DE2164303A1 - Verfahren zum Falschzwirnen von Garn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum FaIsanzwirnen eines Garnes in stabiler V/eise bei hoher Geschwindigkeit, bei dem ein Endlosgarn wie z.B. Mehrfadengarn (nachsthend einfach als Garn bezeichnet) zwischen den Reibungseingriffsoberflächen .zweier Reibungsrotoren des gleichen Durchmessers, die sich gegenüber stehen und in entgegengesetzter Richtung zueinander rotieren, durchgeführt wird·

Es ist ein Verfahren bekannt, in dem ein Garn zwischen die Berührungsoberflächen (nachstehend .oft als Eingriffsoberflächen bezeichnet) zweiter Reibungsrotoren des gleich Durchmessers, die in entgegengesetzter Richtung zu--einander rotieren (U.S. Patentschrift 3 156 084 und Japanische Patent Veröffentlichung Nr. 1467/65)» eingeführt wird.

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Es wiird allgemein angenommen, daß diese Reibungsf alschzwirnverfahren bei sehr hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden können. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß die Betriebestebilit^:it des Verfahrens schlechter ist als früher angenommen wurde (diese Tendenz ist besonders bei Hochgeschwindigkeitsverarbeitung ausgeprägt und das Falschzwiroen selbst wird unmöglich), und daß gleichmäßig gekräuselte Garne nicht erhalten werden können. Diese Falschzwirnverfahren unterscheiden sich ron den Reibungsf«lcchzwirnverfshren (z.B. Japanische Patentschrift Ni'. 23^^/59), ^welche üblichen/eise angewendet werden, indem ein Garn zwischen den Reibungseingriffsoberflächen zweier Reibungsroteren gciha] ten wird, um dadurch gleichzeitig das Garn abzugeben und falsehzuzwirnen. Folglich ist es bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb, in welchem die Verarbeitungsgeschwindigkeit mindestens.500 m/fflim betragt, außerordentlich schwierig, das Garn auf ein Ausmaß zu zwirnen, das für gekräuselte Garne erwünscht ist, und gleichzeitig das Garn in stabilem Zustand abzugeben. Diese Reibungsarbeitsweisen haben jedoch im Vergleich mit den oben abgeführten Reibungsfslschzwirnarbeitsweisen die Eigenschaft, daß das Garn an der Zwirastelle eicht gebogen wird. Diese Eigenschaft hat zur Folge, daß die Bildung von Flusen und Fasern bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb herabgesetzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren für des Falschzwirnen eines Garnes bei einer Geschwindigkeit von mehr als 500 m/min mit verringertem Gernbruch zu schaffen, indem ein Garn zwischen din Reibungseiagriffsoberflächen zweier Reibungsrotoren, die einander gegenüberliegen und sich in entgegengesetzter Richtung zu einander drehen, hindurchgeführt wird.

Diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch ein Verfahren zum Falschzwirnen eines Garaes erreicht werden, in dem ein Garn zwischen den Reibungseingriffsoberflächen zweier Reibungsrotoren des

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gleichen Durchmessers durchgerührt wird, wobei diese Rotoren einander gegenüber liegen und sich in entgegengesetzter Richtung zu einander drehen, -und wobei die Drehachsen der beiden Rotoren nicht auf der gleichen Achse liegen, wobei das Garn den genannten Reibungseingriffsoberflächen Bit einer Geschwindigkeit von mindestens 500 m/ni« zugeführt wird, und wobei auf das Garn in der Falschzwirnzone eine Spsn-_BOTJg gemäß der Formel

6,35 5ElO^-4Y- 0,100

in der F die Garaspennung (g/den) und Y die Garnzuführgeschwindigkeit sind, ausgeübt wird, und dann das Gern von den Reibungseingriffsoberflächen abgezogen wird.

Die hierin erwähnte Garnzufuhrgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit eines den Reibungsrotoren zuzuführenden Garnes, das sich spiralförmig vorwärts bewegt. Im Fell eines nicht streckfähigen Garnes ist diese Gsrngeschwindigkeit beinahe gleich der Garngeschwindigkeit bei den Zuführweizen vor den Reibtmgsrotoren. Falls das Garn streckfShig ist, kann die Garnzuführgeschwindigkeit (oder Garngeschwindigkeit) an den Abzugswplzea gemessen werden, wo des Garn unter der zur Entfernung der K rnuselung n&ch dem Abzug von den R_eibungsrotoren notwendigen Spannung abgezogen wird (gewöhnlich 0,1 g/den, oder Mhnlich).

Bei dei* herkömmlichen Falschzwirnvererbeitung bei reletiv geringer Geschwindigkeit betragt die Anzahl der Umdrehungen des Garnes pro Minute höchstens 1 200 000 bis 1 500 000 u/ηάη (3CO bis 400 m/min) im Direktzwirnverfshren (z.B. Japanische Patentschrift Nr. 21 494/65) unter Verwendung von Reibungsrotoren, oder eines Verfahren (z.B. U.S. Patentschrift 3 156 084), bei welchem ein Garn durch Halten zwischen zwei Reäbungsrotmren, die sich in entgegengesetzter Richtung zu einander drehen, falschgezwirnt wird, und 600 000 u/min (150 m/min) bei einem Spindelverfehren.

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Bei den herkömmlichen Falschzwirnverfehren wird außerdem ids das Beste betrachtet, das Garn bei der aiedrigstmöglichen Spannung zu verarbeiten (z.B. 0,1 g/den bis 0,15 g/den), um Garnbruch herabzusetzen.

Es wurden weitgehende Untersuchungen hinsichtlich jener Paktoren durchgeführt, die die Verarbeitung unstabil machen,-und diese führten . zu der Entdeckung, daß der größte Faktor die Bildung einer außergewöhnlichen Spannung am Zwirnpunkt einer Falschzwirneinrichtung auf Grund einer Garaaufblähung ist, wodurch die Zwirnung ungleichmäßig gemacht wird, und einen Belastungskonzentrationspunkt im verzwirnten Garn bis «un Auftreten von Garnbruch verursacht.

Es wurde gefunden, daß im Gegensatz zu dem früheren Konzept bezüglich der Verarbeitungsspannung das Garn in stpbiler Weise mit herabgesetztem Garnbruch falschgezwirnt werden kann, indem man die Garnaufbl<ihung durch Einsatz einer Hochstreckzone des Garne» entfernt. So wirde gefunden, daß diese Aufblähung bei Verarbeitung dss Garnes "hei einer Garngeschvdndigkeit von mindestens 500 m/min und Aufrechterhaltung einer Spannung F, in der Zwirnzone bei einem Verb, der durch die nachstehende empirische Formel

6,35 χ 4,o"⁴v - ο,ιοο

in der F^ die Gprnspannung (g/den) und V die Garngeschwindigkeit (m/min) bedeuten, definiert ist, entfernt wird.

Falls die Spannung F, ia der Zwirnzone höher als 0,85 g/den eingestellt wird, tritt leicht Garnbruch puf, der der Zwirnstruktur des Garnes zuzuschreiben ist, obwohl die Garnaufbr->hung nicht auftritt. Außerdem zeigen sich gerne Flusen und Garnbruch ist außerordentlich oft. Andererseits, falls F₁ niedriger als 6,35 x 10 V - 0,167 ist, tritt manchmal Garnsufbr-ihung wßhlilos auf und, wenn die GnrnrufblähuTjg auftritt, kehrt das G-rrn selten zum Ausgfmgszustand zurück, was wiederum in Garnbruch resultieren kann.

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Sehr hervorragende Palschzwirnung kann dem Garn verliehen werden, wenn die 7wirnspannung F, wie folgt definiert ist:

0,70 y F₁ > 6,35 x 10"⁴V- 0,100

Der Garnbruch kann im Vergleich zu den gewöhnlichen Falschzwirnarbeitsweisen herabgesetzt vrerden.

Die Erfindung wird enhand der beiliegenden Zeichnungen n'iher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Falsc&zwirnstufe genniß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen Zwirnspannung, Abzugspppnnung und der Anzahl von gebildeten Flusen.

Fig* 3 zeigt eine Ansicht, die die Komponenten der Umfangsgeschwindigkeit der geniiß der Erfindung verwendeten Reibungsrotoren veranschaulicht.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Beispiels einer gemäß der Erfindung verwendeten Flüssigkeitsentfernungsduse.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht, die des Kühlverfahren für die Reibungsrotoren gem'-iß der Erfindung veranschaulicht.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht des Zwirnungsteiles einer gemäß der Erfindung verwendeten. Falschzwirneinrichtung.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht einer gemäß der Erfindung verwendeten FaIBchzwirneinrichtung, insbesondere eine feste Scheibe unter Verwendung von Redinllkugellßgern.

