DE2461447A1 - Aufprallkraeuselvorrichtung zum texturieren von multifilem thermoplastischem garn - Google Patents
Aufprallkraeuselvorrichtung zum texturieren von multifilem thermoplastischem garnInfo
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Description
DR. JUR. DiPL-CHEM-WALTER BEiL ?~ n
"· uez.1974
DR. JUR- DlPL-CHEM. H.-J. WOLFP
DR. JUR. HANS CHR. BEIL
DR. JUR. HANS CHR. BEIL
ι
623 FRANKFURT AM MAIN-HOCHST
Unsere Nr. 19 633 F/La
Chevron Research Company San Francisco, CaI., V. St.A.
Aufprallkräuselvorrichtung zum Texturieren von multifilern thermoplastischem Garn
Diese Erfindung "bezieht sich auf einen Apparat zum Texturieren von synthetischem thermoplastischem Garn· Insbesondere
bezieht sich diese Erfindung auf einen verbesserten Apparat zum Aufprallkräuseln von thermoplastischem Garn·
Synthetische thermoplastische Garnmaterialien bestehen,
unmittelbar nach der Herstellung, aus kontinuierlichen geraden glatten Fäden. Solche Garne haben wenig Volusen, und ihre "Veri7end"barkeit
bei der Herstellung von {Textilien ist ziemlich begrenzt.
Un das Volumen und die ffextur von synthetischen Garnen zu
vergrößern* sind in der Vergannenheit eine Vielzahl von Kräusel—
verfahren benutzt worden· 5iir thermoplastische Garne bestellt
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eine grundlegende Technik darin, die Garnfäden zu biegen und
das Garn au erhitzen, während die Fäden sich in einer gebogenen
oder gekräuselten Stellung befinden.
Kürzlich wurde ein grundlegender Fortschritt bei der
Sexfcurieruns von thermoplastischem Garn erzielt.- Diese Texturier—
teclinik, die als Zurückprall- oder AufprallkrauselprozeS bekannt
ist, liefex^t auffallend verbesserte Ergebnisse» was die
Kräucelqualität betrifft. Kräuseln durch Aufprallen erfordert»
daß das Garn mittels eines Strahls eines erhitzten fließenden Mediun
kontinuierlich und gleichmäßig gegen eine durchlöcherte Oberfläche geschleudert wird» auf die das Garn aufprallt» und von
der es augenblicklich zurückprallt oder zurückschnellt» Der Aufprall des Garns auf die durchlöcherte Oberfläche biegt und
kräuselt einzelne Fäden des Garns in achsialer Richtung» während das erhitzte ' Medium - durch die durchlöcherte Oberfläche
strömt. Das texturierte Garn bewegt sich ohne Zug und in wesentlichen
durch die Bückprallträgheit von der Kräuselzone weg und wird su einer Sammelstation geführt» wo es erhitzt und anschließend
abgekühlt wird, um die Kräuselung vor dem Aufwickeln auf eine Aufbewahrungsspule zu -verfestigen.
!ihernoplastisch.es Garn» das durch den vorstehenden Aufprallkräuselprozeß
texturiert wurde, besitzt unter anderem ein außergewöhnliches Deckungsvermögen und einen hohen Grad von. Elastizität,
wie es in der U.S.-Patentschrift 3 686-848, gezeigt wird.
Das grundlegende Verfahren und der grundlegende Apparat zur
Durchführung; des Prozesses sind in der U. S.-S.N. 3 665 567 beschrieben.
Diese bekannte Konstruktion erfordert, Irura .gesac*, daß das Gern '
durch ein langes, dünnes Bohr mittels eines DampfStrahls zugeführt
r/ird, und daß es in Längsrichtung gegen einen durchlöcherten f'chirn geschleudert wird· Das Garn wird dadurch, gekräuselt
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oder teicburiert und prallt seitlich frei zurück in einen
rohrförmigen Durchgang, von den es in ein Sanmelrolir
(J-Hohr) hinunterfällt zur Hitzeverfestigung· Der Dampf
geht in erster Linie durch den durchlöcherten Schirm und
wird gesammelt, wenn auch zumindest ein Teil des Dampfes
seitlich durch den rohrförmigen Durchgang, zusammen mit dem
texturierten Garn, pfeift oder zischt· Für den Fall, daß sich das Garn auf dem Schirm oder in dem AuslaSdurchgang verwirrt,
-ist im untersten Teil des sich seitlich ausdehnenden Durchgangs
ein Schlitz vorgesehen, um au gestatten, daß ein Paar von darunter angebrachten Kleorirollen das Garn erfaßt und
entwirrt.
