DE2461447B2 - Aufprallkräusel- und Fixiervorrichtung zum Texturieren von thermoplastischem Garn - Google Patents

Description

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Vorliegende Erfindung betrifft eine Aufprallkräusel- und Fixiervorrichtung zum Texturieren von thermoplastischem Garn gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Synthetische thermoplastische Fäden sind unmittelbar nach der Herstellung gerade und glatt. Garne aus « solchen Fäden haben wenig Volumen, und ihre Verwendbarkeit bei der Herstellung von Textilien ist begrenzt.

Um das Volumen und die textlien Eigenschaften von synthetischen Garnen zu vergrößern bzw. zu verbessern ^b0 werden eine Vielzahl von Kräuselverfahren benutzt.

Eine neuere, als Aufprallkräuseln bezeichnete Textunertechnik liefert stark verbesserte Ergebnisse, was die Kräuselqualität betrifft. Das Garn wird dabei mittels eines Strahls eines erhitzten Strömungsmediums konti- ^Μ nuierlich und gleichmäßig gegen eine durchlöcherte Prallplatte geschleudert, auf die das Garn aufprallt, und von der es zurückprallt oder zurückschnellt. Der Aufprall des Garns auf die durchlöcherte Prallplatte kräuselt einzelne Fäden des Garns in axialer Richtung, während das erhitzte Strömungsmedium durch die durchlöcherte Prallplatte strömt Das texturierte Garn bewegt sich ohne Zug und im wesentlichen durch die Rückprallträgheit von der Prallplatte weg und wird zu einer Fixiervorrichtung geführt, wo es erhitzt und anschließend abgekühlt wird, um die Kräuselung vor dem Aufwickeln auf eine Aufwickelspule zu verfestigen bzw. zu fixieren.

Thermoplastisches Garn, das durch das zuvor im Prinzip beschriebene Aufprallkräuseln texturiert wurde, besitzt unter anderem ein außergewöhnliches Dekkungsvermögen und eine hohe Elastizität, wie in der üS-Patentschrift 36 86 848 dargelegt.

Eine Vorrichtung zum Aufprallkräuseln von Garnen ist in der US-Patentschrifi: 36 65 567 beschrieben.

Diese bekannte Konstruktion erfordert, daß das Garn mittels eines Dampfstrahls in Längsrichtung gegen eine durchlöcherte Prallplatte geschleudert wird. Das Garn wird dadurch gekräusek oder texturiert und prallt seitlich frei zurück in ein Auslaßrohr, von dem es in eine Fixiervorrichtung (J-Rohr) hinunterfällt Der Dampf geht in erster Linie durch die durchlöcherte Prallplatte und wird gesammelt; ein Teil des Dampfes strömt aber auch seitlich durch das Auslaßrohr, zusammen mit dem texturierten Garn. Vür den Fall, daß sich das Garn auf der Prallplatte oder in dem Auslaßrohr verwirrt, sind ein Schlitz und ein Paar Klemmrollen vorgesehen, durch die das Garn erfaßt und entwirrt wird.

Zusammenfassend haften folgende Nachteile der aus der US-PS 36 65 567 bekannten Vorrichtung an:

1) Erhebliche Geräusche durch den aus der Kräuselkammer entweichenden Dampf,

2) Hängenbleiben des Garnes an dem Auslaßrohr (49),

3) unkontrolliertes Schwingen der Klappe (54) am Ende des Auslaßrohres (49) zum Abfangen des der Fixiervorrichtung zugeführten Garnes und hierdurch bedingte ungleichmäßige Garnverdichtung (was nach Wärmeverfestigung in der Sammelvorrichtung zu bleibenden Unregelmäßigkeiten im Garn führt) und

