DE2461447C3 - Aufprallkräusel- und Fixiervorrichtung zum Texturieren von thermoplastischem Garn - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Aufprallkräusel- und Fixiervorrichtung /um Texturieren von thcrmopla slischem Garn gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Synthetische thermoplastische Fäden sind im mittel bar 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 lextilcn f.igenschaftcn von synthetischen Garnen zu vergrößern bzw. /u verbessern werden eine Vielzahl von Kräusclverfahrcn benutzt.

Eine neuere, als Aufprallkfäuseln bezeichiicic Textil* riertcchhik liefert stark verbesserte Ergebnisse, Was die Kräuselcjualilät bclriffl. Das Garri Wird dabei mittels eines Strahls eines erhil 'ten Strömungsmediums kontinuierlich 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 dus 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 tex'.uriert wurde, besitzt unter anderem ein außergewöhnliches Dekkungsvermögen und eine hohe Elastizität, wie in der US-Patentschrift 36 86 848 dargelegt.

Eine Vorrichtung zum Aufprallkräuseln von Garnen ist in der US-Patentschrift 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 gekräuselt oder texturiert und prallt seitlich frei zurück in ein Auslaßrohr, von dem es in eine Fixiervorrichtung (J-Rohr) hinunierfällt. Der Dampf geht in erster Linie durch die durchlöcherte Prallplatte und wird gesammelt; ein Teil des Dampfes strömt aber auch seillich durch das Auslaßrohr. /jsammen mit dem texturierten Garn. Fur den Fall, daß sich das Garn auf der Prallplatte oder in dem Ausljßrohr verwirrt, sind ein Schiit/ und ein Paar Klcmmrollen vorgesehen, durch die das Garn erfaßt und entwirrt wird.

Zusammenfassend haften folgende Nachteile der aus der USPS 36 65 567 bekannten Vorrichtung an:

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

2) 1 längenbleiben des Garnes an dem AusLißrohr (49).

3) unkontrolliertes Schwingen der Klappe (54) am F.nde des Auslatiruhrcs (49) /um Abfangen des der Γ ixiervorrichlung /ugeiuhrien Garnes und hier durch bedingte ungleichmäßige Garnverdichtung (was n.ich Wärnieverfestigi'Tig in der Sammelvorrichtung /u bleibenden Unregelmäßigkeiten im Garn lührt) und

4) Verknotungen und Verwirrungen des Garns in der Fmcrvorru hiiing.

Der f rfindung hegt nun die Aufgabe zugrunde, die mil einer Vorrichtung der eingangs genannten Art cr/icllc Kräuselung zu vergleichmäßigen und cm Verknoten in der ( mervomchtunjj /υ verhindern

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelost Ls /cig! sich. daU mil der Vorrichtung gemäß der I rfindung (ohne du.· Hemii/ung von Klcmmw.il/en) nicht nur die vorgenannten Nachteile vermieden werden, sondern daß ,iiiih überraschenderweise das hierin hergestellte Garn eine höhere Kräuselbeslandigkeit .iufweist. lerner ist das Garn praktisch frei von Im keren I in/elfäden und weist, wie ein Vcrgleuhsversiich 'im der .ms der IIS PS 3665 567 bekannten Vorrichtung /eiglc. ein beträchtlich höheres Kaiimgcwichl auf. wobei beim Hetncb der crfindurigsgemäßen Vorrichtung eine Gcräuschminde· rung von iO Dezibel erreicht wurde;

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

die Fig. I eine teilweise Vorderansicht einer AtifpriiHkriiUSei-Und Fixiervorrichtung, teilweise im «Schnitt, die I-ig 2 (n-ej 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 Fig.4 ein Schnitt längs der Schnittlinie 9-9 der Fig. 1,

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

die Fig.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 viel größeren Geschwindigkeit als die Rollen 14 und 16, so daß das Garn (12) zwischen den zwei Roilensätzen verstreckt wird.

Von der Rolle (18) geht das (jarn (12) /u einer Aufprallkräuselvorrichtung (22). Dua-h ein Reguherven tii (24) und ein T-Stuck (26) wird heißer Dampf >n die Vorrichtung (22) geleitet. Der heiße Dampt erhitzt 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 Krauselkammer und wird in einer Weise in ein J-Rohr (28) /ur Fixierung geführt.

Das J Rohr (28) /ur Fixierung umfaßt einen ersten Teil (JO) /um Erhitzen und einen weiter unter, gelegenen zweiten Teil (32) /um Kühlen. Das texiurierie. hil/everfesligte Garn (12) wird dann durch ein Paar Rollen (40, 42) über I Imlenkrollen (34, 36, 38) aus der Kühlkammer (32) gezogen und über Rollen (40, 42, 44) zu einer Aufwickelvorrichtung mit einer Spule (46) gefuhrt.

