Verwirbelungseinheit 3 eingebracht. Die Verwirbelungseinheit 3 besteht
dabei in Durchlaufrichtung hintereinander aus einer Wirbeldüse 4 und einer
Wirbelkammer 5, die unmittelbar aneinander angrenzen und insbesondere
einstückig miteinander ausgebildet sind. Beide weisen fluchtende Kanäle 12 bzw.
11 auf, wobei die in Durchlaufrichtung zunächst zu durch laufende Wirbeldüse 4,
in der sich auch die - nur in den Fig. 1 und 2 dargestellte - Druckluftmündung
19 befindet - einen relativ großen Durchmesser besitzt von ca. 2,5 mm. Dadurch
ist dort ein Einführen des neuen Fadens 2 neben dem bereits in dem Kanal 12 der
Wirbeldüse 4 liegenden durchgehenden alten Faden 1 problemlos möglich.
In Durchlaufrichtung 10 schließt sich daran der Kanal 11 der Wirbelkammer 5 an,
wobei die Wirbelkammer 5 unmittelbar und vorzugsweise dicht an die Wirbeldüse
4 anschließt oder einstückig mit dieser ausgebildet ist.
In der Wirbelkammer 5 ist der erste Teil des Kanals ein enger Teil 11a, der über
eine Aufweitungsstelle 13 in den danach folgenden, fluchtenden, aufgeweiteten
Teil 11 b des Kanals übergeht. Der enge Teil des Kanals besitzt einen
Durchmesser von ca. 1,5 mm und ist etwa 10-20 mm lang, wobei von einem
durchschnittlichen Fadendurchmesser im Ausgangszustand von 0,05-0,3 mm
ausgegangen wird.
Der sich anschließende aufgeweitete Teil 11b besitzt einen Durchmesser von 2,5-3,5 mm, und sollte wenigstens einen Durchmesser entsprechend dem Kanal 12
der Wirbeldüse 4 besitzen.
Die Aufweitungsstelle besteht aus einem konusartigen Übergang mit einer
Konusschräge von etwa 60°.
Dabei wird der neue Faden 2 wenigstens soweit in die Verwirbelungseinheit 3
vorgeschoben, daß er mit seinem freien Ende 15 bereits im engen Teil 11 a des
Kanals der Wirbelkammer 5 liegt also den Kanal 12 der Wirbeldüse 4 durchläuft.
Das Einbringen des neuen Fadens 2 erfolgt vorzugsweise ebenfalls mittels Luft:
Zunächst wird die Klemmeinrichtung 8 des neuen Fadens 2 gelöst, um diesen von seiner Spule abziehen zu können. Gleichzeitig oder anschließend wird entweder über die Druckluftmündung 19 in der Wirbeldüse 4 Luft eingeblasen, eventuell mit einem wesentlich niedrigeren Druck und Luftmenge pro Zeiteinheit als beim späteren Verwirbeln, um dadurch den neuen Faden 2 zunächst in die Wirbeldüse 4 einzusaugen und weiterhin vorzuschieben bis in den engen Kanal 11 a der Wirbelkammer 5.
Zunächst wird die Klemmeinrichtung 8 des neuen Fadens 2 gelöst, um diesen von seiner Spule abziehen zu können. Gleichzeitig oder anschließend wird entweder über die Druckluftmündung 19 in der Wirbeldüse 4 Luft eingeblasen, eventuell mit einem wesentlich niedrigeren Druck und Luftmenge pro Zeiteinheit als beim späteren Verwirbeln, um dadurch den neuen Faden 2 zunächst in die Wirbeldüse 4 einzusaugen und weiterhin vorzuschieben bis in den engen Kanal 11 a der Wirbelkammer 5.
Ebenso ist jedoch auch ein Einsaugen mittels Unterdruck durch Ansetzen einer
Unterdruckquelle am stromabwärtigen Ende der Verwirbelungseinheit 3 möglich,
oder mit einer separaten Einblasdüse im Bereich zwischen vorderer Klemme und
Messer.
