DE2216239A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines voluminösen fixierten Garnes mit geregelter Torsion - Google Patents

Description

Dipl.big. H. Berkenfeld KOL(U 29.Hard

Patentanwälte

6 Köln 41, Postfach 410149

Universitätsstraße 31

Anmelderg

Leesona Corporation

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines voluminösen fi= xierten Garns mit geregelter Torsion

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der Torsion und zum Erhöhen der Fülligkeit in einem fixierten Garn, das in einem kontinuierlichen oder dis° kontinuierlichen Verfahren hergestellt wird*

Viel Aufmerksamkeit ist von der Textilindustrie den sogenannten texturierten synthetischen Garnen geschenkt worden. Ein solches tekturiertes synthetisches Garn wird gewöhnlich als ein "Torsionsstreckgarn¹¹ bezeichnet, Bekanntlich sind Torsionsstreckgarne behandelt worden, um eine gekräuselte und mit Ausgleichswindungen versehene Form anzunehmen, so daß sie Streckeigenschaften aufweisen, welche sie von unbehandelten Garnen unterscheiden,

Ein übliches Verfahren, das bei der Erzeugung von Torsionsstreckgarn verwendet und in großem Maßstab ausgeführt wird, ist als Texturieren durch unechtes Verzwirnen bekannt. Diese Verfahren bedingt das Verzwirnen des Garnes um seine eigene Achse, das Erhitzen und spätere Abkühlen des verzwirten Garnes (das gewöhnlich als Hitzefixierung der Verzwirnung bezeichnet wird),

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sowie das Aufdrehen des Garnes in einem kontinuierlichen Vorgang unter entsprechender Spannung, ohne Unterbrechung zwischen den einzelnen Schritten,

Torsionsstreckgarn, das auf einer fadenweisen Basis und frei von Spannung geprüft wird, ist durch zwei getrennte Arten von Verformungen gekennzeichnet. Die erste dieser Verformungen wird gewöhnlich als Kräuselung und die zweite Verformung gewöhnlich als Ausgleichswindung bezeichnet.

Wenn ein einziger Faden des Torsionsstreckgarns an beiden Enden erfaßt und demselben ermöglicht wird, sich vollständig zu entspannen, ist die als Ausgleichswindung bekannte Verformung bei weitem am besten sichtbarο Der Garnfaden wickelt sich an mehreren beliebigen Stellen längs des Fadens in sich selbst auf, wodurch die Ausgleichswindungen erzeugt werden. Wenn das gleiche Gärnstück bis zu der Stelle gedehnt wird, an welcher sich die Ausgleichswindungen abgewickelt haben, wird die als Kräuselung bekannte Verformung deutlicher sichtbar. Das Garn weist nunmehr ein gewelltes Aussehen auf, ist aber weder mit einer Ausgleichswindung versehen, noch in sich selbst aufgewickelt. Selbstverständlich ist die Kräuselung in den Ausgleichswindungen des Fadens vorhanden. Da aber die als Aus gleichswindung bekannte Verformung größer ist als die als Krau= seiung bekannte Verformung, wird der größte Teil der Kräuselung durch die Ausgleichswindungen visuell verdeckt, bis dieselben durch Dehnen des Fadens verschwunden sind. Wenn der gleiche Fa= den weiter gedehnt wird, verschwindet die Kräuselung und das Ergebnis ist schließlich ein gerade gerichteter Faden. Bei der Entspannung werden jedoch die Kräuselung und schließlich die Ausgleichswindungen wieder erscheinen.

Das handelsübliche unecht verzwirnte Garn wird gleichmäßig verzwirnt, hitzefixiert und aufgedreht, Wenn jedoch das Garn veranlaßt wird, sich zu entspannen, geschieht dies nicht gleichmä-

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ßig. Dies ist auf die Stellung der Fäden in dem Garnbündel während der Hitzefixierung, sowie auf die Stellung der Fäden zu-= rückzuführen, die sie nach dem Aufdrehen einnehmen, was sich teilweise aus der Reibung zwischen den Fäden und aus dem Phasenabgleich der Fäden ergibt., Einige Beanspruchungen in den Fäden trachten gleichzeitig zu wirken, während andere einander entgegenwirkenο Die Beanspruchungen werden daher ungleichmäßig freigegebene Wenn diese Kräfte zusammenwirken, besteht das Er= gebnis aus Hohlräumen oder Abschnitten des Garns mit kleinem Querschnitt. Wenn das Entgegengesetzte erfolgt und die Kräfte in den Fäden einander entgegenwirken, wird der Querschnitt ■vergrößert und mehr Fülligkeit erzielt«

Die Textilindustrie hat großes Interesse an dem gezeigt, was als fixiertes Garn bekannt geworden ist_o Ein fixiertes Garn wird erzeugt, wenn ein Torsionsstreckgarn aus seiner vollständig gestreckten (gerade gerichteten) Form bis zu der Stelle entspannt wird, an welcher die als Kräuselung bekannte Verformung in dem Garn vorhanden ist_? während die durch die Torsion bewirkten Ausgleichswindungen sich nicht bilden können. Das Garn in dieser gekräuselten Form wird dann durch Erhitzen und späteres Abkühlen behandelt, so daß ein wesentlicher Teil der Torsion dauernd aus dem Garn entfernt ist, während die Kräuselung im wesentlichen bewahrt wird» Fixiertes Garn ist wegen sei= ner Fülligkeit, Voluminosität und Deckkraft von wirtschaftlicher Wichtigkeito Die Fülligkeit kann als die Deckkraft des Garns pro Gewichtseinheit definiert werden.

Ein zur Zeit bekanntes Verfahren zum Erzeugen fixierten Garns umfaßt die Zuführung eines Überschusses des Torsionsstreckgarns zu einer Garnspule, um eine sogenannte weiche Packung zu erzeugen, die dann später im Autoklaven behandelt wird. Das Garn wird zuerst gerade gerichtet und dann die Überschußzuführung ₍ eingestellt, so daß das Garn in der weichen Packung eine schwach gekräuselte Form, aber keine Ausgleichswindungen auf=

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weist. Eine sichtbare gekräuselte Form verbleibt in dem Garn nach der Einwirkung von Hitze, Druck und Feuchtigkeit im Autoklaven, wird aber erst während der Fertigstellung des Stoffes voll entwickelt. Fünf Millionen Kilogramm eines solchen Garns werden jährlich erzeugt. Dies ist ein diskontinuierliches oder Partieverfahren zum Erzeugen fixierten Garnes.

Ein Verfahren zum Erzeugen eines gleichmäßiger fixierten Garnes ist ein solches, bei welchem das Verfahren kontinuierlich ist. Das heißt, daß das Torsionsstreckgarn direkt aus der Einrich= tung zum unechten Verzwirnen unter genügender Spannung abgezogen wird, so daß dasselbe gerade gerichtet ist, und es wird mit einem Überschuß von bestimmtem Wert parallel zu einer Heizeinrichtung des Garns zugeführt. Die Überschußzuführung parallel zur Heizeinrichtung wird so eingestellt, daß alle oder im we-= sentlichen alle durch die Torsion bewirkten Ausgleichswindungen entfernt werden, während die Kräuselung in dem Garn im wesentlichen bewahrt wird. Wenn das Garn unter geregelten Bedingungen der Temperatur und der Spannung über diese Heizeinrichtung gezogen wird, werden die Beanspruchungen, die beim anfänglichen Aufdrehen ungleichmäßig freigegeben wurden, permanent gemacht, so daß sich ein ungleichmäßiges Garn ergibt, das ein ungleichmäßiges Aussehen des Stoffes bewirken kann»

Es gibt mehrere Arten von Maschinen zur Ausführung des kontinuierlichen Verfahrens zum Erzeugen fixierten Garnes. Das Torsionsstreckgarn kann beispielsweise auf einer Maschine erzeugt werden, welche das Torsionsstreckgarn in einer Packung aufwikkelt. Die Packung wird dann zu einer zweiten getrennten Maschine gefördert, welche aus einer Abwickelspule, einer Heizein· richtung für das Garn, einer Abkühlungszone und einer Aufnahmeeinrichtung besteht, Das Torsionsstreckgarn wird dann mit einem Überschuß parallel ?u der Heizeinrichtung unter einer Spannung zugeführt, bei welcher eine gekräuselte Form vorhanden ist. Das in dieser Form befindliche Garn wird erhitzt und abgekühlt, so

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daß die gekräuselte Form in dem Garn fixiert wird.

Fixiertes Garn kann aber auch auf einer Maschine hergestellt werden, welche die Wirkungsweise, die das Torsionsstreckgarn erzeugt, mit der nachfolgenden Verarbeitung dieses Garns zu fixiertem Garn kombinierte Eine Strähne des Garns kann aus ei·= ner Packung entnommen werden, im Bereich einer ersten Heizeinrichtung des Garns unecht verzwirnt werden, dann abgekühlt und unter entsprechender Spannung aufgedreht werden, um ein Tor= sionsstreckgarn zu erzeugen., Dieses Garn wird dann durch eine Reihe von Förderrollen zu einer zweiten Heizeinrichtung gezogen und mit einem Überschuß parallel zu der zweiten Heizeinrichtung zugeführt. Die Uberschußzuführung wird geregelt, um eine solche Spannung zu erhalten, daß die von dem Torsionsstreckgarn ange= nommene Form jene des fixierten Garnes ist,und diese Form wird in dem Garn durch das Erhitzen und nachfolgende Abkühlen fixiert. Dieses fixierte Garn wird dann zu einer Aufnahmeeinrichtung geführt und in einer Packung aufgewickelt. Die Maschine zur Ausführung dieses zweiten beschriebenen Verfahrens sind Zusatzgeräte (Modell 570) zu den Modellen 553 oder ^^> der unechten Zwirnmaschinen, welche gemäß den amerikanischen Patentschriften 3.077ο724 und 3«091 ο912 von der Firma Leesona Corporation hergestellt werden»

Ein Problem bei der Erzeugung der fixierten Garne bildet die restliche Torsion* Die Torsion wird verringert während des Abkühlungsvorganges bei der nachfolgenden Behandlung in der zweigten Heizeinrichtung, In dem Garn verbleibt jedoch eine restliche Torsion, welche durch irgendeinen einer Anzahl einfacher Versuche leicht feststellbar ist. Als ein Beispiel eines solchen Versuchs kann ein Stück des Garns mit einer Länge von " 30 cm erfaßt und eine Papierklammer an dem einen Ende des Garnstücks befestigt werden, worauf das Garnstück unter Festhalten des anderen Endes in senkrechter Stellung frei hängen gelassen wird, Die restliche Torsion in dem Garnstück bewirkt, daß die

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Papierklammer eine Anzahl von Drehungen ausführt, wie zum Beispiel sieben Drehungen,

Ein anderes Problem, das insbesondere in Erscheinung tritt, wenn Maschinen mit zwei Heizeinrichtungen verwendet werden, besteht darin, daß die Auswahl der Betriebsbedingungen (Tempera= tür, Spannung usw,) beschränkt ist, welche die Fülligkeit und den Griff bestimmen, indem auch Bedingungen gewählt werden.müssen, die ein Garn erzeugen, das einen solchen Wert der restlichen Torsion aufweist, daß dasselbe zu einem späteren Zeitpunkt in wirtschaftlicher Weise zu einem Stoff verarbeitet werden kann, obwohl dies in einem Fall Verziehen, in einem anderen Fall Wirken und in einem noch anderen Fall Weben zur Folge haben kann. Wenn die bekannten Maschinen so geregelt werden, daß die restliche Torsion auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird, wird die Produktion bis zu einem Ausmaß vermindert, daß es nicht mehr wirtschaftlich ist, das Garn in dem gewünschten Stoff zu verwenden.

