DE2353715A1

DE2353715A1 - Vorrichtung zur texturierung von thermoplastischen endlosfaeden

Info

Publication number: DE2353715A1
Application number: DE19732353715
Authority: DE
Inventors: Mario Caroglio
Original assignee: Montedison Fibre SpA
Current assignee: Montedison Fibre SpA
Priority date: 1972-10-27
Filing date: 1973-10-26
Publication date: 1974-05-02
Also published as: LU68695A1; IT969996B; NL7314542A; FR2204723A1; BE806571A; JPS504352A; CH567588A5; US3921268A; ES419970A1; GB1444813A; FR2204723B1

Description

PATENTANWÄLTE

DH. ing. H. NEGENDANK · dipping. H. HAUCK dipl.-phys. W. SCHMITZ dipping. E. GrRAAIiFS · dipl-ing. W. WEHNERT

HAMBUHQ-J1ÜNCHEN 2353715

ZTTSTEtI-TTNGSANSCHRIFT; HAMBTJRR 36 -WEITEH WAIL 41

TEL·. 36 71 38 UND 36 4119

Montedison" Fibre S.p.A. τ™™, nbgbdapatent eambto«

MÜNCHEN 15 · MOZAETSTH. 23

14_f Via PoIa - Milan (Italien) TEt. 5seosse

TBLEGB. NEGEDAPATENT MÜNCHEN

HAMBTTHG, ^de" ²5· OTttober 1973

Vorrichtung zur Texturierung von thermoplastischen Endlosfäden

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Texturierung von thermoplastischen Endlosgarnfäden und das entsprechende Texturierungsverfahren.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, welche in der Lage ist, thermoplastischen Endlosgarnfäden, die auf Polyamiden, Polyester, usw. basieren, eine reguläre wellenförmige Struktur zu verleihen.

Es sind verschiedenartige Vorrichtungen zum Kräuseln (crimping devices) für Endlosgarnfäden bekanntgeworden.

Diese Vorrichtungen basieren auf thermischen und mechanischen Behandlungen. Die verschiedenen vorgeschlagenen Vorrichtungen unterscheiden sich durch die Art und Weise, in der die Kr-äuselung der Garnfäden erreicht wird. Für

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diesen Zweck sind verschiedene Hilfsmittel vorgeschlagen worden, beispielsweise das Hindurchschicken dar Garne durch zwei Walzen oder ein Räderwerk oder zwischen zwei Reihen von dünnen Blättern, von denen mindestens eines eine alternierende Bewegung ausführt, und die sich so einander durchdringen, daß das Garn gezwungen wird, innerhalb des gegenseitigen Beeinflussungsbereiches eine gewundene Bahn einzunehmen .

Diese Vorrichtungen waren jedoch, wie in der Praxis bewiesen wurde, nicht frei von Nachteilen, die hauptsächlich auf ihrer strukturellen Komplexität und ihrer komplizierten Unterhaltung basierten. Darüber hinaus können mit derartigen Vorrichtungen zufriedenstellende Garnfäden nur dann erhalten werden, wenn mit geringen Produktxnsgeschvändigkeiten

gearbeitet wird, was infolge der geringen wirtschaftlichen Vorteile kaum lohnend ist. Durch die Anwendung von hohen Produktionsgeschwindigkeiten wird in der Tat die Produktion von fehlerhaften Fäden begünstigt, was zu einer übermäßigen . Anzahl von gebrochenen Fäden führt.

Im Gegensatz dazu zeichnet sich die Texturierungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung durch große Einfachheit in der Konstruktion aus und ermöglicht die überführung von paralleled Endlosgarnfäden mit hoher Geschwindigkeit aus synthetischen Polymeren in Garne,die eine wellenförmige Struktur aufweisen, die im wesentlichen innerhalb einer Ebene angeordnet ist, ohne daß die vorher genannten Nachteile auftreten.

