DE2363653C3

DE2363653C3 - Continuous process for drawing and crimping undrawn synthetic monofilament yarn and gear crimping device for carrying out this process

Info

Publication number: DE2363653C3
Application number: DE19732363653
Authority: DE
Inventors: Stanley Robert Martinsville Va.; Johnson Melvin Harry Wilmington Del.; Cochran (V.StA.)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1973-12-20
Publication date: 1976-09-09

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zum Verstrecken und Kräuseln eines unverstreckten, synthetischen, monofilen Garns bei hohen Geschwindigkeiten, bei dem das Garn verstreckt wird, das verstreckte Garn auf eine Thermofixiertemperaturerwärmt wird, das erwärmte Garn dadurch zahnradgekräuselt wird, daß es durch den Spalt zwischen ineinandergreifenden, angetriebenen Zahnrädern geführt wird, und das gekräuselte Garn unter Abkühlung bei niedriger Spannung zu einer Sammelstelle weitergeleitet wird.The invention relates to a continuous process for drawing and crimping an undrawn, synthetic, monofilament yarn at high speeds at which the yarn is drawn is heated, the drawn yarn is heated to a heat-setting temperature is, the heated yarn is puckered by the fact that it is through the Gap is guided between intermeshing, driven gears, and the crimped yarn is forwarded to a collection point while cooling at low voltage.

Bei einem derartigen, aus US-PS 36 54 677 bekannten Verfahren wird nicht auf die speziell beim Zahnradkräuseln auftretenden Schwierigkeiten eingegangen, das Zahnradkräuseln wird vielmehr nur als möclichc Alternative zu anderen krüusclungsverfahren erwähnt. Nach dieser Palentschrift soll die Gleichförmigkeit des Garns durch Steuern der Garnspannung mittels einer Düse und eines federbelasteteten Anns verbessert werden. Das Steuern der Garnspannung erfolgt bei diesem bekannten Verfahren jedoch erst nach dem Kräuseln, so daß ein weiteres Verstrecken des Garns während des Kräuseins nicht verhindert wird. Insbesondere bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten kann es dadurch zu Brüchen des Garns während des Zahnradkräuseins kommen.In such, from US-PS 36 54 677 known method is not on the specifically when Gear crimps encountered difficulties received, the gear crinkle is rather only than Possible alternative to other crinkling processes mentioned. According to this Palentcription, the uniformity of the yarn is said to be achieved by controlling the yarn tension by means of a nozzle and a spring-loaded one Anns to be improved. Controlling the tension of the yarn takes place in this known method, however, only after the crimping, so that another Stretching of the yarn during puckering is not prevented. This can lead to breaks in the Yarn come in while the gear crimps.

Aus US-PS 29 74 392 ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem das Garn in einer ersten Stufe verstreckt und in einer zweiten Stufe gekräuselt wird. Bei diesem Verfahren erfolgt das Kräuseln des Garns jedoch nicht durch Zahnräder, sondern durch zwei winklig angeordnete Räder, die auf dem Umfang Stifte tragen, um die das Garn in einer Zick-Zack-Bahn gelegt wird. Dadurch, daß die Achsen der mit Stiften versehenen Räder unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, ist der Abstand der Stifte bei der Umdrehung der Räder nicht konstant und wird das Garn während des Kräuseins weiicr verstreckt.From US-PS 29 74 392 a method is also known in which the yarn is drawn in a first stage and crimped in a second stage. In this process, however, the crimping of the yarn is not carried out by gear wheels, but by two angled wheels that carry pins on the circumference around which the yarn is laid in a zigzag path. Because the axes of the pin-provided wheels are arranged at an angle to one another, the spacing of the pins is not constant as the wheels rotate and the yarn is drawn white during the crimping.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ein unverstrecktes, synthetisches, monofiles Garn bei hohen Geschwindigkeiten verstreckt und gekräuselt wird.Compared to this prior art, the object of the invention is to provide a method create, in which an undrawn, synthetic, monofilament yarn is drawn at high speeds and is curled.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das vollständige Verstrecken in einer ersten, von den Thermofixier- und Kräuselungszonen entfernten Zone und ohne das Auftreten weiterer Verstreckung in den Thermofixier- und Kräusclungszonen geschaht.According to the invention, this object is achieved in that the complete stretching in a first, zone removed from the heat setting and crimping zones and without the occurrence of further stretching happened in the thermosetting and crimping zones.

Die Erfindung betrifft ferner eine Zahnradkräuselungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zwei ineinandergreifenden Zahnrädern.The invention also relates to a gear crimping device for carrying out the inventive method Method with two intermeshing gears.

Bei einer derartigen, aus US-PS 36 54 677, Fig. 7, bekannten Vorrichtung besitzen die Zahnräder ein stumpfes, abgerundetes Profil. Mit einem derartigen Zahnradprofil läßt sich nur eine geringe Kräuselungshöhe erzielen. In such a device known from US Pat. No. 3,654,677, FIG. 7, the gears have a blunt, rounded profile. With such a gear profile, only a small amount of crimp can be achieved.

Davon ausgehend liegt der Erfindung ferner die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradkräuselungsvorrichtung zu schaffen, mit der sich das erfindungsgemäßc Verfahren durchführen läßt, d. h. bei der zwischen den Zahnrädern keine weitere Vcrtreckung auftritt, und sich gleichzeitig eine ausgeprägte Kräuselung ergibt. On this basis, the invention is also based on the object of providing a gear crimping device to create with which the inventive method can be carried out, d. H. at the between no further stretching occurs in the gears and, at the same time, pronounced curling results.