Die Spanneinrichtung 34 bleibt dabei aktiviert und in ihrer seitlichen Auslenkung
gegenüber dem Zustand der Fig. 3c in etwa gleich.
Anschließend erfolgt - gemäß Fig. 3e - die mechanische Vorverbindung, indem
beim alten durchgehenden Faden 1 der ursprüngliche Drall wiederhergestellt
wird, und dadurch die Filamente des daneben liegenden neuen Fadens 2 bei
dieser Verzwirnung zum Teil mit dem alten durchgehenden Faden 1 verdreht und
verschlungen werden.
Das Rückdrehen erfolgt passiv, indem die hintere Klemmeinrichtung 7 des alten
Fadens 1 geöffnet wird, während die vordere Klemmeinrichtung 6 vorzugsweise
geschlossen bleibt. Dadurch dreht sich der alte Faden 1 im Bereich zwischen
vorderer und hinterer Klemmeinrichtung 7 zurück bis in annähernd den
ursprünglichen Drallzustand, bedingt durch den stromabwärts der hinteren
Klemmeinrichtung 7 vorhandenen zu starken Drall.
Dabei bleibt die Spanneinrichtung 34 des Fadens aktiviert, und die Auslenkung
nimmt zu, da durch Einnehmen des nahezu ursprünglichen Drallzustandes des
Fadens auch dessen vorherige Länge wieder weitgehend erreicht wird.
Alternativ dazu könnte der alte Faden 1 auch bei geschlossener Klemm
einrichtung 7 mittels der Dreheinrichtung 9 aktiv in den ursprünglichen
Drallzustand zurückgedreht werden.
Diese mechanische Vorverbindung durch Verschlingung der Filamente des alten
und des neuen Fadens ist bereits ausreichend, um beim anschließenden Druck
luftspleißen die beiden Fäden 1 und 2 gemeinsam in Durchlaufrichtung 10 durch
die Verwirbelungseinheit 3 zu bewegen, wie in Fig. 3f dargestellt:
Die - nur in den Fig. 1 und 2 dargestellte - Druckluftmündung 19 befindet sich dabei vorzugsweise in etwa der Mitte des Kanals 12 des Wirbeldüse, schräg in Richtung auf die Wirbelkammer 5 gerichtet. Dadurch ergibt sich eine Druckluft strömung im Kanal 12 und 11 primär in Durchlaufrichtung 10, und nicht entgegen der Durchlaufrichtung. Zusätzlich können - zur Verbesserung des Spleißergebnisses - bei gelösten Klemmeinrichtungen 6 und 8 für den alten bzw. neuen Faden 1, 2 die beiden Fäden gemeinsam in Durchlaufrichtung 10 bewegt werden, so daß eine Druckluftverspleißung über einen definierten Längenbereich stattfindet. Die Verspleißungslänge wird dann gesteuert, indem eine oder beide der Klemmeinrichtungen 6 bzw. 8, die in Durchlaufrichtung vor der Verwirbelungseinheit 3 liegen, nicht vollständig geöffnet werden, sondern nur über eine solche Zeitdistanz oder - bei Verwendung von Klemmrollen als Klemmelementen - über so viele Umdrehungen, bis die gewünschte Verwirbe lungsstrecke erreicht ist. In der Regel ist dies jedoch nicht notwendig.
