DE2424302A1

DE2424302A1 - Verfahren zum regeln von fadenspannungen

Info

Publication number: DE2424302A1
Application number: DE2424302A
Authority: DE
Inventors: Ingolf Dr Jacob; Hans-Juergen Dr Strutz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1974-05-18
Filing date: 1974-05-18
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE2424302C2; GB1469071A; AT359399B; ATA375075A; FR2271162B1; FR2271162A1; US4010915A; NL7505592A

Description

FARSVERPiE HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT vormals Meister Lucius & Breitling

Aktenzeichen: . HOE 7^/P 1^7 (Dr.FK/Fk)

Datum: 17· Mai 19?4

Verfahren zum Regeln von Fadenspannung-en

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Regeln der Fadenspannung· und bevorzugt Verfahren zum Konstanthalten der Fadenspannung/insbesondere der Fadenspannung beim Auflösen gekräuselter Fadenpakete.

Bei der Herstellung· und Verarbeitung von Fäden und Garnen ist oft eine konstante Fadenspannung notwendig. Diese konstante Fadenspannung soll auch aufrecht erhalten bleiben, wenn z.B. die Dehnung, die Faden-Metall-Reibung, der Schrtimpf oder die Kräuselung der Garne schwanken.

Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, Fadenbremsen, wie z.B. Tellerbremsen oder Fingerbremsen, einzusetzen, die mit einem Fühler verbunden sind, der die Spannung des Garnes mißt und von dem ein entsprechendes Signal ausgeht, wenn

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die Fadenspannung außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt. Eine Regelung bzw. Konstanthaltung der Fadenspannung ist mit Hilfe eines solchen Fühlers möglich, er gibt ein entsprechendes Steuersignal oder wirkt selbst auf die Bremse ein, um die Fadenspannung zu korrigieren. Eine solche Vorrichtung vird z.B. in der DT-AS 13 03 823 beschrieben. Hier greift der Fädenspannungsfühler, der die Fadenspannung· nach der Bremse mißt, mechanisch auf eine Tellerbremse ein und führt so zu einer Regelung bzw. Konstanthaltung der Fadenspannung nach der Bremse.

Diese Art der Spannungskonstanthaltung bei einem laufenden Faden oder Garn ist in einer Reihe von Anwendungsfällen nicht einsetzbar, z.B. weil die Fadenspannung auf einer Strecke

soll . des laufenden Garnes konstant gehalten wraeni die sich direkt an ein Förderorgan anschließt/ oder weil geometrische Gründe/ wie 7, .B. räumliche Enge oder aber die Empfindlichkeit der Fäden/zu diesem Zeitpunkt den Einsatz einer Βχ-emse nicht gestatten. Darüberhinaus führt der Einsatz jeder Bremse zu einer Erhöhung der Fadenspannung nach der Bremse. Beispielsweise beträgt die Fadenspannung S in einem Garn nach einer Bremse, z.B. einer Fingerbremse, die auf dem Prinzip der Seilreibung beruht

S₂ = R - S₁.

wobei R der Bremsfaktor und S₁ die Fadenspannung vor der Bremse ist. Auch bei einer Tellerbremse ist die Fadenspannung nach der Bremseinrichtung im jeden Fall höher als die Eingangsspannung des Fadens vor der Bremse. Die ausgeübte Bremswirkung summiert sich zu der Ausgangsspannung des Fadens. Diese Bremseinrichtungen versagen, wenn die Spannungen des Garnes auf sehr niedrigen Werten konstant gehalten werden sollen z.B. Spannungen, die nicht ausreichen, die Kräuselung eines texturierten Fadens herauszuziehen.

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Es ist bekannt, daß in einigen Fällen eine Spannungskonstanthaltung von Garnen und Fäden auch dann möglich ist, wenn an dieser Stelle der Einsatz von Bremsen nicht möglich oder aber mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist. Eine solche Spannungskonstanthaltung ist möglich durch die Förderung des Garnes über Förderorgane, deren Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Spannung des Fadens zwischen den Förderorganen geregelt werden kann. Entsprechende Vorrichtungen sind beispielsweise in der DT-AS 19 57 732 und der US-PS 3 091 912 z.B. Spalte 6, Zeilen 16 bis 19/und den dazugehörigen Figuren 6 und 7»beschrieben. Eine Regelung der Fadenspannung mit Hilfe der Geschwindigkeit von Lieferorganen vor und/oder nach der Strecke, in der das Garn bei konstanter Spannung gehalten wird, sind technisch sehr aufwendig. Dies gilt insbesondere, \ienn entsprechende Regeleinrichtungen an Maschinen benötigt werden, die mehrere oder viele gleichartige Aggregate nebeneinander aufweisen. Beispielsweise sei hier auf die Falschdrahttexturier-Einrichtungen hingewiesen, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 09I 912, Figur 6 und 7/wiedergegeben sind.. Hier ist es üblich, bis zu 100 Texturierstellen einer Maschine mit gleichen Galetten und Abzugseinrichtungen auszurüsten, die jeweils über einen gemeinsamen Antrieb angetrieben werden. Eine Regelung der Fadenspannung des Garnes bei seinem Lauf über den 2. Heizer ist nur möglich, wenn die Aufwxckelgeschwindigkeit jeder einzelnen Texturiex^stelle individuell geregelt werden kann.

