DE2144282A1 - Vorrichtung zum Verstrecken von Fäden - Google Patents

Description

θ MÜNCHEN S₁ MOllerJtraße

PATENTANWÄLTE

DR.-INQ. H. FINCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.-INQ. S. STAEQER

Fernruf: '26 60 60

,M 22673 - Dr. K.
Case F 23110

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London, Großbritannien

Vorrichtung zum Verstrecken von Fäden

Priorität: 3. 9* 70 ~ Großbritannien

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verstrecken oder Entspannen von Fäden und zwar insbesondere von schmelzgesponnenen, Synthetischen» polymeren Fäden, Die Erfindung bezieht sich besonders auf eine Vorrichtung zum gesonderten und gleichzeitigen Verstrecken oder Entspannen einer Reihe von ähnliehen Fäderu

Mit den Ausdrücken "Verstrecken " und "Entspannen" sind solche dauerhaften Änderungen der Fadenlängo gemeint, die unter positiver Spannung erzeugt werden können, Der Klirza hai· ber werden in der Folge solche Änderungen an Hand der "Verstreckung" beschrieben« Dieses Wort soll alle einstufigen

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oder mehrstufigen positiven oder negativen Längenänderungen umfassen, solange di-3 Spannung positiv ist.

Bb ist eine Vorrichtung zum Verstrecken eines kontinuierlich laufenden Fadens "bekannt, bei der die Verstreokung zwischen Rollen durchgeführt wird, die mit einer unterschiedlichen aber kontrollierten Geschwindigkeit angetrieben v/Qrden.Es sind auch Maschinen mit mehreren Positionen und langen Rotoren bekannt, wobei jeder Rotor entlang seiner Länge eine Reihe von im Abstand angeordneten Rollenabschnitten aufweist, so daß sine Anzahl von Fäden oder Fadenbündeln getrennt und gleichzeitig auf jedem Roilenabsehnitt vorwärts -bewegt werden kann. Um einen Schlupf zu verhindern, ist es bekannt, Leerlaufrollen zu verwenden, durch welche eihe Reihe von kurzen Bogenkontakten zwischen dem Faden und der Rolle erzeugt v/erden können. Ein Vorteil von langen Rotoren liegt in der Einfachheit der Antriebsvorrichtungen und der Getriebe, die zu ihrem Antrieb nötig sind. Zum Verstrecken von synthetischen Fäden werden jedoch gesonderte Rollen mit freien Vorderflächen und Lagern auf der Rückseite bevorzugt, und zwar wegen der größeren Leichtigkeit des Einfädeliis und der Erzielung großer und vieler Kontaktbögen zwischen dem Faden und der Rolle* 3in Hochteil von gesonderten Rollen besteht darin, das entweder komplizierte Getriebe und Übertragungssysterae oder viele Synohronmotorsysteme nötig sind, um sie in Gruppen mit gleichen Geschwindigkeiten anzutreiben. Es ist bekannt, einen solchen Antrieb dadurch zu vereinfachen, daß man Zufuhr- und Verstreckrollenpaare coaxial als einzeln angetriebene Rotoren verwendet.

Es wurde nunmehr ein einfacheres und billigeres Verfahren zum Bau einer Vorrichtung zum Verstrecken von Fäden gefunden.; welches besonders hs± Maschinen mit mehreren Positionen wirtschaftlich ist*

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Gegenstand der .Srfindung ist also eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verstrecken von Flden, welche dadurch gekennzeichnet ist, dsß sie eine Fadenförderrolle, deren Drehgeschwindigkeit durch einen Motor bestimmt wird, und ,mehrere weitere Rollen, deren Drehgeschwindigkeit durch den Oberflächenkontakt mit dem laufenden Faden vor der Förderrolle bestimmt wird, aufweist, wobei mindestens zwei dieser mehreren Rollen mit einem vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis, das dem gewünschten Verstreckverhältnis entspricht, gekuppelt, sind» Beim Betrieb erfüllen diese gekuppelten Rollen die Funktion von Zuführ- und Verstreckrollen, Sie können mit irgendwelchen bekannten Verstreclceinrichtungen, wie z. B* Heizeinrichtungen oder Bremseinrichtungen, kombiniert werden. Wenn mehr als ein Rollenpaar gekuppelt ist, 'dann führt die Verrichtung eine mehrstufige Verstreckung durch.