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Pig. R zeigt eine Schnittansicht einer gemäß der Erfindung verwendeten Falschzwirneinrichtung, insbesondere eine frei bewegliche . Scheibe unter Verwendung eines Druckluftlagers·

Gemäß Fig. 1 konsnt das Garn Y von einer Spule 1 und wird durch eine Zuführwplze 3» unter Druck durch eine Druckwalze 2, zugeführt« Nach einer Hitzebehendlung durch die Heizeinrichtung 4 und nach Passieren einer Führung 5 wird ihr. durch Reibungsrotoren 6 und 7» deren Obefflachen mit Kautschuk Überzogen sind, die Falschzwirnung verliehen. Dann wird das Garn mit einer Äbzugswelze 10 über eine Führung 9 abgezogen und auf einem Spulkörper 12 mittels eines Wicklers 11 aufgewickelt. Di· Bezugszahl 13 bezeichnet eine wollartige Schnur, deren eines Side mit einem Tank 14, der eine bezuglich des Grrnes inerte Flüssigkeit enthalt, verbunden ist und von deren anderem Ende die FlüsF.igkeit auf die Oberfläche der Reibungsrotoren 6 und 7 zugeführt wird.

Eine Düse für di· Entfernung der Flüssigkeit ist mit 8 gekennzeichnet und ist so ausgelegt, die im; Garn:enthaltene Flüssigkeit mit Luft wegzublasen. Dem Gern wird die Falschzwiraung verliehen,während es von den Eingriff sob erfrechen der zwei entgegengesetzten Reibungsrotoren von gleichem Durchmesser, die sich in entgegengesetzter Richtung zu einander drehen, gehalten wird.

Die Garnzwirnunj wird zwischen den Reibungsrotoren 6 und 7 and der Zuführwalze 3 (als Zwirnungszone bezeichnet) durchgeführt. Die Spannung des Garns in der Zwirnungszone wird hauptsächlich entsprechend der Geschwindigkeit der Reibungsrotoren und dem interaxialen Abstand zwischen den Rotoren geregelt. Peinregelungen können ebenfalls durch Variieren des Kontaktdruckes zwischen dem Garn und der Heizeinrichtung oder der Abzugsgeschwindigkeit der Äbzugswplze 10 ausgeführt werden.

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Bie untere Grenze der Gamspannung in der Zwirnungszon«, bei welcher die Garnau^brnhung entfernt und der Falschverzwirnungshetrieb stabil wird, wurde hinsichtlich verschiedener Geschwindigkeiten unter Benutzung einer Einrichtung des in Fig. 1 gezeigten Typs unter den in Tabelle 1 aufgeführten Bedingungen überprüft. In diesem Experiment wird die untere Grenze der Spannung,; bei !welcher die Falschverzwirnung 30 Stunden -lang ohne Garnbruch durchgeführt werden kann, als die untere Grenze der Spannung für stabile Verarbeitung bezeichnet. Die erhaltenen Ergebnisse »erden in Tabelle 2 aufgeführt. Biese Ergebnisse zeigfcn, daß bei einer Verprbeitungsgeschwindigkait von mindestens 500 m/min eine Spannung von

-4
mindestens 6,35 xlO V- 0,100 erforderlich ist.

Tabelle 1

Garn; Pol^thylenterephthslat, 75 den/24-fädig Dardiimesser der Rotoren: SO mm

Mßterisl der Reibungsrotoren: Polyurethan Gummi¹ einer E^rte von 55

Interaxialer Abstand der Rotoren: 48 na Berührungsdruek der Rotoren: 25 kg Neigungswinkel der Rotoren: 1 -z Inerte Flüssigkeit: Wasser 300 ca /min länge der Heizeinrichtung: 2 m Temperatur der Heizeinrichtung:

300 m/min oder darunter 220 C

- 400 m/min 223°c

500 n/min 226°C

600 m/min 230°C

700 m/min 235°C

BOO m/nri» 240°C

900 m/min 245°C

1000 m/min „ 250°C

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Tabelle 2

Gamgeschwindigkeit Untere Grenze dor Spannung für

(a/min) stabile Verarbeitung (g)

50 6 · - 10

100 6 - 10 .

150 6 - IQ

200 6-10

250 6-10

500 10- 12 (15 - 20)

400 Io - 12 (15 - 20) 500 . 16 (16)

600 21 (21-22)

700 25 (25)

800 30 (30-31)

900 . 35 (35-36)

1000 40 (40)

Die Spannung wurde zwischen der Heizeinrichtung 4 und der Föhrung der Pig. 1 mittels eines Elektron-Spannungsmeters (Erzeugnis der Roschild Company, Schweiz) gemessen. Die Zahlen in den Klammern geben die Ent-Ewirnungsspannung des Garns en.

Die erhaltenes Ergebnisse zeigen, daß die für das Falschverzw inten eines Garnes auf stabile Weise bei einer Geschwindigkeit von 500 m/min oder höher erforderliche untere Grenze der Spannung weit höher ist ale die für das Palschverzwirnen des Garns erforderliche Geschwindigkeit.

Ferner ist unter den in Tabelle ¹I sufgeführten Bedingungen die Gamspannung Tür stabile'Verarbeitung bei einer Gamgeschwindigkeit von 1000 n/min zwischen 35 und 64 g. In diesem Fall erreicht die Garndrehungazehl eine Höhe von 3 200 000 ü/min.' ,

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' ..Wen» ziB. ' --■ eine Zwei-Spindel-Maschine insgesamt 2 520 Stunden bei einer Vernbeitungsgeschwindigkeit von 1000 m/min und einer Spannung von 45 + 2 g betrieben wurde, rissen während dieser Zeit sechs Garne und dies bedeutet, daß die Verarbeitung pro Garnbruch 420 Stunden fortgesetzt wurde. Dies ist mit der herkömmlichen Falsch-¹ verzwirnung vergleichbar, bei der die Durchschnittszeit für einen Garnbruch 400 Stunden betragt. Bei der herkömmlichen wollartigen Verarbeitung ist die Spannung in der Zwirnungszon* 7+1 g » und bei einer solchen Spannung ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit höchstens 400 m/min. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann eine Verarbeitungsgeschwindigkeit erreicht werden, die bei den herkömmlichen Methoden unerwartet ist. Aus diesem Grund kann die Verarbeitung bei

ecxtrem hohen Geschwindigkeiten durchgeführt werden.

Um veiter darzulegen, daß mit dem Verfahren genft'ß der Erfindung stabile Verzwirnung bei einer Garngeschwindigkeit von mindestens 500 m/min durchgeführt werden kann, wurde die Verarbeitborkeit mittels einer Vorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art mit variierenden Spannungen des Garns in der Zwirnungszone und bei variierenden •Garngeschwindigkeiten zwischen 500 und 1000 m/min geprüft. Die Bedingungen und die erhaltenen Ergebnisse sind inTebelle 3 aufgeführt.

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Tabelle 9

^arnge s ciiwindig Keit (m/min)	-	800	•	1000	Zwirnungs spamrö&g 1^k	'Verarbeitbarkeit
500				16 (16)	O
			12 (12-14)	Δ
			10 (10-12)	X
	900	weniger als~ 8 (8) ·	><
' 600		21 (21-22)	O
	16' (16-18)	Δ
	14 (14-15)	X.
	WBÄiger als * 12 (12)	X
700	25 (25)	O
	. ZL (21-23)	Δ X N./
	19 (19-21)	χ
weniger als--ϊ 17 (19)	ο
30 (30-31)	Δ ν
26 (26-28)
24 (24-25)	X
weniger als 22 (22)	O
35 (35-36)	Δ X
31 (31-33)
29 (29)	ο
weniger, als 27 (27)	Δ
40 (40)
' 36 (36)
34 (34)
weniger als 32 (32)

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Die Verarbeitbarkeit wurde nach einer Skala nit drei Stuf en bewertet, in welcher

C J "bedeutet daß kein Garribruch für mehr als 30 Stunden auftrat?

α bedeutet Garnbruch trat zwischen 10 Hinuten und 30 Stunde* - ^"^ auf; und .

^« bedeutet Garnbruch trat in weniger als 10 Hinuten auf oder Verarbeitung versagte vollkommen·

Es wurde gefunden, daß bei Anwendung der oben erwähnten Spannung die GarnaufblHhung entfernt und eine stabile Verzwirnung durchgeführt werden kann, aber daß das erhaltene gekräuselte Garn erhebliche Plusen oder Fasern pufweist.

Falls des Auftreten der Flusen oder Fasern verhirfi ert werden kann, ist diese Hochgeschwindigkeitsverarbeitungsweise am erstrebenswertesten auch vom Blickpunkt der Produktqualittit aus. " . r_;t_

Es wurde gefunden, daß die Zwirnungsspannung innerhalb eines Bereiches

-4
von 0.85 bis (6,35 χ 10 V- ο,loo),lie gen soll· · und durch Herabsetzung -der Abzugsspsnnung unter die Spannung innerhalb dieses Bereiches wird eine stabile Falschverzwirnung und die Flusenverbütung ermöglicht.