4) Verknotungen und Verwirrungen des Garns in der Fixiervorrichtung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erzielte Kräuselung zu vergleichmäßigen und ein Verknoten in der Fixiervorrichtung zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Es zeigt sich, daß mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung (ohne die Benutzung von Klemmwalzen) nicht nur die vorgenannten Nachteile vermieden werden, sondern daß auch überraschenderweise das hierin hergestellte Garn eine hohen; Kräuselbeständigkeit aufweist. Ferner ist das Garn praktisch frei von lockeren Einzelfäden und weist, wie ein Vergleichsversuch mi» der aus der US-PS 36 65 567 bekannten Vorrichtung zeigte, ein beträchtlich höheres Raumgewicht auf, wobei beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Geräuschminderung von 10 Dezibel erreicht wurde.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen

die Fig. 1 eine teilweise Vorderansicht einer Aufprallkräusel- und Fixiervorrichtung, teilweise im Schnitt, die Fig. 2 (a —c) die Ablage des Garns in der

Fixiervorrichtung nach dem Stand der Technik,

die Fig.3 (a-c) die erfindungsgemäße Ablage des Garns in der Fixiervorrichtung,

die F i g. 4 ein Schnitt längs der Schnittlinie 9-9 der Fig. I₁

die F i g. 5 ein Schnitt längs der Schnittlinie 10-10 der F i g. 4 und

die F i g. 6 eine Ansicht des Auslaßrohres von unten zeigt

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird ein vielfädiges synthetisches thermoplastisches Garn (12) von einer Vorratsspule {nicht gezeigt) auf ein erstes Rollenpaar (16, 14) geführt und dann auf ein zweites Rollenpaar (20, 18) geleitet. Die Rollen 16 und 20 können erhitzt werden, und die Rollen 18 und 20 befördern das Garn mit einer is viel größeren Geschwindigkeit als die Rollen 14 und 16, so daß das Garn (12) zwischen den zwei Rollensätzen verstreckt wird

Von der Rolle (18) geht das Garn (12) zu einer Aufprallkräuselvorrichtung (22). Durch ein Regulierventi! (24) und ein T-Stück (26) wird heißer Dampf in die Vorrichtung (22) geleitet Der heiße Dampf e-hitzt dort das Garn und schleudert es gegen eine durchlöcherte Prallplatte (162), um die Garnfasern in axialer Richtung zu kräuseln. Das gekräuselte Garn prallt dann seitlich aus der Kräuselkammer und wird in einer Weise in ein J-Rohr(28)zur Fixierung geführt

Das J-Rohr (28) zur Fixierung umfaßt einen ersten Teil (30) zum Erhitzen und einen weiter unten gelegenen zweiten Teil (32) zum Kühlen. Das texturierte, jo hitzeverfestigte Garn (12) wird dann durch ein Paar Rollen (40, 42) über Umlenkrollen (34, 36, 38) aus der Kühlkammer (32) gezogen und über Rollen (40, 42, 44) zu einer Aufwickelvorrichtung mit einer Spule (46) geführt. Jj

Im einzelnen geht das Garn, ehe es über die Umlenkrollen (34, 36, 38) gezogen wird, über eine Umlenkvorrichtung (48) und durch eine öse (50), wodurch grobe Verwirrungen im Garn aufgelöst werden. Un weiterhin verbleibende Verwirrungen zu entfernen, sind eine Reihe von Spannungsflügeln (52,54, 56,58) vorgesehen. Diese Flügel sind dünne Bleche, die eine solche Form haben, daß sie die Kammer (32) abschließen, und durch Scharniere (60, 62, 64 bzw. 66) drehbar gelagert, so daß sie durch die Schwerkraft entgegen dem Uhrzeigersinn gegen eine gegenüberliegende Wand (68) der Kammer fallen. Wenn das Garn von der öse (50) weiter nach oben läuft, wird es durch die Flügel (52—58) nacheinander leicht geklemmt, was verbliebene Verwirrunge:i im Garn löst. ^r>o

In den F i g. 2a, 2bund 2c ist dargestellt, wie nach dem Stand de» Technik das lexturierte Garn wahllos in einem J-förmigen Fixierrohr (28) abgelegt wird. Hierbei gelangt das Garn (12) wahllos aus der Kräuselkammer in das Aufnahmeende des J-Rohres (28), und bildet 5·> 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 Fig. 2b). Die 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 (72) an der Stelle 76 umkippen oder nach unten fallen, so daß eine obere Schicht (78) des Garns auf eine untere Schicht (80) innerhalb des rohrförmigen Teils (28) fällt. Dementsprechend wird sich das Garn in dem J-Rohr in hin und her verlauf nden, wahllos umgekippten Schichten anhäufen. Dadurch ergeben sich unerwünschte Dichteschwankungen und Verknotungen oder Verwirrungen des Garns.