Die - nur in den Fig. 1 und 2 dargestellte - Druckluftmündung 19 befindet sich dabei vorzugsweise in etwa der Mitte des Kanals 12 des Wirbeldüse, schräg in Richtung auf die Wirbelkammer 5 gerichtet. Dadurch ergibt sich eine Druckluft strömung im Kanal 12 und 11 primär in Durchlaufrichtung 10, und nicht entgegen der Durchlaufrichtung. Zusätzlich können - zur Verbesserung des Spleißergebnisses - bei gelösten Klemmeinrichtungen 6 und 8 für den alten bzw. neuen Faden 1, 2 die beiden Fäden gemeinsam in Durchlaufrichtung 10 bewegt werden, so daß eine Druckluftverspleißung über einen definierten Längenbereich stattfindet. Die Verspleißungslänge wird dann gesteuert, indem eine oder beide der Klemmeinrichtungen 6 bzw. 8, die in Durchlaufrichtung vor der Verwirbelungseinheit 3 liegen, nicht vollständig geöffnet werden, sondern nur über eine solche Zeitdistanz oder - bei Verwendung von Klemmrollen als Klemmelementen - über so viele Umdrehungen, bis die gewünschte Verwirbe lungsstrecke erreicht ist. In der Regel ist dies jedoch nicht notwendig.
Für das Ergebnis des Druckluftspleißens hat sich vor allem der enge Teil 11 a am
Anfang der Wirbelkammer 5 und die nachfolgende Aufweitungsstelle 13 zum
aufgeweiteten Teil 11b hin als wesentlich erwiesen:
Die Druckluft strömt auch durch den engen Teil 11 a des Kanals in Durchlauf richtung ab, und erzeugt auch dort starke Turbulenzen, was zu einem seitlichen Ausschlagen der Filamente in unregelmäßiger Art und Weise führt. Durch die eng umgrenzenden Kanalwände schlagen die Filamente zeitlich auch in den Bereich des jeweils benachbarten Fadens hinein, und verknoten sich mit den Filamenten dieses anderen Fadens.
Die Druckluft strömt auch durch den engen Teil 11 a des Kanals in Durchlauf richtung ab, und erzeugt auch dort starke Turbulenzen, was zu einem seitlichen Ausschlagen der Filamente in unregelmäßiger Art und Weise führt. Durch die eng umgrenzenden Kanalwände schlagen die Filamente zeitlich auch in den Bereich des jeweils benachbarten Fadens hinein, und verknoten sich mit den Filamenten dieses anderen Fadens.
Ab der Aufweitungsstelle 13 steht seitlich mehr Raum für das Abströmen der
Druckluft zur Verfügung. Die Filamente sind bereits stark miteinander verknotet,
und können aufgrund der mechanischen Verbindung mit benachbarten
Filamenten nur noch wenig zur Seite, nach außerhalb des gespleißten Fadens,
ausschlagen. Der seitliche Freiraum bewirkt jedoch offensichtlich, daß die
abströmende Druckluft in diesem umgebenden Ringraum relativ ungehindert
abströmen kann, wobei die Druckluft entlang der Außenfläche des Fadens streift,
und dabei offensichtlich glättend einwirkt, da in diesem Ringraum außerhalb der
Spleißstelle im aufgeweiteten Kanal 11b die Druckluft nunmehr offensichtlich
primär laminar abströmt. Insbesondere muß die Druckluft nicht mehr den
hindernisreichen Weg im Inneren der Spleißstelle und um die einzelnen
Filamente herum suchen.
Obwohl die Zusammenhänge im einzelnen nicht detailliert bekannt sind, führt dies
dazu, daß die Spleißstelle nicht nur eine feste Verbindung zwischen dem alten
und dem neuen Faden aufweist, sondern auch eine glatte Oberfläche.
Dabei bleibt die Spanneinrichtung 34 ebenfalls aktiviert, und lenkt den Faden
sogar stärker aus als im Zustand der Fig. 3e, da aufgrund der dynamischen
Bewegung des Fadens mittels Druckluftspleißens das in allen Fadenführungen
vorhandene Spiel gelöst wird und zu einer Längung des Fadens führt.
Nach Beenden des Druckluftspleißens - wie in Fig. 3g dargestellt -, wird mittels
eines Messers 20 der alte Faden 1 knapp stromaufwärts der Verwirbelungseinheit
3, nämlich vorzugsweise direkt an dem Auslauf 17 des alten Fadens 1, abge
schnitten, wobei vorzugsweise die vorhandene vordere Klemmeinrichtung 6 des
alten Fadens 1 geklemmt ist, wie dies Fig. 3g zeigt.