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Die erwähnte Texturieruigsvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei koaxialen Hohlzylindern, einer innerhalb des anderen, von denen der äußere Zylinder fixiert und auf seiner Innenwandung mit einer besonderen Führung versehen ist, während der innere Zylinder beweglich ist und auf seiner Außenseite sowie parallel zu seinen Mantellinien mit Schlitzen versehen is„t, in denen sich einige Haken frei bewegen, deren Basis in die Führung des äußeren Zylinders eingeführt ist. Diese Führung kann die Form einer Vertiefung aufweisen, welche aus zwei Kreisbögen besteht, die senkrecht zu den Mantellinien verlaufen und auf verschiedenen Ebenen angeordnet und über zwei schräge einladende Bereich zueinander gerundet sind.

Die Abmessungen der Haken sind mit denjenigen der Schlitze

auf

des inneren Zylinders und der Größe der Führung/der Innenwand des äußeren Zylinders abgestimmt.

In der Tat müssen sich die Haken mit einer geradlinig verlaufenden alternierenden Bewegung innerhalb der Schlitze frei bewegen und müssen die Führung entlang gleiten. Darüber hinaus ist die Länge der Haken mit der Differenz in der Höhe zwischen den beiden geradlinigen Führungsbereichen und der Länge der Schlitze abgestimmt, so daß, wenn die Basis der Haken in den unteren Teil der Führung eingeführt ist, diese vollständig in die Schlitze versenkt sind, während der gekrümmte höhere Teil der Haken vollständig aus den Schlitzen vorsteht, wenn die Baas in den oberen Teil der

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Führung eingeführt ist. Darüber hinaus sind die Haken an ihren oberen Enden so gekrümmt, daß sie das in die Vorrichtung eingeführte Garn ergreifen können. Das ergriffene Garn wird daraufhin durch die Haken infolge ihrer geradlinigen Exnzugsbewegung hineingezogen und beginnt sich zwischen den gekrümmten Enden und den Vorsprüngen der Schlitze des inneren Zylinders festzusetzen, wobei es auf diese Weise eine sinusförmige Gestalt annimmt und hejßjetrocknet (heat -set) wird.

Auf diese Weise erhält man ein wellenförmiges Garn, dessen Wellenfrequenz von der Anzahl Haken abhängt, die pro Längeneinheit auf dem äußeren Umfang cbs inneren Zylinders operieren, und dessen Wellenhöhe von der Höhendifferenz zwischen dem unteren Anschlagsende (end of stroke) der Haken und der oberen Zone der Vorsprünge des Schlitzes abhängt.

Nach einer besonderen Ausführungsfcrm der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Führung teilweise oder vollständig beweglich sein, und auf diese Weise können die gekrümmten höheren Teile der Haken vollständig aus den Schlitzen vorstehen» damit das Abrollen des Garnes am Anfang erleichtert wird.

Die folgende detailierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die eine bevorzugte Auführungs-

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form der Erfindung darstellen und diese lediglich verdeutlichen und nicht begrenzen, dient zur besseren Charakterisierung der Funktions- und Konstruktjfcnsmerkmale der Texturierungsvor-richtung nach der valiegenden Erfindung. Von den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines axialen Querschnittes der erfindungsgemäßen Texturierungsvorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Teilseitenansicht der äußeren Fläche des inneren Zylinders der in Figur 1 dar-gestellten Vorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht des Xnnenzylinders der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, teilweise geriffelt; und

Fig. 4 ein beispielhaftes Anwendungsschema der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Vorrichtung.

Im folgenden wird auf die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen Bezug genommen. Die Texturierungsvorrichtung besteht aus zwei koaxialen Hohlzylindern, von denen der eine innerhalb des anderen angeordnet ist, wobei der äußere Zylinder 1 fixiert ist und mittels Kugellager 3 oder ähnlichem die einstückig mit dem inneren Zylinder 4 ausgebildete

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koaxiale Welle 2 lagert, wobei sich beide Zylinder dank der über die Welle 2 durch einen Motor, der in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, auf sie ausgeübten Bewegung frei um ihre eigenen Längsachsen drehen können«,

Der fixierte Zylinder 1 ist auf seiner Innenwand senkrecht zu den Mantellinien mit einer Führungsrille 5 versehen. Die Führungsrille 5 wird durch zwei Kreisbögen DC und BA gebildet, die rechtwinklig zu den iiantellinien verlaufen und über zwei schräge einladende Rillen AD

ge-
und CB zueinander/fcr-ümmt sind.

