DE2459239C2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Thermofixieren von Textilfaden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Thermofixieren von Textilfaden mit einer vom Faden berührungsfrei zu durchlaufenden Heizvorrichtung in Form eines Heizrohres, dem ein Fadenabzugswalzenpaar vorgeschaltet und eine Aufwickelvorrichtung nachgeschaltet ist, deren Fadenaufwickelgeschwindigkeit zum Ausgleich von durch den Schrumpfprozeß bedingten Fadenverkürzungen niedriger ist als die Fadenabzugsgeschwindigkeit des Fadenabzugswalzenpaares.

Derartige Thermofixiereinrichtungen etwa gemäß der DT-AS 15 10 503 werden z. B. zur Herstellung von Hochbausch-Garnen benutzt. Hochbausch-Garne bestehen aus Zweikomponentenfasern, deren einer Teil bereits einem thermischen Schrumpfprozeß unterzogen wurde, und deren anderer Teil diesen Prozeß noch nicht durchgemacht hat. Beim Verspinnen dieser Fasern entsteht somit ein ganz normaler Faden, der als Einfachgarn oder mindestens zweifädig zu einem Zwirn weiterverarbeitet wird. Während des Thermofixierprozesses schrumpft der zweite Faseranteil, wodurch ein voluminöser Faden entsteht, der, obwohl er auf Kunststoffbasis, beispielsweise Acrylnitrilfasern. basiert, den Charakter von Wolle hat Um den Acryl-Fäden den voluminösen Wollcharakter zu geben, sind beim Thermofixierprozeß besondere Richtlinien zu beachten und einzuhalten.

Neben der Konstanthaltung der Temperatur müssen die Fäden die Heizzone praktisch spannungslos durchlaufen. In konventionellen Verfahren wird dies optimal dadurch erreicht, daß die Fäden von beispielsweise einer Zwirnkreuzspule zu einem Wickel umgespult werden und dieser Wickel in einem Autoklaven einer Wärmebehandlung in feuchter oder trockener Umgebung ausgesetzt wird. Als Wärmeträger kommt Wasser, Dampf und Heißluft in Frage. In anderen Thermofixierprozessen wird der Faden innerhalb einer Reservekammer gestaut, dort der Wärmebehandlung unterzogen und nach dem Herausführen aus der Kammer wieder aufgewickelt.

Bei kontinuierlicher Durchführung des Thermofixierprozesses, beispielsweise in Verbindung mit anderen Garnverarbeitungsmaschinen, wie Zwirnmaschinen oder Doppeldrahtzwirnmaschinen, ist vor der Heizvorrichtung ein Fadenabzugswerk, das den Faden von einer Spule abzieht und der Heizvorrichtung zuführt, und hinter der Heizvorrichtung eine Fadenaufwickelvorrichtung vorgesehen. Im Normalfall sind die vor und nach der Heizvorrichtung liegenden Abzugsorgane geschwindigkeitsmäßig elektrisch oder mechanisch aufeinander abgestimmt, wobei jedoch nicht der zwangläufig zwischen dem Faden und diesen Abzugsorganen auftretende Schlupf berücksichtigt wird. Dieser Schlupf führt aber zu unkontrollierbaren Fadenspannungen in der Heizzone, so daß der Faden nicht frei schrumpfen bzw. aufbauschen kann, so daß der thermofixierte Faden ein unregelmäßiges Erscheinungsbild haben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich arbeitende Thermofixiereinrichtung zu schaffen, bei der der Faden die Heizvorrichtung bei gleichbleibenden Spannungsverhältnissen durchläuft, unabhängig davon, ob es im Bereich der der Heizvorrichtung vor- oder nachgeschalteten Fadenabzugsorganen zu einem Fadenschlupf kommt oder nicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Thermofixiereinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fadenabzugswalzenpaar und dem Fadeneinlaufende des Heizrohres im Bereich des Fadenlaufweges, der durch eine frei durchhängende Fadenschlaufe bestimmt ist, ein Fadentastorgan angeordnet ist, das auf Abweichungen des Fadenlaufweges von einer vorgegebenen Bewegungsbahn anspricht und in Abhängigkeit von auftretenden Abweichungen des Fadenlaufweges die Umfangsgeschwindigkeit des Fadenabzugswalzenpaares verändert. Der Faden durchläuft während des Thermofixierprozesses das Heizrohr von unten nach oben. Der Faden befindet sich dabei in einem annähernd spannungslosen Zustand, da er innerhalb des Heizrohres nur durch sein Eigengewicht belastet ist. Werden anschließend von der Aufwickelvorrichtung je Zeiteinheit sich wechselnde Fadenlängen aus der Heizvorrichtung"abgezogen, so verändert die Fadenschlaufe am Einlaufende des Heizrohres ihre Stellung relativ zu dem Fadentastorgan, das vorzugsweise als Fotozelle ausgebildet ist. Wenn der Faden bzw. die Fadenschlaufe von einer vorgegebenen Position relativ zum Fadentastet abweicht, wird von dem Fadentastorgan ein Regelvorgang ausgelöst, der eine