Die vorliegende Erfindung macht es möglich, einen vergrößerten Bereich von Betriebsbedingungen beim Betrieb von Maschinen mit zwei Heizeinrichtungen zu verwenden und trotzdem die restliche Torsion in dem Garn in einem solchen Ausmaß zu regeln, daß dasselbe nicht knäuelt oder sich verwickelt, wenn es im Laufe der nachfolgenden Verarbeitungsvorgänge entspannt wird, wie zum Beispiel Verziehen, Wirken, Weben und dergleichen, und daher in wirtschaftlicher Weise zu einem Stoff verarbeitet werden kann. Die Erfindung macht es auch möglich, fixierte Garne in Stoffen zu verwenden, die bisher mit den vorhandenen fixierten Garnen nicht in einer wirtschaftlichen Menge oder Qualität hergestellt werden konnten.

Obwohl die vorgenannten amerikanischen Patentschriften 3.077,724 und 3*091*912 die Eliminierung der restlichen Torsion durch Wiederverarbeitung des Garnes mittels einer eine unechte

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Verzwirnung bewirkenden Spindel "beschreiben, sind die Versuche zum Erzeugen eines fixierten· Garnes ohne restliche Torsion nicht allgemein erfolgreich gewesen. Wegen der Empfindlichkeit des Torsionsstreckgarnes gegen Spannung und Hitze haben die früheren Versuche der Verarbeitung des Garns zwecks Eliminierung der Tors-ion die Ungleichmäßigkeit verstärkt, welche durch den Vorgang des unechten Verzwirnens eingeführt wird. Außerdem werden durch die Führung des Garns durch eine zusätzliche me= chanische Zwirneinrichtung die Kosten des Garns übermäßig erhöht. Die Behandlung gemäß der Erfindung ergibt ein Garn, das über seine ganze Länge einen größeren Grad der Gleichmäßigkeit der Eigenschaften zeigt, und hat unter bestimmten Umständen Garne erzeugt, welche gegenüber den nicht so behandelten Garnen verbesserte Eigenschaften aufweisen» Es wird angenommen, daß die Gleichmäßigkeit des Garns die Funktion eines Faktors ist, der zu dem Produkt der Verzwirnung und der Spannung proportional ist. Bei mechanischen Zwirneinrichtungen und. insbesondere bei Zwirneinrichtungen, welche auf dem Reibungseingriff des Garn beruhen, um die Verzwirnung zu bewirken, kann die Verringerung der Spannung von einer Verringerung der Verzwirnung begleitet sein. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Verringerung der Spannung gewöhnlich von einer Verstärkung der Verzwirnung begleitet, so daß getrachtet wird, den Faktor konstant zu halten.

Die Ungleichmäßigkeit der bekannten fixierten Garne tritt in kettengewirkten Stoffen in Erscheinung, wie zum Beispiel in gewirktem Trikot, bei welchem die gewirkte Struktur durch die Maschenform maskiert wird, bei welchem jedoch die Ungleichmäßigkeit der den Stoff bildenden Garne durch die Art und Weise her= vorgehoben wird, wie die Garne gelegt oder in den Stoff eingewirkt sind, Da ein größerer Teil des Garnes auf der Vorderseite des Stoffes in der Richtung der Kettfaden erscheint, werden die Unterschiede in den Eigenschaften der Garne in benachbarten Kettfaden leicht ersichtlich und erscheinen als Streifen in dem

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Stoff, welche die Qualität des fertigen Produkts vermindern.

Die Eliminierung der restlichen Torsion, welche durch die vor= liegende Erfindung ermöglicht wird, ist von besonderem Wert für bestimmte Garne, wie zum Beispiel Nylon, die im allgemeinen derzeit nicht auf Maschinen mit zwei Heizeinrichtungen verarbeitet werden, weil die Betriebsbedingungen, welche die wünschenswerte Fülligkeit und den Griff erzeugen, auch eine unerwünschte restliche Torsion in dem Garn belassen, was es als unpraktisch erscheinen läßt, ein solches Garn in wirtschaftlicher Weise zu einem Stoff zu verarbeiten. Insbesondere ist es gemäß der Er= findung möglich, fixierte Nylongarne zu erzeugen, welche beträchtlichen Wert in Verwendungsbereichen haben, in welchen im allgemeinen nunmehr nur Polyestergarne verwendet werden.

Das bei einem Wirkvorgang verwendete fixierte Garn soll im Idealfall im wesentlichen frei von Torsion sein. Ein zweckdienliches Laboratoriumsverfahren zur Veranschaulichung der Wirkung, welche die Torsion des Garnes auf den Stoff hat, besteht in dem Wirken eines Versuchsschlaches des Stoffes mit einem einfachen Jerseymuster. Wie nachstehend bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und insbesondere in Verbindung mit den Figuren 12 bis 14 erörtert wird, veranschaulicht das einfache Jerseymuster deutlich die Wirkungen der Torsion in dem Garn. Die winklige Einstellung der Maschenstäbchen des Schlauches ist eine Funktion der Größe der Torsion in dem Garn. Der Winkel zwischen den Maschenstäbchen des Stoffes und der Längsachse des Schlauches wird als der Torsionswinkel bezeichnet. Das Komplement dieses Winkels ist der Winkel zwischen den (senkrechten) Maschenstäbchen und den waagerechten Maschenreihen des Stoffes. Der Torsionswinkel ist Null, wenn das Garn keine Torsion aufweist, und nimmt mit einer Zunahme der Torsion in dem Garn zu. Es ist wünschenswert, den Torsionswinkel auf ein Mindestmaß herabzusetzen, wenn ein handelsüblicher Stoff hergestellt wird.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein verbesserter Vorgang des unechten Verzwirnens vorgesehen, um dem Torsionsstreckgarn eine verhältnismäßig kleine Zahl von Windungen pro Zentimeter zu erteilen, wenn dasselbe unter geregelten Bedingungen mit einem Überschuß parallel zu einer Heizeinrichtung des Garns zugeführt wird. Indem eine kleine Zahl von Windungen pro Zentimeter in einer Richtung erteilt wird, die zu Jener der Verzwirnung entgegengesetzt ist, die während des Verfahrens zum Erzeugen des Torsionsstreckgarns erteilt wird, wird die kleine Zahl der Windungen trachten, einem Teil oder der ganzen restlichen Torsion entgegenzuwirken, die gewöhnlich in dem fixierten Garn verbleibt,

Bei der Behandlung des Garns gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Windungen pro Zentimeter, die dem Garn durch die verbesserte Einrichtung zum unechten Verzwirnen erteilt wird, wesentlich kleiner als die Anzahl der Windungen der Verzwirnung, die dem Garn während der anfänglichen Erzeugung des Torsionsstreckgarns erteilt wirdo Die Anzahl der Windungen der Verzwirnung, die durch die zweite Verzwirnungseinrichtung erteilt wird, soll nicht mehr als 25 % der Anzahl der Windungen der Verzwirnung betragen, die durch die erste Verzwirnungseinrichtung erteilt wird, wenn optimale Ergebnisse erzielt werden sollen. Wenn daher beispielsweise das Garn durch die erste Verzwirnungseinrichtung mit achtundvierzig Windungen links herum gezwirnt wird, dann soll das Garn durch die zweite Verzwirnungseinrichtung mit weniger als zwölf Windungen rechts herum gezwirnt werden.

In der vorhergehenden kurzen Beschreibung der Erzeugung fixierten Garnes ist die Eliminierung der als Ausgleichswindung bekannten Verformung erörtert worden. Hitze allein wird die Torsion in dem Garn vermindern, aber die Kräuselung im wesentli·= chen bewahren. Die verhältnismäßig kleine Zahl von Windungen, die dem eine geringe Spannung aufweisenden Garn durch den Ver-

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zwirnungsVorgang gemäß der Erfindung erteilt wird, während das= selbe der Hitze der zweiten Heizeinrichtung unterworfen ist, vermindert die Torsion in dem Garn mehr als die Torsion durch die Hitze allein vermindert wird, hält aber die Kräuselung in dem Garn im wesentlichen auf dem Wert, der durch die Erhitzung allein erreicht wird.

Die Behandlung gemäß der Erfindung ermöglicht, daß die einzelnen Fäden einen gleichmäßigeren Zustand innerhalb des Garnbündels einnehmen, wenn dieselben in erhitztem Zustand dem nachfolgenden zweiten Verzwirnungsvorgang und in abgekühltem Zustand dem Aufdrehvorgang unterworfen werden, und zwar unter einer Spannung, die zu der Vorschubgeschwindigkeit in Beziehung steht, so daß die Fäden im wesentlichen spannungslos sind. Die verbesserte Behandlung wird erzielt, indem das Garn in einer Richtung verzwirnt wird, die zu jener entgegengesetzt ist, in der das Garn sich mit einem Niederdruckmedium, wie zum Beispiel Luft, zu verdrehen trachtet, welches die Fäden wieder innerhalb des Garnbündels anordnet und die Reibung zwischen den Fäden während der Drehung des Bündels freigibt. Das wieder angeordnete Garn wird beim Verlassen der erhitzten Zone abgekühlt und daher vor dem Aufdrehen fixiert mit einer sich daraus ergebenden Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Garns, während gleichzeitig die Torsionskräfte in dem Fadenbündel geregelt werden.

Eine verbesserte Einrichtung zum unechten Verzwirnen, welche diese keineswegs selbstverständlichen und unerwarteten Vorteile erzeugt, ist eine pneumatische oder mit einem ähnlichen Medium betriebene Garnzwirneinrichtung, die nachstehend als Wirbeleinrichtung gezeichnet wird. Diese Einrichtung zum unechten Verzwirnen ist derart ausgebildet, daß der Wirbel eines Mediums innerhalb eines begrenzten zylindrischen Gehäuses erzeugt wird, wenn ein Medium, wie zum Beispiel Luft, in dasselbe eingeführt wird, Die Wirbelwirkung verzwirnt das Garn um seine eigene Achse, wenn dasselbe in der Längsrichtung durch das zylindrische

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Gehäuse hindurchgeht, wobei die Wirkung der Luft oder dergleichen die Vielzahl der Fäden durch eine positive umgekehrte Ver~ zwirnungswirkung nicht nur außer Eingriff miteinander bringt, sondern auch die Fäden voneinander wegzublasen trachtet. Die Richtung der strömenden Luft oder dergleichen weist eine ausreichende Komponente tangential zum Umfang des Fadenbündels auf, um eine positive Drehung zu bewirken, und gleichzeitig ei= ne ausreichende Strömung, um die Trennung der Fäden zu unterstützen. Die Luft oder ein anderes Medium tritt in das zylindrische Gehäuse tangential zu der zylindrischen Innenwand ein. Die Richtung der dem Garn erteilten Verzwirnung und der Grad der Trennung der Fäden ist eine Funktion der Einstellung der Einlaßöffnung des Mediums.