Die Beziehung zwischen der Spannung F. des Garnes in der Zwirnungssone, der Spannung F„ des Von· den Reibungsrotoren abgezogenen Garns, und der Anzahl der gebildeten Flusen oder Fasern wird in Tabelle 4 dargestellt. Das verwendete G8rn *κγ ein PolyHthylenterephthalat-Gara .(75 den/24-fädig)Vwurdepiter den in Tabelle 5 gezeigten Bedingungen verarbeitet. Die verwendete Vorrichtung- war eine 12-Spindel-Maschine, und die Bewertung der Ergebnisse erfolgte bezüglich 300 kg Gern für jede Reihe der eingesetzten Bedingungen.

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«ι

Tabelle

F1 Cg)	F2 (g)	Geschwindigkeit der Abzugswalzsn (m/min)	Anzahl der Fluse» (tiro Million m)·
46	50 x	1040	837
46	44	1030	,28
• 45	36	1020	15
45	30	1015	.5
45	25	1010	4 -
45	20	lOOB	4
45	10	1000	3
		Tabelle 5

Reibungsrotorenr . 90 mm Durchmesser, hergestellt aus Polyurethankautschuk

mit einer Eirte von 55°i interaxialer Abstand 52 mm; Berührungsdruck 3,0 kg; Gegenneigungswi«kel 1°

Inerte Flüssigkeit: 300 «a/min Wasser Garnzuführausmaß: 1000 m/mia

Dinge der Heizeinrichtung: 2 ra *

Temperatur der Heizeinrichtung: 250°C

Die Spannung in der Zwirnungszone wurde an einer Stelle zwischen der Heizeinrichtung und den Reibungsrotoren gemessen, und die Abzugsspannung zwischen der Pdhrung 9 und der Abzugswelze 10. Die Messung der Spannungen wurde unter Verwendung eines Electron Spannungsmeters (Erzeugnis der Roschild Company, Schweiz) ausgeführt. Die Messung der Anzahl der Flusen wurde unter Verwendung eines Flusendetektors (Erzeugnis der Kasuga Electro Co., Ltd.) ausgeführt und die Anzahl der Flusen oder Fasern pro Million, Meter des Garnes wurde bei dessen Spitzensensitivit%t gezählt. Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, deß wenn die Abzugsspannung F₂ größer als die Spannung F₁ in der Zwirnungszone ist, das Auftreten von Flusen ungewöhnlich abrupt wird, und gekräuseltes Garn guter Qualität nicht erhalten werden kann. Andererseits aber, wenn die

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Sppnnung F- kleiner ist als die Spannung F-, ist das Auftreten von Flusen herabgesetzt und ein sehr gutes gekräuseltes Garn wird erhalten.

Tabelle 6 zeigt die Spannung F, in der Zwirnungszone, die Abzugssppnnung F_? des Gernes und die Anzahl der Flusen, die sich wHhrend der •Verarbeitung eines Nylon 6 G8rns (70 den/jM-fi'dig) unter den in Tabelle angeführten Bedingungen bildeten. Anhand der Tabelle ist ersichtlich, daß für gute Ergebnisse die Spannung F. des Garnes ia der Zwirnungszone kleiner als die Abzugsspannung F_p sein soll,

Tabelle6

digksit (in/min) 480

720

Gamabzugsgeschwin- digkeit (ΐη/min)	Fl Gd	7	P2 lsi	Temperatur de» Heizein richtung C)	Anzahl Flusen Million	der pro m/Garn
522	26	28	190	168
517	25	17	190	13
512	25	10	190	8
504	24	7	190	• 4
773	32i	34	200	314
767	31	28	200	32
760	31	17	200	11
• 748	30	10	200	8
Tabelle

Reibungsrotoren: Durchmesser: 82 nun

Material: Hitrilkautsch.uk mit einer HSrte von 52 Interaxiale Richtung: 33 nun Berjhrungsdruck: 0,7 kg KÄigungsgegenainkel: 1

Inerte Flüssigkeit* 160 ο» /min Wasser Sngc der Heizeinrichtung; 1»5 «

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Die Beziehung zwischen der Abzugsgeschwindigkeit, der Spannung F, in der ?wirnungszone, und dem Ausmsß der Flusenbildung ist in Fig.- 2 in Bezug puf eih Polyäthylenterephthalatgarn (75 den/24-fäßig) dargestellt, das bei einer Garnzuführgeschwindigkeit von BOO m/min unter den in Tabelle 8 aufgeführten Bedingungen verarbeitet wurde. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Anzahl der Fluse» jenseits des Schnittpunktes der F₁ und Fp darstellenden Kurven stark wechselt, und daß bei dem Falschzwirnverfehren gemäß der Erfindung, die Spannung F₁ größer als die Spannung F_? sein soll; Außerdem, um die Anzahl der Plusisn bemerkenswert herabzusetzen wird es bevorzugt, daß Öie Abzugsspannung F_ eicht mehr als 80 % der Zwirnungsspannung ρ ist.

Tabelle 8 ·

Reibungsrotoreni Durchmesser: 90 mm

Material: Polyurethan mit einer Härte von 55° . Interaxialer Abstand: 48 mm

Berührungsdruck: 2,5 kg

Neigungsgegenwinkel: 1 Inerte Flüssigkeit: Wasser 300 ?* /min Garnzufuhrgeschwindigkeit: POO m/min Länge der Heizeinrichtung: 2 m Temperatur der Heizeinrichtung: 240 C

Kie vorstehend ausgeführt, kann das Auftreten von. Flusen bei dem Falschzwirnverfahren unter Verwendung von Reibungsrotoren, das sich von der herkömmlichen Spinde]i'elschzwiraarbeitsweise unterscheidet, nur dann herabgesetzt werden, wenn die Abzugs spannung F- niedriger als die Spannung F. der Zwirnungszone ist.

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• Palls die Abzugssppnhung F₂ auf weniger als 0,05 g/den herabgesetzt wirä, bilden sich in' den das gekräuselte Garn ausmachenden einzelnen Fäden komplizierte Verflechtungen und wenn derartiges Garn zu einen Stoff gewebt wird, ist der Criff des Gewebes rauh. Deshalb ist es "möglich, gewebt en. Stoff mit-einem Griff zu erhalten, der sich vom Griff eines mit gevöhnlfchen gekräuselten Garnen hergestellten Webtuches unterscheidet. .

- Gemäß der Erfindung kann also die Verarbeitung bei hoher Geschwindigkeit von mehr als 500 m/min und in einem stabilen Zustand ausgerührt werden und es ist möglich, ein gekräuseltes Garn· Bit herabgesetzte.» Anzahl von Plusen mit einer derartigen Hochgeschwindkeitsverarbeitung zu erhalten.

Vie bereits erwähnt, kenn die Spannung der Zwirnungszone innerhalb des gemäß der Erfindung erforderlichen Bereiches im wesentlichen durch Regulierung der Rotationsgeschwindigkeit der Reibungsrotoren und des iateraxislea Äbstendes zwischen den beiden Reibungsrotoren aufrechterhalten werden. Es wurde außerdem gefumdeü, daß, falls die RotationsgeschvindigTeit der R_eibungsrotoren und der interaxiale Abstand zwischen den beiden Reibungsrotoren das folgende Verhältnis bezüglich des Garnes erfüllt, größere Verbesserungen der Stabilität des Zwirnungsvorganges umd des Auftretens von Fluse» erreicht werden können.

(D I : ₌ ^_^ V =0 7-0 9

Garnzwirmingsgeschwindigkeit (Ali) -J lfi-&~ »j(·τ * *

(2)

: τ Q χ

Garnzuführgeschwindigkeit (Xc) " e7Cr ~ ^X»^UJ-^J-»^H

in dem D der Durchmesser der Reibungsrotoren ist, e der interaxiale Abstand zwischen den Reibungsrotoren (0,0*), r die Rotationsgeschwindigkeit der Reibungsrotoren, und V die Garngeschwindigkeit sind.

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Kit anderen Worten, um das Falschzwirnverfahren gemäß der Erfindung

ο unter Verwendung von aus Kautschuk mit einer H»rte von 4o bis 70 hergestellten Reibungsrotoren wirkungsvoll durchzuführen, muß das Verhältnis der Gerngeschwindigkeit zur Garnzwirnungsgeschwindigkeit 0,7-0,9 sein, und des Verhältnis der Garngeschwindigkeit zur Garnzufihrgeschwindigkeit muß 1,05-1,40 sein. Diese Erfordernisse sollten . gleichzeitig erfüllt werden.