Veränderung der Fadenabzugsgeschwindigkeit im Bereich des vorgeschalteten Fadenabzugswalzenpaares bewirkt Damit wird dem Heizrohr in Abhängigkeit »on der festgestellten Abweichung des Fadenlaufweges Biehr oder weniger Faden über die Fadenschlaufe zugeführt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Fadentastorgan eine Fotozelle ist. Die Regelung wird dabei in der Weise durchgeführt, daß dann, wenn die Fadenschlaufe sich mit ihrem unteren Ende im wirksamen Fotozellenbereich befindet, ein Regelvorgang ausgelöst wird, derart, daß die Fadenabtugsgeschwindigkr.it im Bereich des vorgeschalteten Fadenabzugswalzenpaares verringert wird, so daß weniger Faden in den Bereich der Fadenschlaufe geliefert wird. Dadurch wird der Durchhang der Fadenschlaufe kleiner, so daß die Fadenschlaufe nach oben aus dem wirksamen Fotozellenbereich herauswandert. Sobald die Fadenschlaufe sich nicht ,mehr in dem wirksamen Fotozellenbereich befindet, wird ein entgegengesetzter Regelvorgang ausgelöst, derart, daß die Fadenabzugsgeschwindigkeit im Bereich des vorgeschalteten Abzugswalzenpaares wieder vergrößert wird. Die Fadenschlaufe bewegt sich dadurch wiederum in den wirksamen Fotozellenbereich, so daß ein entgegengesetzter Regelvorgang ausgelöst wird und so fort.

Damit die Schlaufe nicht nach unten gerichtet aus dem wirksamen Fotozellenbereich herausläuft und damit einen Regelimpuls entsprechend dem n?ch oben aus der Regelzelle herauslaufenden Faden auslöst, findet sie eine Begrenzung nach unten, jedoch noch innerhalb des wirksamen Bereiches der Fotozelle.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der F i g. 1 und 2 beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einer einer Doppeldrahtzwirnspindel zugeordneten Thermofixiereinrichtung und

F i g. 2 in schematischer Darstellung eine Vorderansieht einer zwei benachbarten Doppeldrahtzwirnspindeln zugeordneten Thermofixiereinrichtung.