Die durch die zweite Einrichtung zum unechten Verzwirnen erteilte Verzwirnung waandert während des Betriebes parallel zu einer Heizeinrichtung des Garnes stromaufwärts. Vorzugsweise wird eine Kontaktheizeinrichtung verwendet, welche in dem Garn einen Verzwirnungsgradienten in Windungen pro Zentimeter längs der bogenförmigen Kontaktfläche erzeugte Die maximale Verzwirnung ist in dem Garn vorhanden, wenn dasselbe am Austrittsende der Heizeinrichtung den größten Grad der Hitzeerweichung aufweist, und die geringste Verzwirnung ist am Eintrittsende der Heizeinrichtung vorhanden. In einer Strahlungsheizeinrichtung ist der Verzwirnungsgradient weniger ausgeprägt. Derselbe ist als ein Ergebnis der verschiedenen Aufnahmefähigkeit für die Verzwirnung infolge der verschiedenen Grade der Hitzeerweichung vorhanden. Für die Zwecke der nachfolgenden Diskussion wird diese Heizeinrichtung als die zweite Heizeinrichtung bezeichnet, da dieselbe meist auf der gleichen Maschine verwendet wird, auf welcher das Torsionsstreckgarn durch die Wirkung einer ersten Spindel zum unechten Verzwirnen erzeugt wird, welche das Garn im Bereich einer ersten Heizeinrichtung verzwirnt.

Die zweite Heizeinrichtung weist Garnvorschubrollen auf, welche ^{L 84/1}'² 209843/1021

eine unabhängige Drehung ausführen können und welche stromaufwärts und stromabwärts von der zweiten Heizeinrichtung angeordnet sind. Das Torsionsstreckgarn, das an der stromaufwärts liegenden Rolle ankommt, ist im wesentlichen gerade gerichtet. Durch Betätigung dieser Rollen mit geregelten relativen Drehzahlen und insbesondere durch Betätigung der stromaufwärts liegenden Rolle mit einer größeren Drehzahl als die stromabwärts liegende Rolle ist es möglich, das Garn mit einem Überschuß parallel zu der zweiten Heizeinrichtung in einem im wesentlichen spannungslosen Zustand zuzuführen, welcher die Behandlung gemäß der Erfindung ermöglicht. Mit den üblichen Temperaturen der Heizeinrichtung und der üblichen Verweilzeit werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Überschußzuführung im Bereich von 5 bis 25 % liegt, da bei einer unterhalb eines Wertes von 5 % liegenden Überschußzuführung die Zusammenziehkraft in dem Garn derart ist, daß sich wenig oder keine kräuselartigen Verformungen in dem Garn bilden können. Bei einer oberhalb eines Wertes von 25 % liegenden Überschußzuführung ist die Garnspannung so gering, daß sich Ausgleichswindungen bilden und es schwierig ist, das Garn mit der zweiten Einrichtung zum unechten Verzwir= nen zu verzwirnen.

Das Garn, das die demselben durch die zweite Einrichtung zum unechten Verzwirnen erteilte Verzwirnung aufweist, wird erhitzt und geht dann durch eine Abkühlungszone zwischen der zweiten Heizeinrichtung und der verbesserten Einrichtung zum unechten Verzwirnen hindurch»

Unter entsprechenden Betriebsbedingungen tritt das so behandelte Garn aus der zweiten Einrichtung zum unechten Verzwirnen mit einer auf ein Mindestmaß herabgesetzten restlichen Torsion und mit einer beträchtlichen Kräuselung aus, Die Torsion kann innerhalb enger Grenzen geregelt werden, um ein Garn mit einer Torsion Null zu erzeugen, das zu einem Stoff gewirkt oder gewebt werden kann, welcher einen verbesserten Griff und eine

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verbesserte Deckkraft, sowie einen kleinen Torsionswinkel aufweist.

Von besonderem Vorteil ist die vereinfachte Konstruktion der verbesserten pneumatischen Einrichtung zum unechten Verzwirnen» Diese weist keine beweglichen Teile auf, und es sind daher wenige Abnützungsflächen vorhanden. Zusätzlich zu einer langen Lebensdauer und einem verhältnismäßig instandhaltungsfreien Betrieb ist der zum wirksamen Verzwirnen des Garns erforderliche Luftdruck niedrig genug, um kostspielige Kompressoren und dergleichen entbehrlich zu machen= Ein Ventilator oder ein Gebläse ist ausreichend, um den Druck und die Menge der Luftströmung zu liefern, die zum Betrieb der Vorrichtung notwendig sind. Für die meisten betriebsmäßig erzeugten Garne ist ein Luftdruck von

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weniger als 0,7 kp/cm erforderlich» Für besondere Garne kann

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ein Luftdruck bis zu 2,1 kp/cm verwendet werden.

Die Fülligkeit oder Voluminosität des fixierten Garns, das gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, ist durch Gleichmäßigkeit und größere Deckkraft gekennzeichnet» Dasselbe weist eine verbesserte Porosität auf und der Torsionswinkel kann im wesentlichen gleich Null oder umgekehrt sein»

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht die Behandlung des Garns in einer sehr wirtschaftlichen Weise mit einem minimalen Energieverbrauch.

Eine Aufgabe der Erfindung bildet auch eine verbesserte Rege» lung der Torsion in dem fixierten Garn sowie eine Erhöhung der Fülligkeit des Garns,

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines voluminösen fixierten Garns mit geregelter Torsion. Eine neuartige Einrichtung zum unechten Verzwirnen, die nachstehend als Wirbeleinrichtung bezeichnet wird, wird

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verwendet, um einem Torsionsstreckgarn eine verhältnismäßig geringe Zahl von Windungen pro Zentimeter zu erteilen, indem Luft in der Umfangsrichtung rund um das Garn unter einem Druck und mit einer Strömung geblasen wird, die zu der Garnspannung und zu der auf das Garn einwirkenden Hitzemenge koordiniert sind. Die Deckkraft, sowie die Fülligkeit oder Voluminosität des auf diese Weise erzeugten Garnes werden erhöht und die restliche Torsion in dem Garn wird über die ganze Länge des behandelten Garnes gleichmäßig geregelte Ferner werden auch ein fixiertes Garn mit hoher Fülligkeit und geregelten Torsionseigenschaften, neuartige Garnpackungen sowie ein aus dem Garn erzeugter Stoff und aus dem Stoff hergestellte Kleidungsstücke beschrieben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen zeigt:

Fig. 1 eine schematische teilweise Seitenansicht der Vorrichtung, die zum kontinuierlichen Erzeugen und Verarbeiten des fixierten Garnes verwendet wird, in der Richtung der Linie 1-1 der Figur 2 gesehen,

Fig. 2 einen Längsschnitt, welcher eine Station der Vorrichtung veranschaulicht, die zum kontinuierlichen Erzeugen und Verarbeiten des fixierten Garnes verwendet wird,

Fig. 3 in größerem Maßstab eine schematische teilweise Seitenansicht der Vorrichtung, die zum kontinuierlichen Behandeln von Torsionsstreckgarn verwendet wird, um fixiertes Garn zu erzeugen, gesehen in der Richtung der Linie 3 3 der Figur 4,

Fig. 4 einen Längsschnitt, welcher eine Station der Vorrichtung veranschaulicht, die zum kontinuierlichen Behandeln von

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• Torsionsstreckgarn verwendet wird, um fixiertes Garn gemäß der Erfindung zu erzeugen,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine pneumatische oder durch ein ähnliches Medium betätigte Einrichtung (Wirbeleinrichtung) -zum unechten Verzwirnen, die in die Vorrichtung gemäß Figo 3 eingesetzt ist,

Fig. 6 einen Längsschnitt nach der Linie 6-6 der Figur 5 und eine Seitenansicht einer pneumatischen oder durch ein ähnliches Medium betätigten Einrichtung (Wirbeleinrich= tung) zum unechten Verzwirnen, welche den Weg einer Strähne des Garns beim Durchgang durch die Einrichtung veranschaulicht,

Fig. 7 eine Fotografie eines entspannten Torsionsstreckgarnbündels vor der Behandlung gemäß der Erfindung,

Fig. 8 eine Fotografie eines entspannten fixierten Garnbündels der bekannten Art,

Fig. 9 eine Fotografie eines entspannten fixierten Garnbündels mit verringerter Torsion, das gemäß der Erfindung erzeugt ist,

Fig.10 eine Fotografie einer Versuchssträhne, welche von dem fixierten Garn der bekannten Art abgewickelt ist und welche die Verzwirnung veranschaulicht, die durch die restliche Torsion erzeugt wird,

Fig. 11 eine Fotografie einer Versuchssträhne, die von dem fi« xierten Garn mit verringerter Torsion abgewickelt ist, das gemäß der Erfindung erzeugt ist,

Fig.12 eine Fotografie eines Versuchsschlauches des Stoffes, ^{L 84/1}'² 209843/1021

der aus fixiertem Garn der bekannten Art gewirkt wurde und der einen von Null verschiedenen Torsionswinkel aufweist,

Fig.13 eine Fotografie eines VersuchsSchlauches des Stoffes, der aus fixiertem Garn mit verringerter Torsion gewirkt wurde, das gemäß der Erfindung erzeugt ist, und der ei= nen Torsionswinkel aufweist, welcher im wesentlichen gleich Null ist, und

Fig.14 eine Fotografie eines Versuchsschlauches des Stoffes, der aus kontinuierlichem Garn gewlkt ist, wobei der obere Teil des Stoffes aus fixiertem Garn der bekannten Art gewirkt wurde, während der untere Teil aus Garn gewirkt wurde, das gemäß der Erfindung erzeugt ist und bei wel·= chem die Torsion umgekehrt wurde.

In der nachstehenden Beschreibung soll die Bezeichnung "thermoplastisches Garn" alle strähnenartigen Textilmaterialien erfassen, einschließlich Stapel- und Mehrfadengarnen, welche durch ihre Zusammensetzung thermoplastisch sind oder welche chemisch behandelt worden sind, damit dieselben während des Erhitzens und Abkühlens in einer funktionell verformten Stellung fixiert werden können, wie in der amerikanischen Patentschrift 3.425c208 beschrieben ist.

Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit anderen Elementen von Textilgarn-Verarbeitungsmaschinen beschrieben, welche zum Erzeugen des üblichen fixierten Garnes verwendet werden.

Gemäß den Figuren 1 und 2 wird unverarbeitetes thermoplastisches Garn Y von der Vorratsrolle 10 abgezogen, durch die Führung g-1 und über einen ersten Satz von Förderrollen 20 gelei-

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tet, sowie mit der erhitzten Fläche 31 einer ersten Heizeinrichtung 30 in Berührung gebracht. Das Garn Y geht dann durch eine Verzwirnungskammer 42 einer ersten Einrichtung 40 zum unechten Verzwirnen hindurch, im vorliegenden Fall einen Zapfen, der durch das Spindelblatt 41 einer schnell laufenden Spindel hindurchgeht, welche durch einen Riemen 45 angetrieben wird, und wird dann zu einem zweiten Satz von Förderrollen 50 geleitet. Entsprechende Führungen g-2, g-3 und g-4 sind auf beiden Seiten der Heizeinrichtung 30 und der ersten Einrichtung 40 zum unechten Verzwirnen angeordnet, Das Garn Y wird hierauf mit der erhitzten Fläche 61 einer zweiten Heizeinrichtung 60 in Berührung gebracht, durch eine zweite Einrichtung 80 zum unechten Verzwirnen geleitet, die zwischen den Führungen g-5 und g-6 angeordnet ist, sowie rund um einen dritten Satz von Förderrollen 90 geführt und auf einer Aufnahmepackung 100 aufgewickelt, welche durch eine Korkrolle 101 angetrieben wird,

Es ist ersichtlich, daß die Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 der bekannten Verrichtung mit zwei Heizeinrichtungen zum Verarbeiten fixierten Garnes ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß in derselben die zusätzliche Einrichtung 80 zum unechten Verzwirnen angeordnet ist. Das Garn, das sich von der Vorratsrolle 10 durch die Heizeinrichtung 30 und die Einrichtung 40 zum unechten Verzwirnen aufwärts bewegt, wird hinsichtlich der Geschwindigkeit und der Verzwirnung in der in den oben erwähnten Patentschriften angegebenen Weise geregelt, um dem Garn Y Torsionsstreckeigenschaften zu verleihen, nachdem dasselbe abgekühlt und durch die erste Einrichtung 40 zum unechten Verzwirnen aufgedreht ist.