Auf der Außenseite des inneren Zylinders 4 sind entlang der Mantellinien Schlitze 7 vorgesehen, in welchen Haken 6 frei gleiten können. Diese Schlitze 7 bilden Vcrsprünge 9, welche an ihren oberen Enden in Relation zur erwünschten Wellung der Fäden ausgebildet sind. Die Basis 6 B der Haken 6 greift in die Rille 5 des äußeren Zylinders 1 ein, während das gegenüberliegende Ende 6A der Haken gekrümmt ist.

Wenn der innere Zylinder 4 in Drehung versetzt wird, geben die Basen 6B an die Haken eine alternierende geradlinige Bewegung in Koinzidenz mit den beiden schrägen einladenden oder verbindenden Bereichen AD und CB weiter.

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Die Haken 6 werden in den Schlitzen 7 sowohl durch die innere Wand des fixierten Zylinders 1 als auch durch eine Feder 8, die in einem Hohlraum 10, der um die Außenwand des InnenZylinders 4 läuft, untergebracht ist, gehalten.

Die Abmessungen der Haken 6,- der Führung 5 und des Schlitzes 7 sind so gewählt-, daß sie eine frei alternierende Bewegung der Haken innerhalb der Schlitze und das Gleiten der Basen 6B der Haken 6 innerhalb der Führungsrille gestatten, ohne ausgesprochen viel Spiel aufzuweisen.

Darüber hinaus ist die Länge der Haken durch die Höhendifferenz zwischen den beiden BeBichen DC und BA der Führung 5 und durch die Länge der Schlitze 7 in folgender Weise bedingt:

Wenn bei der Drehung des inneren'Zylinders 34 die Basis 6B der Haken in den unteren Teil der Führung 5, d.h. in den Bereich DC,eingeführt wird, müssen die Haken in den Schlitzen 7 des Zylinders 4 vollständig in einer Tiefe eingesenkt sein, die von der Wellenhöhe abhängt, die man der Wellenform des Garnes verleihen möchten. Wenn im Gegensatzu dazu die Basis 6B der !Haken in den oberen Teil der Führung, d.h. den Bereich BA, eingeführt wird, muß das gekrümmte Ende 6A der Haken vollstäiöLg über den Schlitz 7 hinaus Vorstehen.

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In Fig. 1 sind die verschiedenen Stellungen dargestellt, die die Haken während der Drehung des inneren Zylinders 4 einnehmen. Im besonderen zeigt 6 χ die Stellung des Hakens, wenn seine Basis in den Bereich DC eingesetzt ist; mit 6y ist seine Stellung bezeichnet, wenn die Basis in den Bereich BA eingesetzt ist,während mit 6z die Stellung des Hakens bezeichnet ist, wenn die Basis in die schrägen verbindenden Bereiche AD und CB eingesetzt ist.

Der praktische Betrieb der oben beschriebenen Texturierungsvorrichtung ist der folgende:

Sobald alle Haken in den Schlitzen 7 angeordnet und ihre Basen 6B in die Führungsrille 5 eingesetzt sind, versetzt man den inneren Zylinder 4 in Drehung, beispielsweise im Uhrzeigersinn, ad gleichzeitig wird der Endlosgarnfaden, der texturiert werden soll, der Vorrichtung zugeführt. Entsprechend Punkt B der Führungsrille 5 nehmen die Haken, wie vorher erklärt wurde, eine Stellung ein, in der ihre gekrümmten Enden 6A vollständig ais den Schlitzen 7 vorstehen .