In den Figuren ist die erfindungsgemäße Thermofixiereinrichtung in Verbindung mit einer Doppeldrahtzwirnspindel dargestellt, von der nur eier obere Teil abgebildet ist. Ein Faden 2 verläßt die Doppeldrahtzwirnspindel 1 unter Bildung des üblichen Fadenballons, dessen Scheitelpunkt durch einen Fadenführer 3 begrenzt wird. Von dem Fadenführer 3 verläuft der Faden nach oben zu Umlenkrollen 4 und 5, die von einem Stützarm 6 getragen werden, der seinerseits an einem sich in Maschinenlängsrichtung erstreckenden Träger 7 befestigt ist. Nach Passieren der Umlenkrolle 5 wird der Faden nach unten durch eine Vorheizkammer 8a eines Heizrohres 8 geleitet, das gemäß F i g. 2 z. B. zwischen zwei benachbarten Doppeldrahtzwirnspindeln 1 gelagert sein kann. Innerhalb der Vorheizkammer 8a ist eine Umlenkrolle 9 angeordnet, über die der Faden seitlich aus dem Heizrohr 8 herausgeführt wird. Der Faden läuft anschließend durch ein Fadenführungsorgan 10 in Form eines Drahtbügels in den Einzugsspalt von zwei konischen Fadenabzugswalzen 11 und 12. Die Fadenabzugswalze 12 wird über die Zwischenwalze 13 von dem angetriebenen Antriebsrad 14 angetrieben. Nachdem der Faden die Fadenabzugswalzen 11, 12 passiert hat, wird er zuerst freihängend nach unten geführt und wird dann mittels einer Umlenkrolle 15 nach oben umgelenkt und läuft in die Thermofixierkammer 86 des Heizrohres 8 ein. Die Umlenkrolle 15 ist relativ zu dem Walzenspalt der Fadenabzugswalzen 11,12 seitlich versetzt, so daß der Faden eine Schlaufe bildet. Innerhalb der Thermofixierkammer 86 läuft der Faden senkrecht nach oben und wird über weitere Umlenkrollen 16, 17, die am Stützarm 6 gelagert sind, und eine Umlenkleiste 18 zur Fadenaufwickelvorrichtung 19 weitergeleitet, um auf der Aufwickelspule 20 aufgewickelt zu werden. .

Der Faden durchläuft unter voller Ballonspannung die Vorheizstrecke, die zur Beruhigung des Zwirnes dient. Ein nicht beruhigter Zwirn würde in der anschließenden spannungslosen Schrumpfstrecke zum Kringeln neigen und damit zur Berührung der Heizfläche, was zu Schädigungen des Fadens führen würde.

Die Länge der Vorheizstrecke ist so gewählt, daß die wirksame Temperatur noch keinen Schrumpfeffekt auslöst. Im Anschluß daran läuft der Faden nahezu spannungslos nur mit dem Eigengewicht durch die Schrumpfzone.

Um innerhalb der Thermofixierkammer 86 einen annähernd spannungslosen Zustand des Fadens aufrechtzuerhalten, befindet sich am Einlauf der Thermofixierkammer 86 ein Fadentastorgan 21 in Form einer Fotozelle, die im tiefsten Punkt der sich zwischen der Fadenabzugswalze 12 und der Umlenkrolle 15 bildenden, herabhängenden Fadenschlaufe liegt. Vor und hinter der Fotozelle befinden sich direkt unterhalb des wirksamen Fotozellenbereiches Stützorgane 24 beispielsweise in Form von Stützrollen od. dgl. Diese Stützorgane 24 sollen verhindern, daß der Faden im Bereich der Fotozelle unter den wirksamen Fotozellenbereich absinken kann.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Fall hängt die Fadenschlaufe hinter den Fadenabzugswalzen 11, 12 soweit durch, daß das untere Schlaufenende im wirksamen Bereich der Fotozelle liegt. Dieses bedeutet, daß entweder die Aufwickelgeschwindigkeit der Aufwickelvorrichtung 19 zu klein ist, oder aber daß die Zuliefergeschwindigkeit der Fadenabzugswalzen 11.12 zu groß ist. Wenn sich der Faden im wirksamen Bereich der Fotozelle befindet, wird von der Fotozelle ein Regelvorgang ausgelöst, so daß ein Drehanker 22 betätigt wird, an dessen Achswelle 23 das Fadenführungsorgan 10 in Form eines Drahtbügels befestigt ist. Infolge des Regelvorganges wird der Drahtbügel derart vor den Fadenabzugswalzen 11,12 verschwenkt, daß je Zeiteinheit weniger Faden von der Lieferspule abgezogen wird, was gleichzeitig bedeutet, daß je Zeiteinheit in den Bereich der frei durchhängenden Schlaufe weniger Faden zugeliefert wird. Dadurch wandert die Schlaufe nach oben aus dem wirksamen Bereich der Fotozelle heraus. Sobald der Faden den wirksamen Bereich der Fotozelle verlassen hat, wird ein entgegengerichteter Regelvorgang in die Wege geleitet derart, daß von den Abzugswalzen 11, 12 mehr Faden von der Lieferspule abgezogen bzw. in den Bereich der Fadenschlaufe gefördert wird. Die jeweils entgegengerichteten Regelvorgänge werden somit stets dann ausgelöst, wenn der Faden einerseits in den wirksamen Bereich der Fotozelle wandert und andererseits, wenn er aus diesem wirksamen Bereich der Fotozelle nach oben hin herausbewegt wird.