Gemäß der Erfindung wird das Garn durch die verbesserte Einrichtung zum unechten Verzwirnen gemäß der Erfindung (die durch den Block bei 80 angegeben ist) in einem im wesentlichen spannungslosen Zustand gefördert, indem ein Überschuß des Garnes zugeführt wird, Die Spannung des Garnes wird an dieser Stelle

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der Vorrichtung durch die Förderrollen 50 und 90 geregelt, welche als die Eintritts- bzw, die Austrittsförderrollen der Fixierungszone angesehen werden können, welche die Heizeinrichtung 60 und die zweite Einrichtung 80 zum unechten Verzwirnen enthält,

Es ist zu bemerken, daß die Stellung der Einrichtung 80 zum unechten Verzwirnen so gewählt werden muß, daß sie in einer geraden Linie mit der Kontaktfläche der Heizeinrichtung 60 liegt, Auf diese Weise kann die durch die Einrichtung 80 erzeugte Verzwirnung in das erhitzte Garn wandern, um einen Grad molekularer Reorientierung zu bewirken» Der Abstand zwischen der Heiz-= einrichtung 60 und der Einrichtung 80 muß so groß sein, daß das Garn, bevor dasselbe durch die Einrichtung 80 aufgedreht wird, eine Gelegenheit gehabt hat, genügend abzukühlen, um die Fixierung zu bewahrenο

Die Drehzahlen der Förderrollen 50 und 90 sind relativ zueinander derart eingestellt, daß das Garn durch die Rolle 50 parallel zur Heizeinrichtung 60 rascher zugeführt wird, als das Garn von der Rolle 90 aufgenommen wird* Diese Beziehung ist als Überschußzuführung bekannt. Die Überschußzuführung wird im allgemeinen als ein Prozentsatz der Austrittsgeschwindigkeit ausgedrückt und in der folgenden Weise definiertσ

Garngeschwindigkeit Garngeschwindigkeit % Überschuß- ._ _r an Förderrolle 50 " an Förderrolle 90 .

zufuhrung Garngeschwindigkeit an Förderrolle 90

Die Überschußzuführung wird entsprechend den Eigenschaften des vorher verarbeiteten Garnes eingestellt, so daß sich dieses Garn in der erhitzten Zone der zweiten Heizeinrichtung in einem Ausmaß entspannen und zusammenziehen kann, welches ausreicht, die Bildung der Kräuselung zu ermöglichen, welches aber die Bildung der durch die Torsion bewirkten Ausgleichswindungen

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verhindert.

Die Drehrichtung der zweiten Einrichtung 80 zum unechten Ver~ zwirnen, wird folgendermaßen gewählt% Wenn beispielsweise das Spindelblatt 41 in einer Richtung verdreht wird, daß das Garn Y im Bereich-der Heizeinrichtung 30 mit einer gegebenen Zahl von Windungen links herum gezwirnt wird, wird die Einrichtung 80 in einer Richtung betätigt, daß das Garn im Bereich der Heizeinrichtung 60 mit einer wesentlich geringeren Zahl von Windungen rechts herum gezwirnt wird»

In der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 wird das Garn in einem kontinuierlichen Vorgang fixiert, nachdem dem Garn die ■Torsionsstreckeigenschaften in der ersten Zone der Maschine erteilt worden sind. Gemäß den Figuren 1 und 2 sind die Heizeinrichtungen 30 und 60 mit einer im wesentlichen ebenen, mit dem Garn in Eingriff kommenden Fläche 31 und 61 versehen, um den auf das Garn bei seiner Bewegung über die Flächen der Heizeinrichtung ausgeübten Zug auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Es wird angenommen, daß die benen Flächen den Verzwirnungsgradienten über der Heizeinrichtung verringern und die volle Entwicklung der Verzwirnung schon bei Beginn der Bewegung des Garns ermöglichene Für viele Garne bewirkt jedoch eine ebene Heizeinrichtung nicht die maximale Hitzeübertragung, die erwünscht ist,

um die richtige Erhitzung des Garnes während seiner ganzen Ver= weil-szeit in den Heizeinrichtungen zu gewährleisten.

In den Figuren 3 und 4 ist eine bevorzugte Heizeinrichtung dargestellt bei welcher die mit dem Garn in Eingriff kommende Fläche der Heizeinrichtung leicht gekrümmt ist, um einen festen gleitenden Eingriff des Garns auf der gekrümmten Fläche der Heizeinrichtung sicherzustellen, Die Figuren 3 und 4 veranschaulichen eine Vorrichtung zum Fixieren des Torsionsstreck= garns gemäß der Erfindung, Die Vorrichtung gemäß den Figuren 3 und 4 kann unabhängig von einer anderen Vorrichtung zum Behan-

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dein von Torsionsstreckgarn verwendet werden, das vorher auf einer Vorrichtung texturiert worden ist, oder die Vorrichtung kann die Förderrollen 50, die Heizeinrichtung 60, die Einrichtung 80 zum unechten Verzwirnen, die Förderrollen 90 und die Aufnahmeeinrichtung 100 der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Vorrichtung ersetzen, Die Vorrichtung gemäß den Figuren 3 und weist Eintritts- und Austrittsförderrollen 120 bzw, 170 auf, welche den Rollen 50 und 90 ähnlich sind. Die Heizeinrichtung 130 ist eine Kontaktheizeinrichtung, die eine gekrümmte, mit dem Garn in Eingriff kommende Fläche 131 aufweist, welche wesentlich verlängert ist, um die gewünschte Verweilzeit des Garnes auf der Fläche der Heizeinrichtung zu verzielen. Es ist zu bemerken, daß die Achse der Zwirneinrichtung 140 mit der bogenförmigen Bahn des Garnes parallel zur Heizeinrichtung in der gleichen Ebene liegt, so daß die dem Garn durch die Zwirneinrichtung erteilte Verzwirnung durch die Erhitzungszone frei zurückwandern kann, ohne Verzögerung durch wesentliche Biegungen oder Kurven in der Bahn des Garnes«

Gemäß der Erfindung wird das über die Heizeinrichtung 130 bewegte Garn durch pneumatische Kräfte in der verbesserten Einrichtung 140 zum unechten Verzwirnen gemäß den Figuren 3 und verzwirnt„ Der Einrichtung 140 wird Druckmedium aus einem Verteiler 150 zugeführt, dem im vorliegenden Fall Niederdruckluft aus einer entsprechenden Einrichtung zugeführt wird, wie zum Beispiel dem Gebläse 160, das mit einem Regelventil 161 und einem Druckmesser 162 versehen ist. Eine Führung g~8 ist stromabwärts von der Zwirneinrichtung angeordnet, um das Garn zu den Austrittsförderrollen 170 zu führen, von welchen dasselbe auf einer Aufnahmepackung 180 aufgewickelt wird, die durch eine Korkrolle 190 angetrieben wird, Die in den Figuren 3 und k dargestellte Vorrichtung isi eine einzige Station in einer mehrere Stationen aufweisenden Maschine und der Verteiler 1^r>0 führt. Jeder Station Niederdruckluft zu, Obwohl in der Zeichnung ein einziges Regelventil 161 für den Vorteiler dargestellt ist,..,.

kann die mehrere Stationen aufweisende Maschine mehrere Regelventile enthalten, um die richtige Regelung des Luftdrucks für jede pneumatische Zwirneinrichtung 140 sicherzustellen.

Gemäß Figo 6 besteht die Wirbeleinrichtung 140 aus einem rohrförmigen zylindrischen Mittelabschnitt 141, der eine Innenfläche 142 und Endflächen 143 aufweist„ Endplatten 144 sind aus drei integralen zylindrischen Abschnitten verschiedenen Durchmessers zusammengesetzt» Ein zylindrischer Hauptabschnitt 145 weist den gleichen Außendurchmesser wie der zylindrische Mit= telabschnitt 141 auf. Ein zylindrischer Einsetzabschnitt 146 weist einen solchen Durchmesser auf, daß derselbe luftdicht im Preßsitz auf der Innenfläche 142 des Mittelabschnitts 141 angeordnet ist, um eine Wirbekammer 154 zu bilden. Ein kleiner Endabschnitt 147 ragt von der Außenseite der Endplatte 144 in der Mitte derselben nach außen. Eine Bohrung 148 für den Durchgang des Garnes durch die Vorrichtung erstreckt sich in der Richtung der Längsachse jeder Endplatte 144, so daß sie durch den geometrischen Mittelpunkt der Innenfläche 142 hindurchgeht. Die Endabschnitte 147 an den oberen und unteren Enden der Wirbeleinrichtung verleihen den Bohrungen 148 eine genügende Länge, um eine im wesentlichen axiale Strömung der durch dieselben austretenden Luft zu gewährleisten, sowie um unterbrechende Querströmungen zu vermeiden, welche eine Verwicklung der Garnfäden bewirken könnten, Außerdem gewährleistet die Länge der Bohrungen 148 gleichen Druckabfall am oberen und unteren Ende, was die Aufrechterhaltung der gewünschten Luftströmung in der Umfangsrichtung innerhalb der Kammer interstützt„

Der innere Teil 149 der Bohrungen 148 ist etwas erweitert, um die scharfe Kante abzurunden, wenn das Garn die Platten 144 an dieser Stelle berührt, während dasselbe durch den Wirbel des Mediums verzwirnt wird. Gewünschtenfalls kann ein keramischer oder ein anderer gegen Abnützung widerstandsfähiger Überzug oder Einsatz bei 149 angeordnet werden, um der durch die Beruh-

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rung mit dem Garn bewirkten Abnützung Widerstand zu leisten,

Der Verteiler 150 (Figo 4) führt Luft oder ein anderes entsprechendes Medium der Wirbeleinrichtung durch eine rohrförmige Leitung 151 (Figo 6) zu, welche am Mittelabschnitt 141 befestigt ist oder mit demselben aus einem Stück besteht. Die Leitung 151 weist eine durchgehende Bohrung 152 auf, welche einen Durchlaß zwischen dem Verteiler 150 und der Wirbeleinrichtung 140 bildet und in eine Einlaßöffnung 153 (Fig» 6) mündet, wo die Bohrung die zylindrische Innenfläche 142 des Mittelabschnitts 141 kreuzt.

Die Achse der Bohrung 152 ist zu der Innenfläche 142 des zylindrischen Mittelabschnitts tangential, um Luft in die Kammer in einer solchen Weise einzuführen, daß ein Wirbel erzeugt wird, weicher das Garn in der durch den Pfeil in Fig. 5 angezeigten Richtung verzwirntο

Während des Betriebes kann ein Ballon des Garnes, wie zum Beispiel in Fig„ 6 gezeigt ist, durch die Wirbelwirkung der Luft oder eines ähnlichen Mediums gebildet werden. Da das Medium aus der Kammer 154 durch beide Bohrungen 148 austritt, die in den Endplatten 144 ausgebildet sind, wirken die ebene Innenfläche beider Endplatten 144 und die verlängerten Bohrungen 148 zusammen, um irgendeinen Venturieffekt zu verhindern, der eine unwirtschaftliche Zunahme der Gesamtluftströmung durch die Wirbeleinrichtung erfordern und die sanfte Wirkung der Wft auf die Garnfäden stören würde.