!Trotz einzigartiger Vorteile» die sich der Kunstfaser-Industrie
durch das oben erwähnte Verfahren und den oben erwähnten Apparat zum Aufprallkräuseln "bieten,
bleibt Raum für wesentliche Verbesserungen. Ein Gebiet von besonderem
Interesse vom Gesichtspunkt der gegenwärtigen kommerziellen
Garnherstellarbeitsgänge aus gesehen ist eine gewisse
Unregelmäßigkeit, oder ein gewisser Mangel, an Gleichmäßigkeit bei Garnen, die mit Hilfe des Aufprallkräuselprozesses herge-»
stellt wurden. Obwohl die mechanisch harten Bedingungen in der
Kräuselzone wünschenswert sind, um den einzelnen Fäden des Garns
eine gute Kräuselung zu verleihen, erzeugen diese harten Bedingungen oft große Abweichungen in der Gesamtheit der Fäden,
das heißt, Abweichungen in der Garninas se, die aus den vielen einzeln gekräuselten Fäden besteht.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Aufprallkräuse!vorrichtung
zum Texturieren von multifilem thermoDlastischem Gjjan, umfassend
eine Garntexturierkammer mit einem Einlaß, einem seitlichen Garnauslaß
und einem Auslaß für ein flieSendfsMedium, welch1 letzterer
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in Längsrichtung mit dem Einlaß fluchtet, eine durchlöcherte Oberfläche, die quer über dem Auslaß für das Medium angeordnet
ist, eine Vorrichtung zum Einleiten eines erhitzten fließenden Mediums in die Garntexturierkammer, um Garn in diese Kammer
zu ziehen und um das Gijan gegen die durchlöcherte Oberfläche zu
schleudern, wodurch die Garnfäden axial^gestaucht und gekräuselt
werden, und das Garn durch den seitlichen Auslaß zurückprallen gelassen wird, und eine Sammelvorrichtung für das gekräuselte
Garn, während es praktisch frei von Zug in Längsrichtung gehalten wird, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die mit dem seitlichen
Auslaß der Garntexturierkaramer verbunden i3t, durch die das gekräuselte Garn von der Garntexturierkammer zur Sammelvorrichtung
für das gekräuselte Garn geführt und kontinuierlich in axialer Richtung verdichtet wird, wenn es zur Sammelvorrichtung
geführt wird.
Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Vorrichtung gemäß vorliegender
Erfindung wird nun als Beispiel beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird, in denen:
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die FIGUR 1 eine teilweise aufgerissene Vorderansicht
eines Aufprallkräuselapparates zum Texturieren von
synthetischen thermoplastischen Garn aus endlosen ]?äden ist;
die FIGUHEN 2 (a-c) den Stand der Technik darstellen und
aufeinanderfolgend das wahllose Einleiten von texturiertem
Garn in eine Hitzeverfestigungskammer zeigen, in der das Garn umkippt;
die FIGDEEIT 3 (a-c) schematisch die kontrollierte und gleichmäßige
Einleitung von texturiertem Garn in ein J-Rohr zur Kitzeverfestigung. zeigen, das einen definierten Querschnitt
gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
die FIGUS 4 eine Seitenansicht eines gebogenen Auslaßrohres
ist zur Aufnahme von texturiertem Garn von der Kräuselkainmer
und zur kontrollierten Einleitung des .Garns in ein J-Rohr zur Hitzeverfestigung;
die FIGUR 5 ein Schnitt längs der Schnittlinie 5-5 der FIGUR 1
ist und eine glatte, kreisförmige ITbergangszone zf/ischen einen
Garnerhitzungsteil und einem Garnkühlteil eines J-Rohres zur Hitzeverfestigung zeigtj
die FIGUR 6 ein Schnitt längs der Schnittlinie 6-6 der FIGUR 1 ist und eine geschlossene Kammer zum Einleiten einer Erhitzungsflüssigkeit
unmittelbar in das zu erhitzende texturierte Garn zeigt;
die FIGUR 7 ein Schnitt längs der Schnittlinie 7-7 der PIGUR 1
ist und ein geschlossenes Kühlteil aeigt zum Einleiten von
Kühlluft in eine Zone unterhalb des geschlossenen Heiateils,
zum Kühlen und Verfestigen von texturierten Garn in dem Aufprallkräuselapparat;
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die FIGUR 8 ein Schnitt längs der Schnittlinie 8-8 der
51IGUR 1 ist rind eine photoelektrische Schaltvorrichtung
zeigt, die verwendet ivird, un die Menge an texturierten Garn in den J-Rohr zur Hitzeverfestigung zu regeln, ohne
eine Vorrichtung in das J-Rohr einzubringen;
die FIGUR 9 ein Schnitt längs der Schnittlinie 9-9 der
FIGUR 1 ist und eine Aufprallkräuselkaiimer und ein verbessertes
seitliches Auslaßrohr gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt; :'
die FIGUR 10 ein Schnitt längs der Schnittlinie .10-10 der
FIGUR 9 is* und die zylindrische Form des verbesserten
Auslaßrohres und den sanften Übergang von der Aufprallkräuselkammer
zu dem Auslaßrohr zeigt; und
die FIGUR 11 eine Ansicht des verbesserten Auslaßronres von
unten ist und speziell eine Zurückhaltevorrichtung zur Auf— rechterhaltung der achsialen Kompression des Garns in dem
Auslaßrohr zeigt·
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Die Verbesserung der vorliegenden Erfindung ateht in .
besonderem Zusammenhang mit einem Aufprallkräuselapparat
gemäß der oben zitierten US-PS 3 665 567. Auf dieses Patent wird hier verwiesen anstelle einer ausführlichen
Wiedergabe. Die grundlegende Aufprallkräuselkonstruktion
der vorliegenden Kombinationserfindung kann jedoch beurteilt werden unter Bezugnahme auf PIGUR 1, die
eine teilweise aufgerissene Vorderansicht eines Aufprallkräuselapparates
10 zeigt.
Ein vielf ädiges synthetisches thermoplastisches Garn 12
wird von einer Vorratspackung (nicht gezeigt) auf ein erstes Rollenpaar geführt, das aus einer angetriebenen Uapfrolle 16
und einer !Drennrolle 14 besteht, und dann auf ein zweites
Hollenpaar geleitet, das aus einer angetriebenen Hapfrolle 20
und einer Trennrolle 18 besteht· Die Hapfrollen 16 und 20
können erhitzt werden, und die Rollen 18 und 20 befördern das
Garn mit einer viel größeren Geschwindigkeit als die Rollen
14 und 16, so daß das Garn 12 zwischen den zwei Rollensätzen
gezogen wird.
