DE2050493A1

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Info

Publication number: DE2050493A1
Application number: DE19702050493
Authority: DE
Priority date: 1969-10-14
Filing date: 1970-10-14
Publication date: 1971-04-22
Also published as: US3706192A; GB1293832A; FR2065933A5

Description

Vorrichtung zum Falschzwirnen synthetischer Garne

Priorität: 14. Oktober 1969 / Holland Anmelde-Nr.: 69-15479} 69-15480; 69-15481; 69-15482

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Falschzwirnen synthetischer Garne, die eine Garntransporteinrichtung und ein pneumatisches Fälschzwirnglied umfaßt, welches von einer vorzugsweise im wesentlichen zylindrischen Kammer gebildet ist, längs deren Umfang und in tangentialer Richtung Druckluft einblasbar ist und an deren Stirnflächen Einlaufund Auslaufkanäle für das zu behandelnde Garn vorgesehen sind.

Eine Vorrichtung der oben erwähnten Art ist bereits bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es mit den bekannten Vorrichtungen praktisch unmöglich ist, dem Garn eine ausreichende Winkelgeschwindigkeit zu vermitteln, um im Garn eine zeitweilige Verzwirnung des erwünschten Grades zu erreichen. Diese Schwierigkeiten werden mit dem heutigen Streben nach Anwendung stets steigender Garntransportgeschwindigkeiten noch vergrößert.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der oben erwähnten Art zu schaffen, die diesen Nachteil nicht hat.

Zur Lösung der obengenannten Aufgabe zeichnet sich die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch aus, daß der Innendurchmesser der Kammer größer ist als der Innendurchmesser des Einlauf- und Auslaufkanals und daß die Länge des Einlauf- und Auslaufkanals mindestens zehnmal so groß ist wie deren Innendurchmesser. Gemäß der Erfindung ist der Innendurchmesser der Kammer mindestens 1,2- bis 1,5mal so groß wie der Innendurchmesser des Einlauf- und Auslaufkanals. Ein zufriedenstellendes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung erhält man, wenn die Länge des Einlauf- und Auslaufkanals 25-bis 150mal so groß ist wie deren In- <x* ^durchmesser. Unter Verwendung einer Vorrichtung nach der Erfindung ist es möglich, dem Garn eine Winkelgeschwindigkeit von bis zu einigen Millionen Umdrehungen pro Minute zu geben. Dies ermöglicht es, in Kombination mit einer Transportgesehwindigkeit von beispielsweise 300 bis 800 m/min, was eine hohe Geschwindigkeit für ein Falschzwirnverfahren ist, dem Garn eine zeitweilige Drehung, d.h. eine Falschzwirnung in bekanntem Ausmaß zu übermitteln.

Zu Versuchszwecken wurde die Vorrichtung nach der Erfindung zum Falschzwirnen eines 6-fädigen Polyamidgarns mit einer Gesamtstärke von 20 den verwendet. Während das Garn mit einer Geschwindigkeit von 700 m/min weiterbewegt wurde, wurde es in einer pneumatischen Falschzwirnvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 3»5 Millionen U/min in Umdrehung versetzt. Hierdurch wurde im Garn eine zeitweilige Drehung^-oder Falschver-

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zwirnung in einer Größenordnung von — = 5000 Drehungen pro Meter geschaffen.

Die hohe Umdrehungsgeschwindigkeit des Garns in der Vorrichtung nach der Erfindung beruht wahrscheinlich darauf, daß

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das Garn sich an der Innenseite der nach der Erfindung verhältnismäßig langen Einlauf- und Auslaufkanäle der Kammer abrollt. Die Druckluft, die längs des Umfangs und in tangentialer Richtung in die Kammer eingeöLasen wird, entweicht durch die an den Stirnflächen der Kammer vorgesehenen Einlauf- und Auslaufkanäle an die Umgebungsluft. Einlauf- und Auslaufkanal haben einen viel kleineren Durchmesser als die Kammer, so daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der Luft erheblich zunimmt, wenn die Luft in diese Kanäle eintritt.

Da ferner der Innendurchmesser des Einlauf- und Auslaufkanals erheblich viel größer ist als der Durchmesser des zu behandelnden Garns, welches beispielsweise eine Stärke von 20 den nahen kann, erfolgt das Abrollen des Garns an der Innenseite der Kanäle unter hohem übersetzungsverhältnis, einem weiteren Paktor, der zu einer hohen Umdrehungsgeschwindigkeit des Garns beiträgt.