Die Einlaßbohrung 152 der Leitung 151 kann einen konstanten Durchmesser aufweisen oder mit einem konischen Teil 155 versehen sein» Im letzteren Fall wird eine Düsenwirkung erzielt, welche die Strömung der Luft beim Eintritt längs der zylindrischen Wand 142 der Wirbelkammer 154 beschleunigt. Die Einlaß =. öffnung 153 ist tangential angeordnet, um bei der Bildung des

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Wirbels eine maximale Wirksamkeit zu erzielen.

Die Bohrung 152 ist nicht nur tangential zu der zylindrischen Fläche 142 in einer zu der Achse dieser Fläche senkrechten Ebene angeordnet, sondern die Achse der Bohrung ist auch zu den Endwänden 143. und den inneren freiliegenden Flächen der End= platten 144 parallel. Die Achse der Bohrung 152 ist in der Mitte zwischen den Endplatten angeordnet, so daß die Wirbeleinrichtung zu der waagerechten Mittellinie symmetrisch ist.

Die symmetrische Form der Wirbeleinrichtung ermöglicht nicht nur, daß das Garn mit der gleichen Wirbeleinrichtung sowohl nach rechts gezwirnt als auch nach links gezwirnt werden kann durch wahlweise Umkehrung der Wirbeleinrichtung, sondern gewährleistet auch die Gleichmäßigkeit der Behandlung, da die Luft längs der Mittellinie eingeführt wird und der Druck der Luft, der sich in der Kammer ansammelt, die Luft veranlaßt, gleichmäßig durch die oberen und unteren Bohrungen 148 auszutreten. Diese gleichmäßig Luftströmung nach oben und unten längs der Garnachse gleicht in wirksamer Weise jeden Reibungswiderstand aus, dem das Garn durch die axiale Luftströmung in den Bohrungen 148 ausgesetzt ist»

Die pneumatische Wirbeleinrichtung gemäß der Erfindung vermei·= det die Probleme der mechanischen Einrichtungen zum unechten Verzwirnen» welche Unregelmäßigkeiten in dem Garn hervorheben, statt dieselben zu vermindern, Das Fehlen des mechanischen Eingriffs des Garns mit einer Zwirnvorrichtung ermöglicht der Vor=· richtung, die Ungleichmäßigkeit in dem Garn zu kompensieren, die durch die bekannten üblichen mechanischen Einrichtungen zum unechten Verzwirnen eingeführt wurde, und übt eine sanfte Öffnungswirkung auf die Garnfäden während des Verzwirnungsvorgan=· ges aus, welche die Trennung der Fäden sicherstellt und eine Ungleichmäßigkeit infolge von Zusammenballung und dergleichen vermeidet.

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Die Wirbeleinrichtung wird in wirtschaftlicher Weise hergestellt, da dieselbe keine beweglichen Teile aufweist und keinen mechanischen Antrieb erfordert. Die Einfachheit der Konstruktion ermöglicht das Polieren der Oberflächen, um irgendwelche rauhen Kanten zu vermeiden, welche in das Garn einschneiden könnten. Die Wirbeleinrichtung ist im Betrieb und in ihrer Anwendung voll wirksam.

Um die restliche Torsion in dem fixierten Garn zu verringern oder zu eliminieren, wird die Wirbeleinrichtung im Betrieb so angeordnet, daß der durch das Medium erzeugte Wirbel eine Verzwirnung in einer Richtung erteilt, welche der beim Verfahren zum Erzeugen des Torsionsstreckgarns erteilten Verzwirnung entgegengesetzt ist. Die Windungen der durch die Wirbeleinrichtung erteilten Verzwirnung sind geregelt und die Uberschußzuführung des Garns ist geregelt, um den gewünschten, im wesentlichen spannungslosen Zustand in der Wirbelkammer zu erzielen, entsprechend der Fähigkeit, die axiale Bewegung des Garns durch die Kammer ohne Schleifenbildung zu bewirken.

Wegen der Art der Wirbelwirkung der pneumatischen oder durch ein ähnliches Medium betätigten Einrichtung zum unechten Verzwirnen (Wirbeleinrichtung) ist e^s schwierig, die Anzahl der Windungen pro Zentimeter genau zu messen, die dem Garn erteilt werden, wenn dasselbe durch die Wirbeleinrichtung verzwirnt wird. Bei mechanischen Zwirneinrichtungen, wie zum Beispiel einer Spindel zum unechten Verzwirnen, ist es nur notwendig, die lineare Geschwindigkeit des Garns beim Durchgang durch die Spindel und die U/min der Spindel zu kennen, um die Anzahl der Windungen pro Zentimeter zu berechnen. Für die Wirbeleinrichtung kann eine solche Berechnung nicht auf der gleichen Basis durchgeführt werden, weil das Garn durch einen Luftwirbel verzwirnt wird statt durch eine Spindel, die sich mit einer bekannten Drehzahl dreht«

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Es ist jedoch empirisch festgestellt worden, daß die Anzahl der durch die Wirbeleinrichtung erteilten Windungen pro Zentimeter, die zur Ausführung der'vorliegenden Erfindung notwendig ist, wesentlich kleiner ist als die Anzahl der Windungen pro Zentimeter, die dem Garn während des Verfahrens zum Erzeugen des Torsionsstreckgarns erteilt werden, und weniger als 25 % der Windungen pro Zentimeter betragen, die durch die erste Einrichtung zum unechten Verzwirnen erteilt werden. Die empirische Feststellung erfolgt durch Vergleich des pneumatisch verzwirnten Garns mit einem mechanisch verzwirnten Garn, das von einer mechanischen Einrichtung unter bekannten Betriebsbedingungen verarbeitet wird, ohne die Ungleichmäßigkeit zu berücksichtigen, die in dem letzteren Garn vorhanden ist.

Es wurde jedoch gefunden, daß die Anzahl der durch die Wirbel= einrichtung erteilten Windungen eine Funktion der Denierzahl des Garns, der Spannung des Garns, des Drucks der Luft oder des Mediums und der Größe der Einlaßöffnung ist. Für ein bestimmtes Garn wird die Verzwirnung durch Veränderung des Luftdrucks in der Wirbeleinrichtung abgeändert»

Das Ausmaß der Überschußzuführung, welche dem Garn durch die Rollen 50 und 90 in der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 und durch die Rollen 120 und 170 in der Vorrichtung gemäß den Figuren 3 und 4 erteilt wird, kann durch Beobachtung des Garns bestimmt werden, wenn sich dasselbe parallel zu der erhitzten Kontaktfläche der Heizeinrichtung bewegt= Wie oben ausgeführt wurde, wird eine gewölbte Kontaktfläche der Heizeinrichtung bevorzugt, um die Behandlung einer großen Zahl von Garnen zu ermöglichen, ohne Abänderungen der Maschine zwecks Anpassung an verschiedene Garneigenschaften vorzunehmen,. Die Tatsache, daß sich das Garn mit einer hohen Geschwindigkeit durch die Vorrichtung bewegt, macht es nahezu unmöglich, die Spannung in dem Garn zu messen, ohne die Garnspannung durch den Meßvorgang zu beeinflussen.

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Zwecks Einstellung der Überschußzuführung zur Erzielung einer genügenden Spannung in dem Garn, um die Bildung von Ausgleichswindungen und die Verwicklung der Fäden zu verhindern, wird die Bewegung des Garns parallel zur Heizeinrichtung beobachtet, wenn dasselbe durch die Einrichtung zum unechten Verzwirnen verzwirnt wird. Wenn das Garn zu schlaff und übermäßig entspannt ist, bewirkt die dem Garn durch die Einrichtung zum unechten Verzwirnen erteilte Verzwirnung eine übermäßige seitliche Bewegung des Garns gegen eine Kante der Fläche der Heizeinrichtung und der Durchgang durch die Wirbeleinrichtung wird beeinträchtigt» Wenn andererseits die Förderrollen so eingestellt sind, daß sie weniger als die gewünschte Überschußzuführung bewirken, werden die von dem Garn infolge seiner Verweilzeit in der erhitzten Zone erzeugten Zusammenziehkräfte eine Spannung des Garns bis zu einem Ausmaß bewirken, daß die Kräuselungen gerade gerichtet werden. Dieser Zustand zeigt sich bei Beobachtung der Bewegung des Garns parallel zur Heizeinrichtung in einem gespannten Zustand, welcher der Verzwirnung in dem Garn nicht ermöglicht, die gewünschte seitliche Ablenkung des Garns zu bewirken. Das genaue Ausmaß der gewünschten Überschußzuführung zwischen 5 % und 25 % wird daher erzielt, indem die Stellung des Garns auf der Heizeinrichtung beobachtet wird, wenn dasselbe durch die Einrichtung zum unechten Verzwirnen beeinflußt wird. Nachdem das spezifische Ausmaß der überschußzufüh=- rung berechnet ist, kann dasselbe ohne eine solche empirische Beobachtung reproduziert werden, und das Ausmaß der tlberschußzuführung bleibt für alle Garne mit den gleichen Eigenschaften auf dem gleichen Wert, die gemäß der Erfindung verarbeitet werden. Wenn die Drehzahl der Maschine verändert wird, müssen die Überschußzuführung und die Parameter der Wirbeleinrichtung verändert werden, um sich an die verschiedene Hitzemenge anzupassen, die auf das Garn infolge der verschiedenen Verweilzeit auf der Fläche der Heizeinrichtung zur Einwirkung kommt.

Wenn das Garn eine Ungleichmäßigkeit aufweist, welche die in

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dem erhitzten Garnstück vorhandene Zusammenziehkraft verändert, wird die Ungleichmäßigkeit durch eine geringe Veränderung der Verzwirnung kompensiert, die durch die Zwirneinrichtung erteilt wird. Wenn beispielsweise die Zusammenziehkraft zunimmt, so daß die Spannung vergrößert wird, erteilt die pneumatische Wirbeleinrichtung eine geringere Verzwirnung_o Wenn die Zusammenziehkraft abnimmt, so daß die Spannung vermindert wird, erteilt die pneumatische Wirbeleinrichtung eine stärkere Verzwirnung. Der Gleichmäßigkeitsfaktor trachtet daher, die vorhandene Ungleichmäßigkeit in dem Garn zu vermindern.,

Der durch die Überschußzuführung des Garns bewirkte Spannungszustand wird in der Beschreibung und in den Ansprüchen als im wesentlichen spannungslos bezeichnet und bedeutet eine Spannung, welche ausreicht, um die Bildung von Ausgleichswindungen und die Verwicklung der Garnfäden zu verhindern, welche aber nicht ausreicht, um die Kräuselungen in dem Garn gerade zu richten.

Die Wirkung der Behandlung des Torsionsstreckgarns gemäß der Erfindung im Gegensatz zu der bekannten Behandlung wird in den Figuren 7, 8 und 9 veranschaulicht»

Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß das übliche Torsionsstreckgarn einen hohen Grad von Ungleichmäßigkeit unter den einzelnen Fäden des Garns zeigt. Die den Fäden erteilten Torsionseigenschaften erzeugen in bestimmten Fäden Schleifen L und Ausgleichswindungen P, welche dieselben um sich selbst zu verzwirnen trachten, um die bekannten Streckeigenschaften von Torsionsstreckgarnen zu erzielen. In Fig. 8 ist die Bildung von Ausgleichswindungen der in üblicher Weise fixierten Garne verringert, aber es ist ersichtlich, daß die Kräuselungen C einzelner Fäden des Garnes nicht gleichmäßig sind und daß bei F eine Zusammenballung der Fäden innerhalb des Garnes vorhanden ist. Bei dem Garn der Figur 9, das gemäß der vorliegenden Erfindung her-, gestellt ist, hat die Einwirkung der sanften Luftströmung auf

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die Fäden eine Gleichmäßigkeit der Kräuselungen C und eine fehlende Zusammenballung der Fäden bewirkt, welche die Gleichmäßigkeit der Behandlung des Garnes wesentlich verbessert, was die Aufrechterhaltung der gewünschten gleichmäßigen Normen ermöglicht.