Von der Rolle 18 geht das Garn 12 zu einer Garntexturierkammer, die allgemein mit der Bezugsnummer 22 bezeichnet ist·
Durch ein Regulierventil 24 und ein ϊ-Stück 26 wird heißer .
Dampf in die Garntexturierkammer 22 geleitet. Der heiße Dampf
in der Garntexturierkammer 22 erhitzt das Garn und schleudert es gegen einen durchlöcherten Schirm (nicht gezeigt), um die
Gamfasern in axialer Richtung zu kräuseln oder zu texturieren.
Das texturierte oder gekräuselte Garn prallt dann seitlich aus der Texturierkammer 22 und wird in einer Weise in ein J-Rohr
zur Hitzeverfestigung geführt, die nachstehend ausführlicher dargelegt werden soll.
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Das J-Udhr 28 aur ilitzeverfestigung unfaßt einen
ersten Seil 30 sum Erhitzen und einen weiter unten gelegenen
zweiten 'Teil 32 stm Kühlen. Das texturierte Garn»
das in den Erhitaungsteil 30 gelangt, wird erst erhitzt
lind bewegt sich dann in axialer Richtung weiter in eine
iCühlkammer 32, so daß die Kräuselung hitzeverfestigt mrd.
Das texturierte, hitzeverfestigte Garn 12 wird dann durch ein Paar ITapfrollen 40 und 42 über Umlenkrollen 34·, 36 und 38
in Strangform aus der Kühlkammer 32 gezogen· Von den ITapfrollen
40 und 42 geht das Garn 12 weiter über die Umlenkrolle 44 zu einer Standardaufwickelvorrichtung, wo das Garn auf
eine Spule 46 zwecks Lagerung und Versand aufgewickelt wird*
Erst wenn das Garn vollständig hitzeverfestigt und abgekühlt ist, wird es einer nennenswerten Zugspannung ausgesetzt.
In einzelnen geht das Garn, wenn es über die Um-lenkrollen 34f
36 und 38 gezogen wird,, über eine Umlenkvorrichtung 48 und
durch eine öse 50, wodurch grobe Verwirrungen im Garn aufgelöst
werden. Uni weiterhin verbleibende Verwirrungen, zu entfernen,
sind eine Reihe von Spannungsflügeln 52» 54·» 56 und
vorgesehen· Diese Flügel sind einfach dünne Bleche, die eine solche Fora haben, daß sie die Kammer 32 abschließen» und sie
sind um Angeln 60, 62, 64 bzw. 66 drehbar gelagert, so daß sie
durch die Schwerkraft entgegen den Uhrseigersinn seS©*i eine
gegenüberliegende Wand 68 der Kannner fallen· Wenn das Garn von
der öse 50 ?;eiter nach oben läuft, wird es durch die Flügel
52-58 nacheinander leicht geklemmt, was oft verbliebene Verwirrungen
im Garn löst, wenn es von einer Garnmasse in der Kühlkammer 32 herausgeführt wird·
Pas Garn, das jetat vrieclerun iir. r;esentlic;.ien geradlinig
ist, r/ird durch Zugnapf rollen 40 und 42 über Uiilenkrollen 34,
36 und. 38 gesogen und weitergeführt, un auf eine Spule 46
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in üblicher üeise aufgewickelt au v/erden, v/ie'vorher dargelegt wurde. '
Es wird nun speziell auf die schematischen Darstellungen
der Figuren 2a, 2b und 2c Bezug genommen, in denen dargestellt ist, wie sich in der Vergangenheit das texturierte
Garn wahllos in einem J-fÖrmigen Garnaufnahnerohr 23 abgesetzt
hat· Hierbei prallt das Garn 12 wahllos"aus der
Texturierkaamer 22, gewöhnlich längs einer zentralen Achse 74-des
Aufnahmeendes des J-Rohres 28, und "bildet einen kleinen
Hügel oder Stapel 70* Wenn der Stapel wächst, bildet sich
gewöhnlich ein asymmetrischer Gipfel 72 in bezug auf die
zentrale Längsachse 74· des J-Rohres (siehe FIGTJR 2b)» Bio
senkrechten Wände des J-Rohres haben einen nennenswerten Abstand von der Spitze des Gipfels 72» und bei weiterer Zuführung
von Garn in das J-Rohr wird der ungestützte Gipfel umkippen oder nach unten fallen; an eine Stelle wie zum Beispiel
76, wo eine obere Schicht 78 des Garns auf eine untere
Schicht SO innerhalb des rohrförmigen üJeils 23 fällt. Desentsprechend
wird sich das Garn in dem J-Rohr in hin und her verlaufenden, wahllos umgekippten Schichten anhäufen·
Kurz gesagt, bei früheren Anordnungen fiel das Garn, in
einem J-Rohr zur Hitzebehandlung gelegentlich herab oder kippte um, in erster Linie infolge unvollständiger Stützung
und asymmetrischer Ablagerung des Garns, das dem J-Rohr zugeführt
wurde* \!θώώ. sich das J-Hohr 28 nit solchen hiiTund her
verlaufendem* wahllos umkippendem Garn füllt f ergeben sich
unerwünschte Dichteschwankungen und Yerknotungen oder "Verwirrungen
des Garns.