Zu dem erheblichen technischen Aufwand, den die Regelung der Fadenspannung über die Geschwindigkeit der Lieferorgane bewirkt, kommte jedoch noch häufig dazu, daß aufgrund vorgeschalteter oder nachgeschalteter Behandlimgsprozesse die entsprechenden Geschwindigkeiten der Transportorgane, wie z.B. Galetten, garjnicht verändert werden dürfen, da dadurch die Verweilszeit des Garnes in den vor- und nachgeschalteten

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Prozessen unzulässig verändert wird. Bei thermischen Behandlungen von Fäden ist z.B. eine konstante Verweilszeit in einer solchen vor- oder nachgeschalteten Behandlungszone unbedingt erforderlich, tun eine gleichmäßige Garnqualität zu erreichen, d.h. eine Garnqualität, die sich durch gleichmäßige Anfärbung, Schrumpf, Kräuselung usw. auszeichnet.

Besondere Schwierigkeiten sind beispielsweise bei der Auflösung von heißen gekräuselten Fadenpakoten beobachtet worden, wie sie z.B. nach einem Verfahren der DT-OS 21 55 09^ anfallen. Zur Einhaltung einer konstanten Verweilsze.it ist es erforderlich, die gekräuselten Garne mit konstanter Geschwindigkeit aus dem Stauraum abzuführen. Das gleichzeitig damit verbundene Auflösen des heißen Garnpaketes in gekräuselte Garne muß unter einer sehr konstanten Fadenspannung erfolgen, da sonst die noch heißen Fäden in ungleichmäßiger Art und Weise irreversibel beeinflußt werden.

Es sind zwar Verfahren bekannt, das Fadenpaket in eine.an die Fixierzone angeschlossenen Kühlζone abzukühlen, wie es z.B. in der FR-PS 1279122 beschrieben wird. Die Abkühlungsdauer eines dicht gepackten gekräuselten Fadenpaketes ist jedoch bedeutend länger als die Abkühlungsdauer eines gestreckten Garnes. Die Kühlzone für ein gekräuseltes Fadenpaket muß also bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten sehr lang gewählt werden, die Handhabung wird dadurch zunehmend schwieriger.

Es ist ferner bekannt, das gestaute Fadenpaket auf einem Transportband abzukühlen und sodann das kalte und damit unempfindlicher gewordene Fadenpaket aufzulösen (DT-OS 21 51 558)· Atich hier ergeben sich lange Abkühlungszeiten. Es hat sich ferner gezeigt, daß bei hohen Fadenzulaufgeschwindigkeiten von über ca. 1 000 m/min zur Stauchkräuselkammer das Auflösen dos abgelegten Fadenpakets immer wieder zu Störungen iru Betrieb führt. Auch bei geringerer Geschwindigkeit ist es vorteilhaft, das Fadenpaket im heißen

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Ztistand aufzulösen. Durch das Auflösen des heißen Fadenpaketes können durch die ¥ahl der benutzten Fadenspannung die Kräuseldaten beeinflußt werden, sofern es gelingen sollte, die Auflösung des heißen Fadenpakets unter konstanter Fadenspannung bzw. Auflösespannung dürchztif uhren. In diesem Fall steht ein weiterer Verfahrensparameter zur Verfügung, mit dem die Kräuselung des endgültigen Materials beeinflußt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, die Fadenspannung eines Garnes auf einer bestimmten Strecke zu regeln bzw. konstant zu halten, ohne die Liefergeschwindigkeit der Garntransportorgane regeln Lind damit verändern zu müssen, und ohne die Möglichkeit eines. Einsatzes einer Fadenbremse vor der Strecke, in der die Garnspannung konstant gehalten werden soll*