Die sanfte Einführung der Luftströmung in tangentialer Richtung längs der zylindrischen Wand der Kammer parallel zu den beiden ebenen Endwänden derselben ergibt eine starke, aber sanfte Verzwirnungskraft auf das Garn, welche, nachdem die einzelnen Fäden des Garns durch die Luftströmung getrennt sind, eine gleichmäßige Behandlung dieser Fäden bewirkt, um die gewünschte, entgegenwirkende Torsion zu erzeugen. Der sanfte Luftdruck vermeidet eine Konzentration von Kräften, welche die Garnbündel auseinanderzureißen trachten, während gleichzeitig ein Druck erzeugt wird, der die einzelnen Fäden des Garnbündels voneinander trennt, ohne daß sich die Fäden in sich selbst» noch miteinander verwickeln dürfen.

Da die Kammer symmetrisch und an beiden Enden zylindrisch statt abgeschrägt ist, wird die in die Kammer einströmende Luft veranlaßt, durch beide Garndurchlässe in den Endwänden auszutreten. Auf diese Weise trachten irgendwelche auf das Garn ausgeübte axiale Kräfte einander innerhalb der Kammer entgegenzuwirken, ohne ein Ungleichgewicht von Kräften zu erzeugen, welches entweder das Garn vorzuschieben oder die Bewegung des Garns durch die Kammer zu verzögern trachtet.

Es wurde gefunden, daß die Behandlung des Garns gemäß der vorliegenden Erfindung die Gleichmäßigkeit des Garns in einem Ausmaß verbessert, daß die gesamten Eigenschaften des verarbeiteten Garns ein Garn ergeben, welches mehr zufriedenstellend ist als das Garn, das gewöhnlich von dem Verarbeiter erhalten wird.

Zum Zwecke der Veranschaulichung werden nachstehend mehrere

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Proben des fixierten Garns mit verringerter Torsion besprochen, das gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.

BEISPIEL 1

Die erste Probe, ein Polyestergarn mit 70 Denier und 34 Fäden (Dacron, Type 56), wurde auf einer Leesona-Maschine Modell 553/ 570 verarbeitet. Die Parameter der Maschine waren folgendes Drehzahl der ersten Spindel = 27O₀OOO U/min, primäre Verzwirnung = 34 Windungen pro Zentimeter links herum gezwirnt, primäre Uberschußzuführung = 0 %, sekundäre Überschußzuführung (Uberschußzuführung parallel zur zweiten Heizeinrichtung) = 17,0 %, Uberschußzuführung an der Aufnahmepackung = -5 %_t Temperatur der ersten Heizeinrichtung = 221 C, Temperatur der zweiten Heizeinrichtung =182 C Die zweite Einrichtung zum unechten Verzwirnen war die Wirbeleinrichtung und dieselbe war stromabwärts von der zweiten Heizeinrichtung derart angeordnet, daß das Garn rechts herum gezwirnt wurde. Der in der Wirbeleinrichtung verwendete Verteilerdruck betrug 0,14 kp/cm . Die Wirbeleinrichtung hatte folgende Abmessungen: Länge der Wirbelkammer 9,375 mm, Durchmesser der Kammer 16,550 mm, Länge des Endabschnitts 2,1875 mm und Durchmesser des Lufteinlasses 1,550 mm. Der letztere Durchmesser konnte sich etwas verändern und Einlaßdurchmesser bis zu 6,25 mm sind erfolgreich erprobt worden.

Das unter Verwendung der obigen Parameter erzeugte Garn wurde auf der Aufnahmepackung aufgewickelt. Dieselbe wurde von der Maschine entfernt und eine Probe wurde zu einer Strähne aufgewickelt. Der normale Leesona-Streckschrumpfungsversuch wurde mit der Strähne ausgeführt, wobei beim Fixierungsvorgang eine Belastung von 0,00016 g pro Denier verwendet wurde. Die Werte waren folgende: Naßschrumpfung der Strähne von 17,2 % und Trokkenschrumpfung der Strähne von 18,4 %,

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Weiteres Garn aus der Aufnahmepackung wurde auf der normalen Stoffanalyse-Wirkmaschine zu einem Schlauch gewirkt, wobei eine Nadel entfernt wurde, um eine Masche fallenzulassen und ein Maschenstäbchen des Stoffes sichtbar zu machen. Der Torsionswinkel des Stoffes wurde gemessen, indem der Winkel zwischen dem sichtbaren Maschenstäbchen und der Längsachse des Schlauches bestimmt wurde. Der Torsionswinkel des gestrickten Schlauches wurde mit 0° gemessen.

Der Stoff gemäß Fig. 14 wurde aus einem kontinuierlichen Polyestergarn mit 70 Denier und 34 Fäden hergestellt, und zwar der untere Teil mit wirksamer Wirbeleinrichtung und der obere Teil mit ausgeschalteter Wirbeleinrichtung, Dies ist bei einer pneu-

2 matischen Einrichtung möglich» Der Druck wurde auf 0,21 kp/cm erhöht, was zum Umkehren des Torsionswinkels des Stoffes in einem wesentlichen Ausmaß ausreichte. Es kann bemerkt werden, daß die Gleichmäßigkeit des mit der Wirbeleinrichtung hergestellten Stoffes besser ist als? der aus dem normalen fixierten Garn gewirkte Abschnitt.

Einige gemäß diesem Beispiel hergestellte Garnpackungen wurden zu einem Trikotstoff verarbeitet, der gefärbt und zur Herstellung eines Kleidungsstücks verwendet wurde. Der gefärbte Stoff zeigte eine solche Gleichmäßigkeit in der Farbe, daß die Streifen vermieden wurden, die gewöhnlich in einem Trikotstoff erscheinen, welcher aus den bekannten fixierten Garnen hergestellt wirdο Der poröse Stoff und andere den Tastsinn betreffende Eigenschaften des Kleidungsstücks waren in mancher Hinsicht mit Kleidungsstücken vergleichbar, die aus kostspieligerem Garn und unter viel strengeren Kontrollen während der Herstellung des Stoffes erzeugt wurden.

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BEISPIEL 2

Eine zweite Probe, ein Polyestergarn mit 150 Denier und 34 Fäden (Dacron, Type 56), wurde auf einer Leesona-Maschine Modell 553/570 mit den folgenden Parametern verarbeitet; Drehzahl der ersten Spindel = 270.000 U/min, primäre Verzwirnung = 24,8 Windungen pro Zentimeter links herum gezwirnt, primäre Überschußzuführung β 0 %, sekundäre Überschußzuführung = 15,75 %, Überschußzuführung an der Aufnahmepackung = -5 %_t Temperatur der ersten Heizeinrichtung = 215° C, Temperatur der zweiten Heizeinrichtung = 188° C. Die Abmessungen der Wirbeleinrichtung waren die gleichen wie jener, die zum Verarbeiten der Probe des Polyestergarne mit 70 Denier und 34 Fäden verwendet wurde. Der Luftdruck betrug 0,133 kp/cm .

Proben dee Polyestergarns mit 150 Denier und 34 Fäden wurden mit wirksamer Wirbeleinrichtung und mit ausgeschalteter Wirbeleinrichtung verarbeitet. Diese Proben werden nachstehend als Wirbelgarn bzw. Normalgarn bezeichnet. Strähnen wurden aus den Proben gewickelt und Schläuche aus den Proben gewirkt. Die in den Figuren 8 bis 13 dargestellten Garnproben, Strähnen und Schläuche wurden aus dem Garn dieser Probe hergestellt. Die Figuren 8, 10 und 12 veranschaulichen das Normalgarn, während die Figuren 9, 11 und 13 das Wirbelgarn veranschaulichen. Die folgende Tabelle I bezieht sich auf diese Garnproben.

	Naßschrumpfung d. Strähne	TABELLE I	Torsions winkel	Torsion der Hängeschleife
Garn probe	17,0 % 17,5 %	Trockenschump- fuiiK d.Strähne	+ 8° + 1°	90,64 % 97,84 96
Normal garn Wirbel garn	18,5 % 19,1 %

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Es ist ersichtlich, daß der Torsionswinkel, der an dem aus Wirbelgarn gewirkten Schlauch gemessen wurde, nur +1° betrug, während der Torsionswinkel, der an dem aus Normalgarn gewirkten Schlauch gemessen wurde, + 8° betrug. Der in Fig. 12 dargestellte, aus Normalgarn gewirkte Schlauch, welcher der Feuchtigkeit und Temperatur des Färbens unterworfen und dann getrocknet wurde, zeigt daher ein Maschenstäbchen mit einer Neigung von rechts oben nach links unten. Ein solcher Schlauch 1st als ein Z-Stoff bekannt, weil das Maschenstäbchen einen Teil des Buchstabens Z bildet (der in die Fotografie dee Schlauches einge- ν zeichnet ist). Der in Fig. 13 dargestellte, aus Wirbelgarn gewirkte Schlauch weist einen Torsionswinkel auf, welcher nahezu gleich Null ist.

Die Schrumpfungswerte der Strähne wurden berechnet unter Verwendung des normalen Leesona-Strähnschrumpfungsversuchs für fixiertes Garn, welcher eine Belastung von 0,00016 g pro Denier verwendet, um das Garn zu spannen. Dieser Versuch ist ein dem Fachmann bekannter normaler Versuch. Der Leesona-Strähnschrumpfungsversuch für Streckgarn verwendet ein Gewicht von 0,00016 g pro Denier» Zweckmäßig wird ein Gewicht von 2 g verwendet, und um 2 g bei 0,00016 g pro Denier zu verteilen, ist in der Strähne eine Gesamtdenierzahl von 12.500 erforderlich. Die Anzahl der Windungen für irgendeine Denierzahl auf einer Aufwickelspule irgendeiner Größe wird wie folgt berechnet:

12.500 Denier

Anzahl der Windungen ■ Denierzahl der Probe ·

Die Anzahl der Windungen für ein Garn mit 150 Denier wird wie folgt berechnet:

Anzahl der Windungen = = 42 Windungen

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Schrumpfungswerte der Strähne von 30 % und weniger sind für fixiertes Garn annehmbar. Kleinere Werte sind mehr wünschenswert und der größere Teil des handelsüblichen fixierten Garns weist einen Schrumpfungswert der Strähne von nicht mehr als 20 % auf.

Die letzte Spalte der obigen Tabelle I zeigt Werte für die Torsion der Hängeschleife in Prozent der beiden Garnproben an. Dieser Wert wird berechnet, indem eine Probe des Garns in waagerechter Richtung zwischen zwei Backen eingespannt wird, welche 100 cm voneinander entfernt sind, und indem ein Normalgewicht von 600 mg in einem Abstand von 50 cm am Mittelpunkt der Probe aufgehängt wird. Eine Backe wird dann gegen die andere ortsfeste Backe mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Der erhaltene Wert gibt die Anzahl der Zentimeter an, die von der Backe zurückgelegt werden, wenn sich das Normalgewicht unter dem Einfluß der Torsion in dem Garn zu drehen beginnt. Es ist ersichtlich, daß ein vollkommen torsionsfreies Garn einen Torsionswert der Hängeschleife von 100 % aufweisen würde. Je weniger Torsion in einer Probe vorhanden ist, desto näher würde dieser Wert an 100 % herankommen. Die Torsion der Hängeschleife für das Wirbelgarn der Figur 9 betrug 97,84 %, während der Wert für das Normalgarn der Figur 8 90,64 % betrug. Der letztere Wert zeigt eine viel höhere restliche Torsion in dem fixierten Garn an.