Trotz der hohen Drehgeschwindigkeiten kann das Verfahren ohne weiteres in Gang gesetzt und glatt fortgeführt werden, wenn die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß hinter einem pneumatischen ersten Falschzwirnglied ein weiteres, nicht pneumatisches Falschzwirnglied vorgesehen ist, welches dazu dient, dem Garn mindestens.5 bis 10%, insbesondere 30 bis 4056, der gesamten, zeitweise im Garn vorhandenen Verdrehung zu übermitteln. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist vorteilhafterweise dadurch gekennzeichnet, daß jenes andere Falschzwirnglied von einer angetriebenen Falschzwirnspindel oder einer Reibungsscheibe, oder von einer sich drehenden, von Garn umschlungenen Walze oder Hülse gebildet ist, deren Längsachse sich unter einem Winkel zur Längsrichtung des Garns erstreckt.

Die aus wirtschaftlichen Gründen benötigten hohen Geschwindigkeiten sind dann anwendbar und das richtige Streckver-

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hältnis zum endgültigen Erzielen eines Garns von bestimmter Stärke wählbar, wenn sich die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch auszeichnet, daß sowohl das pneumatische erste Falschzwirnglied als auch das zweite Falschzwirnglied zwischen der Garnzufuhreinrichtung und der Streckeinrichtung angeordnet sind.

Bei den. bekannten Falschzwirnvorrichtungen wird das Garn in bekannter Weise vor dem Falschzwirnglied nacheinander erhitzt und abgekühlt.

Das Abkühlen erfolgt dadurch, daß das Garn nach dem Verlassen des Heizelements über eine verhältnismäßig lange Strecke, beispielsweise 400 bis 500 mm, durch die Umgebungsluft geführt wird, ehe es das Falschzwirnglied'"erreicht. Im Fall der bekannten Vorrichtung erfordert der außerordentlich hohe wirtschaftliche Wert der Garngeschwindigkeit wegen der Kombination mit dem Streckverfahren eine noch längere Kühlzone zwischen dem Heizelement und dem Falschzwirnglied, was wegen der vorhandenen Höhe und des zur Verfügung stehenden Raums schwer durchzuführen ist. Gemäß der Erfindung soll daher eine Falschzwirnvorrichtung geschaffen werden, bei der der Abstand zwischen dem pneumatischen Falschzwirnglied und dem Heizelement nicht mehr als etwa 250 mm beträgt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung beträgt dieser Abstand zwischen dem pneumatischen Falschzwirnglied und dem Heizelement etwa 20 bis 35 mm. Trotz der kurzen Länge der Abkühlzone zwischen dem Falschzwirnglied und dem Heizelement hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß selbst bei Geschwindigkeiten von 500 bis 1000 m/min, was für Falschzwirnverfahren ungewöhnlich hohe Geschwindigkeiten sind, die Vorrichtung nach der Erfindung für zufriedenstellende Abkühlung sorgt und daß eine längere Abkühlzone sogar einen nachteiligen Einfluß auf die Qualität des Garns hat. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel

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der Vorrichtung nach der Erfindung ist der Abstand zwischen dem pneumatischen Falschzwirnglied und dem Heizelement verstellbar.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Ergebnisse sind in einfacher Weise noch dadurch zu verbessern, daß ein Schirm zwischen dem pneumatischen Falschzwirnglied und dem'Heizelement ange'ordnet wird, in dem eine Öffnung für den Durchlaß des Garns vorgesehen ist. Eine leistungsfähige Konstruktion wird auch dann erhalten, wenn die Anordnung bei der Vorrichtung nach der Erfindung so getroffen ist, daß die Längsachsen des Garnzulaufkanals des pneumatischen Falschzwirnglieds und des Heizelements nicht koaxial verlaufen.

Abnutzung im Innern des pneumatischen Falsehzwirnglieds kann vermieden werden, wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung an oder in der Nähe des Umfangs der Kammerwand des pneumatischen Falschzwirngliedes an der Innenseite an einer Stelle eine schmale Abgabeöffnung vorgesehen ist. Gemäß der Erfindung ist diese schmale Abgabeöffnung vorteilhafterweise von einer Ringzone gebildet, deren Durchmesser größer ist als der des benachbarten Bereichs der Wand der Kammer. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung steht diese schmale Abgabeöffnung mit einem Sammelraum in Verbindung, der in größerem radialem Abstand von der Mitte der Kammer vorgesehen ist und über einen engen Kanal in offener Verbindung mit der Umgebungsluft steht. Vorzugsweise ist diese ringförmige Zone an der Garneinlaßseite der Kammer ausgebildet. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß trotz der hohen Luftgeschwindigkeiten die Abnutzung im Innern des pneumatischen Falschzwirnglieds nach der Erfindung praktisch zu vernachlässigen ist, was wahrscheinlich der Tatsache zuzuschreiben ist, daß die harten Teilchen, die vom Garn kommen, beispielsweise Titandioxid, sich unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte in der Ringzone mit verhältnismäßig großem Durchmesser sammeln, von wo aus sie an die Umgebungsluft abgegeben werden.