Es wird nun auf die ^C-UIIZ 3 (a-c), In denen
eiiio Gcjionatiaoiio Darstellung des C-arnaufbaus in einen J-liohr
rßeGeben ist, entsprechend einer bevorzugten Ausführung
der Urfindung, In einzelnen lot gefunden worden, -da" eine
+) Bezug genommen
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_ ΊΟ —
Möglichkeit, das Umkippen oder Herabfallen von Garn in der jSintrittsaone
de3 J-Rohres 28 zu verringern, darin "besteht, den Querschnitt
des Rohres klein genug zu machen, um den unteren (Peil 82 des entstehenden Garnkegels in dem J-Rohr seitlich zn stützen· Zugleich
ist es notwendig, daß der Querschnitt des J-Hohres groß genug
ist, damit sich eine genügende Menge Garn im J-Rohr aufstapeln kann, um sicherzustellen, daß sich die Garniaasse infolge der Wirkung
der Schwerkraft durch das Bohr bewegt, und um eine angemessene
Zeit für die Hitzeverfestigung in einer Einheit von vernünftiger Länge zu erhalten·
Es ist weiterhin festgestellt worden, daß die Auslegung des J-Rohres, das die vorstehenden Forderungen erfüllen soll, von der
Garnstärke oder dem Denier abhängt. Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn das J-Rohr eine Querschnittsfläche von etwa 3 bis
etwa 6 cm pro 100 Denier des zu verarbeitenden Garns aufweist. Vielfädige Propylengarne mit 1800 Denier für Bezugsstoffe sind
z.Beispiel ganz zufriedenstellend in einem JrRohr mit einem
Innerdurchmesser von 9,73 cm, das heißt mit einem inneren Querns
schnitt von ungefähr?2*^ cm , verarbeitet worden, und ähnliche,
aber dünnere Garne mit 900 Denier sind zufriedenstellenden einem
J-Rohr mit einem Innerdurchmesser von 7,2 cm, das heißt mit einem inneren Querschnitt von *fO,6 cm verarbeitet worden.
um ein kontrolliertes axiales Absetzen des Garns 12 im J-Rohr
zu erreichen, ist zwischen der Garntexturierkaminer 22 und dem
J-Hohr 28 ein rohrförmiges Teil 96 vorgesehen (FIGt)R 4), das ranmittelbar an der Sexburierkanmi' 22 angeschlossen ist und ungefähr
um 90° nach unten gebogen ist, so daß sein Austrittsende 98 koaxial
nit den Ende des garnauf nehmenden J-Hohres 28 ist·
v;enn das J.-?.ohr ent sprechend den Kriterien für die Abnessungen
dimensioniert uird, und das Garn in J-Hohr an einer kontrollierten
Stelle ankörnst, das heißt im vresentlichen längs dessen zentraler
Längsachse 741 dann wird sich das Garn in den J-Rohr in einer
gleichmäßigen Yfcise aufstapeln, olme unsilkippen, und das J-Sohr
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füllen, v/ie in aufeinanderfolgender Weise in cLen
3a, 3b und Jc abgebildet ist. Ein solches gleichmäßiges
Absetzen des Garns im Aufnahmerohr 28 für texturiertes Garn ernöht die Gleichmäßigice it und verringert Knotenbildung
oder Verwirren der Fäden eines Garnabschnitts mit denen eines anderen Gamabschnitts, der sich weiter unten
in der Bahn des Garns befindet.
Wie vorher dargelegt wurde, besteht das J-Hohr 28 aus
einem ersten geraden rohrförmigen Erhitzungsteil 30 "und
,· einem zweiten gebogenen rohrförmigen Kühlt eil 32. Wie aus
FIGUR 5 ersichtlich ist, hat jedes der rohrförmigen Teile 30 und 32 einen kreisförmigen Querschnitt von ungefähr dem
gleichen Durchmesser* Dementsprechend können die Abschnitte eng miteinander verbunden werden, wie bei 100 (FIGUR 1),
wobei das Auslaßstück des Veils 30 in das Einlaßstück des
Seils 32 eingesteckt ist· Dementsprechend kann die Garnmasse im J-Rohr sanft von dem Erhitzungsabschnitt 30 in den
weiter unten liegenden Kühlabschnitt 32 gelangen, ohne auf
innere Hindernisse irgendwelcher Art zu treffen, und ohne daß sich ihr Querschnitt nennenswert verändert, so daß es
nicnts gibt, was die im wesentlichen gleichmäßige Dichte der
Masse des texturierten Garns im J-Hohr während der Behandlungsgänge stören könnte·
Es wird nun speziell auf die FIGUREN 1 und 6 der Zeichnungen
zurückgekommen. Man sieht, daß das-J-Rohr 28 ungefähr in der
Mitte des Erhitzungsteils 30 mit einem konzentrischen Gehäuse 102 versehen ist, dessen Länge ungefähr seinem Durchmesser
entspricht· Das Gehäuse 102 in Verbindung mit der Außenfläche
der rohrförmigen Wand 104 des Erhitzungsteils
bildet eine ringförmige, geschlossene Kammer 106 für das Erhitzungs-medium. . Ein Gewinde ansclilu 3s tück 108 führt
durch die Gehäusewand 102 in die geschlossene Kammer 106 und
dient dazu, erhitzte Luft von einer Quelle (nicht gezeigt) in die ringförmige, geschlossene Kammer 105 au leiten»
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-· 12 -
wie spesiell in FIGUR 1 dargestellt ist, sind ein
oberer Satz 110 und ein unterer Satz 112 von öffnungen in der rohrförmigen Wand 104 in einem regelmäßigen kreisförmigen
Lauster angebracht; durch sie kann man erhitzte Luft von der geschlossenen Kammer 106 unmittelbar in das
Innere des rohrförmigen Erhitzungsabschnittes 50 des
J-Rohres 28 leiten.