Im einzelnen geht das Garn, ehe es über die IImlenkrollen (34, 36, 38) ge/ogen wird, über eine Umlenkvorrichtung (48) und durch eine öse (50). wodurch grobe Verwirrungen im Garn aufgelost werden. Lm weiterhin verbleibende Verwirrungen /u entfernen, sind eine Reihe von Spannungsflugeln (52, 54, 56, 58) vorgesehen. Diese Flügel sind dünne Bleche, die eine solche Form haben, daß sie die K.immer (32) abschließen, und durch Scharniere (60, 62, 64 b/w. 66) drehbar gelagert, so daß sie durch die Schwerkraft entgegen dem Uhrzeigersinn gegen eine gegenüberlie geiule Wand (68) der Kammer fallen. Wenn das Garn von der Öse (50) weiter nach oben lauft, wird es durch die I Itigel (52 — 58) nacheinander leicht geklemmt, was verbliebene Verwirrungen im Garn löst.

In den I ι g. 2a. 2bund 2c ist dargestellt, wie nach dem Stand der Technik das texturierte Garn wahllos in einem J (ormigcn Fixierrohr (28) abgelegt wird Hierbei gelangt das Garn (12) wahllos aus der Kräuselkammer in das Auliiahnieende des J Rohres (28). und bildet einen kleinen lliigcl 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 I ι g. 2b). Die senkrechten Wände des J Rohres haben einen nennenswerten Abstand von der Spitze des Gipfels (72), und bei wciierer Zuführung von Garn ϊrl das J^Rohr wird der Ungcstiitztc 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) falls, Dementsprechend wird sich das Garn in dem J-Rohr in hin lind her vefliiti/efiden, 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 einem J-Rohr entsprechend der Erfindung dargestellt. Im ■i 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

ίο 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 Jie 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 Garnabs .hnitts, der sich weiter unten in der Bahn de·.

»o Garns befindet.

Fs ist weiterhin festgestellt w -rden daß die Auslegung des J-Rohres. das die vorstehenden Forderungen erfüllen soll, von der Garnstärke abhangt. Diebe sten Ergebnisse werden erhalten, wenn das J-Rohr

j, eine f>uerschnittsfläche von etwa 3 bis etwa bcm·' pro 100 Denier Garntiter aufweist. Propylengarne mit 1800 Denier für Bezugsstoffe sind z. B. ganz zufrieden stellend in einem J-Rohr mit einem Innendurchmesser von 9,7 3 cm, das heißt mit einer inneren Ouerschniusfla-

ici ehe von ungefähr 74,2 cm·', verarbeitet worden, und ähnliche, aber dünnere Garne mit 900 Denier sind zufriedenstellend in einem J-Kchr mit einem Innendurchmesser von 7.2 cm, das heißt mit einer inneren Querschnittsfläche von 40.6 cm-' verarbeitet worden.

Γι Um ein kontrollierte·, axiales Absetzen des Garns (12) im J Rohr /u erreichen, ist /wischen der Krauselkammcr und dem J-Rohr (28) ein Auslaßrohr (174) vorgesehen (Fig. 4). das unmittelbar a.> die Krauselkammer angeschlossen ist und ungefähr um 90 nach

41» unten gebogen ist. so daß sein Austrittsende (176) koaxial mit dem F^nde des garnaufnehmendeii J Rohres (28) ist.

Das gebogene Auslaßrohr (174). das in J-Ί g. 4 gezeigt ist. dient nicht nur dazu, das Garn richtig in das

ι· Finganasende des J Rohres zu lenken, sondern auch dazu, d.is Zurückprallen des Gums von der durchlöcherten Prallplatte der Kräuselkammer zu steuern und das gekräuselte Garn etwas /ii verdichten vor der Weiterleitung in die Fixiervorrichtung Die Art und

-,ο Weise, wie diese /usät/liehen Funktionen ausgeführt werden, ist in den Fi g. 4 - 6 dargestellt.

Die Aufprallkräuselvorrichtung (22) umfaßt ein Gi-nrohr (140). das durch eine Dampfkammer (142) geht, die aus einem T-Stück (2h) gebildet wird und am

Ίΐ oberen FndeeimrCiamdurehgangskaminert^Ojendet Die Dampfkammer (142) steht in Verbindung mit i'er Garndiirchgapgskammcr (150). so daß Dampf von der Kammer nach unten gelangen kann. Das Rohr (140) wird mittels Stuben (152). die an seinem unteren Ende

wi angebracht sind, in einer koaxialen Lage in bezug auf die Garndtirchgangskammer( 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.

M wo er das aus deiii Roh*' (140) austretende Garn (12) erfaßt und in Längsrichtung durch die Garhdurchgangskamnier (150) schleudert. Wie ersichtlich ist, erstreckt sich die Garndtirchgangskammer (I5Ö) über das unlere

Ende des Rohres (140) liiftäUS und setzt sieh als Bohrung (154) in einem Kräuselkammcrgchäusc (156) fort. Der Durchmesser der Bohrung (154) isl der gleiche wie der innere Durchmesser der Garndurchgangskammcr (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 Kräusclkammergchäuscs (156) erreicht.