Nach einem vorläufigen Erhitzen wird das Garn, das texturiert werden soll, über bekannte Zuführeinrichtungen in den Raum eingeführt, der zwischen dem gekrümmten Ende 6A und dem oberen Ende der entsprechenden Vorsprünge 9 gebildet wird.

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Das Garn wird zwischen diesen Enden angeordnet, während die Haken sich im BejeLch BA befinden» Während der überführung der Haken vom Punkt A zu Punkt D der Führung 5 wird das Garn daraufhin von den gekrümmten Enden 6A erfaßt und nach unten zwischen die Enden 6A und die Vorsprünge 9 gezogen, wobei es eine wellenföiatge Konfiguration einnimmt, wie in Fig«, 2 gezeigt ist.

Diese wellenförmige Konfiguration wird über den "gesamten zwischen D und- C befindlichen Kreisbogen aufrechterhalten, wobei in dessen ersten Bereich" der Faden in seiner inneren Struktur as^petrisch wird, was im zweiten Bogenteil des Kreises D-C mittels Kühlung, entweder durch die Konvektionsbewegung der umgebenden. Luft oder durch Einblasen von Luft oder ähnlichen Strömungsmitteln _v reguliert wird.

Im Bereich CB steigen die Haken allmählich auf, wobei sie den gewellten Faden freigeben, der daraufhin über eine Fadenführung in Richtung auf eine Aufnahmevorrichtung transportiert *?irdo

Wie bereits erwähnt, wird das Garn, das textmert werden .soll, auf eine geeignete Temperatur erhitzt, bevor es der Texturierungsvorrichtung zugeführt wMo Diese Temperatur, die im allgemeinen niedriger als der Erweichungspunkt des Polymers sein muß, hängt von der Vorwärtsgeschwindigkeit

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des Games, seiner Feinheit (count) ,vom Typ des fadenbildenden Polymers, usw. ab. Beispielsweise liegt im>■ Fall eines Polyhexamethylendiarainadipat-(Nylon 6,6)-Garnes oder eines Polyäthylenterephtalat-Garnes die Temperatur zwischen 120 und 24O°C.

Das Erhitzen wird dadurch erreicht, daß das Garn über eine Metallplatte geführt wird, die entweder elektrisch, durch Behandlung mit einem heißen Strömungsmittel oder auf irgendeine andere äquivalente bekannte Weise erhitzt wird.

Zur Verdeutlichung ist in Fig. 4 die Stellung gezeigt? die die Texturierungsvorrichtung einnimmt, wenn sie in ß±e. Zie&Leitung (drawing line) für gesponnene (as-spun) Garne eingesetzt wird. Wie man Fig. 4 entnehmen kann, läßt man die gesamten nicht gezogenen Fäden 11, die von einer Spinndüse oder einer Spinnscheibe (spin-cake), die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kommen* eine Zuführungswalze 12 passieren,»die mit einem Zwischenrad 13 zum Separieren (Abstand halten) der Wicklungen versehen ist, wonach ^e einen Ziehstab 14 aus gesintertem keramischem Material passieren und danach von einer Streckwalze 15 auffenommen werden, die ebenfalls mit einem Zwischenrad 16 versehen ist und sich mit einer größeren Umfangsgeschwindigkeit als die Walze 12 dreht.

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Die Gesamtheit der auf diese Weise erhaltenen gezogenen Fäden wird erhitzt, indem man sie über eine elektrisch erhitzte Metallplatte 17 schickt, wonach sie in der er~ findungsgemäßen Kräuselvorrichtung 18(crimping device) gekräuselt werden.

Wie vorher, angegeben, hängt die dem Garn verliehene Wellung von den Konstruktionsmerkmalen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ab, insbesondere:

a) hängt die Frequenz von der Anzahl der. Haken 6 ab, die pro Längeneinheit des Außenumfangs des Zylinders 4 operieren;

b) hängt die Wellenhöhe von der Größe des Hakenhubes

(stroke) unterhalb der oberen lone der VorSprünge 9 ab;

c) hängt die Wellenform von der Querschnittsfqrm der Haken 6 und der Vorsprünge 9 in den Kontaktzonen mit dem Garn ab.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, die oben angedeuteten Kräuselmerkmale zu variieren, indan auf einfache Weise Teile der Vorrichtung ersetzt werden.