Um einen Stoff zu erhalten, der nach dem Färben und Trocknen einen Torsionswinkel Null aufweist, ist es notwendig, dem Garn eine umgekehrte Torsion zu verleihen,, In dem Garn ist nach dem Fixieren eine latente Torsion vorhanden, und diese latente Torsion wird durch Färben und Trocknen oder andre Fertigstellungsvorgänge aktiviert. Der unfertige Stoff dieses Beispiels zeigte beispielsweise einen Torsionswinkel von +5 in dem aus Normalgarn hergestellten Stoff und einen Torsionswinkel von -3 in dem aus Wirbelgarn hergestellten Stoff„ Die Fertigstellungsbedingungen aktivierten die latente Torsion und erzeugten die

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oben angegebenen Torsionswinkel.

Um in dem fertiggestellten Stoff einen Torsionswinkel Null zu erhalten, wurde der Druck in der Wirbeleinrichtung auf 0,154 kp/cm erhöht. Der unfertige, aus Wirbelgarn mit Jerseymuster gewirkte Stoff hatte einen Torsionswinkel von -5 , gleich und entgegengesetzt dem Torsionswinkel von +5° des aus Normalgarn hergestellten Stoffes. Nachdem der aus Wirbelgarn hergestellte Stoff den Fertigstellungsbedingungen unterworfen wurde, zeigte derselbe einen Torsionswinkel Null gegenüber dem Torsionswinkel von +8 des aus Normalgarn hergestellten Stoffes.

Eine visuelle Prüfung der Probe des Wirbelgarns der Figuren 9 und 11 zeigt eine viel größere Fülligkeit in dem Garn als in der Probe des Normalgarns der Figuren 8 und 10 vorhanden ist. Sorgfalt sollte angewendet werden, um eine Verwechslung zwischen einer richtigen Ausgleichswindung und einer einfachen Schleife in einem Faden zu vermeiden« Die Aufmerksamkeit wird auf die links Seite der Figur 9 gelenkt, wo mehrere Fäden schleifenartige Verformungen aufweisen. Diese Verformungen erscheinen als Schleifen wegen des Winkels, unter dem sie in einer zweidimensionalen Fotografie betrachtet werden.

Die Figuren 8 und 9 sind Fotografien von Garnproben, welche den gleichen Maßstab wie jede andere haben, welche aber beide eine geringere Vergrößerung als Fig. 7 aufweisen. Es ist ersichtlich, daß die Verformungen in Form von Ausgleichswindungen in diesen Figuren nicht mehr vorhanden sind, da beide Garnproben der Figuren 8 und 9 fixierte Garne sind.

Die Fotografien der Figuren 8 und 9 wurden von dem unter der gleichen Spannung stehenden Garn aufgenommen und die viel größere Fülligkeit der Probe des Wirbelgarns ist aus einem Vergleich der beiden Figuren leicht ersichtlich. Der Abstand zwischen den Fäden ist vergrößert und der Durchmesser des Faden-

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bündeis ist bei der Probe des Wirbelgarns der Figur 9 größer.

Ein zusätzlicher Beweis der erhöhten Fülligkeit ergibt sich aus einer Prüfung der Strähnen der Figuren 10 und 11. Der Durchmesser der Strähne dee Wirbelversuchs der Figur 11 ist viel größer als der Durchmesser der Strähne des Normalversuchs der Figur 10.

Die Volumina der Strähnen sind berechnet worden für beide oben erörterten Proben des Polyestergarns mit 70 Denier und mit 34 Fäden und des Polyestergarns mit 150 Denier und mit 34 Fäden. In jedem Fall wurde die Luftströmung abgesperrt, um eine Normalprobe zu verarbeiten, und dann wieder eingeschaltet, um eine Wirbelprobe zu verarbeiten. Wenn das Volumen der Normalsträhne als ein Basiswert von 100 % angenommen wird, sind die Ergebnisse nachstehend in der Tabelle II angegeben.

TABELLE II	Garnprobe	Volumen
70/34 Normalgarn 70/34 Wirbelgarn 150/34 Noraalgarn 150/34 Wirbelgarn	100 % 244 % 100 % 301 %

Daraus ist ersichtlich, daß das Volumen bzw. die Fülligkeit oder die Voluminosität der Strähnen bedeutend erhöht wird, wenn das Garn entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung verarbeitet wurde.

BEISPIEL

Eine dritte Probe wurde zum Wirken eines handelsüblichen Trikotstoffes vorbereitet. Diese Probe war ein Polyestergarn mit 150. ,Denier und 34 Fäden (Dacron, Type 56), das auf einer Leesona-

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Maschine Modell 555/570 mit den folgenden Parametern verarbeitet wurde: Drehzahl der ersten Spindel = 270.000 U/min, primäre Verzwirnung = 24,68 Windungen pro Zentimeter links herum gezwirnt, primäre Überschußzuführung = 0 %, sekundäre Überschußzuführung = +15»75 %, Überschußzuführung an der Aufnahmepackung = -5 %, Temperatur der ersten Heizeinrichtung = 221° C, Temperatur der zweiten Heizeinrichtung =213 C. Die Wirbeleinrichtung war so angeordnet, daß das Garn rechts herum gezwirnt wurde. Der Verteilerdruck in der Wirbeleinrichtung betrug 0,133 kp/cm . Die Abmessungen der Wirbeleinrichtung waren die gleichen wie oben für die Garnprobe mit 70 Denier beschrieben wurde.

Das Garn wurde aufgebäumt und dann auf einer Trikotmaschine von 0,508 mm mit zwei Querbalken gewirkt. Der erzeugte Stoff wurde in der Naturfarbe und nach dem Färben geprüft. Die Maschenreinheit und die Gleichmäßigkeit des Trikotstoffes waren anderen Stoffen überlegen, die aus fixiertem Garn hergestellt wären. Der Stoff zeigte eine verbesserte Porosität wegen der erhöhten Fülligkeit des Garns. Trotz der durch die Wirbeleinrichtung erteilten geringen Zahl von Windungen betrug der Torsionswinkel des naturfarbigen Trikotstoffs im wesentlichen 0 , ebenso wie jener des gefärbten Trikotstoffs.

BEISPIEL 4

Eine vierte Garnprobe wurde vorbereitet, um die Eigenschaften von Torsionsstreckgarn aus Nylon zu untersuchen, das gemäß der vorliegenden Erfindung wieder verarbeitet wurde. Diese Garnprobe bestand aus Nylon, Type 66, mit 100 Denier und 34 Fäden, die auf einer Leesona-Maschine Modell 555/570 mit den folgenden Parametern verarbeitet wurde: Drehzahl der ersten Spindel = 270000 U/min, primäre Verzwirnung = 26 Windungen pro Zentimeter links herum gezwirnt, primäre Überschußzuführung = 0 %, sekundäre Überschußzuführung = 15,75 %, Überschußzuführung an der Aufnah-

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mepackung = 5,0 %, Temperatur der ersten Heizeinrichtung = 199° C (statt der üblichen 224° C), Temperatur der zweiten Heizeinrichtung =210 C. Die Wirbeleinrichtung war stromabwärts von der zweiten Heizeinrichtung so angeordnet, daß das Garn rechts herum gezwirnt wurde. Der Verteilerdruck in der Wirbeleinrichtung betrug 0,56 kp/cm . Die Abmessungen der Wirbeleinrichtung waren die gleichen wie in den vorhergehenden Beispielen.

Das Nylongarn wurde auf einer Aufnahmepackung aufgewickelt und wie in den vorhergehenden Beispielen zu einem Schlauch gewirkt. Der Torsionswinkel wurde mit 0 gemessen.

Die Regelung der Temperaturen in der Weise, daß die Temperatur der ersten Heizeinrichtung verringert und die Temperatur der zweiten Heizeinrichtung erhöht wurde, zusammen mit dem erhöhten Luftdruck in der Wirbeleinrichtung machten es möglich, ein Nylongarn mit im wesentlichen keiner restlichen Torsion zu erzeugen. Bei der Verarbeitung von Garnen, wie zum Beispiel Nylongarn, ist die Verwendung einer niedrigeren Temperatur in der ersten Heizeinrichtung theoretisch vorteilhaft wegen der besonderen thermischen Eigenschaften, wie zum Beispiel des Übergangs sekundärer Ordnung. Notwendigerweise müssen die thermischen Eigenschaften jedes zu verarbeitenden Garnes in Betracht gezogen werden und infolgedessen muß die Temperatur der ersten Heizeinrichtung derart sein, daß das Torsionsstreckgarn der optimalen Temperatur der zweiten Heizeinrichtung während der pneumatischen Erteilung einer geringen Zahl umgekehrter Windungen unterworfen bleibt. Demgemäß ermöglicht die vorliegende Erfindung die Verarbeitung von Garnen, um dieselben für Endzwecke geeignet zu machen, die bisher für solche Garne als ungeeignet angesehen wurden.

Bei der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß die Verzwirnungswirkung der zweiten Einrichtung zum unechten Verzwirnen mit der Wirkung der durch die zweite Heizeinrichtung zuge-

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führten Hitze und der entsprechenden Spannung in einer Weise zusammenarbeitet, die als eine Kombination von mechanischer Bearbeitung und Hitzebearbeitung oder Abkühlung des Torsipnsstreckgarns beschrieben werden kann. Das Torsionsstreckgarn ist durch einen bestimmten Grad innerer Beanspruchung gekennzeichnet, welcher der Wirkung der ersten Einrichtung zum unechten Verzwirnen zuzuschreiben ist, wenn dieselbe das Garn aufdreht, das eben eine hitzefixierte Verzwirnung in der Erhitzungs- und Abkühlungszone empfangen hat. Die durch die zweite Heizeinrichtung zugeführte Hitze setzt die Torsion auf ein Mindstmaß herab, indem die Beanspruchung in dem Garn durch Abkühlung freigegeben wird, und die sekundäre Verzwirnung ordnet die Fäden in dem Garn mechanisch wieder an, um die Torsion zu verringern, aber die Fülligkeit zu erhöhen.

Die Wirkung des. Mediums der Wirbeleinrichtung auf das Fadenbündel des Garns trennt außerdem die Fäden in einer Weise voneinander, welche die Fülligkeit, Voluminosität und Deckkraft des Garnes mehr erhöht als die Verzwirnung allein.

Die durch die zweite Einrichtung zum unechten Verzwirnen erteilte Verzwirnung soll von einer Art sein, welche die Torsion verringert, die Fülligkeit erhöht und eine Uberkompensation vermeidet, die dem fixierten Garn unerwünschte Streckeigenschaften erteilen würde.

Wenn bezeichnungen, wie Verringern oder Vermindern, unter Bezugnahme auf die restliche Torsion verwendet werden, werden diese Bezeichnungen selbstverständlich in ihrem mathematischen Sinn und nicht in einem absoluten Sinn benützt. Obwohl eine Ziffer mit einem Wert von -1 mathematisch tatsächlich größer ist als eine Ziffer mit einem Wert von -6, weist daher ein Garn mit einem Wert des Torsionswinkels von -1° eine Torsion auf, die vermindert worden ist im Vergleich zu einem Garn mit einem Wert des Torsionswinkels von -6 .