Diese weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden ineinandergreifenden Zahnräder einen Antriebsabschnitt und einen Kräuselungsabschnit besitzen, wobei de Zähne des Antriebsabschnitles ein breites, stumpfes Profil und die Zähne des Kräuselungsabschnittes ein schmales, spitzes Profil besitzen und jeder Zahn des Antriebsabschnittes eine zusätzliche Breite aufweist, durch die ein maximales E'ngreifen des Zahnradprofils bis zum Fuße der gegenüberliegenden Zahnlücke verm'eden wird.This further object is achieved according to the invention in that the two interlocking Gears have a drive section and a crimping section, the teeth of the drive section a wide, blunt profile and the teeth of the crimped section a narrow, Have a pointed profile and each tooth of the drive section has an additional width, through which a maximum E'griffen the gear profile up to Avoid the foot of the opposite tooth gap will.

Eine bevorzugte Ausgestaltung d'eser Vorrichtung ergibt sich aus Anspr.ich 3.A preferred embodiment of this device results from claim i 3.

Die mit der Erfinduim erzielten Vorteile besteherThe advantages achieved with the invention exist

_nsbesondere darin. daß das Garn in einem kontiluierliehen Vei fahren bei hohen Geschwindigkeiten ion über ¹M4 m Min. verstreckt und gekräuselt werfen kann. Auf Grund seiner einfachen Konstruktion kann das erfindungsgemäße Verfahren auf herkömmliehen Garnbehandlungse'mrichtungcn. /. B. einem Streckzwimer. ausgeführt werden, wobei sich ein besonders hoher Bausch ergibt. D^- nach dem erfindungsuemaßen Verfahren behandelten Einzelfäden sind besonders zur Verwendung in den Rückenstreifen von Krepptrikotgewebe geeignet. _n especially in it. that the yarn can run in a continuous process at high speeds for more than ¹ m4 m min. Due to its simple construction, the method according to the invention can be carried out on conventional yarn treatment devices. /. B. a stretch twister. be carried out, resulting in a particularly high bulk. D ^ - single threads treated by the process according to the invention are particularly suitable for use in the back strips of crepe tricot fabric.

Ausfühlungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and are described below described in more detail. It shows

Fig. 1 schematisch das erfindungsgemäße Verfahren, das an einem abgeänderten Sireckzwirner ausgefühit wird.1 schematically shows the method according to the invention which is carried out on a modified sireck twister will.

Fig.- eine Alternative der Anordnung von F i «. 1 unter Verwendung einer besonders bevorzugten Bauart des Garnerhitzers,Fig. - an alternative to the arrangement of F i «. 1 using a particularly preferred type of yarn heater,

Fig. 3 eine nach einer Photographic angefertigte Darstellung des Zahnradkräuseins,3 shows one made according to a photographic Representation of the gear curling,

Fig. 4 in Vergrößerung einen typischen, zahnradgekräuselten 25-Dcnicr-Nylon-Einzelfailen nach dem Dampfbehandeln in relaxienem Zustand,Fig. 4 shows an enlargement of a typical, crimped gear 25-Dcnicr-nylon single filings according to the Steam treatment in a relaxed state,

F i g. 5 ausgerichtete Profile der Kräusel- und Antriebsabschnitte eines bevorzugten Zahnradzahnes,F i g. 5 aligned profiles of the crimp and drive sections a preferred gear tooth,

F i g. 6 ein Paar von Kräuselzahnrädern, die aus zwei Abschnitten bestehen und zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Kräuseln besonders geeignet sind,F i g. 6 a pair of crimping gears consisting of two sections and for use in the crimping according to the invention are particularly suitable,

Fig. 7 eine Ansicht des Zahnrades 70 im Schnitt entlang der Linie 7-7 von F 1 g. 6 und7 shows a view of the gear wheel 70 in section along line 7-7 of F 1 g. 6 and

Fig. 8 eine Ansicht des Zahnrades 72 im Schnitt entlang der Linie 8-8 von F i g. 6.Fig. 8 is a view of the gear 72 in section along line 8-8 of FIG. 6th

In F i g. 1 wird uas eiiniuungsgcmäße Verfahren an einer Position eines abgeänderten Streckzwirners ausgeführt. Ein kaltstreckbarcs, synthetisches Garn 10 wird über einen Fadenführer 38 und eine Querführung 40 von ihrer Spinnspule 12 zu und durch den Spalt zwischen einer stoffiiberzogenen Walze 16 und einer angetriebenen Zuführungswalze 14 abgezogen. Eine Stufenstreckwalze hat eine große Stufe 20 und eine kleine Stufe 26 (die zugeordnete Trennwalze hat entsprechende Stufen 22 und 28).In Fig. 1 is a suitable procedure carried out at a position of a modified draw twister. A cold-stretch, synthetic yarn 10 is via a thread guide 38 and a transverse guide 40 from its bobbin 12 to and through the Gap between a fabric-covered roller 16 and a driven feed roller 14 removed. A stepped stretching roller has a large step 20 and a small step 26 (which has the associated separating roller corresponding levels 22 and 28).