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Da darüber hinaus die Belaätung, denen die Haken während des Betriebes ausgesetzt sind, hauptsächlich entlang ihrer Längsachsen gerichtet ist, zeichnet sich die Vorrichtung durch eine hohe Widerstandsfähigkeit aus, die für'den größten Teil der anderen bekannten Kräuselvorrxchtungen nicht gebräuchlich ist.

Dies betrifft in gleicher Weise die Vorsprünge 9, die, da sie über ihre gesamte Länge einstückig mit der Außenwand des inneren Zylinders 4 ausgebildet sind, in der Lage sind, den durch das Garn ausgeübten Spannungen ohne Deformation ein Maximum an Widerstandsfähigkeit entgegenzusetzen.

Aus dem oben Gesagten wird deutlich, wie vielseitig die erfindungsgemäße Kräuselvorrichtung ist unter Berücksichtigung der Anzahl an bearbeitbaren Fäden, der Einfachheit in der Konstruktion der sich bewegenden Teile, ihrer Stabilität und gleichzeitig der hohen Arbeitsgeschwindigkeit, die mit dieser Vorrichtung erzielt werden kann.

Die erfindungsgemäße Kräuselvorrichtung wurde anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die eine bevorzugte, jedoch keine begrenzende Ausfhrungsform der Erfindung darstellen.

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Es ist. klar, daß verschiedenartige Änderungen der Gestalt, Größe und Struktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgenommen werden können, ohne den durch die Erfindung gesteckten Rahmen zu verlassen.

Solche Modifikationen liegen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung.

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Claims

Patent an sprüche :

J Vorrichtung zur Texturierung von thermoplastischen Endlosgarnfäden, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei koaxiale Hohlzylinder aufweist, von denen der eine innerhdb des anderen angeordnet ist», wobei der äußere fixiert und auf seiner Innenwand mit einer besonderen Führung versehen ist, während der innere Zylinder beweglich und auf seiner Außenwand parallel zu seinen Mantellinien mit Schlitzen versehen ist, in denen Haken frei gleiten können, deren Basis in die Führungsrille des äußeren Zylinders eingesetzt ist und deren Bewegung von der Konfiguration dieser Führung abhängt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

am
die Führung/äußeren Zylinder eine Rille ist und die Form von zwei Kreisbögen aufweist, die senkrecht zu den Mantellinien auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind und zueinander über schräge Verbindungstellrillen ge.rundet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis der Haken in die Rille eingesetzt' ist, während ihr gegenüberliegendes Ende gekrümmt ist.

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4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

mit dadurch gekennzeichnet, daB die Länge der Haken/der Miveaudifferenz zwischen den beiden geradlinigen Be-

und
reichen der Führung/der-'Lange der Schlitze abgestimmt ist, so daß die Haken, wenn ihre Basis in. den unteren Teil der Führung eingesetzt ist, vollständig in die Schlitz des inneren Zylinders in einer Tiefe eingesenkt sind j die von der Welleiahöhe abhängt, die man zu erreichen wünscht, und wenn die Basis in den oberen Teil der Führung eingesetzt ist, die gekrümmten Enden der Haken vollständig ans den Schlitzen hervorstehen.
5. vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylinder über Kugellager eine koaxiale Welle lagert, die einstückig mit dem inneren Zylinder ausgebildet ist und durch einen Motor angetrieben wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Haken in den Schlitzen

-ten sowohl durch die innere Wand des fixier/^linders als auch durch eine Feder gehalten werden, die in einem Hohlraum entlang der Außenwand des inneren Zylinders angeordnet ist.

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7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze im inneren Zylinder Vorsprünge bilden, deren obere Enden in Relation zu der Form ausgebildet sind, die man den Wellungen des Garnes verleihen möchte.

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