Wenn man mit der vorstehenden Anordnung äie heiße Luft unmittelbar in das texfcurierte Garn einleitet, erhitzt sich das Garn rasch und einigermaßen gleichmäßig,
ohne daß die Bewegung des Garns durch den Erhitzungsab—
schnitt $0 auf unerwünschte. Weise gehemmt wird·
Nun wird auf die FIGUREN 1 und 7, in denen der Kühlabschnitt
32 an seiner tiefsten Stelle mit einem äußeren Gehäuse 120 versehen ist, Bezuf^/^IÜiks Gehäuse ist mit einer
Eingangsleitung 122 zur Zuführung von Umgebungsluft für die Kühlung ausgerüstet, wobei die Luft sich in einer geschlossenen
Kammer 124 ansammelt, die durch die innere Fläche des Gehäuses 120 und die äußere Fläche 126 des Kühlabschnittes
gebildet wird· Eine Vielzahl von bogenförmigen Öffnungen
ist in der Wand 126 des Kühlabschnittes 52 angebracht und
dient dazu., eine große Menge Kühlluft gleichmäßig In das
texturierte. Garn einzuleiten, tun das Garn abzukühlen, ohne
ein physa/scies Hindernis für den gleichmäßigen und leichten
Durchgang des gekräuselten Garns durch den Kühlabschnitt au bilden· Die Luft, die durch die bogenförmigen öffnungen 128
eintritt, kann aus dem Kühlabschnitt 52 durch eine öffnung
150 austreten, die in einen oberen Teil der rohrförmigen Wand 126 geschnitten ist*
Iri den FIGUREN 1 und 8 wird eine
Vorrichtung gezeigt } die daau dient, eine im wesentlichen
gleichmäßige Menge von texturierten! Garn dynamisch im J-Rohr
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ziir Hitseverfestigung au halten, ohne ein Hindernis im
Inneren des J-Rohres zu "bilden,- das " das gleichmäßige Absetzen
und die gleichmäßige Yleiterbewegung des Garns durch
den Heiaabschnitt 30 stören könnte. Hierbei wird eine Lichtquelle 132 am oberen Ende des Srhitzungsäbschnittes 30 in
einer Hohe angebracht,, die so ausgewählt ist, daß sie dem
optimalen Stapelpunkt für das Garn im J-Rohr 28 entspricht· Gegenüber der Lichtquelle 132 befindet sich ein lichtempfindliches
Empfangsteil 134· von üblicher handelsmaßiger
Bauweise» das einen !lichtstrahl 136 vom lichtaussendenden
iDeil 132 empfangen kann. Die lichtempfindliche Empfangsvorrichtung
132 ist funktionsfällig mit einem elektrischen Schaltkreis verbunden» der dazu dient, die Aufwickelrate des ITapfrpllenpaars
4-0 und 4-2 zu steuern«; Wenn sich das Garn im J-Rohr
28 über die Höhe des I,icht Strahls 136 aufstapelt j wird der-Strahl
unterbrochen, und der Satz von ITapfrollen 40 und 4-2 wird
schneller laufen, um die Garnabführrate vom Ausgangsende des J-Rohres zu erhöhen, und um die Garnhöhe am Eingangsende zu erniedrigen.
Wenn andererseits das Garn unter den Lichtstrahl absinkt, werden die Napf rollen langsamer werden, wodurch sich das
Garn im J-Rohr zu einer größeren Höhe aufstapelt·
Die vorstehend beschriebene photoelektrische Schaltvorrichtung bietet eine Möglichkeit » die Höhe des texturierten
Garns in der Garnaufnahmekammer 28 dynamisch zu steuern, ohne
die freie Ansammlung und den freien Durchgang des Garns durch die Kammer zu behindern·
Das gebogene Auslaßrohr 96» das in FIGUR 4· gezeigt ist,
client nicht nur dazu, das Garn richtig in das Eingangsende .
des J-Rohres zu lenken, sondern auch dazu, das Zurückprallen des Garns von der durchlöcherten. Oberfläche der Kräuselkammer
zu steuern und das gekräuselte Garn etwas zu verdichten vor der Weiterleitung in die Verfestigungszone. Die Art und r/eise»
wie diese zusätzlichen Funktionen ausgeführt werden, wird
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unter Bezugnahme auf eine etwas \~eiter ausgearbeitete Ausführung
erklärt v/erden, die in den FIGUKSH 9-11 dargestellt
ist.
Wir beziehen ims nun auf FIGUH 9· Die Garntexturier-·
station 22 umfaßt ein Garnrohr 140, das durch eine geschlossene Dampfkammer 142 geht, die aus einen S-Stück 26 gebildet wird
(FIGUR 1). Das Rohr 140 geht ganz durch die geschlossene Dampfkammer 142 und endet am oberen Ende einer Garndurchgangsksmmer
150. Die geschlossene Dampfkammer 142 steht in Verbindung mit der Garndurchgangskammer 150 t so daß Dampf von der geschlossenen
Kammer nach unten um das Rohr 140 gelangen kann und in den ringförmigen
Raum zwischen dem Rohr 140 und einer Fortsetzung der Wände der Garndurchgangskammer 150 nach oben» Das Rohr 140 wird
mittels streben 152* die an seinem unteren Ende angebracht sind»
in einer koaxialen Lage in bezug auf die GarndurchgangskaEHaer
150 gehalten.