Die beiden Stützorgane 24 dienen dazu, zu verhindern, daß der Faden nach unten hin aus dem wirksamen Bereich der Fotozelle herausbewegt wird, da ein derartiges Herauswandern des Fadens nach unten hin einen solchen Regelvorgang auslösen würde, daß von den Abzugswalzen 11, 12 mehr Faden von der Lieferspule

abgezogen wird, so daß die Fadenschlaufe sich ständig vergrößern würde. Durch die Anordnung dieser beiden Stützorgane ist es somit möglich, nur mit einer einzigen Fotozelle entgegengesetzt gerichtete Regelvorgänge auszulösen.

In Abhängigkeit von der durch die Verstellung des Drahtbügels bedingten Fadenverlagerung wird mittels der konischen Fadenabzugswalzen 11, 12 mehr oder weniger Faden von der Lieferspule der Doppeldrahtzwirnspindel 1 abgezogen und über die Fadenschlaufe der Thermofixierkammer 86 zugeführt.

Durch die Fadenschlaufe werden somit Regelvorgänge ausgelöst, so daß eine bestimmte Form der Schlaufe immer erhalten bleibt, unabhängig vom Schlupf in der Abwickelung oder Aufwickelung oder unabhängig von Längenänderungen des Fadens, die durch den Schrumpfprozeß innerhalb der Thermofixierkammer Sb bedingt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ί. Vorrichtung zum kontinuierlichen Thermofixieren von Textilfaden mit einer vom Faden beruhrungsfrei zu durchlaufenden Heizvorrichtung in Form eines Heizrohres, dem ein Fadenabzugswalzenpaar vorgeschaltet und eine Aufwickelvorrichtung nachgeschaltet ist, deren Fadenaufwickelgeschwindigkeit niedriger ist als die Fadenabzugsge- >° schwindigkeät des Fadenabzugswalzenpaares, d a durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fadenabzugswalzenpaar (11, 12) und dem Fadeneinlauf der Thermofixierkammer (8b) des Heizrohres (8) im Bereich des Fadenlaufweges, der durch '5 eine frei durchhängende Fa-ienschiaufe bestimmt ist, ein Fadentastorgan (21) angeordnet ist, das auf Abweichungen des Fadenlaufweges von einer vorgegebenen Bewegungsbahn anspricht und in Abhängigkeit von auftretenden Abweichungen des Fa- *° denlaufweges die Umfangsgeschwindigkeit des Fadenabzugswalzenpaares (11,12) verändert.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadentastorgan (21) eine Fotozelle ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenabzugswalzen (U, 12) konisch ausgebildet sind und daß diesen Fadenabzugswalzen (11, 12) ein Fadenführungsorgan (10) vorgeschaltet ist, das, gesteuert von dem Fadentastorgan (21), entlang des Einzugsspaltes zwischen den Walzen (11,12) hin- und herbewegbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenführungsorgan (10) auf der Achswelle (23) eines Drehankers (22) befestigt ist, das von dem Fadentastorgan (21) gesteuert wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenführangsorgan 10 die Form eines Drahtbügels aufweist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor und kurz hinter der Fotozelle (21) in der Höhe des wirksamen Fotozellenbereichs Fadenstützorgane (24), vorzugsweise in Form von Stützrollen, angeordnet sind.

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