Das Garn wird über einen BremsJtab 18, der zur Lokalisierung des Streckpunktes dient, geführt und läuft in mehreren Windungen um die Streckwalze 20, die dadurch, daß sie mit einer größeren Umfangsgeschwindigkeit als die Zuführungswalze 14 getrieben wird, das vollständige Strecken des Garnes 10 in einer ersten Zone, d. h. zwischen der Zuführungswalze 14 und der Streckwalze 20 verursacht. Das gestreckte Garn 50 wird beim Gleiten über eine heiße Platte 30 auf eine Wärmefixiertemperatur erhitzt und gelangt unmittelbar danach über Führungen 32 nur einmal durch den Spalt zwischen den nichterhitzten, angetriebenen und ineinandergreifenden Zahnrädern 34, d. h. durch eine von der Streckzone getrennte Zone. Wie später ausführlicher erläutert wird, sind die Zahnräder 34 so angeordnet und werden so betrieben, daß weder in dem Spalt der Zahnräder 34 noch in Richtung der Garnbewegung oberhalb davon in der Erwärnuingszonc eine weitere Streckung des Garnes 50 stattfindet und die Gesamtänderung der Richtung des Garnes zwischen den Zahnrädern weniger als 20 Radianten beträft. Den Spalt der Zahnräder 34 verlassend bewein sich das Gekräuselte Garn 52 über eine geeignete Führung 36 in mehreren Windungen um die Walze 26 und von dort über ein Sausclnvänzchen-Fadeniührei 24 zum Herstellen von Garnpackungen über einen herkömmlichen Ringund-Läufer-Aufwickler (nicht gezeigt).The yarn is guided over a brake tab 18, which is used to localize the draw point runs in several turns around the drafting roller 20, which is achieved by having it at a greater peripheral speed as the feed roll 14 is driven, the complete drawing of the yarn 10 in one first zone, d. H. between the feed roller 14 and the draw roller 20. The stretched one Yarn 50 is heated to a heat setting temperature while sliding over a hot plate 30 and arrives immediately thereafter via guides 32 only once through the gap between the non-heated, driven and meshing gears 34, i. H. by a zone separated from the stretching zone. As will be explained in more detail later, the gears 34 are arranged and operated so that neither in the gap of the gears 34 nor in the direction of the yarn movement above it in der Erwärnuingszonc a further stretching of the yarn 50 takes place and the overall change in the Direction of the yarn between the gears is less than 20 radians. The gap of the Leaving gears 34, the crimped yarn 52 weep over a suitable guide 36 in several ways Windings around the roller 26 and from there over a Sausclnvänzchen-Fadeniühreei 24 for the production of Twine packages via a conventional ring and traveler winder (Not shown).

Das bevorzugte Verfahren gemäß F i g. 2 ist dem um F i g. 1 vollständig analog, jedoch mit den Ausnahmen, daß die heiße Platte 30 durch einen Doppelhelix-Heißdrahtheizer 44 ersetzt ist, und eine Sicnerheitsabschirmung 42 die Zahnräder 34 einschließt. Die Enden 46 des Heizers 44 sind an einer regulierten Stromquelle (nicht gezeigt; aus Sicherheitsgründen Norzugsweise mit Niederspannung) befestigt, und der Heizer 44 erwärmt das Garn 50 auf eine Wärmefixiertempcratur. Ein gebräuchlicher Heizer 44 besteht aus einem blanken Nichrom-Draht von 1,016mm Durchmesser (Nichrome ist ein Handelsname für elektrische Widerstandsdrähte aus einer bestimmten Ni-Cr-Legierung), der an dem Ende 48 in der Weise gedoppelt ist, daß seine beiden Arme zusammen in Form einer Helix um eine gemeinsame Achse gewunden sind und eine Garndurclntührung längs der Achse mit einem gleichförmigen Durchmesser von 0,3 mm (12 mil) und einem seitlichen Abstand zwischen benachbarten Windungsbereichen von etwa der gleichen Abmessung von υ,3 inm frei lassen. Um eine beträchtliche Abkühlung vor dem Kräuseln zu verhindern, ist der Heizer 44 vorzugsweise nahe bei den Zahnrädern 34 angeordnet.The preferred method according to FIG. 2 is the at F i g. 1 completely analogous, with the exception that the hot plate 30 is operated by a double helix hot wire heater 44 is replaced and a safety shield 42 encloses the gears 34. The ends 46 of the heater 44 are on a regulated Power source (not shown; for safety reasons, normally with low voltage) attached, and the Heater 44 heats yarn 50 to a heat setting temperature. A common heater 44 is made from bare nichrome wire from 1,016mm diameter (Nichrome is a trade name for electrical resistance wires made of a specific Ni-Cr alloy), which at the end 48 in is doubled in such a way that its two arms come together in the form of a helix around a common one Axis are wound and a yarn diameter along the axis with a uniform diameter 0.3 mm (12 mils) and a lateral spacing between adjacent coil areas of about the same dimension of υ.3 inm free leave. To prevent significant cooling prior to curling, heater 44 is preferred arranged close to the gears 34.

F i g. 3 ist eine Zeichnung nach einer Photographic eines zeitweilig unterbrochenen, erfindungsgemäßen Zahnradkräuselvorgangs. Ein vollständig gestreckter Einzelfaden 50 tritt in den Spalt zwischen den ineinandergreifenden Zahnrädern 34 ein und tritt als gekräuseltes Garn 52 aus. In diesem Falle werden die Zahnräder 34 durch eine Verlängerung 56 einer der Zahnradwellcn getrieben. Ein von dem Antriebssystem des Streckzwirners zu der Welle 56 geführter Riemenantrieb (nicht gezeigt) hat den Vorteil, daß die Zuführungs-, Streck- und Kräuselgeschwindigkeiten immer in einem konstanten, vorgegebenen Verhältnis stehen.F i g. 3 is a drawing after a photographic of a temporarily interrupted, according to the invention Gear crimping process. A fully stretched monofilament 50 enters the gap between the interlocking ones Gears 34 and exits as crimped yarn 52. In this case, the Gears 34 driven through an extension 56 of one of the gear shafts. One from the propulsion system of the draw twister guided to the shaft 56 belt drive (not shown) has the advantage that the feed, stretching and crimping speeds always in a constant, predetermined ratio stand.