Durch die ringförmige Kammer und uia die Streben 152 strömt
Dampf zu dem Garnausgangsende des Rohres 140» wo er das aus
dem Rohr 140 austretende Garn 12 erfaßt und in Längsrichtung
durch die Garndurchgangskammer 150 schleudert* Wie ersichtlich
ist, erstreckt sich die 'Garndurchgangskammer 150 über das
untere Ende des Rohres 140 hinaus und setzt sich als Bohrung 154 in einem Adaptergehäuse I56 fort· Der Durchmesser der
Bohrung 154 ist der gleiche wie der innere Durchmesser der Garndurchgangskammer
150» so daß dem Garn ein zylindrischer Durchgang
mit nur einem Durchmesser geboten wird, weniges aus dem Rohr 140 austritt, bis es die Höhe der Garnöffnung 160 in der
Seite des Adaptergehäuses 156 erreicht·
Das äußere untere Ende des Adaptergehäuaes 156 hat eine
konvexe Form am unteren Ende der Bohrung 154· Bin (Teil 162,
das eine durchlöcherte OberflLlclie hat, wie 2um Beispiel ein
Sieb, verschließt die öffnung des unteren Endes der Bohrung 154
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für den Durchgang des Garns, während es gleichzeitig dem Dampf gestattet, in Längsrichtung durch die öffnungen im
Sieb 162 zu strömen.
i
i
Das Adaptergeh'äuse 156 ist mit einem koaxialen Flansch
154 versehen, der als Adapter für die Verbindung der Bohrung
154- mit einer Dampfäuslaßleitung dient. Durch die Ausrüstung
mit der Auslaßleitung kann der Dampf, der durch das Sieb 162
strömt» durch einen Ventilator (nicht gezeigt) abgesaugt werden·
Eine verbesserte Auslaß- und Verdichtungsvorrichtung 168
umfaßt ein zylindrisches Eohr 172H das einen kreisförmigen
Querschnitt hat und so entworfen ist, daß es sich gewöhnlich
an einem ersten Ende 175 in den Adapterkörper 156 erstreckt
und mit diesem verbunden ist* Hierbei schneidet eine zentrale Längsachse des Rohres 174 && ersten Ende 175 äie zentrale
Längsachse der Bohrung 154 des Adaptergehäuses 156 unter einem
rechten Winkel. Das andere Ende 176 des Auslaßrohres ist in
bezug auf das erste Ende um umgefähr 9o° nach unten gebogen,
so daß die zentrale Längsachse des Rohres am zweiten Ende einen
rechten Winkel mit der zentralen Längsachse des Rohres am ersten Ende bildet.
Wie speziell in 51IGUR 10 dargestellt, ist der innere Durchmesser
des kreisförmigen Rohres 174 geringfügig größer als eine
gebogene obere Fläche 177 eines seitlichen Auslaßbogens 178» der im Adapter 156 angebracht ist. Dementsprechend treten die
texturierten Garnfäden, die von der durchlöcherten Oberfläche
162 zurückprallen» bequem in das Auslaßrohr 174 ein, ohne daß
sie sich durch scharfe Kanten oder Ecken zwischen dem Auslaß- ■
rohr 174 und dem Adapt er gehäuse 156 verwirren. Diese glatte
Übergangszone bewirkt, daß das texturierte Garn am Auslaß des Adapters 156 möglichst wenig behindert oder zusammengedrückt
wird.
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246U47
Außerdem ist aus PIGUIi 10 ersichtlich, äaZ die :lnnece
Querschnittsfläche des Rohres 174 nicht wesentlich größer ist
als die der Adapteröffnung für den Garnauslaß, die unten durch das Sieb 162 und often durch den Bogen 178 "begrenzt ist·
Dieses Merkmal ist wichtig, da nan verhindern möchte, daß sich
das Garn hin und her krüant und sich übereinander legt, wenn
es sich längs des Rohres 174- weiterbeivegt. Das lose, lockere
Garn aus der Kräuselsone neigt dazu, ungefähr den Umfang und
.die Fora der Adapter-auslaßöffnung anzunehmen» und wenn diese
sehr viel kleiner ist als der Durchgang, in deia sich das Garn '
, weiterbewegt, dann, neigt das Garn dazu, in Längsrichtung zu
kippen, was bewirkt, daß das Garn ruckweise austritt» und daß Unregelmäßigkeiten im Garn entstehen· Gemäß der "Erfindung wurde
gefunden, daß solche Schwierigkeiten vermieden werden können, wenn die innere Querschnittsfläche des Rohres 174 im Bereich,
von eineinhalb- bis zweimal der Fläche der Adapterauslaßöffnung liegt· Unter diesen Bedingungen neigt das Garn wenig dazu,
seitlich zu kippen} stattdessen wird es sich in Achsrichtung zusammendrücken* um im wesentlichen den Querschnitt des Rohres
174- auszufüllen, so daß eine Formänderung der Garnmasse langsam
und gleichmäßig erfolgt· Der Bogen von ungefähr 90° im Auslaß—
rohr 174 stellt einen Wider stand für den Durchgang des texturierten
Garns durch das Rohr dar» Wenn das Garn dabei einen erhöhten
Widerstand antrifft, der durch die Krümmung im Auslaßrohr 174-hervorgerufen
wird, wird das Garn in Achsrichtung verdichtet, wie es schematisch an den Punkten 180, 182 und 184- dargestellt
ist. Das Rohr 174- sollte weit mehr als dreimal, wenigstens fünfmal
so lang sein wie sein Durchmesser, so daß die Verdichtung über eine Zone von nennenswerter Länge erfolgen kann· Das AuslaSrohr
174· verdichtet das texturierte Garn zusehends in Achsrichtung *
so da'i sich ein loser Stopfen von einzeln gekräuselten. Fasern
bildet· Diese axiale Konpression von der Kräuselkaramer abwärts
erleichtert den gesamten. Gamtoxturierprozeß·
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Diese vorteilhafte Kompression des texturierten. Gara.3
in axialer Sichtung im Auslaßrohr kann noch weiter erhöht werden, wenn man einen Rückdruckapparat 186 vorsieht, der
nahe bein Auslaßende des Rohres 174- angeordnet ist. Insbesondere
kann das Rohr 174- Hit einer länglichen öffnung oder
einem Schlitz 188 in dessen Wand hergestellt sein, um die Einführung einer Blattfeder 190 zu gestatten· Die Feder 190
ist auf dem Rohr 174 durch eine Befestigungsschelle Ί92 und
eine Feststellschraube 194 befestigt·
Die Blattfeder 190 erstreckt sich im Rohr 174 im wesentlichen
quer über den axialen Durchgang und erleichtert die Aufrechternaltung eines Rückdrucks im Auslaßrohr, wie dieser
ursprünglich durch dessen gebogene Form erzeugt wurde.· Der
durch die Blattfeder 190 hervorgerufene Rückdruck trägt weiter
zu der axialen Verdichtung des Garns bei, wenn sich dieses als" lose Masse durch das Auslaßrohr 174 weiterbewegt und in die
Hitzebehandlungskammer 28 fällt.