Auch dabei ist die Spanneinrichtung 34 aktiviert, und gleicht die beim
Durchtrennen des alten Fadens auftretenden Längsbewegungen des Fadens
bzw. der miteinander verbundenen beiden Fäden aus.
Anschließend wird der neue Faden 2 mit Hilfe des alten Fadens 1 in
Durchlaufrichtung 10 aus der Verwirbelungseinheit 3 heraus und durch den
gesamten Fadenweg der nicht dargestellten fadenverarbeitenden Maschine
hindurchgezogen, und der Verbindungsvorgang ist beendet, wie in Fig. 3h
dargestellt.
Dabei ist die Fadenspanneinrichtung 34 deaktiviert, um dem Faden keinen
zusätzlichen Widerstand entgegenzusetzen. Die Deaktivierung erfolgt wiederum - wie in Fig. 3a dargestellt - durch Anlegen des Fixierers 38.
Der Aufbau der gesamten Verbindungseinheit ist in den Fig. 1 im Vertikal
schnitt, geschnitten in Durchlaufrichtung 10, und in Fig. 2 in der Aufsicht
dargestellt.
Dabei zeigt Fig. 1a den aktivierten, geklemmten Zustand der hinteren Klemm
einrichtung 7, während Fig. 1b diese Klemmeinrichtung 7 im deaktivierten,
geöffneten Zustand zeigt.
Die Verwirbelungseinheit 3 besteht - wie schon anhand der-Fig. 3 erläutert -
aus in Durchlaufrichtung 10 hintereinander liegender Wirbeldüse 4 und
Wirbelkammer 5 mit fluchtenden Kanälen 12 bzw. 11. In Durchlaufrichtung 10
unmittelbar anschließend, mit möglichst geringem Abstand oder dicht
angeschlossen, folgt die hintere Klemmeinrichtung 7, deren Zentralkörper 7a
einen mit den Kanälen 11, 12 fluchtenden, durchgehenden Kanal 7b,
vorzugsweise ebenfalls mit rundem Querschnitt, aufweist. In dem Grundkörper 7a
sind in längsverlaufenden Nuten auf der Außenseite jeweils gegenüberliegend
L-förmige Klemmbacken 23a, 23b im stromaufwärtigen Teil schwenkbar gelagert.
Mit ihrem kurzen Schenkel umgreifen die Klemmbacken 23a, 23b das
stromabwärtige stirnseitige Ende des Grundkörpers 7a, und können dort im
aktivierten Zustand gegeneinander gepreßt werden und den in den Fig. 1 und
2 nicht dargestellten Faden zwischen sich klemmen.
Die Klemmbacken 23a, 23b sind in den deaktivierten Zustand vorgespannt mittels
einer Ringfeder 24, die um den Außenumfang der Klemmbacken 23a, 23b
stromaufwärts deren Lagerungsstelle gelegt ist.
Die Klemmbacken 23a, 23b besitzen vorzugsweise an ihren stromabwärtigen,
nach außen gerichteten Ecken eine Abschrägung 25.
Die Nut 26 des Grundkörpers 7a, in welchem die Klemmbacken 23a, 23b gelagert
sind, sind nur geringfügig breiter als diese Klemmbacken 23a, 23b.
Der Grundkörper 7a ist zusammen mit den Klemmbacken 23a, 23b drehbar um
die Durchlaufrichtung in einer Tragwand 27 drehbar gelagert.
In einer weiteren Tragwand 28, die weiter stromabwärts angeordnet ist, ist ein
topfförmiger Drehkopf 29 drehbar gelagert, dessen Innenausformung am
stirnseitigen Ende entsprechend der Gegenkontur an der stromabwärtigen
Stirnseite des Grundkörpers 7a der hinteren Klemmeinrichtung 7 geformt ist.