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Fadenbremse in Garnlaufrichtung nach der Strecke konstant zu haltender Fadenspannung angeordnet wird,und die Fadenspannung vor dieser Fadenbremse gemessen wird. Die Regelung muß dabei, im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren, entgegengesetzt arbeiten, d.h. z.B. wenn der Meßfühler ein Anstieg der Fadenspannung innerhalb der zu regelnden Strecke meldet, ist die Bremswirkung der eingesetzten Bremse so lange zu erhöhen/bis der eingestellte Sollwert der Fadenspannung innerhalb der zu regelnden Strecke wieder auf den Normalwert abgesunken ist. Entsprechend ist die Bremswirkung zu erniedrigen, wenn die gemessene Fadenspannung sinkt. Es wurde gefunden, daß es bei konstanter Zulieferungs- und Abzugsgeschwindigkeit der Garne möglich ist, in überraschend einfacher Weise die Garnspannung nach einem Lieferorgan dadurch zu

regeln, daß am Ende der zu regelnden Garnstrecke eine Bremse angeordnet wird, die in Zusammenarbeit mit entsprechenden Meßeinrichtungen eine Konstantha3.tung der Fadenspannung bewirkt. Z wischen der Fadenbremse und dem Abzugs-

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lieferwerk steht eine weitere Wegstrecke zur Verfügung, die vorzugsweise so zu bemessen ist, daß Spannungsspitzen durch die Regelung der ersten Wegstrecke im elastischen Bereich des laufenden Garnes aufgefangen werden können.

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Bei der Auflösung heißer Fadenpakete ist die- Bremse vorzugsweise an einen Punkt der Laufstrecke des Garnes anzuordnen, an dem die gekräuselten Garne bereits soweit abgekühlt sind, daß sie unempfindlich gegen SpannungsSchwankungen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Regelung bzw. Konstanthaltung der Fadenspannung von gekräuselten oder texturierten Garnen geeignet, wobei die Fadenspannungen unterhalb der Werte liegen, die für eine Entkräuselung der Garne erforderlich sind. Darüberhinaus gestattet das erfindungsgemäße Verfahren auch die Fadenspannungen nach einem vorgegebenen Programm zu steuern oder nach weiteren Kennwerten zu regeln.

Die vorliegende Erfindung betrifft also ein Ver- ■ ' fahren zum Regeln bzw. Konstanthalten der Fadenspannung eines laufenden Fadens oder Garnes auf einer bestimmten fegstrecke, das dadurch gekennzeichnet, ist, daß die Fadenspannung durch Einsatz einer Fadenbremse in Lavifrichtung nach dieser Wegstrecke erzielt wird, die mit einem Fadenspannungsfühler zusammenarbeitet, der die Fadenspannung vor der Bremse mißt, und der bei steigender Fadenspannung des Garnes in der geregelten Wegstrecke eine höhere Bremskraft der Fadenbremse bewirkt bzw. eine kleinere Bremskraft bei sinkender Fadenspannung.

In einer bevorzugten Ausführungsform dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Auflösung von Fadenpaketen aus gekräuselten Fäden unter konstanter Spannung.

Das erfiiidungsgemäße Verfahren sei im folgenden anhand der schematischen Abbildung (Figur 1) nochmals näher erläutert: Ein Faden 1 wird von einem Lieferorgan (2) mit konstanter Geschwindigkeit gefördert, läuft über einen spannungsempfindlichen Fühler 3 ^und eine Bremse k und wird von einem Abzugsörgan 5 mit ebenfalls konstanter Geschwindigkeit abgezogen. Die Fadenspannung ist vor der Bremse h stets niedriger als nach der Bremse. Die Fadenspannung zwischen Lieferorgan und Bremse soll konstant gehalten werden^ohne

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daß die Zuliefer- oder Abzugsgeschwindigkeit geändert wird. Steigt die Fadenspannung zwischen dem Lieferorgan 2 und der Bremse 4 aufgrund sich ändernder Fadeneigenschaften an, muß der Bremsfaktor der Bremse erhöht werden. Der Bremsfaktor wird erhöht, indem der Umschlingungswinkel des Fadens 1 um die Bremsstäbe 7 durch Verdrehen des des Tellers 6, auf dem die Breinsetäbe 7 fest montiert sind, im Uhrzeigersimvergrößert wird.

Die Steuerung der Drehbewegung des Tellers 6 kann z.B. von einer Regelelektx*onik 8 bewirkt werden, die an den spannungsempfindlichen Fühler 3 angeschlossen ist. Hier sind jedoch auch andere bekannte Ausführungsformen denkbar wie z.B. eine pneumatische Steuerung· der Stellung der Bremse in Abhängigkeit von dem Meßwert des Fühlers 3» bei günstigen Verhältnissen ist sogar eine direkte mechanische Kupplung von Meßfühler 3 und dem verstellbaren Teil der Bremse 4 denkbar.