In den Fig,3 (a—c) ist der Garnaufbau in eine.n J-Rohr entsprechend der Erfindung dargestellt Im einzelnen ist gefunden worden, daß eine Möglichkeit, das Umkippen oder Herabfallen von Garn in der Eintrittszone des J-Rohres (28) zu verringern, darin besteht, den Querschnitt des Rohres klein genug zu machen, um den unteren Teil (82) des entstehenden Garnkegels in dem J-Rohr seitlich zu stützen. Zugleich ist es notwendig, daß der Querschnitt des J-Rohres groß genug ist, damit sich eine genügende Menge Garn im J-Rohr aufstapeln kann, um sicherzustellen, daß sich die Garnmasse infolge der Wirkung der Schwerkraft durch das Rohr bewegt Ein solches gleichmäßiges Absetzen des Garns im J-Rohr (28) erhöht die Gleichmäßigkeit und verringert Knotenbildung oder Verwirren der Fäden eines Garnabschnitts mit denen eines anderen Garnabschnitts, der sich weiter unten in der Bahn des Garns befindet

Es ist weiterhin festgestellt -.forden. daß die Auslegung des J-Rohres, das die vorstehenden Forderungen erfüllen soll, von der Garnstärke abhängt. Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn das J-Rohr eine Querschnittsfläche von etwa 3 bis etwa 6 cm² pro 100 Denier Garntiter aufweist Propylengarne mit 1800 Denier für Bezugsstoffe sind z. B. ganz zufriedenstellend in einem J-Rohr mit einem Innendurchmesser von 9,73 cm, das heißt mit einer inneren Querschnittsfläche von ungefähr 74,2 cm², verarbeitet worden, und ähnliche, aber dünnere Garne mit 900 Denier sind zufriedenstellend in einem J-Rohr mit einem Innendurchmesser von 7,2 cm, das heißt mit einer inneren Querschnittsfläche von 40,6 cm² verarbeiiei würden.

Um ein kontrolliertes axiales Absetzen des Garns (12) im J-Rohr zu erreichen, ist zwischen der Kräuselkammer und dem J-Rohr (28) ein Auslaßrohr (174) vorgesehen (Fig.4), das unmittelbar an die Kräuselkammer angeschlossen ist und ungefähr um 90^J nach unten gebogen ist, so daß sein Austrittsende (176) koaxial mit dem Ende des garnaufnehmenden J-Rohres (28) ist

Das gebogene Auslaßrohr (174), das in F i g. 4 gezeigt ist, dient nicht nur dazu, das Garn richtig in das Eingangsende des J-Rohres zu lenken, sondern auch dazu, das Zurückprallen des Garns von der durchlöcherten Prallplatte der Kräuselkammer zu steuern und das gekräuselte Garn etwas zu verdichten vor der Weiterleitung in die Fixiervorrichtung. Die Art und Weise, wie diese zusätzlichen Funktionen ausgeführt werden, ist in den F i g. 4 — 6 dargestellt.

Die Aufprallkräuselvorrichtung (22) umfaßt ein Garnrohr (140), das durch eine Dampfkammer (142) geht, die aus einem T-Stück (26) gebildet wird und am oberen Ende einer Garndurchgangskammer (150) endet. Die Dampfkammer (142) steht in Verbindung mit der Garndurchgangskammer (150), so daß Dampf von der Kammer nach unten gelangen kann. Das Rohr (140Ϊ wird mittels Streben (152), die an seinem unteren Ende angebracht sind, in einer koaxialen Lage in bezug auf die Garndurchgangskammer (150) gehalten.