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

Die Auslaß- und Verdichtungsvorrichtung (168) umfaßt ein zylindrisches Ausla0rohr(174).das an seinem Eintritlsende mit dem Kräusclkammergehäuse (156) verbunden ist. Hierbei schneidet eine zentrale Längs achse des Auslaßrohres (174) am F.inlrillsende die zentrale Längsachse der Bohrung (154) des Kräuselkammergehäuscs (156) unter einem rechten Winkel. Das Austrittsende (176) des Auslaßrohres ist in bezug auf das Eintrittsende um ungefähr 90" nach unten gebogen.

Wie speziell in Fig. 5 dargestellt, isl 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 bewirkt, daß das texturierte Garn am Auslaß der Kräuselkammer möglichst wenig behindert oder zusammengedrückt wird.

Außerdem ist aus Fig. 5 ersichtlich, daß die innere Querschnittsfläche des Auslaßrohres (174) nicht wesentlich größer ist als die der öffnung für den Garnauslaß (178). die unten durch die Prallplatte (162) und oben durch den Bogen (177) begrenzt ist. Dieses Merkmal ist wichtig, da man verhindern möchte, daß sich das Garn hin und her krümmt und sich übereinander legt, wenn es sich längs des Ausiauronres (174) weiterbewegt. Das lose, lockere Garn neigt dazu, ungefähr den Umfang und die Form des Garnauslasses (178) anzunehmen, und wenn dieser sehr viel kleiner ist als der Durchgang, in dem 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 Querschnittsflächc des Auslaßrohres (174) im Bereich von eineinhalb- bis zweimal der Fläche des Gafnaüslasscs (178) liegt. Unter dieser Bedingung ncigl das Garn wenig dazu, seitlich zu kippen; statt dessen wird es sich in Achsrichtung zusammendrücken, um im wesentlichen den Querschnitt des Äüslaßfolifcs (174) auszufüllen, so daß eine Formänderung der Garnmasse langsam und gleichmä-

In Big erfolgt. Der Bogen Von Ungefähr 90" im Äuslaßrohr (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 isl. Das Auslaßrohr

(174) sollte wenigstens fünfmal so lang sein wie sein Durchmesser, so daß die Verdichtung über eine Zone von nennswertcr Länge erfolgen kann.

Diese vorteilhafte Kompression des texturierten Garns in axialer Richtung im Auslaßrohr kann noch weiter erhöht werden, wenn man eine Blattfeder (190) vorsieht, die nahe beim Austrittsendc (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 Befestigungsschelle (192) und eine Feststellschraube (194) befestigt.

Die Blattfeder (190) erstreckt sich im Auslaßrohr

JO (174) im wesentlichen quer über den axialen Durchgang und erlcichert die Aufrechlerhaltung eines gleichmäßigen Rückdrucks im Auslaßrohr.

Das Auslaßrohr (174) erfüllt gleichzeitig eine weitere Funktion, weil es ermöglicht, Garnfäden, die sich in der

J5 durchlöcherten Prallplatte (162) festsetzen, 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 Vorrich-

Ί0 tungen werden Klemmrollen vorgesehen, um eine solche Störung zu beheben. Wenn jedoch das verbesserte Auslaßrohr verwendet wird, wird nicht nur die Texturierung durch die axiaie Veruiciiiuiig ucs Garns erleichert. sondern der Pfropfen des sich

•45 fortbewegenden texturierten Garns der sich im Auslaßrohr (174) gebildet hat, dient als Masse, um an den einzelnen Garnfäden, die gelegentlich an der durchlöcherten Prallplatte (162) 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 Kxäuselkamrner 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 -i und mit einer sich an das Auslaßrohr anschließenden, in Form eines J-Rohres ausgebildeten Fixiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß
   a) das Auslaßrohr (174) einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Innendurchmesser auf- ^o weist, der nur geringfügig größer ais die größte Abmessung des Garnauslasses (178) ist,

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

   c) das Auslaßrohr (174) in der Nahe seines Ausintisendes (176) mit einer öffnung (188) versehen ist, durch die sich eine Blattfeder (186) zur Unterstützung einer kontinuierlichen Garn- «> verd htung in das Auslaßrohr (174) erstreckt,

   d) das Auslaßrohr (174) wenigstens fünfmal so lang wie stin Durchmesser ist,

   e) die Längsachse des A ,'slaßrohres (174) an seinem Eintrittsende in einer Kbene mit — und '' senkrecht /ur Längsachse der Kräuselkammer verläuft und das Auslaßrohr (174) so nach unten gekrümmt ist. daß seine Längsachse am Austrittsende (176) einen rechten Winkel mil seiner Längsachse am Fintriitsende bildet. '"

   f) das Ausinttsende (176) des Auslaßrohres (174) koaxial /um J-fömiigcn Fixierrohr (28) angeordnet ist und

   g) die innere Querschnittsfläche im Hinlaß'.eil (30) des Fixierrohres (28) etwa 3 bis 6cm^; pro 100 ■*'· den Ciarntitcr belrägl.