Fig.4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs eines typischen 25-Denier-Einzelfadens, der erfindungsgemäß zahnradgekräuselt und anschließend in entspanntem (relaxiertem) Zustand mit gesättigtem, unter Atmosphärendruck stehenden Dampf behandelt wurde. Unter »Zick-Zacke-Kräuselung wird dabei verstanden, daß die Kräuselungsversetzungen der Garnteile in einer einzigen, durch die Längsachse des gekräuselten Garns führenden Ebene geschehen.Fig. 4 is an enlarged view of a portion of a typical 25 denier monofilament which is gear crimped according to the invention and then in treated relaxed (relaxed) state with saturated steam under atmospheric pressure would. By »zigzag crimping is understood that the crimping dislocations of the Yarn parts happen in a single plane leading through the longitudinal axis of the crimped yarn.

Jedes endlose Einzelfadengarn aus synthetischem, thermoplastischem Polymermaterial ist für das erfindungsgemäße Kräuseln geeignet, vorausgesetzt lediglich, daß es bei der Zuführung nicht vollständig kaltgestreckt ist. Unter »kalt-gestreckt« wird hierbei verstanden, daß das Garn in einem festen Zustand durch Anwendung von Spannung über die Fließgrenze hinaus gedehnt wurde. Kalt-Strecken schließ' also die Anwendung von Hitze so lange nicht aus, so lange kein Schmelzen auftritt. Garne, die zuvor über haupt nicht kalt-gestreckt wurden, werden für di< Erfindung bevorzugt. In jedem Fall sollen die Garn« in der Streckzone in einem Zustand der vollständigei Streckung versetzt werden, d. h., sie werden etwa s> weit wie möglich gestreckt, ohne daß eine uncr wünschte Anhäufung von Streckbrüchen auftriti Dieser Wert für die Streckung hängt etwas von derEach continuous monofilament yarn made of synthetic, thermoplastic polymer material is suitable for the invention Curling is suitable, provided only that it is not completely when fed is cold drawn. "Cold-drawn" is understood here to mean that the yarn is in a solid state has been stretched beyond the yield point by applying tension. Close cold stretch so the application of heat does not stop as long as there is no melting. Yarns that were previously over not cold-stretched at all are preferred for the invention. In any case, the yarn " placed in a state of full stretch in the stretching zone, d. i.e., they will be about s> stretched as far as possible without an undesired accumulation of stretch fractures occurring This elongation value depends somewhat on the

2525th

verwendeten Polymer-Suhstrat ab, für die üblichen Substrate und insbesondere für Polyhexamcthylcnadipamid werden die Garne als vollständig gestreckt betrachtet, wenn das Verhältnis der gestreckten zu der ungestreckten Länge /wischen etwa 3.5 und etwa 4.5 liegt. Diese Behandlung ist insbesondere vorteilhaft, da die Garngeschwindigkeiten an der Streckwalze 20 ohne weiteres 457 m/Min, und vorzugsweise 914 m/Min, überschreiten.used polymer Suhstrat, for the usual For substrates and in particular for polyhexamethylcnadipamide, the yarns are fully drawn considered when the ratio of the stretched to the unstretched length / between about 3.5 and about 4.5 lies. This treatment is particularly advantageous as the yarn speeds on the drafting roller 20 easily exceed 457 m / min, and preferably 914 m / min.

Obwohl der Doppelhclix-Heißdrahtheizer 44 das bevorzugte Mittel zum Erwärmen des Garns auf eine Wärmefixiertemperatur ist, ist das erfindungsgemäße Verfahren in keiner Weise an irgendwelche bestimmten Einrichtungen gebunden. Trockene Hitze ist bevorzugt und wird unter anderem durch bekannte Geräte, wie heiße Platten, geheizte Röhren, Strahlungsofen u. dgl., erreicht. Die Wärmefixiertemperaturen für technisch verwendbare Polymer-Substrate sind bestens bekannt. Für Polyhcxamethylcnadipamid-Garne soll die Garntemperatur beim Verlassen des Heizers wenigstens etwa 135 C und bis zu etwa 200 C betragen. Die maximale Garntemperatur soll wenigstens so hoch sein, wie sio für nachfolgende Arbeitsgänge erwartet wird, unter Einschluß der Spannung des Garns bevor, während oder nach der Gewebeherstellung. Wenn das Garn später bei einer höheren Temperatur gespannt wird, wird die Kräuselung teilweise oder ganz entfernt.Although the double hclix hot wire heater 44 is the preferred means of heating the yarn to a Is heat setting temperature, the method of the invention is in no way limited to any particular Bound bodies. Dry heat is preferred and is used, among other things, by known devices, such as hot plates, heated tubes, radiant ovens and the like. The heat setting temperatures for technically usable polymer substrates are very well known. For polyamethylcnadipamide yarns the yarn temperature should be at least about 135 C and up to about 200 C. The maximum yarn temperature should be at least as high as sio for the following Operations are expected, including the tension of the yarn before, during or after the Fabric manufacturing. When the yarn is later stretched at a higher temperature, the crimp will become partially or completely removed.

