DE2137451C - Verfahren und Vorrichtung zum ste tigen Krausein von thermoplastischen Faden oder Garnen - Google Patents

Description

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Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum stetigen Kräuseln von thermoplastischen Fäden oder Garnen durch Trennzwirnen werden zwei oder mehr getrennte Fäden oder Garne zu einem Zwirnstrang miteinander verzwirnt oder verwendelt, einer Heißfixierung unterworfen und danach wieder getrennt sowie je für sich aufgewickelt.

Zur Einleitung eines derartigen Trennzwirnverfahrens werden die Enden von zwei oder mehr auf getrennten Ablaufspulen befindlichen Fäden (Fäden oder Garne) umeinander gedreht. Dabei kann auch der einzelne Faden um seine eigene Achse gedreht werden. In diesem Falle liegt eine echte Verzwirnung der zwei oder mehr Fäden vor. Sind die Fäden umeinandergeschlungen, ohne daß auch der einzelne Faden um seine eigene Achse gedreht ist, so spricht man vom Verwendein der Fäden. Im folgenden wird der Ausdruck »Verzwirnen« gleichbedeutend mit dem Ausdruck »Verwendein« gebraucht. Durch die Verzwirnung von zwei oder mehr Fäden entsteht ein Zwirnstrang. Die Länge dieses Zwirnstrangs und die Anzahl der Drehungen pro Längeneinheit werden zu Beginn des Verfahrens festgelegt. Die aus diesem Zwirnstrang herauskommenden Fadenenden werden sodann getrennt je einer Aufwickelspule zugeführt. Die Wickel können dabei auch auf einer einzigen Hülse gebildet werden. Zweckmäßig und bekannt ist auch, daß die Fäden nach ihrer Trennung durch Fadenführer und/oder über Abzugswalzen, Galetten oder ähnliche Einrichtungen geführt werden. Nach Ingangsetzen der Abzugswalzen bzw. Aufwickelspulen werden die Fäden von ihren Ablaufspulen in den Zwirnstrang hineingezogen, dort miteinander verzwirnt (bzw. verwendelt), einer Heißfixieruag, d. h. einer Wärmebehandlung und einer nachfolgenden Abkühlung unterworfen und sodann mit einer bestimmten Zugkraft wieder auseinandergezogen und getrennt aufgespult. Dabei bildet sich ein sogenannter natürlicher Trennpunkt aus. Es handelt sich um den Punkt, in dem sich die in dem Zwirnstrang verdrillten Fäden unter den auf sie einwirkenden seitlichen Zugkräften trennen.

Durch die Heißfixierung des Zwirnstrangs erfährt jeder einzelne Faden eine Kräuselung. Kräuselung und Qualität der in einem derartigen Trennzwirnver fahren hergestellten Kräuselfaden oder Kräusdgarne und die Produktionsgeschwindigkeit sind dadurch begrenzt, daß die Trennung der zwei oder mehr Fachen Schwierigkeiten bereitet. Durch die Trennung der Fäden und die dabei auf die Fäden ausgeübten Zugkräfte wird ein Torsionsmoment auf den Zwirnstrang ausgeübt. Zu hohe Fadenkräfte führen dazu, daß der Zwirnstrang zu stark verdrillt wird und Knoten bildet. Es kann dann zum Brucii eines oder mehrerer Fäden kommen. Nicht konstante Fadenspannungen führen d^zu, daß der Trennpunkt in vertikaler Richtung nach oben oder nach unten auswanden. Dadurch ändert sich die Länge des Zwimstranges und damit die Anzahl der Drehungen pro Fadenlängeneinheit und damit die Kräuselung. Wichtig ist auch, daß die miteinander verzwirnten Fäden mit gleicher Zugkraft auseinandergezogen werden. Im ungünstigsten Fall bleibt der mit der höchsten Fadenkraft abgezogene Faden u.igekräuselt, weil er ungezwirnt geblieben ist, während sich der andere Faden bzw. die anderen Fäden in Windungen um ihn herumgelegt haben. Ungleiche Fadenspannungen führen dazu, daß der Trennpunkt in Richtung des mit der größeren Fadenkraft abgezogenen Fadens auswandert.