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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von schematischen Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Pig. 1 ist ein Schema einer Vorrichtung zum Verstrecken und Falschzwirnen eines Garns in einem kontinuierlichen Verfahren;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines pneumatischen Falschzwirnglieds;

Fig. 3 zeigt ein etwas abgewandeltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 und 5 zeigen weitere verschiedene Ausführungsbeibpiele des pneumatischen Falschzwirnglieds nach der Erfindung.

Beim Ablauf des Verfahrens/ wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wird ungestrecktes Garn 1 über einen Fadenführer 2 mittels mit gleichbleibender Geschwindigkeit laufenden Zufuhrwalzen 4 von einer Spinnspule 3 abgezogen. Das Garn, bei dem es sich um ein Nylon-6-Garn handeln kann, ist mindestens einmal um einen heißen Zapfen 5 geschlungen, welcher auf 140 C erhitzt ist, und läuft dann durch einen rohrförmigen Ofen 6, dessen Länge 2 bis 3 m und dessen Temperatur 175°C beträgt. Dieser Ofen ist von einem Dampfmantel 7 umgeben. Nach Verlassen des Ofens 6 läuft das Garn zunächst durch eine Durchlaßöffnung in einem Schirm 8 und tritt dann in ein pneumatisches Falschzwirnglied 9 ein, welches vergrößert in Fig. 2 dargestellt ist. Das Falschzwirnglied 9 umfaßt eine im wesentlichen zylindrische Kammer 10, in die Druckluft in tangentialer Richtung durch einen Schlitz 11 und einen Anschluß 12 eingeblasen werden kann. An einem Ende ist die Kammer 10 mit einem Einlaufkanal 13 für das Garn und am anderen Ende mit einem Auslaufkanal 14 für das Garn versehen. Die Garneinläuf- und -auslaufkanale haben die gleiche Länge L, welche 25- bis 150mal so groß ist wie der Innendurchmesser d der Kanäle. Die Länge L kann z.B. 25-, 50-,

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75-, 100-, 125- bis 15Omal so groß sein wie der Durchmesser d. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser D der Kammer mindestens 1,2- bis 1,5mal so groß wie der Innendurchmesser d des Einlaufund Auslaufkanals 13 bzw. 14.

An der Innenseite der Kammer 10 sind die Übergänge zu den Kanälen 13 und 1,4 in zweckmäßiger Weise abgerundet. Der Schirm 8 ist in einstellbarem Abstand vom Einlaufkanal 13 angeordnet.

Nach dem Verlassen des Falschzwirnglieds 9 läuft das Garn weiter zu einer Streckwalze 15 mit Trennwalze 16. Je nach dem gewünschten Streckverhältnis des Garns kann die Umfangsgeschwindigkeit der Streckwalze so gewählt sein, daß sie beispielsweise 1,5- bis 4mal der Geschwindigkeit der Zufuhrwalzen 4 entspricht. Schließlich wird das verstreckte und falschverzwirnte Garn 17» nachdem es durch eine obere Öse 18 gelaufen ist, auf einer Ringspindel 19 aufgewickelt.

Der verstellbare Abstand A zwischen dem Einlaufkanal 13 und dem Ofen 6 beträgt nicht mehr als etwa 250 mm, liegt jedoch vorzugsweise zwischen 20 und 35 mm. Der Schirm 8 ist in einem einstellbaren Abstand B vom Einlaufkanal 13 vorgesehen.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dadurch, daß hinter dem pneumatischen Falschzwirnglied 9 und in einigem Abstand von demselben ein zweites nichtpneumatisches Falschzwirnglied 20 vorgesehen ist. Wie bereits erwähnt, kann dieses zweite Falschzwirnglied 20 in verschiedener, an sich bekannter Weise konstruiert sein und ist daher in der Zeichnung nur schematisch dargestellt. Nach dem Verlassen des zweiten Falschzwirnglieds 20 läuft das Garn weiter zur Streckwalze 15 mit der Trennwalze 16.

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Bei dem Verfahrensablauf gemäß Fig. 1 sind sowohl der Ofen als auch das pneumatische Falschzwirnglied in der Streckzone zwischen den Zufuhrwalzen und den Streckwalzen angeordnet. Unter gewissen Bedingungen ist es jedoch auch ohne weiteres möglich, eine andere Verfalirensanordnung zu treffen. Zum Beispiel können der Ofen und das pneumatische Falschzwirnglied außerhalb der Streckzone in einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Weise .angeordnet sein, d.h. hinter den Streckwalzen, zwischen den Streckwalzen und einem zusätzlichen Paar von Transportwalze^ die unmittelbar vor der Aufspulvorrichtung " ~ angeordnet sind.