Falls das Verhältnis der Gasgeschwindigkeit;..: Garnzwirnungsgeschwindigkeit geringer als 0,7 ist, nimmt das gezwirnte Garn einen Zustand ähnlich der sogenannten Doppelzwirnung (euch Khotenzwirnung genannt) aufgrund übermäßiger Zwirnung an. Insbesondere, besteht-bei einer Garngeschwindigkeit von mehr als 500 m/rain ' ; eine Neigung zu Gernbruch in dem Zwirnungsteil und eine stabile Verarbeitung kann nicht ausgeführt werden. Falls das Verhältnis der Garngeschwindigkeit zu der Garnzuführgeschwindkeit 0,9 übersteigt wird gewöhnlich die gewünschte Zahl der Zwirnungen nicht erteilt und das sich ergebende Garn ist von vermindertem Wert als gekräuseltes Garn.

Andererseits, falls das Verhältnis der Garnzwirnungsgeschwindigkeit zur Garnsuf ührgeschwindigkeit im Bereich von 0,7 bis 0,9 ist, aber das Verhältnis der Garngeschwindigkeit zur Garnzuf'ihrgeschwindigkeit (AC) kleiner als 1,05 ist, wird die Spainung F, des Gsrnes in der Falschzwirnungszone über 0,35 g/den hinaus erhöht und hüufiger Gprnbruch tritt auf. Falls das Verhältnis größer als 1,40 ist, wird die Garnspannung F- injder Fflschzwirnungszone kleiner als (6,35 x 10 V - 0,100). Somit, ähnlich zu den* FaI] von übermäßiger Zwirnung, wird Gnrnbruch am Zwirnungsteil häufig und eine stabile Verarbeitung kann nicht ausgeführt werden.

Die Japsnische Patentveröffentlichung Nr. 16748 offenbart, daß das Verhältnis von Garngeschwindigkeit zur Oberflächengeschvindigkeit einer Zwirnungsröhre bei 0,5 zu 0,9 optimal ist. Aut;fzeichnun£sexperimente habs» jedoch ergeben, daß dieses Verhältnis sich als gut erweist bei Garn von weniger als 75 den bei einer Geschwindigkeit von bis zu

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300 m/min. Bei höheren Geschwindigkeiten über 300 m/min, insbesondere mehr als 500 m/min, erreicht/ Zahl der Zwirnungen das Höchstmaß bei dem vorstehenden Verhältnis .' fc#i mtv» - 0,7. Dies« Zahl ist kleiner als B5% der tatsächlich erforderlichen und es wurde ebenfalls bestätigt, daß Flusen häufig auftreten und gute Verarbeitung nicht erwartet werden kann. Weiterhin ist aus der vorgenannten japanischen Patentveröffentliehung ersichtlich, daß bei einem Garn von 150 den, /das GeschwindigkeitsausmaS von 0,54 ein optimaler Wert ist. Andererseits wird gemSß dieser Erfindung der optimale Wert bei ungefähr einer Garngeschwindigkeit zu Garnzwirnungsgeschwindigkeit von etwa 0,^R0 erhalten. Hierdurch wird veranschaulicht, daß die Falschzvirnarbeitsweise gemäß der obigen japanischen Patentveröffentlichung sich in der Zwirnungswirkung von der Reibungsfalschzwirnarbeitsweise gemäß der Erfindung unterscheidet.

Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die Reibungsoberflochen der Reibungsrotoren 6 und 7 vorzugsweise mit einer Flüssigkeit, die gegenüber dem Garn inert ist, befeuchtet»

.' 4ie vom Tenk 14 über eine wollartige Schnur

zugeführt wird. Dies bewahrt die Rpibungsrotoren vor dem Gluten durch Haftung und Brenne» während des Hochgeschwindigkeitsverarbeitungsbetriebes und stabile Hochgeschwindigkeitsverzwirnung kann ausgeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt unterzieht sich das Garn einem erheblichen Zwirnungsmoment auf den Eingriffsoberflächen und seine physikalische Struktur neigt zu großen Veränderungen. Folglich sollte die Tür den oben erwähnten Zweck verwendete Flüssigkeit gegenüber dem Garn inert seinjso daß sie die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Garnes während der Verarbeitung nicht extrem verschlechtert. Typische Beispiele für die Flüssigkeit umfassen Wasser, wäßrige Lösungen, die Textil-Anpret, ieröle enthalten (z.B. Antistatikmittel oder Schmiermittel), oder flüssige TextilspprefcLermittel.

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EUe derartige Flüssigkeit wird auf die Eingriffsoberflächen der beiden Reibungsrotoren so aufgetragen, daß wenigstens der Teil, wo das Garn mit den Rotoren in Berührung kommt, naß wird. Das Aufträgen kann durch die in Fig. 1 dargestellte Arbeitsweise erfolgen. Es kann außerdem durch ein Verfahren erfolgen,bei den die Flüssigkeitsoberfläche eines Flüssigkeitsvorratsbehälters durch Druckluft gedrückt und die Flüssigkeit oder die die Flüssigkeit entbfiltende Luft von einer Düse ausgestoßen wird, oder ein Verfahren, in dem der Flüssigkeitsspiegel in einem Tank verwendet wird, oder ein Verfahren, in dem die Flüssigkeit mittels eines Sprühers gesprüht wird.

Bas von einer Falschzwirneinrichtung in einem derartigen Zustand erhaltene gekräuselte Garn enthält übentfißige Kengen der obigen Flüssigkeit. Wenn eine übermäßige Menge en Flüssigkeit in dem gekräuselten Gamjenthalten ist, erweicht die Feuchtigkeit das auf eine Spindel gewickelte Gern und im Lauf der Zeit wird der Kräuselungsbetrag herabgesetzt. Ferner verdunstet die in dem auf eine Spindel aufgewickelte» Gsrn enthaltene Flüssigkeit allmählich oder zerstreut sich in andere Substanzen und der Flüssigkeitsgehalt des Garns nimmt daher eb. Wenn Kauf und Verkauf der Garne auf Gewichtsbesis vorgenommen wird, fluktuiert der Flüssigkeitsgehalt. Um den Flüssigkeitsgehalt des Garnes konstant zu halten oder diesen auf nahezu Null her?bzusetzen, wird eine zusätzliche Feuchtigkeitsregelungsstufe oder Trocknungsstufe erforderlich und die Bedeutung der Kostensenkung durch Hochgeschwindigkeitsverarbeitung geht verloren.

Tfo eine Heizeinrichtung nach der Falschzwirneinrichtung für die Viederverfestigung des Garns (im Fall der Herstellung von wSrmestabilisiertem Garn) vorgesehen ist, ist die Leistungsfähigkeit gering falls dem Garn Flüssigkeit anhaftet und außerdem treten gerne Unebenmäßigkeiten auf. Ferner, falls die Spindel aus einer Papierröhre besteht, wird diese, naß unii bricht. Ferner bilden sich Schimnel, die die Qualität des Garne in eines seriiichen Ausmaß verschlechtern. Folglich ist es notwendig, die ia gekräuselten Gern enthaltene übernßßge Flüssigkeit zu entfernen.

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Das gekräuselte .Gern eeigt mehr als gewöhnliche Fedengarne dazu, Flüssigkeit zu enthalten, und das Ausmaß der Garnbewegung ist hoch. Es ist deshalb schwierig, die Flüssigkeit innerhalb einer sehr kurzen Zeit zu entfernen, »ämlich innerhalb einer kurzen Strecke in der Größen- 9TäsoMf der Kaschine. Die Flüssigkeit könnte nicht ausreichend bei irgendeiner der Hethoden entfernt werden, bei welcher ein Drehkörper mit einem Durchmesser von nicht mehr als 20 mm mit einer Geschwindigkeit von mehr sls 5OOO Tj/min rotiert und die Flüssigkeit durch Zentrifugalkraft abgestoßen wird'indem das Garn mehrere zehn MpI um den Drehkörper gewickelt wird, oder bei welcher das Garn durch zwei PreSwalzen zur Abstoßung fiindurchgeführt wird, oder bei welcher die Flüssigkeit durch Durchführung des Garns durch eine Heizeinrichtung entfernt wird.

Es wurde gefunden^daS durch das Aufprellen eines Hochgeschwindigkeitsluftstroms auf das Garn zwischen der Falschzwirnvorrichtung und der Aufnahmevorrichtung, die dem Garn anhaftende schädliche Flüssigkeit euf kehr kleinem Raum entfernt werden kann. Insbesondere beim MlfiarÄ - führen des Garnes an einer Eise 8 für Druckluft, wie ia Fig. 1 dargestellt, wirkt ein turbulenter oder Wirbelstrom von Hochgesehwindigkeltsluftströmung mit Schallgeschwindigkeit oder einer Geschwindigkeit von etwa Semi-Schpllgeschwindigkeit im rechten Winkel oder parallel auf das Garn tmd die den einzelnen Faden anhaftende Flüssigkeit wird weggeschleudert und sos^faf?e Flüssigkeitstropfen weggewischt.