Das Kalt-Strecken und das Zahnradkräuseln geschehen in einem kontinuierlichen Verfahren, jedoch in getrennten Zonen. Es ist wesentlich, daß die Zahnräder so orientiert und betrieben werden, daß keine Kalt-Streckung des Garns in dem Spalt der Zahnräder oder unmittelbar aufwärts davon in Richtung der Garnbewegung auftritt. Mit anderen Worten, die Querschnittsfläche des gekräuselten Garns 52 beim Verlassen der Zahnräder 34 soll immer wenigstens so groß sein wie die des gestreckten und erhitzten Garns 50 beim Eintreten in die Zahnräder, und letztere soll wenigstens so groß sein wie die des gestreckten Garns 50 unmittelbar nach dem Verlassen der Streckwalze 20.The cold stretching and gear curling are done in a continuous process, however in separate zones. It is essential that the gears are oriented and operated so that none Cold drawing of the yarn in the gap of the gears or immediately upward therefrom the yarn movement occurs. In other words, the cross-sectional area of the crimped yarn 52 at Leaving the gears 34 should always be at least as large as that of the drawn and heated yarn 50 when entering the gears, and the latter should be at least as large as that of the drawn yarn 50 immediately after leaving the drafting roller 20.

Aus Fig. 3 ist zu sehen, daß das Garn 50 beim Eintreten in den Spalt und beim Hindurchgehen durch den Spalt eine Reihe von Spitzen der Zahnradzähne 54 berührt, wobei sich diese Spitzen von dem einen Zahnrad zu dem anderen ändern. Der Längenzuwachs des Garns zwischen benachbarten Zahnradspitzen erhöht sich vom ersten Kontakt auf einen Maximalwert an der Stelle, an der die Radien der beiden Zahnräder mit der gleichen geraden Linie zusammenfallen. Unter der für diese spezielle geometrische Analyse notwendigen Annahme, daß das Garn 52 entlang einer Projektion der Geraden des Eintritts des gestreckten Garns 50 austritt, nehmen die restlichen Längenzuwachse symmetrisch mit dem Fortschreiten des Gams zu seinem letzten Kontakt mit einer Spitze eines Zahnradzahnes ab. Wenn keine Streckung des Garns innerhalb des Spaltes auftreten soll, so ergibt sich daraus, daß das Garn frei über die Zahnspitzen gleiten können muß und trotzdem noch eine ausreichende Vorwärtskraft liefern muß, um das Garn 50 in den Spalt zu führen, ohne oberhalb davon das Entstehen einer Schlaffheit des Garnes zuzulassen. From Fig. 3 it can be seen that the yarn 50 as it enters the gap and as it passes through the gap contacts a series of tips of the gear teeth 54, these tips changing from one gear to the other. The increase in length of the yarn between adjacent toothed wheel tips increases from the first contact to a maximum value at the point at which the radii of the two toothed wheels coincide with the same straight line. Under the assumption necessary for this particular geometrical analysis that the yarn 52 exits along a projection of the straight line of entry of the drawn yarn 50, the remaining increases in length decrease symmetrically as the yarn advances to its last contact with a tip of a gear tooth. If there is to be no stretching of the yarn within the gap, the result is that the yarn must be able to slide freely over the tooth tips and still provide sufficient forward force to guide the yarn 50 into the gap without arising above it to allow slack in the yarn.

Eine der Bedingungen, die einen geeigneten Schlupf ermöglichen, besteht darin, daß die parallelen Drehachsen der beiden Zahnräder ^r?> weit voneinander entfernt sind, daß entlang des ganzen Garnweges durch den Spalt ein ausreichender freier Raum zwischen den Zahnradoberflächen ist. um den vollen Garndurchmesser ohne Verformung seines Querschnilts darin unteirlvingcn zu können. Sogar mit diesem freien Raum tritt an der Unterseite jedes Kräuselungsbuckcls eine gewisse Abflachung des Querschnitts infolge des oben beschriebenen Gleitens um die Zahnspitzen auf. One of the conditions that permit an appropriate slippage, is that the parallel rotational axes of the two gears ^r? Away> far from each other that is along the entire yarn path through the gap, a sufficient free space between the gear surfaces. in order to be able to divide the full yarn diameter in it without deforming its cross-section. Even with this free space, some flattening of the cross-section occurs at the bottom of each curling lump due to the above-described sliding around the tooth tips.

ίο Das Ausmaß deir Reibungskontakte des Garnes innerhalb des Spaltes muß begrenzt sein, wenn ein Strecken des Garnes innerhalb des Spaltes vermieden werden soll. Die Größe jedes Zahnradzahncs ist verständlicherweise innerhalb vernünftiger Grenzen durch die Frequenz und Amplitude der gewünschten Kräuselung vorgeschrieben. Zur Begrenzung der Rcibungskontakle ist es im allgemeinen notwendig, daß wenigstens eines, und vorzugsweise beide Zahnräder einen kleinen Teilkreisdurchmesser, d. h. normalerweise einen von weniger als 2,54 cm besitzen. Diese Abmessung kann nicht starr festgelegt werden. Hs hat sich jedoch herausgestellt, daß befriedigende Ergebnisse erhalten werden, wenn das Garn beim Durchgang durch de,1 Spalt summiert über alle berührten Zähne eine Richtungsänderung von weniger als 20 Radianten erleidet. Für gewöhnliche Zahngrößen von Zahnrädern ist die Anzahl der gleichzeitig in dem Spalt berührten Zähne nicht größer als 15. geringfügig größere Za.ilcn sind jedoch annehmbar, wenn nur kleine Kräuselungsampliludcn erreicht werden sollen. Zusammen mit einer gewählten Größe der Zahnradzähne schreiben diese Kriterien die maximalen Durchmesser geeigneter Zahnräder vor. Diese Grenzen gelten für d c nur für Konstruktion- und Berechnungszwecke getroffene Annahme, daß das Garn unterhalb (in Richtung des Garnlaufcs) des Punktes des maximalen Ineinandergreifens der Zahnradzähne ebenso fest gegen die 2Lahnradspitzen gehalten wird, wie es oberhalb davon gehalten wird.ίο The extent of the frictional contacts of the yarn within the gap must be limited in order to avoid stretching of the yarn within the gap shall be. The size of each gear tooth is understandable within reasonable limits by the frequency and amplitude of the desired Ripple mandatory. In order to limit the friction contacts, it is generally necessary that at least one, and preferably both, gears have a small pitch circle diameter, d. H. usually Have one that is less than an inch. This dimension cannot be fixed rigidly. Hs has however, it has been found that satisfactory results are obtained when the yarn is passed through by de, 1 gap totaled over all teeth touched a change of direction of less than Suffered 20 radians. For common tooth sizes of gears, the number of simultaneously in Teeth in contact with the gap not larger than 15. However, slightly larger teeth are acceptable, if only small ripple amplitudes are to be achieved. Along with a chosen size of the gear teeth write these criteria the maximum Diameter of suitable gears. These limits apply to d c only for construction and Assumption made for calculation purposes that the yarn is below (in the direction of the yarn path) the Point of maximum meshing of the gear teeth also firmly against the 2 gear tips is held as it is held above it.