Fig. 4 und 5 zeigen weiterentwickelte Aabiührungsbeispiele des pneumatischen Falschzwirngliedes nach der Erfindung. Es hat sich gezeigt, daß sich in der Kammer Staub und harte Teilchen, beispielsweise Titandioxid, die vom Garn kommen, ansammeln können. Unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte sammeln sich diese Teilchen hauptsächlich am äußeren Umfang. Zur Abgabe der Teilchen aus der Kammer 10 ist diese an ihrem Umfang mit einer schmalen Abgabeöffnung 21 versehen, die mit der Umgebungsluft in Verbindung steht.

Fig. 5 zeigt eine Teilansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Falschzwirnglieds, wobei für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeiehen verwendet sind. In der Nähe der Stirnfläche an der Garnzulaufseite ist die Wand der Kammer 10 mit einer Ringzone 21' ausgebildet, deren Durchmesser . größer ist als der des benachbarten Wandbereichs der Kammer 10. Über einen schmalen Schlitz 22 steht die Ringzone 21· mit einem Sammelraum 23 in Verbindung, der seinerseits durch einen Kanal 24 mit der Umgebungsluft verbunden ist. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft gelangt Staub, beispielsweise in Form von vom Garn kommendem Titandioxid, in den Sammelraum 23, von wo er durch den Kanal 24 an die Umgebungsluft abgegeben wird.

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Claims

Patentansprüche

Π./ Vorrichtung zum Falschzwirnen synthetischer Garne, die eine Garntransporteinrichtung und ein pneumatisches Falschzwirnglied umfaßt, welches von einer vorzugsweise im wesentlichen zylindrischen Kammer gebildet ist, längs deren Umfang und in tangentialer Richtung Druckluft einblasbar ist und an deren Stirnflächen Einlauf- und Auslaufkanäle für das zu behandelnde Garn vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Innendurchmesser (D) der Kammer (10) größer ist als der Innendurchmesser (d) des Einlauf- und Auslaufkanals (13,14), und daß die Länge (L) des Einlauf- und Auslauft vt,1s mindestens 10mal so groß ist wie deren Innendurchmesser (d).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Innendurchmesser der Kammer (10) mindestens 1,2- bis 1,5mal so groß ist wie der Innendurchmesser des Einlauf- und Auslaufkanals (13,14).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) des Einlauf- und Auslaufkanals (13,14) 25- bis 150mal so groß ist wie deren Innendurchmesser (d),
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß hinter einem pneumatischen ersten Falschzwirnglied ein weiteres, nichtpneumatisches Falschzwirnglied (20) angeordnet ist, welches dazu dient, dem Garn mindestens 5 bis 10$, insbesondere 30 bis 40$, der gesamten, zeitweilig im Garn vorhandenen Drehung zu übermitteln.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das weitere Falschzwirnglied von einer

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angetriebenen Palschzwirnspindel oder einer Reibungsscheibe oder von einer sich drehenden, von Garn umschlungenen Walze oder Hülse gebildet ist, deren Längsachse sich unter einem Winkel zur Längsrichtung des Garns erstreckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e η nze.ichnet, daß sowohl das pneumatische erste Falsehzwirnglied (9) als auch das zweite Falschzwirnglied (20) zwischen der Zuführeinrichtung (4) und der Streckeinrichtung (15t16) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der vor uem pneumatischen Falschzwirnglied ein 'aizelement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichne t, daß der Abstand zwischen dem pneumatischen Falachzwirnglied (9) und dem Heizelement (6) höchstens ungefähr 250 mm beträgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen dem pneumatischen Palschzwirnglied (9) und dem Heizelement (6) etwa 20 bis 35 mm beträgt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen dem pneumatischen Palschzwirnglied (9) und dem Heizelement (6) verstellbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9f dadurch gekennzeichnet , daß ein Schirm (8) zwischen dem pneumatischen Falschzwirnglied (9) und dem Heizelement (6) angeordnet ist, in dem eine öffnung für den Ihirchlaß des Garns vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Längsachsen des Garnein-

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laufkanals (13) des pneumatischen Falschzwirnglieds- (9) und des Heizelements (6) nicht koaxial angeordnet sind,
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die
Kammerwand des pneumatischen Falschzwirngliedes (9) an oder in der Nähe ihres Umfangs an der Innenseite an einer Stelle mit einer engen Abgabeöffnung (21;21^f) versehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e η η zeichne.t, daß die enge Abgabeöffnung von einer Ringzone (21') gebildet ist. deren Durchmesser größer ist als der des angrenzenden Bereichs der Kammerwand.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet , daß die enge Abgabeöffnung (21')
mit einem Sammelraum (23) in Verbindung steht, der in größerem radialem Abstand von der Mitte der Kammer angeordnet ist, wobei der Sammelraum durch einen engen Kanal (24) mit der Umgebungsluft in offener Verbindung steht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Ringzone (21') an der Garneinlaßseite der Kammer ausgebildet ist. ' I

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