In Fig. Λ ist ein Beispiel der gemäß der Erfindung verwendeten Druckl-uft-.Strf=hldus^^eS^!iS¹llÄUgsziffer 1 bezeichnet den Hauptkörper 1; 2 und 3 bezeichnen die Gsrn-DurchfÜhrungsschlitze; und 4 ein Druckluftrohr. Durch die von dee,Rohr 4 zugeführten Druckluft wird die an das Gara Y anhaftende Flüssigkeit weggeschleudert.

209834/1008 BAD ORIGINAL

Bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Düse wird

Druckluft aus einem Strahlrohr in die Düse ausgestoßen

ι? und trifft direkt auf das Garn auf, und bewegt sich entlang des Garnweges. _{Wenn der Druck der} Druckluft gering ist, ist die Wirkung zunr Abblasen der Flüssigkeit gering. Wenn der Druck zu hoch ist, wird die Flüssigkeit kräftig abgeblasen, jedoch wird die Wirksamkeit oder Leistung niedrig. Überdies ändert sich die Flüssigkeitsentfernungswirkung etwas in Übereinstimmung mit dem Durchmesser des Strahl-.rohres oder dem Winkel des Strahlrohres zu der Garnachse.

Als Druck der Druckluft, der für die Zwecke- der Erfindung geeignet ist, können Drücke von wenigstensß5 &tü zur Anwendung gelangen. Wenn der Druck unterhalb 0,5 atü ist, kann die in dem Inneren des Garnes enthaltene Flüssigkeit nicht entfernt werden. Besonders zweckmäßig wird ein Druckluftstrahlrohr mit einem Durchmesser von wenigstens 1,0 mm (Fläche von wenigstens ( luft von wenigstens 2 atü verwendet.

stens 1,0 mm (Fläche von wenigstens 0,8 mm ) für Druckin der gemäß der Erfindung verwendeten Düse ist der Durchmesser des Garnwegs 2 zweckmäßig) wenigstens das Fünffache und bis zu dem Hundertfachen des Durchmessers des Garnes. Wenn der Durchmesser des Garnweges das Hundertfache des Garndurchmessers überschreitet, treten Unregelmäßigkeiten bei der Wirkung des Abblasens de.r Flüssigkeit auf. Für praktische Zwecke besitzt der Garnweg einen Durchmesser von 0,5 bis 10 mm. Es ist erwünscht daß die Schnittfläche des LuftStrahlrohres nicht mehr als das Zwiefache der Fläche (allgemein die Schnittfläche des Garnweges)

ty

der Düse, die dieJLuft abgibt/i Wenn die Fläche des Strahlrohres größer wird, ist die Wirkung des Abblasens von Flüssigkeit im Vergleich mit einem gesteigerten Luftströmungsausmaß niedrig.

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Der Winkel zwischen dem Strahlrohr land der Garnachse (Garnweg) liegt zwischen 20° bis 160°£ Mit dem Stärkerwerden des Luftstromes, der gegen die Richtung der Garnbewegung ausgestrahlt wird, wird die Wirkung der Flüssigkeitsentfernung stärker. Die Strahldüse für die Luft kann auch nur eine Öffnung (runder od.nicht runder Form) die im Garnweg vorgesehen ist, sein, oder ringförmig um den Umfang des Garnweges ausgelegt sein.

Die Druckluft kann erwärmt sein. Wenn Druckluft erhitztwird, addiert sich die Trocknungswirkung durch Wärme zu der Luftstrahlwirkung, erfordert aber eine zusätzliche Heiz-Stufe.

Die Lage der Düsenanbringung kann an irgendeiner Stelle zwischen dem Reibungsrotor und der Aufwickeleinrichtung sein. Die Lage zwischen dem Rotor und der Abgabeeinrichtung ist für eine Maschine zweckmäßig, die die Abgabeeinrichtung aufweist, da die Abgabeeinrichtung dabei nicht verunreinigt wird. Zur Erleichterung der Garnführung können schlitzartige Einkerbungen in dem Garnweg vorgesehen sein. Es ist möglich, eine Wirbelbewegung des Luftstromes durch die Aasbildung de# Strahldüse exzentrisch zu der Achse des Garnweges zu erzeugen, wobei jedoch in diesem Fall darauf geachtet v/erden muß, daß keine schlitzartigen Einkerbungen in einer Lage vorgesehen werden, die das Garn zum Abweichen vom Garnweg veranlaßt.

Ein Gleiten unter Anhaften (stick slipping) und ein Sengen oder Brennen der Berührungsoberflächen der lieibungs--

, (fahrt auch . . _....,

rotoren^ciurch positives Kuhlen der Eingriffsoberflachen verhindert worden· Das sich ergebende Garn besitzt einige Kräuselunrogelmäßigkeiten (die für begrenzte Anwendungsgebiete völlig zulässig sind), wobei jedoch das Ausmaß der Kräuselungen und die hohe Geschwindigkeit der Behandlung

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mit dem vorstehend beschriebenen Naßverfahren vergleichbar sind. Außerdem kann ein Umherspritzen der Flüssigkeit vermieden werden und die Flüssigkeit haftet nicht an dem Garn an. Dieses Verfahren ist eine besonders gute Methode zur Erteilung von Falschzwirnung oder Falschdrall im Hinblick auf die Ausführbarkeit und Handhabung unter technischen Gesichtspunkten.

Die positive Kühlung der Garnhalteoberflächen der Reibungsrotoren wird zweckmäßig durch das in Fig· 5 gezeigte Verfahren ausgeführt,'worin/KomprimiertehGase 1 und 1¹ bei hoher Geschwindigkeit ausgestoßen werden. Als Gas wird gewöhnlich in wirtschaftlicher V/eise Luft verwendet. Luft wird zunächst mit Hilfe eines Kompressors komprimiert und, falls möglich, auf ein größtmögliches Ausmaß gekühlt und dann aus einer Düse an einer Stelle, die den Oberflächen 2 und 2¹ der Reibungsrotoren möglichst nahe ist, ausgestoßen. Wenn die Düse eine geringe Öffnung aufweist, können in Abständen innerhalb eines zulässigen Bereiches auf der Umfangsoberflache des Reibungsrotors, wobei diese Oberfläche nicht mit dem gegenüberliegenden Reibungsrotor überlappt, mehr als eine Düse vorgesehen werden. Außerdem können die Gestaltung der Düsenöffnungen der Düse schlitzartig auf dem Umfang, der YiItM- mildem gegenüberliegenden Reibungsrotor ftbs-i-kfpf*, ausgebildet sein. Der Druck und die Menge der auszustoßenden Luft werden .in Übereinstimmung mit dem Material der Rotoroberflächen, dem Berührungsdruck zwischen den Eeibungsrotoren (als' Kontakt- oder Beruhrungsdruck bezeichnet), der£Geschwindigkeit der Drehung und der Gestalt und der Anzahl der Düsen gewählt.- Gewöhnlich \/ird der Luftdruck in einer Größe von wenigstens 0,5 atü und die Menge an Luft in einer Größe von wenigstens 10 Nl/min gewählt. Druckluft kann . nach Kühlung zur Anwendung gelangen·

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\ -25- ■

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das Garn gedreht während es zwischen den Eingriffsoberflächen der zwei Reibungsrotoren gehalten wird. TJm die Rotoren unter starkem Festhalten des Garnes zu drehen, sind die Garnhalte oberflächen der Rotoren zweckmäßig aus Kautschuk mit einer Härte von 40 bis 70° gebildet. Die. Härte des Kautschuks wird mittels eines Härteprüfgeräts der Federart in Übereinstimmung mit den Vorschriften von JIS-K-6301-1962 (Physikalisches Prüfverfahren für vulkanisierten Kautschuk) gemessen.

Die Oberflächenform und die jQJLcke der Reibungsrotoren, die das Garn halten, beeinflussen die Qualität des Garns und die Handhabung besonders bei Rotation hoher Geschwindigkeit. Wenn die Reibungsrotoren mit hoher Geschwindigkeit rotiert werden, wird das Material der Reibungsrotoren an dem äußeren Umfang extrem durch die Zentrifugalkraft deformiert, sodaß sich der Zustand des Garnhaltens von dem zur Zeit des ststönrnren Zustande ändert, Wodurch das Garnhaltevermögen und das Garnzwirnvermögen herabgesetzt werden und folglich unstabilen Betrieb verursacht.

XTm ein stabiles Garnhaltevermögen und Zwirnvermögen während der Zeit des Betriebs mit hoher Geschwindigkeit zu erhalten ist es zweckmäßig, daß die Dicke des Kautschuks mit einör Härte von 40 bis 70° o,5 bis 5 mm beträgt» überdies soll der Kautschuk an ein Substrat, das auf einer Drehv/elle befestigt ist, kräftig gebunden sein. Es ist auch möglich, die Dicke des Kautschuks über 5 mm hinaus zu erhöhen und ein Verstärkungsaußenrad an dem Umfang des Substrates und des_ Kautschuks anzubringen. Wenn das Verstärkungsaußenrad vorgesehen wird, wird der Kautschuk so ausgebildet, daß er über das Ende des AuBenrades um 0,5 bis 5 mm vorsteht.