Obwohl eine gewisse Kühlung des gekräuselten Games 52 während des Durchgangs durch den Spalt der nichterhitzten Zahnräder 34 auftritt, ist es wesentlich, daß das Garn 52 unter sehr geringer Spannung von dem Spalt abgezogen wird, da es entlang einer in der Umgebungsluft verlaufenden Bahn weiter abgekühlt wird. Allgemein gilt, daß die erhaltene Kräuselung um so besser is:, je geringer die Verarbeitungsspannung ist. Spannungen von weniger als 0,05 g den haben sich als wirkungsvoll herausgestellt, vorzugsweise ist die Spannung jedoch geringer als 0,02 g/den. Gemäß F i g. 1 und 2 wird diese geringe Spannung in einfacher Weise auf der einen geringen Durchmesser besitzenden Stufe 26 einer Stufenstreckwalze erreicht.Although some cooling of the curled game 52 during the passage through the gap of the unheated gears 34 occurs, it is essential that the yarn 52 is under very little tension is withdrawn from the gap as it continues to cool along a path in the ambient air will. In general, the lower the processing tension, the better the crimp obtained. Tensions less than 0.05 g den have been found to be effective, but preferably the tension is less than 0.02 g / den. According to FIG. 1 and 2, this low tension is easily applied to the one small diameter Reached owning stage 26 of a stepped stretching roller.

Nach dem Verlassen der Stufenwalze 26 kann das Gam 52 in jeder herkömmlichen Weise entwedei sichtbar gekräuselt oder unter Spannung, um dadurcri die Kräuselungen zu glätten, zu Packungen aufgewickelt werden. In jedem Fall stellt nachfolgendeAfter exiting the stepped roller 26, the yarn 52 can either be in any conventional manner visibly curled or under tension to dadurcri to smooth out the crimps, they can be rolled up into packs. In any case, the following represents Wärmebehandlung (2:. B. Dämpfen) in relaxierten Zustand die ursprünglich erteilte Kräuselung wiedei her.Heat treatment (2: B. steaming) in the relaxed state, the crimping originally imparted again here.

Zwei ZahnrädeT mit einem einzigen Abschnit können zum Kräuseln und zum Antreiben des einer Zahnrades durch das andere verwendet werden. Be den bevorzugten Kriiiiselungszahnrädern besitzt je doch dieses Zahnrad zwei Abschnitte auf der gleicher Welle, nämlich einen Antriebsabschnitt und einer Two gears with a single section can be used to crimp and drive one gear through the other. In the preferred crimping gears, however, this gear has two sections on the same shaft, namely a drive section and one