Das Vorhandensein der Feder 190 ist besonders vorteilhaft
im Hinblick auf die Vielseitigkeit des Apparates. Wo verschiedene Garnstärken verarbeitet werden müssen, kann der Bewegungswiderstand
durch das gebogene Rohr allein beträchtlich gö nach Garnstärke variieren; die Feder 190 neigt jedoch dazu,
den Gesamtwiderstand für den Durchgang des Garns einigermaßen,
gleichmäßig zu machen. Die Feder hat ein sehr geringes Gewicht,
so daß ihre Trägheitseigenschaften nicht merklich zur Erzeugung
von Ungleichmäßigkeiten im Garn beitragen, das verarbeitet wird*
Die Federkraft, die von der Feder 190 ausgeübt wird, ist vorzugsweise
gering. Die primäre Aufgabe der Feder ist, für genügend Widerstand zu sorgen, um zu verhindern, daß das Garn
ungehindert aus dem Rohr hinausgelangt, und dies kann mit einer geringen Kraft erreicht werden. Es ist in der Tat nicht wünschenswert,
einen hohen Rückdruck am Garnauslaß zu erzeugen. Wenn
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der Rückdruck übermäßig groß v/ird, ist der? freie Austritt der .
Fäden aus der Kräuselzone behindert, itnd es kann vorkommen,
daß einige der J?äden lange cenug mit dom heißen Dampf strom in
Eerühruns bleiben, vn geringfügig zu verschmelzen und aneinander
au haften· Die Entwicklung einer solchen unerwünschten
Situation kann leicht entdeckt werden, wenn man das Garn prüft, das aus den Auslaßrohr austritt, und wenn sich eine solche
Situation entwickelt, kann sie leicht korrigiert werden* indem
man die Feder ein wenig biegt, um die hemmende Kraft auf das
Garn zu verringern» Zusätzlich zu den bereits dargelegten Vor*
teilen» die mit der allmählichen Erhöhung der axialen Verdichtung des Garns .im Auslaßrohr verbunden sind, dient die lose
Masse der Garnfäden, die im Auslaßrohr zusammengedrückt sind, als Schalldämpfer oder Geräuschbarriere» und zischende oder
pfeifende Geräusche, die durch den Dampfstrahl hervorgerufen werden j werden abgeschwächt« Bei früheren Aufprallkräuselan—
Ordnungen konnte das Geräusch des DampfStrahls leicht durch, den
Garnauslaßdurchgang auotreten und stellte eine höchst unerwünschte
Lärmbelästigung beim Arbeiten in der Nähe des Apparates dar·
Das Auslaßrohr 174 erfüllt gleichzeitig eine weitere
Funktion, weil es ermöglicht, Garnfäden, die sich im durchlöcherten
Schirm 162 festsetzen, zu befreien· Insbesondere bleiben manchmal Garnfäden in den öffnungen des durchlöcherten
Teils 162 hängen oder sitzen darin fest, so daß sie nicht wie
gewünscht in das Auslaßrohr zurückprallen.
Früher wurden- Kleoonrollen
vorgesehen, um eine solche Störung zu beheben· Wenn jedoch das
wesentlich verbesserte rohrförmige Auslaßteil vorgesehen wird,
wird nicht nur die Texturierung durch die axiale Verdichtung des Garns erleichtert, wenn sich das Garn von der Texturier- .
kanner au der Ilitaebchaudlun^skanner weiterbewegt, sondern der
Pfropfen den sich fortbewegenden texturierten Garns, der sich
im Auslaßrohr 174· gebildet hat, dient als Masse, um an den
einzelnen Garnfäden, die gelegentlich in die durchlöcherte Fläche 162 eingebettet werden, zu ziehen und uzt sie au befreien·
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Claims (10)
- Patentansprüche:IJ Aufprallkräuselvorrichtung zum Texturieren von multifilem thermoplastischem Garn, umfassend eine Garntexturierkammer mit einem Einlaß, einem seitlichen Garnauslaß und einem Auslaß für ein fließendes Medium, welch1 letzterer in Längsrichtung mit dem Einlaß fluchtet, eine durchlöcherte Oberfläche, die quer über dem Auslaß für das Medium angeordnet ists eine Vorrichtung zum Einleiten eines erhitzten fließenden Mediums in die Garntexturierkammer, um Garn in diese Kammer zu ziehen und um das Garn gegen die durchlöcherte Oberfläche zu schleudern, wodurch die Garnfäden axial gestaucht und gekräuselt werden, und das Garn durch den seitlichen Auslaß zurückprallen gelassen wird, und eine Sammelvorrichtung für das gekräuselte Garn, während es praktisch frei von Zug in Längsrichtung gehalten wird, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die mit dem seitlichen Auslaß der Garntexturierkammer verbunden ist, durch die das gekräuselte Garn von der Garntexturierkammer zur Sammelvorrichtung für das gekräuselte Garn geführt und kontinuierlich in axialer Richtung verdichtet wird, wenn es zur Sammelvorrichtung geführt wird.