Bei einzelnen F'.lden oder Garnen mit feinem Titer wird besonders eine Vorrichtung bevorzugt, bei der die gekuppelten Rollen Abschnitte eines Stufenrotors sind._} so daß die Umfangsgeschwindigkeit der Rollenabschnitte durch dessen Durchmesserverhältnisse bestimmt wird. Für eine einstufige Verstreckung kann ein solcher Rotor eine einfache einstufige Kombination aus einem Zuführrollenafcschnitt und einem Verstreckrollenabschni;.t aufweisen und integral hergestellt sein oder austauschbare Teile aufweisen, um verschiedene Verstreckverh^;iltnisse zustande zu bringen *

Paare von einfachen Hollen und abgestuften Rotoren werden vorzugsweise mit leicht zueinander geneigten Rotationsachsen angeordnet, damit die mehrfachen Kcntaittbcgen zwischen dem Faden und den Rollen einen Abstand erhalten,

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Die nach der Verstreckrolle notwendigerweise erzeugt® fadenspannung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist höh©r alp die Spannungen, die an dieser Stelle bei einer herkömmlichen: Verstreckvorrichtung gewählt werdtn. Wie leicht gezeigt w&Täen kann_? wird diese Spannung durch die folgende Gleichung gegeben,

worin T„ » Abzugsspännung swisohes ä©r ferstreokroll© ti

dar Förderrolle

T₃J = Verstreckspaonuog gwisofeen der Znffüfarroll® der Verstreckrolle

vor

1 s Verstreckverhältnis

X = ein Ausdruck, der von äer Arbeit abhängt„ al©

gegen die Reibung d@e Hotorlagers su leiten ist Υ = ein Ausdrucks der vom luftwiderstand des Hotors abhängt·

Wenn R beträchtlich größer als 1 ist uaä beispielsweise ±_m üblichen Bereich von ungefähr 3 bis 4 liegt» daao hat sieh in der Praxis herausgestellt₉ daß I und Ϊ klein sind und daß T„ viel kleiner sein kann als 3?_*

η JJ

Die relative Größe dieser Ausdrücke kann unter Bezugnahme auf die Verstreckung eines Polyäthylenterephtalatgarns mit 167 Decitex und 30 Fäden bei einer Verstreckspannung von ungefähr 110 g erläutert v/erden. Die Abzugsspannung war ungefähr 88 g, von der nur ungefähr 2,5 g auf die Reibung und den Luftwiderstand zurückgingen. Veränderungen in dieser kleinen Spannungskomponente zwischen Positionen in einer Vorrichtung mit mehreren Positionen können selbstverständlich auf einen kleinen Anteil der Verstreckspannung gehalten werden«

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Eine er^-lnäungsgemäße Vorrichtung eignet sich deshalb für die Verwendung bei Vorrichtungen mit mehreren Positionen zum Verstrecken mehrerer ähnlicher Fadengarne gesondert und gleichzeitig, da die Abwesenheit von positiven Rollenantrieben keine unannehmbare Veränderung zwischen den Positionen hervorruft.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt auch bei solchen Anwendungen die aui3ergewöhnlichen Vorteile» daß sie viel einfacher, leichter und kompakter ist als eine herkömmliche Vorrichtung für den gleichen Zweck, da nur die Förderrollen durch eine äußere Kraftquelle angetrieben werden müssen und die- «€-sogar.einen notwendigen Teil einer Aufspulmaschine biläen können. Da außerdem die Zufuhr- und Verstreckrollen keinen äußeren Antrieb brauchen, können sie auf. ,lägern in erhitzten Räumen montiert v/erden, wodurch Wärmeverluste gering gehalten werden.

Die erfindungsgemfiße Vorrichtung. eignet sich auch besonders für die gemeinsame Verwendung mit FadenzufLihreinrichtungen, die einen Faden nicht mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit liefern. Beispielsweise kann ein Faden von einer Spule oder einem anderen Fadenkörper durch die Förderrolle abgezogen werden, wobei keine angetriebene Zuführrolle nö$ig ist. Die erfindungsgemäße Verstreckvorrichtung eignet sich deshalb besonders für eine gemeinsame Verwendung mit einer Fadenextrusionsvorrichtung für einen integrierten Spitin-Verütorack-Vorgang« Bei einer solchen kombinierten Vorrichtung ist keine äußere Antriebseinrichtung für irgendwelche Maschinenelemente zwischen der Extrusionspumpe und dem Aufspulmechanismus nötig.