Durch die Konusform wird beim Heranschieben des Drehkopfes 29 entgegen der
Durchlaufrichtung 10 der Drehkopf 29 gegen die Stirnseite des Grundkörpers 7a
der Klemmeinrichtung 7 gedrückt.
Der Drehkopf 29 wird mittels eines Motors 22 angetrieben, der mit dem Drehkopf
29 beispielsweise über eine Zahnradpaarung 31 drehfest verbunden ist.
Die gesamte Tragwand 28, in der der Drehkopf 29 gelagert ist, ist entlang von
beidseits des Fadendurchganges entlang der Durchlaufrichtung 10 angeordneten
Führungsstangen 32a, 32b verschiebbar, wobei die Tragwand 28 mittels Federn
33 von der vorderen Tragwand 27 weggedrückt wird, so daß durch diese Federn
33, die als Spiralfedern um die Führungsstangen 32a, 32b herum angeordnet
sind, der Drehkopf 28 in die von den Klemmbacken 23a, 23b entfernte Position
vorgespannt wird, also die Klemmbacken 23a, 23b sich öffnen können.
Unmittelbar stromaufwärts der Verwirbelungseinheit 3 befindet sich die Blende 21
mit dem Auslauf 17, 18 für den alten bzw. neuen Faden, und unmittelbar
stromaufwärts der Blende 21 befindet sich die vordere Klemmeinrichtung 6, die
hier durch Klemmrollen, die in Querrichtung zur Durchlaufrichtung gegeneinander
bewegbar sind, realisiert ist.
1
alter Faden
2
neuer Faden
3
Verwirbelungseinheit
4
Wirbeldüse
5
Wirbelkammer
6
vordere Klemmeinrichtung
7
hintere Klemmeinrichtung
7
a Grundkörper
7
b Kanal
8
dritte Klemmeinrichtung für
neuen Faden
9
Dreheinrichtung
10
Durchlaufrichtung
11
a enger Teil des Kanals
11
b aufgeweiteter Teil des
Kanals
12
vorgeschalteter, breiter
Kanal
13
Aufweitungsstelle
14
Endbereich
15
freies Ende
16
Spleißbereich
17
Auslauf alter Faden
18
Auslauf neuer Faden
19
Druckluftmündung
20
Messer
Blende
22
Motor
23
a,
23
b Klemmbacken
24
Ringfeder
25
Abschrägung
26
Nut
27
Tragwand
28
Tragwand
29
Drehkopf
30
Nut
31
Zahnradpaarung
32
Führungsstange
33
Feder
Claims (25)
1. Verfahren zum Verbinden eines durchgehenden alten Fadens (1) mit dem
Endbereich (14) eines neuen Fadens (2) mittels Druckluft-Spleißens,
dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem Druckluft-Spleißen der ursprüngliche Drall der Filamente wenigstens des
alten Fadens (1) im Spleißbereich durch Rückdrehen beseitigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der ursprüngliche Drall der Filamente nicht nur beseitigt wird, sondern ein
Überdrehen in einen Gegen-Drall erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der neue Faden (2) mit seinem Endbereich (14) neben dem Spleißbereich des
alten Fadens, dessen ursprünglicher Drall beseitigt oder gar in einem Gegendrall
überdreht ist, gelegt und insbesondere in Kontakt mit diesem gebracht wird und
anschließend die Rückdrehung bzw. Überdrehung der Filamente des alten
Fadens aufgehoben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Rückdrehung bzw. Überdrehung der Filamente des alten Fadens durch
aktives Verdrehen in den Zustand des ursprünglichen Dralls aufgehoben wird.