Kräuselungsabschnitt. wobei die einander entsprechenden Abscrmittspaare im Betrieb ineinandergreifen. F i g. 5 zeigt einen einzelnen Zahnradzahn, in Endansicht mit dem Kräusclungsahschnitt eines von zwei identischen Zahnradern. Der Kräuselungsabschnitt des Zahnes besitzt ein schmales, spitzes Profil 58, wahrend der Antriebsabschnitt ein breiteres, stumpfes Profil 60 besitzt. Die zusätzliche Breite 62 jedes Antriebszahnes ermöglicht ein Arbeiten der Antriebsbereiche ohne Spiel, wodurch ein maximales :o Eingreifen des Zahnes 58 bis zum Fuß seiner gegenüberliegenden Zahnlücke vermieden ist. Auf diese Weise bleibt in dem Kräuselungsabschnitt immer eine Garndurchführuni:, die wenigstens so breit ist wie der Durchmesser des Ciarns. wenn die beiden Zahnräder parallel und mit maximalem Eingriff ausgerichtet sind. Bei Zahnrädern mil einem einzigen Abschnitt kann jede Schwankung der Reibung der Wellenlager der Zahnräder oder jede scharfe Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit Ciarnbrüche verursachen. Die Verwandlung \on ausgerichteten Zahnrädern mit zwei Abschnitten, wie sie besehrieben wurden, schließt im wesentlichen das Brechen des Garnes aus. Die F i ü. 6. 7 und s zeicen in größerem Detail ein anderes Paar von Kräuselungszahnrädern 70. 72. die zum erfindungsgemäßen Kräuseln besonders jeeignct sind. Das Zahnrad 70 ist vorzugsweise das getriebene Zahnrad und wird mittels einer Welle 92 befestig; und angetrieben. Das mitgenommene Zahnrad 72 ist mittel·· einer Welle 90 drehbar gelagert. Aus Gründer, der Klarheit sind in F i «. (· ihre .Achsen getrennt worden, beim Bei rieb befinden s^;e sich jedoch in paralleler Aus.ichtunii mit vollen F'ingrift. Da- ZahnCurling section. the corresponding Abscrmittspaare meshing with each other during operation. F i g. Figure 5 shows a single gear tooth, in end view with the crimp cut, of one of two identical gears. The crimp section of the tooth has a narrow, pointed profile 58, while the drive section has a wider, blunt profile 60 . The additional width 62 of each drive tooth enables the drive areas to work without play, as a result of which maximum : • engagement of the tooth 58 up to the foot of its opposite tooth gap is avoided. In this way there always remains a thread lead-through in the crimped section, which is at least as wide as the diameter of the ciarn. when the two gears are aligned parallel and with maximum engagement. In the case of gears with a single section, any fluctuation in the friction of the shaft bearings of the gears or any sharp change in the speed of rotation may cause cracks. The transformation of aligned two section gears as described essentially eliminates the breakage of the yarn. The F i ü. 6., 7 and s show in greater detail another pair of crimping gears 70, 72 that are particularly suitable for crimping according to the invention. The gear 70 is preferably the driven gear and is secured by means of a shaft 92; and powered. The driven gear 72 is rotatably mounted by means of a shaft 90. For founder, the clarity are in F i «. (· Their .Achsen been separated in case of rubbing s ^are; e. However, in parallel with full Aus.ichtunii F'ingrift DA tooth

einena

rad 70 besitz!
eiriL-n Antriebs..ibsjh
au--':eiührl 'im! und
-im!. Wie durch die
Zeil¹" F 1 'd. ~ ein.T-bike 70 ownership!
eiriL-n drive..ibsjh
au - ': eiührl' im! and
-in the!. How through that
Line ¹ "F 1 'd. ~ A.T-

KräiiseinnasahM.hni^:.i 74 und n 76. di_ ■-o:/u.'s\\e;s,j einteilig iii eier Welle 92 ausgerichtet n:e ~-7 von F i g. 6 angedeutet. lKtänd: Jen Zahnradzahn der auv'ep.Jik'ten Abschnitte des Zahnrades 70. Alle Za!i;v. besitzen in diesem Beispiel den bleichen Teilkreisdurehmes-er 86 und den gleichen ZahnfuB 102 und Ϊ04. Die ZaI i;~p:i/e 94 de- Krausduriisabschniites 74 ist /uiz-;.'^spi!zi. Sie :si in dem Antrieb^abschnitt 76 ,.ui eine "radiale Tiefe T bei 96 abgedreht. Wie es durch die 1 ."nie ''-S mn Fig.fi angedeutet ist. ze;·:: F i 2. '-: e::ien Mulsuindiüen Zahnrsdzahn der auscerichte'en Abschnitte des Zahnrades 72. Die Zahne de^ Aniriebs;.b<h":::c- 80 "naHen eine stumpfe Spitze 100 und einen ZahnfuLi H18. die beim Teiikreisdurchnvjver 84 aus»:;bilde". ist. D:C Zähne des Kräuselung=·- abschniues 78" iahen ein Sitzes Ende 98. einen Fuß 106 und einen Teilkreisdurchmesser 82, der kleiner ist als der Teilkreisdurchmesser 84. Der Teilkreisdurchmesser 86 ist vorzugsweise dem Teilkreisdurchmesser 84 angepaßt. Das Zahnrad 72 besitzt eine zurückgesetzte Trennung 88 zwischen den Abschnitten 78 und 80, um eine Störung des Laufes durch die ansonsten vorhandene Übergangszone zwischen den beiden zu verhindern. Bei einer zsveekentsprechenden Ausführungsform des Zahnradpaares 70 und 72 gelten für die beiden identischen Kräuseluimsnbschnitte 74 und 78 folgende Angaben:KräiiseinnasahM.hni ^: .i 74 and n 76. di_ ■ -o: /u.'s \\ e; s, j one-piece iii eier shaft 92 aligned n: e ~ -7 from F i g. 6 indicated. lKtänd: Jen gear tooth of the auv'ep.Jik'ten sections of gear 70. All Za! i; v. In this example they have the pale pitch circle diameter 86 and the same tooth root 102 and Ϊ04. The ZaI i; ~ p: i / e 94 de- Krausduriisabschniites 74 is / uiz- ;. ' ^s pi! zi. You: si in the drive ^ section 76 , .ui turned off a "radial depth T at 96. As indicated by the 1st" never "-S mn Fig.fi. ze; · :: F i 2. '-: e :: ien Mulsuindiüen gear tooth of the aligned sections of the gear wheel 72. The teeth of the friction; .b <h "::: c- 80" sew a blunt point 100 and a tooth filler H18. which at the pitch circle diameter 84 consists of ":;form". D: C teeth of the crimp = · - section 78 "ia a seat end 98. a foot 106 and a pitch circle diameter 82 which is smaller than the pitch circle diameter 84. The pitch circle diameter 86 is preferably adapted to the pitch circle diameter 84. The gearwheel 72 has a recessed separation 88 between the sections 78 and 80 in order to prevent the movement from being disturbed by the otherwise existing transition zone between the two. In an embodiment of the gear wheel pair 70 and 72 corresponding to zsveek, the following information applies to the two identical crimped sections 74 and 78:

i 60 Evolvcnlenzähne,i 60 involute teeth,

2. 16.70 mm Außendurchmesser (maximaler Durchmesser).2.16.70 mm outer diameter (maximum Diameter).