Es sind hierzu vielfache Verbesserungsvorschläge gemacht worden. Nach der deutschen Offenlegungsschrift 1 435 477 ist es bereits bekannt, die Abzugsspannung jedes Fadens nach der Trennung mit Hilfe je eines Regulierorgans zu regulieren, welches in Abhängigkeit vom seitlichen Ausweichen der Trennsteile betätigt wird. Nach den USA.-Patentschriften 3 091 908 und 3 327 462 werden die Fadenkräfte der auseinanderlaufenden Fäden dadurch gesteuert, daß bei wachsender Fadenkraft die Abzugsgeschwindigkeit vermindert wird. Weiterhin wird gezeigt, daß eine zu große Verlagerung des Trennpunktes in senkrechter Richtung durch dem Trennpunkt nachgeordnete Fadenführungselemente verhindert werden kann (USA.-Patentschrift 3 327462, Spalte 4, Z. 2 bis 8). Gleichzeitig stellen diese Führungselemente aber auch die äußerste Grenze dar, bis zu der der Trennpunkt

seitlich auswandern kann. Alle diese Maßnahmen beseitigen nicht die Ursache für die Schwankungen . ti.r Fadenkraft. Sie können daher auch nur zu einer r lativen Vergleichmäßigung der Fadenkräfte führen, , ,mal, da die Steuerung der Fadenkräfte jedenfalls titgheitsbehaftet ist und sich die Fadenkräfte schnell üiid unter Umständen spmnghaft ändern. Es führt jnioch auch das verbleibende, relativ geringe Aus-,·, andern des Trennpunktes zu einer ungleichmäßigen K [iiuselung. Außerdem hat die Steuerung der Faden- xo i..,iftc, vor allem, wenn sie durch Verminderung der /bzugsgeschwindigkeit erfolgt, eine gleichzeitige Re- :,;/.ierung der Produktionsgeschwindigkeit zur Folge. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu ■ erhindern und ein Trennzwirnverfahren und die nrnchtungen dazu vorzuschlagen, bei dem bei höch- ^r Produktionsgescrmindigkeit Fäden konstanter Srausclung erzeugt werden können, bei dem aber ,eh die Gefahr des Fadenbruches infolge des im rennpunkt aufzubringenden 1 orsionsmomentes und kr dazu erforderlichen Fade räfte beseitigt wird. Hierzu wird ein Trennzwirnverfahren vorgeschla- :,n, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Zwirnirang im Bereich des Trennpunktes der Fäden oder • !ame an seinem Umfang mittels Friktionsantriebes •■!lgetrieben wird, dessen Antriebsgeschwindigkeit ,rößer ist als die natürliche Umfangsgeschwindigkeit des Zwirnstranges.

Um die dazu erforderlichen Anpreßdrücke zwischen Friktionsantrieb undZvvirnstrang und die durch Me bedingte Gefährdung der Fadenqualität klein zu halten, wird weiterhin ein Trennzwirnverfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Antriebsgeschwindigkeit des Zwirnstranges zum Trennpunkt der Fäden hin abnimmt.

Zur \usführung dieser Verfahren wird eine Vorrichtung zum stetigen Kräuseln von thermoplastischen Fäden oder Garnen durch Trennzwirnen vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Friktionsdrallaggregat, das im Bereich des Trennpunktes der Faden angebracht ist, den Zwirnstrang am äußeren Umfang antreibt. Dabei kann das Friktionsdralla^gregat entweder kegelig und mit zum Trennpunkt der beiden Fäden gerichteter Kegelspitze ausgebildet sein oder aber aus mehreren Friktionsrädern bestehen, die zum Trennpunkt der Fäden hin kleiner werden.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren und der zur Ausführung dieses Verfahrens dienenden Vorrichtung kann der Friktionsantrieb mit solcher Geschwindigkeit und solcher Anpreßkraft betrieben werden, daß das auf diese Weise in den Zwirnstrang eingebrachte Torsionsmoment kleiner als das Torsionsmoment ist, unter dem der Zwirnstrang steht. In diesem Falle werden die Fäden erst durch Ausübung einer Zugkraft endgültig getrennt, und es bildet sich ein Trennpunkt unterhalb des Friktionsdrallaggregates aus.