Sine bevorzugte Form einer erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt ein Paar einfach abgestufter Rotoren, von denen jeder einen Zuführrollen- und Verstreckrollenabschnitt aufweist, wobei die Rotoren gleiche Verhältnisse zwischen den Durchmessern der Zufuhr- und Verstreckrollenabschnitte aufweisen und wobei die Rotationsachs' η verhältnismäßig stark zueinander geneigt sind. Es wird bevorzugt, bei scflohen abgestuften Rotoren an einer jeden Stufe zwischen verschiedenen Rollen-

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BAD ORIGINAL

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durchniüssern eine Rippe vorzusehen, um zu verhindern, daß die laufenden Fäden von den Verstreckrollenabschnitten zu den Zuführrollenabscbnitten herunterfallen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt ein Paar von mit Kuten versehenen Rotoren, die zwecks einer Selbsteinfädelbarkeit gemäß der britischen Patentanmeldung 13357/70 dicht aneinander angeordnet sind, wobei die Nuten verschiedene Durchmesser aufweisen, um Länge änderungen nach Bedarf zu berücksichtigen, und in einem erhitzten Raum angeordnet sind.

Bei einer anderen Form der erfindungsgemäßeη Vorrichtung

können Rollen für die Rotation mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitsverhältnis durch Zahnräder, Zahnketteη und ähnliche Vorrichtungen gekuppelt sein. Diese alternativen Formen werden vorzugsweise bei sehr schweren Fadenkabeln verwendet.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nun vier Ausfiihrutgsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert«

In den Zeichnungen zeigens

Figur I eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Verstreckvorrichtungι

Figur II eine Seitenansicht der Vorrichtung von Figur Iι Figur III eine Seitenansicht einer anderen Verstreckvorrichtung gemäß der Erfindung;

Figur IV eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verstrecken und Entspannen; Figur V eine Seitenansicht einer mehrstufigen Verstreckvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Abdeckung teilweise weggeschnitten i3t;

Figur VI einen Schnitt an der Linie VI von Figur V; Figur VII einen Schnitt an der Linie VII von Figur V.

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Gemäß 4gη Figuren I und II läuft ein kontinuierlicher Faden 1 von einem (nicht gezeigten) Vorrat zu einer Förderrolle 2 » die mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Einrichtung angetrieben wird* wobei der Faden ohne Schlupf durch eine Andruckrolle 3 mit der Förderrolle in Kontakt gehalten wird· Die Förderrolle 3 drückt dabei durch eine (nicht gezeigte) übliche Einrichtung gegen die Rolle 2· An Stelle der Andruckrolle 3 kann eine Leerlaufrolle verwendet werden, die von der Förderrolle 2 einen Abstand aufweist und in Bezug auf diese geneigt ist.

Zwei Rollen 4 und 5 sind frei drehbar montiert, aber durch Zahnräder 6 und 7 miteinander gekuppelt. Zwei weitere Rollen 8 und 9 sind frei drehbar gelagert, wobei die Achsen in Bezug auf die Achsen der Rollen 4- bzw. 5 leicht geneigt sind« Zwischen den Rollen 8 und 9 ist ein mit Dampf erhitzter Raum 10 vorgesehen.

Beim Betrieb wird ein vom Vorrat zulaufender Faden durch den Spalt zwischen den Rollen 2 und 3 hindurchgeführt, nachdem er mehrere Male um das Rollenpaar 5 und 9 herumgelaufen ist, durch den erhitzten Raum 10 hindurchgelaufen ist und mehrere Male um das Rollenpaar 4 und 8 gelaufen ist. Der unter dem Einfluß der Rolle 2 laufende Faden versetzt die Rollen 4, 5, 8 und 9 in Drehung. Er wird dabei im erhitzten Raum auf das Ve hältnis verstreckt, das durch das Getriebeverhältnis zwischen den Zahnrädern 6 und 7 diktiert wird.

Gemäß Figur III besitzt ein laar zueinander geneigter Rotoren 11 und 12 Zuführrollenabschoitte 111 und 121 und Verstreckrollenabschnitte 112 und 122» Die Verhältnisse der Durchmesser der Abschnitte 112 und 122 zu den Abschnitten 111 und 121 sind gleich. Zwischen den Rotoren 11 und 12 ist ein erhitzter Raum 13 vorgesehen. Es ist auch eine Förderrolle 14 und eine Andruckrolle 15 vorhanden, die den Rollen 2 und 3 von Figur I entspricht.