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Fig. 6 zeigt einen Reibungsrotor, bei welchem ein Außenrad an dem Umfang von Substrat und Kautschuk vorgesehen ist. In Fig. 6 sind 'ringförmigeh Substrate 2 und 2¹ auf den Enden der Drehwellen 1 und 1¹ mit Hilfe -ve» Muttern 3 und befestigt. Auf den Oberflächen der ringförmigen Substrate 2 und 2- sind kautschukartige Elastomere'· 4 und 4¹ angebracht, um dadurch die Reibungsrotoren 5 und 5' zu bilden. Um eine Deformierung der kautschukartigen Elastomeren 4 und 4' beim Drehen in einem Berührungszustand zu verhindern, sind Außenräder 6 und 6"¹ angebracht. Vorzugsweise besitzen die kautschukartigen Elastomeren eine Härte von 40 bis 70 ..

Das Garn Y bewegt sich in Richtung des Pfeils und wird gezwirnt und entzwirnt. Der Buchstabe D bezeichnet die Dicke des kautschukartigen Elastomeren/von der Anhaftungsoberfläche des Reibungsrotors oder von der Formoberfläche und d bezeichnet die vorstehende Dicke von dem Außenrad 4 zu der Oberfläche des Reibungsrotormaterials.

Es war allgemein bekannt, daß die Dicke einer Reibungssubstanz von einem Reibungsrotor von der A&haftungsoberfläche

sich an ihrem äußersten Umfang entsprechend der Härte der Reibungssübstanz ändert. Es wurde gefunden, daß die obere Grenze der Dicke D von einem Raum oberhalb der Vorrichtung bestimmt wird, und im Hinblick auf a.as Verzwirnen, sie in einer Größe von etwa ^O mm erscheint. Es wurde femer festgestellt, daß die untere Grenze der Dicke D das Zwirnen und Garnverschlingen wesentlich beeinflußt. Wenn die Dicke der Reibungssubstanz niedriger als 0,5 nun ist, übt die Anhaftungsoberfläche des Metalls einen großen Einfluß aus und dej? Modul der Elastizität der Reibungssubstanz nimmt scheinbar ab, was wiederum zu einer verringerten Garnhaltekräft führt.

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2T64303

Bezüglich der vorstehenden Dicke d wurde gewöhnlich angenommen, daß eine größere Dicke d im Hinblick auf die Zunahme der Benutzungsanzahl bevorzugt ist. Es wurde jedoch festgestellt, daß, wenn die Dicke d erhöht wird, das Vorstehen des äußersten Umfanges bei Drehung hoher Geschwindigkeit größer wird und Garnbrechen impaehrerejr Stunden auftritt. Die Grenze der Dicke ist deshalb 5

Die Bedingung, wonach diese Dicke 0,5 bis 5 mm betragen soll, wird in Bezug auf ein Beispiel näher erläutert. In diesem Beispiel wird ein Polyäthylenterephthalatgarn mit einem Titer von 200 den bei einer Garngeschwindigkeit von 450 nr/min unter Anwendung von Reibungsrotoren mit Durchmessern von 90 mm, deren /\(^iaWrou^A ■ 50 mm beträgt, behandelt. Die Härte des Kautschuks auf den Rotoren ist 60 .

(A) Wenn die Behandlung unter Anwendung der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ausgeführt wird, bei welcher die Dicke d von dem Außenrad 6 mm und die Dicke der kautschukartigen Substanz D 10 mm waren, trat ein Garnbrechen in 10 Stunden ein. Danach war der Außenumfang in der Außenrichtung deformiert und ein Verschlingen des Garnes war nicht mehr möglich.

(B) Venn bei der Behandlung wie in (A) beschrieben, die Dicke d auf 0,3 mm geändert wurde, bildeten sich häufig Flusen und es trat ein Garnbrechen auf, v/oduch ein Portsetzen der Behandlung unmöglich gemacht wurde. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die beiden Rotoren mit einer bestimmten Kraft i'n Richtung des Auflagerdruckes geschoben wurden und das zwischen ihnen gehaltene Garn mit dem Außenrad gerieben wurde.

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(G) Wenn "bei der Behandlung wie in (A) beschrieben, die Abolcttcl ti auf 1 mm geändert wurde, wurde das Garnverschlingen erleichtert und die Zeitdauer bis zum Auftreten von Garnbruch wurde außerordentlich verlängert, woduch die Herstellung eines bauschigen Kräuselgarnes von hoher Qualität ermöglicht wurde.

(D) Wenn die Behandlung ohne das Außenrad ausgeführt wurde, wobei die Dicke D von der Anhaftoberfläche auf 0,3 mm eingestellt wurde, konnte eine ausreichende elastische Kraft zum Halten des Garnes nicht erhalten werden und es war unmöglich, das Garn zu verschlingen. Sogar wenn die Härte der kautschukartigen Substanz verringert würd?, war die Deformation aufgrund der Drehung bei hoher Geschwindigkeit groß, und ein Garnverschlingen war unmöglich.

(E) Wenn das Verfahren ausgeführt wurde, wobei die Dicke D der Anhaf tober fläche auf 10 mm und die vorstehende Dicke d von dem Außenrad auf 3 nun eingestellt wurden, konnte der ZwirnungsVorgang in stabiler und gleichförmiger Weise ausgeführt werden, und es konnten Bauschgarne von hoher Qualität erhalten werden.

Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 9 aufgeführt.

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Dicke

D
(mm)

Dicke

d (mm)

Zustand

Verstrichene Zeit bis zum Garnbruch (Std.)

Großes Ausbeulen des Außenumfangs, Garnverschlingen unmöglich -

Garnbruch trat in mehreren Stunden 5 auf und danach Garnverschlingen unmöglich

Garnverschlingen möglich, jedoch 100 Stabilität der !Spannung schlecht

Behandlung möglich, Zwirnung stabil, 500 Garn hoher Qualität erhalten

Behandlung möglich, Zwirnung stabil, 500 Garn hoher Qualität erhalten

Behandlung möglich, Zwirnung stabil, 500 Garn hoher Qualität erhalten

Behandlung möglich, Zwirnung stabil, 500 Garn hoher Qualität erhalten

Behandlung möglich, Zwirnung stabil, Garn hoher Qualität erhalten

Behandlung möglich, Zwirnung stabil, 500 Garn hoher Qualität erhalten

Garnverschlingen möglich, Garn be- 100 rührte das Außenrad, beträchtliche Plusen

Garnverschlingen unmöglich

Großes Ausbeulen de© Außenumfangs — und Garnverschlingen unmöglich

Garnverschlingen möglich, jedoch 100 Stabilität der Spannung schlecht

Behandlung möglich, Zwirnung stabil, 500 Garn hoher Qualität erhalten

20	10	1
20	8	0,5
10	6	0,3
10	5	0,1
10		ohne Außen räder Il
10	3	Il
10	2
10
10
10
10
8,0 6,0
5,0

0 98 3.4/10 08

Dicke Dicke

D d

(mm) (mm)

Zustand

Verstrichene Zeit "bis zum Garnbruch (Std.)

1,0	Ohne Auße|i- räder
0,5	ti
0,3	ti
0,1	It

Behandlung möglich, Zwirnung stabil, 500 Garn hoher Qualität erhalten

Behandlung möglich, Zwirnung stabil, 500 garn hoher Qualität erhalten

Garnverschlingen möglich, jedoch Stabilität der Spannung schlecht

Garnverschlingen unmöglich

200

Aus der vorstehenden Tabelle 9 ist ersichtlich daß eine stabile Behandlung möglich· wird, wenn die Dicke der Formfläche wenigstens 0,5 mm beträgt und die vorstehende Dicke des Außenrades in dem Bereich von 0,5 bis 5 mm liegt, wobei die Zeitdauer bis zum Auftreten von Garnbruch wesentlich erhöht wurde.

•3 Gemäß der Erfindung kann einer der beiden Reibungsrotoren eine fest angebrachte Scheibe sein, die in der Umfangßrichtung gedreht werden kann, jedoch Vollkommen frei von einer Lücke oder einem Spalt in axialer Richtung ist, wobei das Anbringen mittels Doppelmuttern erfolgt. Der andere Rotor wird dabei sowohl in der Umfangsrichtung als der Lagerrichtung drehbar gemacht. Hierbei kann die Bewegung von der einen Scheibe in .der Lagerrichtung nach dem folgenden Mechanismus ausgeführt werden.