. Um dabei ein zu weites seitliches oder senkrechtes Auswandern des Trennpunktes zu verhindern, wird vorgeschlagen, d?ß dem Friktionsdrallaggregat eine als Durchlaß für beide zu trennenden Fäden dienender Fadenführer in der Weise zugeordnet ist, daß der Trennpunkt der Fäden zwischen dem Ausgang des Friktionsdrallaggregates und dem Fadenführer liegt.

In einer bevorzugten Ausführung wird vorgeschlagen, daß das Friktionsdrallaggregat so angeordnet ist, daß der Trennpunkt der Fäden im Friktionsdrallaggtegat selbst liegt. Hierbei kann das von dem Friktionsdrallaggregat auf den Zwirnstrang ausgeübte Torsionsmoment so groß sein, daß die Trennung der Fäden ohne Ausübung einer besonders hohen Zugkraft auf die Fäden eintritt. Es kann aber auch von dem Friktionsdrallaggregat ein kleineres Torsionsmoment eingebracht werden, so daß die Fäden unier Zug getrennt werden müssen. In jedem Fall wird bei dieser Ausführung ein Auswandern des Trennpunktes fast vollständig verhindert.

Zur weiteren Beschreibung der Erfindung wird auf die F i g. 1 bis 9 verwiesen. Es zeigt

F i g. 1 die Prinzipskizze für das Verfahren und eine Verrichtung zum Trennzwirnen,

Fig. 2a und 2b verzwimte und verwendelteFäden, Fig. 3a einen Ausschnitt aus Fig. 1, F i g. 3 b denselben Ausschnitt bei nachlassender Zugkraft in den zu trennenden Fäden,

Fig. 3c denselben Aus:cr>nitt bei zunehmender Zugkraft in den zu trennenden Fäden.

Fig. 4a und 4b Ausschnitte von Fig. 1 bei ungleicher Fadenkraft in den zu trennenden Fäden,

F i g. 5 bis 0 Verfahren und Vorrichtungen zum Trennzwirnen nach der Erfindung,

Fig. 10 die Anordnung von Friktionsrädern in einem Falschdrallaggregat.

In Fig. 1 werden von den Ablaufspulen 1.1 und 1.2 zwei Fäden 4.1 und 4.2 abgezogen, über die Lieferwerke 2.1 und 2.2 geführt und in einen Zwirnstrang 3 hineingezogen, der beim Anlegen der Fäden hergestellt worden ist. In einer Fixierzone 6 wird mittels Heizeinrichtungen 7 und Kühleinrichtung 8 die Drehung der Fäden fixiert. Im Trennpunkt 5 werden die Fäden 4.3 und 4.4 mittels der Abzugswalzen 9.1 und 9.2 auseinandergezogen und ir Wickeln 10.1 und 10.2 aufgewickelt. Das Verfahren kann auch mit mehr als zwei Fäden 4 ausgeführt werden. Dadurch wird allerdings die Kräuselung geringer. Die Lieferwerke 2.1 und 2.2 können auch fehlen oder durch Fadenbremsen ersetzt werden. Sie sollen ermöglichen, daß die Fäden mit der notwendigen hohen Fadenspannung in den Zwirnstrang einlaufen, um das zur Zwirnung erforderliche Torsionsmoment auf den Zwirnstrang auszuüben.

Die Fäden können in dem Zwirnstrang 3 miteinander verzwimt oder verwendelt werden. Wie in Fig. 2a dargestellt, werden die Fäden beim Verzwirnen gleichzeitig umeinander und um ihre eigene Achse gedreht. Dadurch tritt eine Verlagerung der — wirklichen oder imaginären — Fasern al, al bzw. 61, bl des Fadens relativ zur Fadennchse auf. Beim Verwendein, dessen Prinzip in Fig. 2b daigestellt ist, behält dagegen die einzelne — imaginäre oder wirkliche — Faser des Fadens ihre Lage parallel zur Fadenachse. Die Fäden werden nicht um ihre eigene Achse gedreht.

Die Heizeinrichtung 7 kann, nach einem beliebigen System (Konvektion, Strahlung, Wärmeleitung) arbeiten und von beliebiger üblicher Bauart sein. In der Kühlzone & können besondere Kühleinrichtungen angeordnet sein, wie z. B. ein Gebläse. Der Fadenlauf in der Kühlzone 8 kann aber auch so lang sein, daß sich eine besondere Kühleinrichtung erübrigt und die Abkühlung allein durch den Lauf des Fadens in Normalatmosphäre eintritt.