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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Patentansprüche ;

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Claims (29)

1. br. Ing. E. Bedienfeld

   Patentanwälte

   B Köln 41, Postfach 410149

   Universitätsstraße 31

   Anmelder:

   Leesona Corporation

   PATENTANSPRÜCHE

   Verfahren zum Herstellen und Vorschieben fixierten Garns, das eine modifizierte Torsion aufweist, aus Torsionsstreckgarn, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsstreckgarn durch eine erhitzte Zone mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, welche zu der Temperatur der erhitzten Zone und der Verweilzeit des Garns in derselben in Beziehung steht, so daß das Garn nach dem Durchgang durch die erhitzte Zone im wesentlichen spannungslos ist, daß das im wesentlichen spannungslose Garn durch eine verengte Kammer geleitet wird, daß das im wesentlichen spannungslose Garn, während es sich in der Kammer befindet, mit der Strömung eines Niederdruckmediums in Eingriff gebracht wird, welche eine Komponente aufweist, die das Garn wirksam in der zu der Torsion in demselben entgegengesetzten Richtung verzwirnen kann, daß der Druck der Strömung des Mediums geregelt wird, um das Garn mit der Anzahl von Windungen zu verzwirnen, die erforderlich ist, um in dem Garn die gewünschte modifizierte Torsion zu erzeugen, daß das Garn nach dem Durchgang durch die Kammer vorgeschoben wird, sowie daß die Geschwindigkeit und die Spannung, mit welchen das Garn vorgeschoben wird, in Übereinstimmung mit der Zuführungsgeschwindigkeit des Garns geregelt werden, um den im wesentlichen spannungslosen Zustand des Garns in

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   der Kammer aufrecht zu erhalten.
2. 2. Verfahren zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Garns unter Modifizierung des Garns nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelung einen Ballon des Garns in der Kammer bildet und eine Verzwirnung des Garns bewirkt, die weniger als 25 % der hitzefixierten Verzwirnung in dem Garn während der Erzeugung des Torsionsstreckgarns beträgt, wobei die Regelung trachtet, den Gleichmäßigkeitsfaktor zu stabilisieren, der zu dem Produkt der Verzwirnung und der Spannung des Garns in der erhitzten Zone proportional ist.
3. 3. Verfahren zur Behandlung von Mehrfadengarn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelung ein Niederdruckmedium liefert, welches unter Ballonbildung des Garns in der Kammer dasselbe sanft verzwirnt und die einzelnen Fäden des Mehrfadengarns voneinander trennt, ohne daß sich die Fäden in sich selbst und miteinander verwickeln dürfen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Zuführung hoch genug ist, um die Bewahrung der Kräuselung in den einzelnen Fäden zu ermöglichen, und niedrig genug, um die Bildung von Ausgleichswindungen in denselben zu vermeiden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierte Torsion im wesentlichen Null ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierte Torsion der normalen restlichen Torsion des Torsionsstreckgarns entgegengesetzt ist.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff des Garns mit der Luftströmung in der verengten Kammer bewirkt wird, indem in der Kammer eine zylindrische In-

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   nenfläche vorgesehen wird, und daß die Luftströmung längs dieser Fläche in tangentialer Richtung in einer zu der Bewegungsbahn des Garns durch die Kammer senkrechten Ebene gelenkt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmung aus der Kammer durch entgegengesetzt gerichtete, in gleicher Weise verengte axiale Durchlässe austritt.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn in der erhitzten Zone erhitzt wird, indem dasselbe in Berührung mit einer gewölbten erhitzten Fläche geführt wird.
10. 10. Verfahren zum Herstellen und Vorschieben fixierten Garns, das eine modifizierte Torsion aufweist, aus unverarbeitetem Garn, dadurch gekennzeichnet, daß das unverarbeitete Garn durch eine erste erhitzte Zone kontinuierlich zugeführt wird, um dem Garn in derselben eine geregelte Hitzemenge und Spannung zu erteilen, daß das Garn unter dieser geregelten Spannung mechanisch unecht verzwirnt wird, um dem Garn eine Torsion und Verzwirnung zu erteilen, daß das Garn abgekühlt wird, um die Torsion und Verzwirnung in demselben zu fixieren und auf diese Weise ein Torsionsstreckgarn zu erzeugen, daß das Torsionsstreckgarn kontinuierlich durch eine zweite erhitzte Zone zugeführt wird und daß die Verweilzeit des Garns in derselben so ist, daß das Garn nach dem Durchgang durch die zweite Zone im wesentlichen spannungslos ist, daß das erhitzte, im wesentlichen spannungslose Garn durch eine verengte Kammer geleitet wird, daß das im wesentlichen spannungslose Garn, während es sich in der Kammer befindet, mit der Strömung eines Niederdruckmediums in Eingriff gebracht wird, welche eine Umfangskomponente aufweist, die das Garn in der erhitzten Zone wirksam in der zu der Torsion in demselben entgegengesetzten Richtung verzwir- nen kann, daß der Druck der Strömung des Mediums geregelt wird, um das Garn mit der Anzahl der Windungen zu verzwirnen, die erforderlich ist, um in dem Garn die gewünschte modifizierte Tor-

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    sion zu erzeugen, daß das Garn nach dem Durchgang durch die Kammer vorgeschoben wird, sowie daß die Geschwindigkeit und die Spannung, mit welchen das Garn vorgeschoben wird, in Übereinstimmung mit der Zuführungsgeschwindigkeit des Streckgarns geregelt werden, um den im wesentlichen spannungslosen Zustand des Garns in der Kammer aufrecht zu erhalten.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung des Niederdruckmediums rund um das Garn gelenkt wird in einer zu der Bewegungsbahn des Garns durch die Kammer senkrechten Ebene, um einen Ballon des Garns zu bilden und eine Verzwirnung des Garns zu bewirken, die weniger als 25 % der hitzefixierten Verzwirnung des Garns in der ersten erhitzten Zone beträgt.
12. 12. Ein Garn, das gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.
13. 13. Garn nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn aus einem mehrfädigen Polyestergarn besteht.
14. 14. Garn nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn aus einem mehrfädigen Nylongarn besteht.
15. 15. Ein Stoff, der aus einem Garn nach Anspruch 12 besteht.
16. 16. Stoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff ein gewirkter Trikotstoff ist.
17. 17. Stoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff ein gewirkter Jerseystoff ist.
18. 18. Ein Kleidungsstück, das aus einem Stoff nach Anspruch 15 hergestellt ist.

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19. 19. Ein Stoff, der aus Torsionsstreckgarn besteht und einen Torsionswinkel Null aufweist, wobei die restliche Torsion des Torsionsstreckgarns modifiziert worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsstreckgarn zuerst durch eine erhitzte Zone und dann in einem im wesentlichen spannungslosen Zustand durch eine verengte Kammer geleitet wird, wobei die resultierende modifizierte Torsion in dem Garn zu der normalen restlichen Torsion des Torsionsstreckgarns entgegengesetzt gerichtet ist und erzeugt wird, indem eine Luftströmung rund um das Garn gelenkt wird, welche eine Komponente aufweist, die das Garn in der zu. der restlichen Torsion in demselben entgegengesetzten Richtung wirksam mit der Anzahl der Windungen verzwirnen kann, die erforderlich ist, um die entgegengesetzt gerichtete Torsion zu erzeugen, sowie daß der Stoff vor der Fertigstellung einen entgegengesetzten Torsionswinkel und nach der Fertigstellung einen Torsionswinkel Null aufweist infolge der modifizierten Torsion, welche die latente restliche Torsion ausgleicht, die während des Fertigstellungsvorganges aktiviert wird.
20. 20. Ein Stoff mit einem Torsionswinkel Null, der aus einem Torsionsstreckgarn besteht, das nach Anspruch 1 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsion des Torsionsstreckgarns bis zu einem genügenden Grad modifiziert worden ist, um in dem Stoff nach der Fertigstellung den Torsionswinkel Null zu erzeugen.
21. 21. Vorrichtung zum Herstellen und Vorschieben fixierten Garns, das eine modifizierte Torsion aufweist, aus Torsionsstreckgarn, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, welche eine erhitzte Zone für den Durchgang des Torsionsstreckgarns durch dieselbe begrenzt, durch eine Einrichtung zum Erhitzen der Zone auf eine vorherbestimmte Temperatur, durch eine verengte Kammer für den Durchgang des Garns durch dieselbe nach dem Durchgang durch die erhitzte Zone, durch eine Einrichtung, welche das Torsionsstreckgarn durch die erhitzte Zone mit einer Geschwin-

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    digkeit zuführt, die zu der Temperatur der erhitzten Zone und zu der Verweilzeit des Garns in derselben in Beziehung steht, so daß das Garn während des Durchgangs durch die veerengte Kammer im wesentlichen spannungslos ist, durch eine Einrichtung, welche die Strömung eines Niederdruckmediums in die verengte Kammer lenkt, um das Garn in einer zu der Torsion in demselben entgegengesetzten Richtung zu verzwirnen, durch eine Einrichtung zur Regelung des Drucks der Strömung des Mediums, um das Garn mit der Anzahl der Windungen zu verzwirnen, die erforderlich ist, um in dem Garn die gewünschte modifizierte Torsion zu erzeugen, sowie durch eine Einrichtung zum Vorschieben des Garnes nach dem Durchgang durch die Kammer, so daß die Geschwindigkeit und die Spannung, mit welchen das Garn vorgeschoben wird, in Übereinstimmung mit der Zuführungsgeschwindigkeit des Garns durch die erhitzte Zone geregelt werden, um den im wesentlichen spannungslosen Zustand des Garns während des Durchgangs durch die Kammer aufrecht zu erhalten.
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die verengte Kammer eine zylindrische Seitenwand aufweist, deren Achse mit der Bewegungsbahn des Garns durch die Kammer ausgerichtet ist, sowie daß die in die Kammer gelenkte Luftströmung des Niederdruckmediums eine Umfangskomponente aufweist, welche einen Ballon des Garns in der Kammer bildet.
23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche die Strömung eines Niederdruckmediums in die Kammer lenkt, einen Einlaßdurchlaß aufweist, welcher im wesentlichen tangential zu der zylindrischen Seitenwand angeordnet ist und in eine Einlaßöffnung in der Seitenwand mündet.
24. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Einlaßdurchlasses in einer zu der Achse der zylindrischen Seitenwand senkrechten Ebene angeordnet ist.

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25. 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer Endplatten aufweist, welche zu der Achse der zylindrischen Seitenwand an jedem Ende derselben senkrecht stehen, daß die Endplatten verengte axiale Bohrungen für den Durchgang des Garns durch die Kammer aufweisen und daß der Einlaßdurchlaß für das Medium in der Mitte zwischen den Endplatten angeordnet ist, um die Kammer symmetrisch und umkehrbar zu machen.
26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatten mit Endabschnitten versehen sind, welche von denselben längs der Achse nach außen vorstehen, damit die verengten Bohrungen für den Durchgang des Garnes eine größere Länge aufweisen.
27. 27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die verengten Bohrungen an ihren inneren Enden innerhalb der Kammer erweitert sind, um die Bildung des Ballons des Garnes innerhalb der Kammer zwischen den erweiterten Enden der Bohrungen zu unterstützen.
28. 28. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregeleinrichtung aus einer Druckleitung für die Zuführung des Niederdruckmediums, sowie aus einem Regelventil und einem Druckmesser in der Leitung besteht.
29. 29. Vorrichtung, die aus einer Reihe von GarnbehandlungsStationen besteht, wobei jede Station nach Anspruch 21 ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregeleinrichtung aus einer gemeinsamen Druckleitung besteht, die mit der Einrichtung verbunden ist, welche das Medium in der Umfangsrichtung in die verengte Kammer jeder Station lenkt, sowie aus einem Regelventil und einem Druckmesser in der Leitung.

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