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Beim Betrieb wird ein Faden 16, der von einem nicht gezeigten Vorrat sul^::.uft, in den Spalt· zwischen den Rollen 14 und 15 geleitet, nachdem er vorher einige Male um die Rollen 112 und 122 gelegt, durch den Baum 15 hindurchgeführt und einige Bale um die Rollen 111 und 121 gelegt worden ist» Die Vorrichtung funktioniert dann wie diejenige von Figur I*

Figur IV erläutert eine Vorrichtung zum Verstrecken und Entspannen. Ein erster Rotor 20 besitzt einen Zuführrollenabschnitt 201 und einen Verstreckrollenabschnitt 202. Ein zweiter Rotor 21 besitzt einen Verstreckrollenabschnitt und einen Entspannungsrollenabschnitt 212.

In der Nachbarschaft der Rotoren 20 bzw« 21 ist eine gesonderte Zuführrolle 22 und eine gesonderte Entspannungsrolle 23 vorgesehen, und in der Nachbarschaft der Rolle sind Quetschrollen 24 und 25 vorgesehen, die den Rollen 2 und 3 von Figur I entsprechen. Die, Arbeitsweise ist die gleiche wie bei der Vorrichtung von Figur III. Zum Verstrecken und iSntspannen können erhitzte Räume vorgesehen werden, oder die Rollen können erhitzt werden oder in einem erhitzten Raum vorgesehen werden.

Wenn beider Vorrichtung von Figur III ein dreifach abgestufter Rotor verwendet wird, dann kann eine zweistufige Verstreckung durchgeführt werden.

Die Figuren V, VI und VII erläutern eine mehrstufige Verstreckvorrichtung, Ein im dichten Abstand angeordnetes Paar von selbsteinffidelbaren, parallelen, genuteten Rotoren 31 und 32 besitzt veränderliche Nutentiefen, um am rückwärtigen Ende der Rotoren Zuführrollenabschnitte 311 und 321 zu schaffen, mittlere Rollenabschnitte 312 und 322, und Verstreckrollenabschnitte 313 und 323 an der Hase der Rotoren^ gemäß britischer Patentanmeldung 13 357/7O₆

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Die Rotoren sind in lagern 33 und 34 frei drehbar, welche in einem" Raum 35 befeatigt sind» welcher ein Tor 36, Sinfädelschlitze 37 und 38 und eine nicht gezeigte Erhitzungseinrichtung aufweist,, Die Vorrichtung besitzt auch ein ( nicht gezeigtes ) durch einen Motor angetriebenes Förderrollensystem, welches den Rollen 2 und 3 von Figur I ähnlioh ist.

Beim Betrieb wird ein Faden 39a, der in Richtung des Pfeils von einem (nicht gezeigten) Vorrat zu einer (nicht gezeigten) Fördereinrichtung läuft, in die hintere Nut des Rotors 32 gelegt und dann in Form mehrerer Achterschlingen um die Nasen der Rotoren gelegt „ Der laufende Faden wandert dann entlang den Rotoren zurück und fädelt sich selbst in benachbarte Nuten ein.

Patentansprüche ι

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Claims (5)

1. In) Vorrichtung zum kontinuierlichen Verstrecken eines Fadens, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ]?adenförderrolle, deren Drehgeschwindigkeit durch einen Motor bestimmt wird, und mehrere v/eitere Rollen, deren Drehgeschwindigkeit durch den Oberflächenkontakt mit dem laufenden Faden vor der Förderrolle bestimmt wird, aufweist, wobei mindestens zwei dieser mehreren Rollen mit einem vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis, das dem gewünschten Verstreckverhältnis entspricht, gekuppelt sind»
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, das sie mindestens einen Rotor aufweist, der Rollenabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern besitzt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Paar ähnlicher bzw. gleicher Rotoren aufweist, deren Rotationsachsenverhältnismäßig stark zueinander geneigt sind,
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Paar mit Nuten versehener Rollen im dichten Abstand zwecks Selbsteinfädelbarkeit aufweist, wobei die Nuten verschiedene Durchmesser besitzen, damit ein Verstrecken stattfindet.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rotoren in einem erhitzbaren Raum befinden»

   6» Vorrichtung nach einem eier »/orhergahenäen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einar iJchraelsspinn-

   maochine kombiniert ist, v/elohe eine Messvorrichtung für die Schmalz3 und eine Extrusionsainrichtung aufweist, und welche einen laufenden Fadan zum Verstrecken liefert»

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