Durch die ringförmige Kammer und um die Streben (152) strömt Dampf zu dem Garnausgangsende des Rohres (140), d. h. dem Garneinlaß der Kräuselkammer, wo er das aus den 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 Kräuselkammergehäuse (156) 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, wenn es aus dem Rohr (140) austritt, bis es die Höhe der Gehäuseöffnung (160) in der Seite des Kräuselkammergehäuses (156) erreicht.

Eine durchlöcherte Prallplatte (162), wie z. B. ein Sieb, verschließt die Öffnung des unteren Endes der Bohrung (154) für den Durchgang des ^'arns. während es gleichzeitig dem Dampf gestattet, in Längsrichtung durch die Öffnungen zu strömen.

Die Auslaß- und Verdichtungsvorrichtung (168) umfaßt ein zylindrisches Auslaßrohr (174). el,ιs an seinem Etntrittsende mit dem Kräuselkammergehäuse (156) verbunden ist. Hierbei scrineiuet eine zentrale Längsachse des Auslaßrohres (174) am Eintrittsende die zentrale Längsachse der Bohrung (154) des Kräuselkammergehäuses (156) unter einem rechten Winkel. Das Austrittsende (176) des Auslaßrohres ist m bezug auf das Emtrittsende um ungefähr 90' nach unten gebogen.

Wie speziell in F i g. 5 dargestellt, ist der innere Durchmesser des kreisförmigen Auslaßrohres (174) geringfügig größer als die seitliche Garnauslaßöffnung (177, 178) im Kräuselkammergehäuse (156). Dementsprechend tritt das texturierte Garn, das von der durchlöcherten Prallplatte (162) zurückprallt, in das Auslaßrohr (174) ein. ohne daß es sich durch scharfe Kanten oder Ecken zwischen dem Auslaßrohr (174) und dem Kräuselkammergehäuse (156) verwirrt. Diese glatte Übergangszone bew irkt. daß das texturiertc Garn am Auslaß der Kräuselkamnier möglichst wenig behindert oder zusammengedruckt wird.

Außerdem ist aus F i g. 5 ersichtlich, daß die innere Querschnittsfläche des Auslaßrohres (174) nicht wesentlich größer ist als die der Öffnung für .icn Garnauslaß (178), die unten d-irch die Prallpla"e (162) und oben durch den Bogen (177) begrenzt ist. Dieses Merkmal ist wichtig, da man verhindern möchte, daß sich das Ga-n hin und her krümmt und sich übereinander legt, wenn es sich längs des Auslaßrohres j 174) weiterbeweg!. Das iose. lockere Garn neigt dazu, ungefähr den Umfang und die Form des Garnauslasses (178) anzunehmen, und wenn dieser sehr viel kleiner ist als der Durchsang, in dem sich das Garn weiterbeweg:, dann neigt das Garn dazu, in Längsrichtung zu kippen, was bewirkt, daß das Garn ruckweise austritt, und daß Linregelmäßigkeiten :m Garn entstehen. Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß solche Schwierigkeiten vermieden werden können, wenn die innere Querschnittsfläche des Auslaßrohres (174) im Bereich von eineinhalb- bis zweimal der Fläche des Garnauslasses (178) liegt. Unter dieser Bedingung neigt das Garn wenig dazu, seitlich zu kippen; statt dessen wird es sich in Achsrichtung zusammendrücken, um im wesentlichen den Querschnitt des Auslaßrohres (174) auszufüllen, so daß eine Formänderung der Garnmasse langsam und gleichmäßig erfolgt. Der Bogen von ungefähr 90° im Auslaßrohr (174) stellt einen Widerstand für den Durchgang des texturierten Garns durch das Rohr dar. der das Garn in Achsrichtung verdichtet, wie es schematisch an den Punkten 180, 182 und 184 dargestellt ist. Das Auslaßrohr (174) sollte wenigstens fünfmal so lang sein wie sein Durchmesser, so daß die Verdichtung über eine Zone von nennswerter Länge erfolgen kann.