(A) Unter Anwendung eines radialen Kugellagers wird die Scheibe zum Gleiten zwischen der Scheibenwelle und dem . Innenanschlag (inner lace) gebracht.

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(B) Unter Anwendung eines radialen Kugellagers wird die Scheibe zum Gleiten zwischen dem Außenanschlag (outer lace) und dem Lagergehäuse gebracht.

(C) Die Scheibenwelle wird von einem Luftlager getragen und dadurch in einem Schwebezustand gehalten.

Mit Bezug auf die Ausführungsform (A), wurde bei einer 6-monatigen Betriebsführung folgendes festgestellt:

Wenn der Spielraum zwischen dem Innenansehlag und dej? Scheibenwelle vorhanden ist, dreht sich die Welle dazwischen. Wenn ein geeigneter Spielraum zwischen ihnen vorgesehen wird, treten für praktische Zwecke keine Störungen auf. Es ist Jedoch notwendig, ein geeignetes Schmiermittel, z.B. Schmierfett, zwischen dem Innenansehlag und der Welle stets anzuwenden.

Mit Bezug auf die Ausführungsform (B) treten für praktische Zwecke keine Störungen auf, jedoch in Abhängigkeit von dem Spielraum zwischen dem Lagergehäuse und dem Außenanschlag paßt die Welle nicht genau in das Lager, und das Lager wird schwer.

Die Ausführungsform (C) erfordert keine Schmierung und es ist hierbei kaum irgendein Widerstand hinsichtlich der Bewegung in axialer dichtung vorhanden. So· ist dies die idealste Tragweise und es ist hierbei xvenig Abweichung unter den Spindeln vorhanden.

Wenn ein Luftlager nicht verwendet wird, findet eine Feststoff- oder IPlüssigkeitsreibung zwischen der Welle und dem Lager statt und es ist notwendig, dementsprechend den Preßdruck zu erhöhen. Bei Anwendung einer Vielzahl von Spindeln ist ein Unterschied in der Änderung des Reibungswiderstandes vorhanden und die erhaltenen Produkte variieren

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in ihrer Qualität, wenn auch nicht in einem solchen Ausmaß, wie im Falle eines festen Anbringens von beiden Wellen. Um ferner die Reibung gleichförmig zu machen, ist es stets · etwas Schmiermittel erforderlich, um eine Feststoff reibung zu vermeiden. "

Andererseits bewirkt die Anwendung eines Luftlagers einen freischwebenden Zustand der Welle durch einen Luftfilm und daher bildet der Reibunoswiderstand eine Gasreibung· Der Widerstand ist sehr gering und es ist kaum irgendein Unterschied zwischen den Spindeln vorhanden. Überdies wird die Haltbarkeit oder Gebrauchsdauer der Welle verlängert.

Wenn nur eine von den Scheibenwellen frei .bewegbar gemacht wird, können die folgenden Vorteile erhalten werden.

Wenn eine von den Wellen fest angebracht ist und der

anderen Welle ein freies Bewegen gestattet wird und, wenn die

tf*¹
Scheibe auf der festangebracht) Welle in Schwingung versetzt wird, bewegt sich die andere Scheibenwelle und gleicht das Schwingen der schwingenden Scheibe aus, oder paßt sich diesem an. Daher kann das Garn stets bei einem gleichen Kontakt- oder Berührungädruck gehalten werden und die Abweichung in der Qualität des Garnes wird herabgesetzt·

Wenn jedoch beide Wellen fest angebracht sind, können die vorstehend geschilderten Vorteile nicht erhalten v/erden, und das Schwingen oder Wackeln der Scheiben auf beiden Wellen ist verstärkt. Demgemäß schwankt der Berührungsdruck und ein Abweichen-in der Qualität des Garnes wird hervorgerufen.

Die vorstehenden Ausführungen werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert· In Fig. 7 bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 Scheiben vom gleichen Durchmesser

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216A303

die sich in wechselseitig gegenüberliegenden Richtungen drehen· Sie berühren einander und gebjen das Garn 3 ab, während sie es zwischen sich festklemmen, und erteilen dem Garn gleichzeitig Zwirnungen·

Die Scheibe 1 ist auf der Scheibenwelle 4- befestigt und wird von einem radialen Kugellager 5 und 6 getragen und an die Scheibenwelle in axialer Richtung durch Doppelmuttern 7 und 3 festgeklemmt und auf diese Ueise ohne einen Spielraum dazwischen befestigt· In Pig· 8 bezeichnet das Bezugszeiehen 9 eine Scheibenwelle£.uf derfcreibeweglichen Seite, die von Lagern 10 und 11 getragen wird.Die Lageipind aus einr Legierung, z.B. Phosphorbronze hergestellt und zehn Ms zwanzig kleine Löcher 12 und 13 sind in radialer Weise an einer Stelle in Berührung mit der Scheibenwelle 9 vorgesehen· Sin Lagergehäuse 14 schließt Kanäle 15 und 16 an Stellen, die den in den Lagern 10 und 11 vorgesehenen kleioen öffnungen oder Löchern 12 und 13 entspreche , ein. Druckluft öffnungen 17 und 18 sind mit diesen Kanälen durch den ^hißenumfang verbunden. Die durch Rohre 19 und 20 zugeführte Druckluft wird zu diesen Löchern von außen her zugeführt·

Ein radikales Kugellager 21 ist an das Ende der Scheibenwelle 9 befestigt und wird von einem Lagergehäuse 22 getragen. Ein Kolben 23 ist mit dem Lagergehäuse 22 über ein Kautschukkissen an dem vorderen Ende in Berührung· Ein Zylinder 25 erhält Druckluft von dem Rohr 26 und drückt den Koben 23 gegen das- Lagergehäuse 22· Ein Hebel 27 ist integral mit dem Lagergehäuse 22 verbunden und gelangt mit dem Zylinder 25 über eine Feder 28 in Berührung. Ein Luch 29 ist in dem Zylindergehäuse vorgesehen, und wenn der Hebel 27 diesen 0?eil erreicht, bewirkt die Feder ein Trennen der Scheiben voneinander und deren Befestigen.

20983A/1008

Wenn ein Verzwirnen des Garnes erwünscht ist, wird zuerst Druckluft von den Rohren 19 und 20 zugeführt, um die Scheibenwellen' in schwebenden Zustand zu. bringen. Der Hebel 27 wird heruntergezogen und Luft wird von der öffnung 29 angesaugt. In diesem Zustand wird Druckluft von dem Rohr zugeführt, worauf der Koben 23 die Scheibenwelle 9 links /iftvcttdas Wellengehäuse 22 drückt und die Scheibe 2 gegen die Scheibe 1 preßt· Da die Bcheibenwelle mittels der Druckluft vollständig im Schwebezustand gehalten wird, ist in axialer Richtung kaum irgendein Widerstand vorhanden und die in dem -^ruckluf trohr 26 wirkende Luft wirkt direkt auf die Scheibe 2 über di» Scheibenwelle 9·

Beispielsweise wurde bei einer solchen Vorrichtung der Außendurchmesser der Scheibe auf 100 mm, der Durchmesser der Scheibenwelle auf 20 mm, die Anzahl von in den Lagern vorgesehenen öffnungen auf 10 und d Luftdruck auf dem Lager

ρ
auf 5 kg cm eingestellt· Der Falschzwirnungszustand eines Garnes wurde geprüft, wobei der Preßdruck der Scheibe bei 3 kg gehalten wurde, die Garngeschwindigkeit bei 600 m Min, und die Drehgeschwindigkeit der Scheibenwrlle bei 2400 U/Min eingestellt wurden. Der Berührungsdruck wurde kaum geändert· Es war hierbei möglich, den Zwirnungsvorgang in stabiler Weise auszuführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

' BeispieJM bis 11

Polyäthylenterephthalatgarn (PET abgekürzt) und ein Poly-^-capronamidgarn (Nylon 6-Garn, abgekürzt N) wurden mittels einer Falschzwirnungsvorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, falschge&wirnt· Die hierbei zur Anwendung gelangenden

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Reibungsrotoren waren aus Nitrilkautsch.uk mit einer' Härte von 52° (Beispiele -1 und 1), Polyurethankautschuk mit einer Härte von 55 (Beispiele 3, 4, 5 und 6) hergestellt. Die Dicke des Kautschuks betrug 6 mm_s Ein Verstärkungsaußenrad wurde um das Substrat und den Kautschuk herum vorgesehen und die vorstehende Dicke des I^utschuks von dem vorderen Ende des Außenrades wurde auf 3 nun eingestellt.

Der Berührungsdruck zwischen den zwei Reibungsrotoren war 3 kg und die Eingriffsoberflächen zwischen den Reibungsrotoren wurden mit Wasser befeuchtet. Die Länge des Erhitzers war 2m..

Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle X zusammengestellt.

t 4 λ λ η

Tabelle 10

Beispiel nummer	Garage- schwin- digkeit	Garn •den/ Faden	Zwirnge schwindig keitsaus·. · maß	Garazu- führungs- geschwin- digkeits-	Reibungsrotor	Geschwin digkeit u/min	Inter axialer Abstand (mm)	K)
1	500	N 70/24	0,71	1,40	Durch messer (mm)	3070	37	164303
2	500	N 100/48	0,73	1,37	82	3020	35
3	800	PÄT 75/24	0,78	1,24	82 .	4250	48
4	800	It	0,81	1,23	90	2500	83
5	1000	Il	0,86	' 1,16	150	3050	87
6	800	PÄT 150/30	0,78	1,24	150	4250	. 48
	500	N 70/24	0,65	T, 40	90 .	3300	34,6
8	Il	Il	0,95	1.30	82	2540	48,5
8 9	800	PÄT 75/24	0,78	1,00	TI	4620	55
10	I?	Il	0,78	1,50	90	4100	41,5
11	Il	Il	0,60	1,45	Il	4750	36,9
Il

Tabelle 10 (Fortsetzung)

ro ο co

Bei spiel nummer	Falschzwirn spannung (g) P1.	Abzugs- spannung(g) • F2	Anteil von Zwirnungen (g) F2	Verarbeit- . barkeit	Temperatur des Erhitzers (0C)
1	27	20	3100	gut	190
2	38	15	2200	Il	200
J	40	20	3200	ti	. 220
4	41	23	3200	Il	240
5	46	22	3150	tt	250
6	60	25	2600	It	265
7	12	12	3350	schlecht	190 k
8	66	30	2300	tt	tt
9 '	70	15	2800 .	ti	240
10	24	22	3200	ti	ti
11		—'	—	tt	tt

4P «ft

co ο co

Beispiel 12

Ein Polyäthylenterephthalatfadengarn mit einem Titer von 75 den und 24 Fäden wurde in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung unter den in der nachstehenden Tabelle XI angegebenen Bedingungen behandelt.

Tabelle XI Kautschukmaterial

Auß^endurchmesser des Reibungsrotors Innendurchmesser des Reibungsrotors 2JischenaEialer Abstand Kautschukhärte (JIS)
Berührungsdruck
Länge des Erhitzers
Temperatur des Erhitzers Anzahl von Zwirnungen
Garnzufuhrungsgeschwindigkeit Garnabzugsgeschwindigkeit Drehgeschwindigkeit des Reibungs^fötors Menge der verwendeten Flüssigkeit Flüssigkeit

Luftstraliloffnungsdurchmesser der Düse zur Entfernung der Flüssigkeit

Nitrilkautsch.uk 90 mm 30 mm 48 mm 528

0,65 kg 1,5 m 240 ⁰C 3150 Drehungen/m 800 m/min· 824 m/min,-4 350 U/min.

0,1 l/min.

Wasser

1,5 mm

Der Flüssigkeitsgehalt des Garns,.. der . mit dem Druck

der Druckluft zwischen 1 bis 4 kg/cm variierte_/ ist in der nachstehenden Tabelle XII angegeben. Aus der genannten Tabelle ist ersichtlich, daß bei Verwendung von Druckluft mit einem Druck von wenigstens 0,5 kg/cm der Flüssigkeitsgehalt auf weniger als 4 % verringert werden konnte, und bei einem

Druck von 2 kg/cm der Flüssigkeitsgehalt auf 0,5 ^c/o herabgesetzt werden konnte, und daß gute Kräuselgarne, die den

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im Handel erhältlichen Kräuselgarnen gleichkamen, hergestellt werden konnten.

Tabelle 12

Probe	Luftdruck	Flüssigkeits	Deformation von
Nummer	(atü)	gehalt (%)	Papierrohr
I		15	Verformt
II	0,5	4	Schwach feucht
III	1	2	ti
IV	2	0,5	nichts
V	4	0	nichts

Beispiel 13

Ein Poly-£-capipt)namidgarn (Nylon 6 Garn) mit einem Titer von 70 den, 24 Fäden wurde unter den in Tabelle XIII angegebenen Bedingungen behandelt, wobei Reibungsrotoren aus Nitrilkautschuk mit einer Härte von 52 verwendet wurden. Dieses Garn wurde zu Strümpfen verarbeitet. Die Produkte waren von nahezufsleicher Qualität wie diejenigev-der Artikel von Handelsqualität·

Wenn andererseits bei dem gleichen Verfahren das Kühlen unterbrochen wurde, trat eine heftige Wärmeerzeugung zwischen den Rotoren bei einer Behandlungsgeschwindigkeit von 50 m/min, auf und die Oberfläche des Kautschuks war geschmolzen.

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Tabelle XIII	Gas:	82 mm
Außendurchmesser der Reibungsrotoren	Druck:	30 mm
Zwischenaxialer Abstand	Strömungsausmaß:	0,7 kg/cm2
Berührungsdruck		1,5 m
Länge des Erhitzers	190 °c
Temperatur · ·	400 m/min
Garngeschwindigkeit	0,9»
Verhältnis von Zuführungsgeschwindig keit zu Abzugsgeschwindigkeit von Garn	6,65 x Garnge schwindigkeit (m/min) U/min
Drehgeschwindigkeit der Reibungsrotoren	Gasstrahlver fahren gezeigt in Hg. 5
Kühlve rfahren	Luft
3 atü
200 N l/min

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Falschzwirnen eines Garnes, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Endlosfadengarn durch die Reibuigsaingriffsoberflächen von 2 Reibungsrotoren von gleichem Durchmesser , die sich einander gegenüber liegen, wobei deren Drehwellen nicht auf der gleichen Achse liegen, und die sich .zueinander in entgegengesetzten Richtungen drehen, führt, wobei man das Garn den genannten Reibungseingriffsoberflächen bei einer Geschwindigkeit von wenigstens 500 m/min zuführt, und dabei dem Garn eine Spannung in einer Zwirnzone erteilt, die durch die nachstehende Formel

0,85>F₁>6,35 x 10*⁴V - 0,100

definiert ist, worin F^ die Garnspannung in g/den und V die Zuführungsgeschwindigkeit des Garns in m/min darstellen, und dann das Garn von den Reibungseingriifsoberflachen abzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Garn von den Reibungseingriffsoberflächen mit einer niedrigeren Abzugsspannung als die Spannung des Garns in der Falschzwirnzone abzieht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Garn den Eingriffsoberflächen der Reibungsrotoren mit einer Zuführungsgeschwindigkeit zuführt, die gleichzeitig die folgenden 2 Bedingungen erfüllt, nämlich:

1)daß das Verhältnis von Garnzuführungsgeschwindigkeit zu der Geschwindigkeitskomponente (AD) der Umfangsgeschwindigkeit der Reibungsrotoren in der Garnzwirnrichtung im Bereich von 0,7 - 0,9 liegt, und

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2) daß das Verhältnis von der Garnzuführungsgeschwindigkeit zu der Geschwindigkeitskomponente (AC) der Umfangsgeschwindigkeit der Reibungsrotoren in der Garnabgaberichtung im Bereich von 1,05 bis 1,40 liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Eingriffsoberflächen der Reibungsrotoren mit einer gegenüber dem Garn inerten Flüssigkeit benetzt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn, das durch die mit einer inerten Flüssigkeit benetzten Eingriffsoberflächen hindurchgsführt und in dem benetzten Zustand von den genannten Eingriffsoberflächen abgezogen worden ist, einem Blasen mit einem Luftstrom zur Entfernung der inerten Flüssigkeit von dem Garn unterworfen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Eingriffsoberflächen der Reibungsrotoren zwangsweise in nicht.benetztem Zustand gekühlt werden, um dadurch einen Temperaturanstieg der Eingriffsoberflächen durch Reibung zu verhindern.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Reibungsrotoren aus einem auf eine Drehwelle befestigten Substrat gebildet ist, wobei auf den Substraten ein kautschukartiges Elastomeres angebracht ist, wobei das kautschukartige Elastomere eine Härte von 40 70° und eine Dicke von 0,5 mm - 5 mm besitzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der .Reibungsrotoren aus einem auf der Drehwelle befestigten Substrat einem auf dem genannten Substrat befestigten kautschukartigen Elastomeren mit einer Härte von 40 - 70° gebildet ist, wobei ein verstärkendes Außenrad um das Substrat und das kautschukartige Elastomere herum vorgesehen ist, wobei das kautschukartige Elastomere

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von dem Vorderende des genannten Außenrades um 0,5 - 5mm vorsteht.

9. Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle von einem der Reibungsrotoren an einem Lager so befestigt ist, daß die Lageroberfläche in axialer Richtung gleitbar ist,und daß der andere Reibungsrotor vpri¹ einem Lager so getragen wird, daß dessen Drehwelle in axialer Richtung nicht wesentlich gleiten kann.

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