- 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Führen und axialen Verdichten ein rohrförmiges Teil umfaßt, das eine innere Querschnittsfläche aufweist, die etwa eineinhalb- bis etwa zweimal so groß wie die Fläche des seitlichen Auslasses ist.
- 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Führen und axialen Verdichten umfaßt:ein rohrförmiges Teil dessen erstes Ende mit dem seitlichen Auslaß der Texturierkammer verbunden ist,.zur Aufnahme von Garn, das von der durchlöcherten Oberfläche zurückprallt, wobei eine zentrale Längsachse dieses rohrförmigen Teils am ersten Ende mit einer zentralen Längsachse der Texturierkammer einen rechten Winkel509828/0848246U47bildet und diese Längsachse schneidet, und durch dessen zweites Ende das Garn in die Vorrichtung zum Sammeln des gekräuselten Garns gelenkt wird, wobei das rohrförmige Teil so gekrümmt ist, daß seine zentrale Längsachse an dem zweiten Ende annähernd einen rechten Winkel mit seiner zentralen Längsachse am ersten Ende bildet.
- 4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil funktionsfähig nach unten gekrümmt ist und eine Öffnung hat, die in der Wand, die dem zweiten Ende benachbart ist, angebracht, und daß eine Blattfedervorrichtung mit dem rohrförmigen Teil neben dieser Öffnung verbunden ist, und sich durch diese Öffnung in das rohrförmige Teil erstreckt.
- 5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil einen kreisförmigen Querschnitt und einen inneren Durchmesser hat, der geringfügig größer ist als die größte Dimension des seitlichen Auslasses der Gamtexturierkammer.
- 6. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Sammelvorrichtung für das gekräuselte Garn, die ein J-Rohr umfaßt, in dessen eines Ende Garn praktisch kontinuierlich eingeführt und aus dessen anderem Ende praktisch kontinuierlich herausgezogen wird und in dem eine Hitzebehandlung des Garns durchgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das J-Rohr einen in der Regel aufrechten Einlaßteil umfaßt, der eine innere Querschnittfläche aufweist, die etwa 3 bis 6 cm pro 100 Denier des zu texturierenden Garns beträgt, wobei der Einlaßteil des besagten J-Rohres im Querschnitt groß genug ist, um eine nennenswerte Garnmenge in einer losen, im wesentlichen spannungsfreien Masse509828/0848246U47bei der Bewegung nach unten unter dem Einfluß der Schwerkraft aufzunehmen, und im Querschnitt klein genug ist, um einen konischen Stapel eintretenden Garns an der Spitze der herabsinkenden Garnmasse, die in dem Rohr hitzebehandelt wird, beweglich einzuzwängen, damit er nicht seitlich umkippt.
- 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das J-Rohr umfaßt:einen ersten,in der Regel aufrechten, geraden Abschnitt zum Erhitzen des durchlaufenden Garns und einen zweiten, in der Regel gebogenen Abschnitt zum Kühlen des durchlaufenden Garns, der unterhalb des geraden Abschnittes angeordnet ist, wobei der erste und zweite Abschnitt aus rohrförmigen Teilen hergestellt sind, und jeder einen kreisförmigen Querschnitt hat, und wobei ein Auslaßende des ersten Abschnittes in ein Einlaßende des zwieten Abschnittes paßt, und der innere Querschnitt des besagten ersten und des besagten zweiten Abschnittes an deren Verbindungsstelle annähernd gleich ist.
- 8. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Sammelvorrichtung für das gekräuselte Garn, welche ein J-Rohr, dessen Einlaßende unterhalb der besagten Garntexturierkammer angeordnet ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse koaxial um wenigsten einen Teil des J-Rohres angeordnet ist, wodurch eine geschlossene Kammer für ein Erhitzungsmedium zwischen dem J-Rohr und dem Gehäuse gebildet wird, daß eine Vorrichtung zur Einleitung des erhitzten Mediums in die geschlossene Kammer, und öffnungen in einem Teil der Wand des J-Rohres vorgesehen sind, durch welche das erhitzte Medium unmittelbar von der geschlossenen Kammer in das J-Rohr geleitet wird.509828/0848.„_ 246H47
- 9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Gehäuse mit dem J-Rohr unterhalb der geschlossenen Kammer für das Erhitzungsmedium so verbunden ist, daß eine geschlossene Kammer für ein Kühlmedium zwischen dem J-Rohr und dem Gehäuse gebildet wird, daß eine Vorrichtung zum Einleiten eines Kühlmediums in das zweite Gehäuse an dieses angeschlossen ist und in einem Teil der Wand des J-Rohres Öffnungen zum Leiten von Kühlmedium von der zweiten geschlossenen Kammer in das J-Rohr angebracht sind.
- 10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit einer Aufspulvorrichtung zum Herausziehen des gekräuselten Garns aus dem Ausgangsende des J-Rohres vorgesehen ist, durch die eine vorher festgelegte, erwünschte Menge Garn im JvRohr dynamisch gehalten wird, daß die Schaltvorrichtung eine Vorrichtung zum A'ssenden eines Lichtstrahls durch das J-Rohr umfaßt, die mit dem J-Rohr an dessen Einlaßende verbunden ist, daß eine lichtempfindliche Empfangsvorrichtung mit dem oberen Ende des J-Rohres in einer Stellung verbunden ist, die der besagten Vorrichtung zum Aussenden eines Lichtstrahles gegenüber liegt.Für: Chevron Research CompanyDr.H.J.Wolff Rechtsanwalt509828/0848 ψ
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