Bei Zunahme der Fadenspannung innerhalb der geregelten Wegstrecke zwischen dem Lieferorgan 2 und der Bremse 4 wird der Bremsfaktor erhöht, damit steigen Fadenspannung und -dehnung des Garnes nach der Bremse 4 an. Die zusätzliche Fadenlängung nach der Bremse 4 führt zu einem Längenüberscliuß des Garnes vor der Bremse 4, das Garn kann sich wieder bis auf den geforderten Spannungswert entspannen. Entsprechend umgekehrt wird eine zu niedrige Fadenspannung vor der Bremse durch Verringerung der Bremskraft der Bremse wieder aufgehoben.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Spannungsregelung von texturierten Fäden, die aufgrund ihrer Kräuselung bei geringen Spannungsänderungen bereits große Längenänderungen zeigen. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens sollte bevorzugt dann erfolgen, wenn

die vor und nach der Bremse auftretenden Fadenspannungen zu keiner bleibenden, ungewünschten Veränderung der Fadeneigenschaften führen.

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Zur weiteren Verdeutlichung der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung soll das folgende Beispiel dienen.

Beispiel

Es wird gezeigt, daß beim Auflösen eines heißen gekräuselten Fadenpakets durch die Wahl der Fadenspannung beim Auflösen die Kräuselung stark beeinflußt werden kann, zur Erzielung konstanter Fadenwerte also diese Fadenspannung außerordentlich konstant gehalten werden muß. In einer Blas-Töxturier-Einheit, wie sie beispielsweise in der DT-OS 20 .36 856 wiedergegeben ist, wurden ν ierverstreckte Polyamid 6-Teppichfäden vom Titer dtex 1100 f mit Hilfe einer Einzugdüse entsprechend DT-OS 22 17 eingezogen und texturiert.

Die für die Texturierung verwendeten Wasserdampfdrucke waren P₁ = 5,0 atti und p„ = 1,0 atü (Definition der Bezeichnung ρ und ρ siehe DT-OS 22 17 IO9). Der Durchmesser der verwendeten Stauchkammer betrug 8 mm. Das aus den Austragswalzen auslaufende gestauchte Fadenpaket wurde mit einer Geschwindigkeit von h0 m/min ausgestoßen und direkt danach durch Anwenden einer geeigneten Spannung aufgelöst, wobei die gekräuselten Fäden über . -Spannungsfühler zu regelbaren Bremset) entsprechend Figur 1 geführt - und von dort weiter von Galettenabgezogen und auf Spulaggregaten aufgewickelt wurden. Die Fadenspannung im Moment des Auflösens des noch heißen Fadenpaketes wurde variiert. Die Kräuseldaten Kräuselkontraktion (ΚΚ) und Elastikpuir (EP) - zur Definition siehe DT-OS 22 I7 IO9 - wurden an den erhaltenen Fäden bestimmt und in Abhängigkeit von der angewandten Fadenspannung im Moment des Auflösens aufgetragen. Die gefundene Abhängigkeit dieser Kräuseldaten von der Auf1öse-Fadenspannung

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ist in der Figur 2 wiedergegeben. Selbst bei Einsatz eines Spannungsfühlers, der nur mechanisch auf die verstellbare Bremse einwirkt, konnten die gewählten Spannungswerte auf +1O^ relativ konstant gehalten werden.

Aus der Figur 2 ist deutlich zu ersehen, daß bereits geringe abs-olute Änderungen der Fadenspannung zu einer deutlichen Änderung der Kräuseldaten führen. Eine Konstanthaltung der Auflöse-Spannung ist also zur Erzielung einer ¥are mit möglichst gleichmäßigen Eigenschaften unbedingt erforderlich. Diese Konstanthaltung ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens betriebssicher und mit außerordentlich geringem Aufwand zu bewerkstelligen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Regeln der Fadenspannung eines laufenden Fadens oder Garnes auf einer bestimmten Wegstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung durch den Einsatz einer Fadenbremse in Laufrichtung nach dieser Wegstrecke erzielt wird, wobei diese Fadenbremse mit einem Padenspannungsfühler zusammenarbeitet, dez^ die Fadenspannung vor der Bremse mißt und bei steigender Fadenspannung des Garns innerhalb der geregelten Wegstrecke eine höhere Bremskraft der Fadenbremse bewirkt bzw. bei sinkender Fadenspannung des Garnes innerhalb dieser Wegstrecke eine geringe Bremskraft der Fadenbremse.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung des laufenden Garnes innerhalb der geregelten Wegstrecke konstant gehalten wird.

ß. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung des laufenden Garnes in der geregelten Wegstrecke nach einem vorgegebenen Programm verändert wird,

h. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Faderrpakete aus gekräuselten Fäden unter konstanter Spannung in separate Garne aufgelöst werden.

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