Die Lage des Trennpunktes 5 hängt davon ab, unter welchem Torsionsmoment der Zwirnstrang steht und mit welcher Zugkraft die Fäden 4.3 und

abgezogen werden. Der Winkel, unter dem die Fäden In den F i g. 6, 7 und 8 wird der Zwirnstrang 3 an abgezogen werden, ist gleich dem Steigungswinkel 11, seinem Umfang mit zum Trennpunkt 5 hin abnehmit dem die Fäden im Bereich des Trennpunktes 5 mender Antriebsgeschwindigkeit angetrieben. Dazu miteinander verzwirnt bzw. verwendelt sind (siehe sind in F i g. 6 kegelige Friktionsdrallaggregate 14.1 z. B. F i g. 3 a). In den F i g. 3 b und 3 c ist darge- 5 und 14.2, in F i g. 7 gleichachsig angeordnete Frikstellt, wie der Trennpunkt bei nachlassendem Tor- tionsräder 15, die zum Trennpunkt 5 kleiner werden sions'moment mit größer werdendem Steigungswinkel und Fadenführer 17, die den Zwirnstrang an den 11 des Zwirnstranges nach oben (F i g. 3 b) und mit Umfang der Friktionsräder 15 legen und in F i g. 8 größer werdendem Torsionsmoment und kleiner wer- eine rotierende kegelige Büchse 16, die den Zwirndendem Steigungswinkel 11 nach unten (Fig. 3 c) io strang am Eingang und Ausgang ihres Innenumf anauswandert, ges antreibt, vorgesehen. Im übrigen entsprechen Die Fi g. 4 a und 4 b zeigen das seitliche Auswan- Aufbau, Vorrichtung, Gang des Verfahrens nach den dem des Trennpunktes 5 bei ungleichmäßiger Faden- Fig. 6, 7 und 8 den Fig. 1 bzw. 5. In Fig. 7 kraft in den beiden Fäden 4.3 und 4.4. Im Extrem- und 8 sind darüber hinaus noch Fadenführer 18 Vorfall werden die Fäden in dem Zwirnstrang 3 nicht 15 gesehen. Diese sind so angeordnet, daß der Trennverzwimt oder verwendelt, sondern der unter schwa- punkt 5 zwischen dem Ausgang des Falschdrallaggrecher Fadenkraft stehende Faden 4.4 in Fig. 4a bzw. gates 12 und den Fadenführern 18 liegt. Der Ab-4.3 in Fig.4b legte sich in Windungen oder Wen- stand zwischen beiden ist verhältnismäßig klein und dein um den unter starker Zugkraft stehenden Fa- der Fadenführer 18 ist eng. Dadurch wird gewährden. Sowohl das senkrechte als auch das seitliche ao leistet, daß der Trennpunkt bei ungleichmäßiger Fa-Auswandern des Trennpunktes, das mit den Faden- denspannung in einem oder beiden Fäden nur geringkraftändcrungen sehr schnell vor sich geht und z. B. fügig auswandern kann.

durch Ungleichmäßigkeiten in einem oder beiden In Fi^. 9, die im übrigen Fig. 5 entspricht. Fäden, durch Knotenbildungen im Zwirnstrang u. ä. wird der Zwirnstiang 3 mit so hoher Geschwindigkeit hervorgerufen wird, führt zu ungleichmäßiger Krau- 35 bzw. so geringem Schlupf angetrieben, daß die Verselung und unter Umständen zum Fadenbruch. drehung bereits in dem Friktionsdrallaggregat 12 aufin dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in gelöst wird. Dabei werden die getrennten Fäden 4.3 Fi g. 5 dargestellt isf, wird der Zwirnstrang an sei- und 4.4 in solcher Richtung abgezogen, daß die Kannem Umfang mittels eines Friktionsdrallaggregates ten der Friktionsräder 13.1 und 13.2 als Fadenführer 12, das aus zwei Friktionsrädern 13.1 und 13.2 be- 30 dienen. Ein Ausweichen des Trennpunktes ist hier steht, angetrieben, und zwar im gleichen Drehsinne, nahezu unmöglich und die Vorrichtung zeichnet sich in dem sich der Zwirnstrang natürlicher Weise dreht. dadurch aus, daß sie überraschenderweise selbst Im übrigen entspricht der Aufbau der Vorrichtung regelnd wird.