3. 15.87 mm Teilkreisdurchmesser (definiert den -Teilkreis«),15.87 mm pitch circle diameter (defines the -Part circle «),

4. 20 Zahnanlagewinkcl (beim Teilkreis),4. 20 tooth contact angles (for pitch circle),

5. 0.8312 mm Zahnteilung (Entfernung von Mittelpunkt zu Mittelpunkt zwischen benachbarten Zähnen, gemessen entlang des Teilkreises),5. 0.8312 mm tooth pitch (distance from center to midpoint between adjacent teeth, measured along the pitch circle),

ft. 0.4156 mm Zahnbreite am Teilkreis,
7. 0.S2 mm Höhe (Unterschied im Radius von zwei Kreisen, von denen der eine mit allen Zahnspitzen zusammenfällt und der andere mit allen Füßen).ft. 0.4156 mm face width on the pitch circle,
7. 0.S2 mm height (difference in the radius of two circles, one of which coincides with all the tooth tips and the other with all the feet).

Der Antriebsabschnitt 76 des Zahnrades 70 ist identisch zu den Kräuselungsabschnitten, mit der Ausnahme, daß die Zahnspitzen 94 bei 96 auf einem Aulkndurchmesser vrn 16.50 mm r-b"P'^lr^'"' ^<:n''The drive section 76 of the gear wheel 70 is identical to the crimping sections, with the exception that the tooth tips 94 at 96 on an outside diameter of 16.50 mm rb "P ' ^lr ^'"'^{<: n} ''

Der Antriebsabschnitt 80 des Zahnrades 72 besitzt die gleiche Anzahl von Zähnen, die im Winkel genau mit den Zähnen des Kräuselungsabschnitts 78 ausgerichtet sind. Die Zähne des Antriebsabschnitts 80 besitzen zunächst die gleiche Form wie die des Krause Η*ägsabschnitts 78. wr-bei jedoch entsprechende Pi:r.'-,'.e um 0.31 mm radial nach außen verschoben sir.d. um einen effektiven Teilkreisdurchmesser 84The drive portion 80 of the gear 72 has the same number of teeth that are angularly accurate are aligned with the teeth of the crimp portion 78. The teeth of the drive section 80 initially have the same shape as that of the Krause Η * ägsabschnitts 78. wr-with, however, corresponding Pi: r .'-, '. E shifted 0.31 mm radially outwards sir.d. by an effective pitch circle diameter 84

ίο von 16.49 mm zu liefern. Der Antriebsabschnitt 80 ist schließlich auf einen Außendurchmesser von ¹,ft.S6rnrn abgedreht, um stumpfe Spitzen 100 zu bilden.ίο of 16.49 mm to be delivered. The drive section 80 is finally turned to an outside diameter of ^1. ft. 6 mm to form blunt tips 100.

In Betnebsstclluni; der beiden Zahnräder beträgtIn service; of the two gears

;5 die Eingriffsentfernung (Arbeitstiefe) 0.61 mm. gemessen entlang einer Geraden durch die Mittelpunkte beider Kräuseiungsabschnitte. als die Überlappung von zwei Kreisen, die mit den zwei Sätzen von Zahnspitzen zusammenfallen. Diese Geometrie liefert eine; 5 the engagement distance (working depth) 0.61 mm. measured along a straight line through the midpoints of both crimping sections. than the overlap of two circles that match the two sets of tooth tips to coincide. This geometry provides a

5c Gesarmrichiungs'anderung des Garnlaufes durch den Spalt von 17.1 Radianten.5c Gesarmrichiungs'cherung the yarn run by the Slit of 17.1 radians.

Hierzu 3 Biait Zeichnuneen 609637/773 3 Biait drawings 609637/773

Claims

Patent claims:

ί. Continuous process of drawing and crimping an undrawn, synthetic, monofilament yarn at high speeds, in which the yarn is drawn, the drawn Yarn is heated to a thermosetting temperature, the heated yarn thereby zahnradgekräuseit is that it is passed through the gap between intermeshing, driven gears and the crimped yarn to a collection point with cooling under low tension is forwarded, characterized in that that the full stretching in a first, of the heat setting and crimping zones removed zone and without the occurrence of further stretching in the heat-setting and Kryselungszone happens.

2. Gear crimping device for performing the method according to claim 1 with two intermeshing gears, characterized in that the two intermeshing Gears (34) have a drive section and a crimp section, the Teeth of the drive section a broad, blunt professional! (60) and the teeth of the crimping section have a narrow, pointed profile (58) and each tooth of the drive section has an additional width (62) through which maximum engagement of the tooth profile (58) to the foot of the opposite tooth gap is avoided.

3. Gear crimping device for carrying out the method according to claim I. characterized by a gear (70) with a crimping section (74) and a drive section (76) with the same pitch circle diameter (86) and the same tooth root (102,104). wherein the tooth tip (94) of the crimping portion (74) is pointed, while that of the drive portion (96) is turned to the radial depth T (96), and a with the gear (70) meshing gear (72) with a crimping portion (78 ) with the pitch circle diameter (82) and a drive section (80) with the pitch circle diameter (84) which is larger than the pitch circle diameter (82). wherein the teeth of the drive section (80) have a blunt tip (100) and those of the crimping section have a pointed end (98), the pitch circle diameter (86) is adapted to the pitch circle diameter (84) and the two crimping sections (74) and (78) are identical are.