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Garns in axialer Richtung im Auslaßrohr kann noch weiter erhöht werden, wenn man eine Blattfeder (190) vorsieht, die nahe beim Austrittsende (176) des Auslaßrohres (174) angeordnet ist. Insbesondere kann das Auslaßrohr (174) mit einer länglichen öffnung oder einem Schlitz (188) in dessen Wand versehen sein, um die Einführung der Blattfeder (190) zu gestatten. Die Feder (190) ist auf dem Rohr (174) durch eine Befest',»ungsschelle (192) und eine Feststellschraube (194) befestigt.

Die Blattfeder (190) erstreckt sich im Auslaßrohr (174) im wesentlichen quer über den axialen Durchgang und erleichert die Aufrechterhaliung eines gleichmäßigen Rückdrucks im Auslaßrohr.

Das Auslaßrohr (174) erfüllt gleichzeitig eine weitere Funktion, weil es ermöglicht. Garnfäden, die sich in der durchlöcherten Prallplatte (162) festsetzer, zu befreien Insbesondere bleiben manchmal Garnfäden in den Öffnungen der durchlöcherten Prallplatte (162) hängen oder sitzen darin fest, so daß sie nicht wie gewünscht in das Auslaßrohr zurückprallen. Bei bekannten Vorrichtungen werden Klemmrollen vorgesehen, um eine solche Störung zu beheben. Wenn jedoch das verbesserte Aus'aßrohr verwendet wird, wird nicht nur die Texturierung durch die axiale Verdichtung des Garns erleichert. sondern der Pfropfen des sich fortbewegenden texturierten Garns der sich im Auslaßrohr (174) gebildet hat. dient als Masse, um an den einzelnen Garnfäden, die gelegentlich an der durchlöcherten Prallplatte M62) haften, zu ziehen und um sie zu befreien.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Aufprallkräusel- und Fixiervorrichtung zum Texturieren von thermoplastischem Garn, mit einer Kräuselkammer, die einen Garneinlaß, eine Zuführung für ein erhitztes, das Garn durch die Kräuselkammer beschleunigendes Strömungsmedium, einen mit dem Garneinlaß fluchtenden Auslaß für das Strömungsmedium und eine quer über diesen Auslaß angeordnete gelochte Prallplatte aufweist, ferner mit einem Auslaßrohr zur Aufnahme und Verdichtung des von der Prallplatte zurückprallenden, durch eine seitliche Garnauslaßöffnung der Kräuselkammer austretenden gekräuselten Garns und mit einer sich an das Auslaßrohr anschließenden, in Form eines J-Rohres ausgebildeten Fixiervorrichtung, dadurchgekennzeichnet, daß
   a) das Auslaßrohr (174) einen kreisförmigen Querscnnitt mit einem Innendurchmesser auf- ^2Ö weist, der nur geringfügig großer als die größte Abmessung des Garnauslasses (178) ist,

   b) die innere Querschnittsfiäche des Auslaßrohres (174) eineinhalb- bis etwa zweimal so groß wie die Querschnittsfläche der kleinsten Abmessung des Garnauslasses (178) is·,

   c) das Auslaßrohr (174) in der Nähe seines Austrittsendes (176) mit einer öffnung (188) versehen ist, durch die sich eine Blattfeder (186) zur Unterstützung einer kontinuierlichen Garnverdichu ng in das Auslaßrohr (174) erstreckt,

   d) das Auslaßrohr(174) wer^:"jstens fünfmal so lang wie sein Durchmesser ist.

   e) die Längsachse des Au5-'ißrohres (174) an seinem Eintrittsende in einer Ebene mit — und senkrecht zur Längsachse der Kräuselkammer verläuft und das Auslaßrohr (174) so nach unten gekrümmt ist, daß seine Längsachse am Austrittsende (176) einen rechten Winkel mit seiner Längsachse am Eintrittsende bildet,

   f) das Austrittsende (176) des Auslaßrohres (174) koaxial zum J-förmigen Fixierrohr (28) angeordnet ist und

   g) die innere Querschnittsfiäche im Einlaßteil (30) des Fixierrohres (28) etwa 3 bis 6 cm² pro 100 den Garntiter beträgt.