5. Verfahren nach Anspruch (3),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Rückdrehung bzw. Überdrehung der Filamente des alten Fadens durch
passives Beseitigen mittels Aufheben der Klemmung des alten Fadens und
selbsttätiger Verdrehung in Richtung des ursprünglichen Dralles aufgehoben wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Anordnen des neuen Fadens (2) neben dem alten Faden (1) in einem Kanal
(11, 12) erfolgt, indem der neue (2) Faden mittels Luft in Durchlaufrichtung (10)
eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der neue Faden (2) dabei mit seinem freien Ende (15) neben den Spleißbereich
(16) des alten Fadens (1) gelegt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Filamente des neuen Fadens (2) am freien Ende (15) wenigstens teilweise
drallbeseitigt und/oder parallelisiert sind.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der neue Faden (2) mit seinem freien Ende (15) im engen Teil (11a) des
umgebenden Kanals (11) zu liegen kommt, während die stromaufwärts - in
Einbringungsrichtung des alten Fadens (1) betrachtet - liegenden Bereiche des
neuen Fadens (2) in einem demgegenüber breiteren Teil (12) des Kanals liegen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der enge Teil (11a) des Kanals eine Breite von 1-2 mm, insbesondere eine Breite
von ca. 1,5 mm, aufweist, bei einem Durchmesser der zu verarbeitenden Fäden
im Ausgangszustand von 0,05 mm-0,3 mm.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der stromaufwärts gelegene, vorgeschaltete breitere Kanal (12) eine Breite von 2-3, mm
insbesondere von 2,5 mm aufweist, bei einer Dicke der zu verarbeitenden
Fäden (1, 2) im ursprünglichen Zustand von 0,05 mm-0,3 mm.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Druckluft-Verspleißen nach der Durchführung der mechanischen
Vorverbindung mittels Wiederherstellung des ursprünglichen Dralles des alten
Fadens (1) durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Druckluftspleißen durch Einblasen von Druckluft in den vorgeschalteten
breiten Kanal (12) geschieht.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Einblasen von Druckluft in den vorgeschalteten breiten Kanal (12) schräg zur
Durchlaufrichtung (10) und in Richtung auf den engen Teil (11a) des Kanals hin
erfolgt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich an den engen Teil des Kanals (11a) in Durchlaufrichtung ein demgegenüber
breiterer aufgeweiteter Teil (11b) anschließt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der enge Teil (11a) eine Länge von wenigstens 5 mm, vorzugsweise von
wenigstens 10 mm, besitzt.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der enge Teil des Kanals (11a) einen Durchmesser des wenigstens 3fachen
insbesondere des wenigstens 5fachen des Durchmessers des dickeren der
beiden zu verarbeitenden Fäden (1,2) im Ausgangszustand beträgt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Übergang vom engen Teil (11a) des Kanals zum aufgeweiteten Teil (11b)
durch einen Konusbereich von etwa 60° erfolgt.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der alte Faden (1) beim Zurückdrehen in Richtung des ursprünglichen Dralls
gestreckt gehalten wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der alte Faden (1) gestreckt gehalten wird mit einer Kraft von 0,3 Pond-3 Pond.
21. Vorrichtung zum Verbinden eines durchgehenden alten Fadens (1) mit dem
Endbereich (15) eines neuen Fadens (2) mittels Druckluftspleißens, insbesondere
zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrens
ansprüche, mit
- - bezüglich der Verwirbelungszone (3) vorderen und hinteren Klemm einrichtungen (5, 6) sowie
- - einer Dreheinrichtung (9) sowie
- - einer dritten Klemmeinrichtung (8) für den neuen Faden (2), dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Klemmeinrichtung (7) für den alten Faden drehbar um die Durchlauf richtung (10) ausgebildet und drehend antreibbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dreheinrichtung (9) die hintere Klemmeinrichtung (7) für den alten Faden
drehend antreibt.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dreheinrichtung (9) auf der Durchlaufrichtung (10) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dreheinrichtung (9) die hintere Klemmeinrichtung (7) kraftschlüssig antreibt
und dabei in der Klemmposition hält.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dreheinrichtung (9) die Klemmeinrichtung (7) durch Bewegung in bzw. gegen
die Durchlaufrichtung (10) in der Klemmposition hält.
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