und der Gang des Verfahrens dem in Fig. 1. Das Für eine Vorrichtung nach Fig. 9 ist es von Vor Friktionsdrallaggregat kann von beliebiger Bauart 35 teil, daß das Friktionsdrallaggregat 12 nach Fig. 10

sein. Es kan z. B. aus mehreren gleichachsig ange- ausgebildet wird. Fig. 10 zeigt drei Friktionsräder

ordneten Rädern bestehen. Es kann als Büchse aus- 13.1, 13.2 und 13.3. deren Achsen im Dreieck derart

gebildet sein, die den Zwirnstrang an ihrem Innen- angeordnet sind, daß sich die Räder überlappen und

umfang antreibt. Es können auch drei Friktionsräder der Zwirnstrang 3 nahezu geradlinig und in Kontakt oder drei Gruppen von Friktionsrädern vorgesehen 40 mit dem Umfang jedes der Räder hindurchgeführt

werden, die auf drei im Dreieck angeordneten Achsen werden kann.

rotieren und sich derart überlappen, daß der Faden Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, zwischen ihnen in axialer Richtung und im wesent- daß sie es im Gegenteil zum Stand der Technik erlichen geradlinig hindurchgeführt werden kann, wo- möglicht, die Ursachen von Fadenspannungss^rhwanbei er in Reibkontakt mit dem Umfang jedes Rades 45 kungen und in ihrer Folge die Verlagerung des Trennsteht (vgl. F i g. 10). Punktes, Schwankungen in der Kräuselung und Fa-Bei dem in Fig- 5 gezeigten Beispiel wird die denbriiche zu beseitigen, während es bisher lediglich Drehung des Zwirnstranges zum Teil durch die Frik- möglich war, die Auswirkungen vonFadenspannungstionsräder 13.1 und 13.2 aufgelöst. Der Steigungs- Schwankungen in Grenzen zu halten. Die Erfindung winkel 11.1 des Zwirns'ranges vor dem Friktions- 50 Maubt eine stärkere Verdrehung des Zwirnstranges drallaggregat 12 ist kiemer als der Steigungswinkel und damit eine stärkere Kräuselung bei erhöhter Pro-11.2 hinter dem Friktionsdrallaggregat. . duktionsgeschwmdigkeit.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum stetigen Kräuseln von 'hermoplastischen Fäden oder Garnen durch Trennzwirnen, wobei zwei getrennte Fäden zu einem Zwimstrang miteinander verzwirnt oder verwendelt, einer Heißfixierung unterworfen und danach wieder getrennt sowie je für sich aufgewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwirnstrang (3) im Bereich des Trennpunktes (5) der Fäden (4) oder Garne an seinem Umfang mittels Friktionsantrieb angetrieben wird, dessen Antriebsgeschwindigkeit größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit des Zwimstranges.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsgeschwindigkeit des Zwirnstranges zum Trennpunkt (5) der Fäden (4) hin ;.tmimmt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Friktionsdrallaggregat (12), das im Bereich des Trennpunktes (5) der Fäden (4) angebracnt ist, den Zwirnstrang (3) am äußeren Umfang antreibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fiiktionsdrallaggregat kegelig und mit zum Trennpunkt der Fäden gerichteter Kegelspitze ausgebildet ist (Fig. 6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Friktionsdrallaggregat mehrere Friktionsr^der aufweist, die zum Trennpunkt (5) der Fäden (4) hin kleiner werden (Fig. 7).

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Friktionsdrallaggregat (12) ein als Durchlaß für beide zu trennende Fäden dienender Fadenführer (18) in der Weise zugeordnet ist, daß der Trennpunkt (5) der Fäden (4) zwischen dem Ausgang des Friktionsdrallaggregates (12) und dem Fadenführer (18) liegt v (Fig. 7 und 8).

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Friktionsdrallaggregat (12) so angeordnet ist, daß der Trennpunkt (5) der Fäden (4) im Friktionsdrallaggregat selbst liegt (F i g. 9).