DE2511872A1

DE2511872A1 - Textilgarntraeger

Info

Publication number: DE2511872A1
Application number: DE19752511872
Authority: DE
Inventors: Rene Grellier
Original assignee: Rhone Poulenc Textile SA
Current assignee: Rhone Poulenc Textile SA
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1975-03-18
Publication date: 1975-11-20
Also published as: CS199581B2; CA1023720A; US4063688A; BE826770A; IT1034400B; GB1497726A; DD117422A5; SU576034A3; CH588999A5; JPS50157634A; LU72060A1; ES435773A1; PL94737B1; BR7501513A; JPS5817107B2; AR207034A1; FR2264754B1; FR2264754A1; NL7501969A

Description

8 Wuncl't.1 Ι,ι biäs-i^-iU&lra

DT 3854

RHONE-POULENC-TEXTILE, Paris, Frankreich
Textilgarnträger

Die Erfindung betrifft einen Träger, der zur Aufnahme eines j Textilgarnes bestimmt ist. Sie betrifft insbesondere eine
Garnträgerhülse zum Aufwickeln eines teilweise verstreckten
thermoplastischen, textlien Garnes mit hoher Geschwindigkeit,

j Mit "teilweise verstrecktem Garn" wird ein Garn bezeichnet, \

dessen molekulare Orientierung nicht vollständig ausgebildet \

ist und das ein verbleibendes Verstreckungsverhältnis aufweist. }

Die Verstreckung wird kontinuierlich oder diskontinuierlich ' bei einer späteren Behandlung beendet.

Es ist bekannt, ein Polyestergarn kontinuierlich beim Spinnen : einer teilweisen Verstreckung zu unterziehen. Das Garn wird ' dabei im halbverstreckten Zustand mit einem restlichen Verstreckungsverhältnis von etwa 1,4 bis 2 aufgewiekelt. Dis Verstreckung mit dem normalen Verhältnis von im v/es entlichen 4
wird z. B. bei einer Texturierbehandlung vollendet.

Beim Aufwickeln des halbverstreckten Garnes mit Tangent ial-an-"ti-ieb der 'Jicklung durch eine Leitwalze, und zwar genauer _o

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gesagt am Anfang der Aufwicklung, tauchen jedoch Probleme auf. Die Leitwalze, deren Aufgabe es ist, die Geschwindigkeit der Wicklung zu bestimmen und dabei ganz oder teilweise das zu deren Antrieb notwendige Moment zu liefern, ist mit zwei Verdickungen versehen, die Anfahrringe darstellen und einen um 0,1 - 1 mm größeren Durchmesser gegenüber der übrigen Leitwalze aufweisen. Diese Ringe sind auf der Leitwalze an Stellen angeordnet, die den Randzonen der Garnträgerhülse entsprechen, und zwar außerhalb des Aufwickelbereiches.

Eine der Aufgaben der Anfahrringe ist,der Aufwickelhülse eine höhere Geschwindigkeit zu erteilen, damit sich das Garn beim Anfahren auf der Hülse und nicht auf der Leitwalze aufwickelt. Die Hülse wird durch geeignete Mittel gehalten, z. B. einen Bügel mit Flanschen, welche die Hülse an ihren beiden Enden festhalten, oder eine Spindel, welche sich durch die Hülse über deren Länge erstreckt und diese antreibt. Die letztgenannte Lösung kann im Falle des Aufwickeins mit hoher Geschwindigkeit, d. h. bei 6.000 - 7.000 m/min, und mehr, angewandt werden.

Das Garn wird durch eine hin- und hergehende Mitnehmervorrichtung längs der Hülse verteilt. Trotz aller Vorkehrungen, die bei der Ausbildung der die Hin- und Herbewegung ausführenden Vorrichtungen getroffen werden, ist die Verteilung des Garnes längs, der Hülse jedoch nicht ganz gleichmäßig. Das Material häuft sich im Bereich der Umkehrpunkte an. In diesen beiden Zonen ist die Garngeschwindigkeit nicht konstant, sondern nimmt zunächst ab, wird gleich Null und steigt dann wieder nach der Richtungsänderung bis zum nominalen Wert an. Die Materialanhäufung an den Umkehrpunkten ergibt Verdickungen oder "Hornansätze". Eine der Aufgaben der Leitwalze ist nun gerade, diese Ansätze niederzudrücken, um eine nahezu geradlinige Manteliinie für die Wicklung zu erhalten. Am Anfang des Aufspulvorganges steht die Hülse mit den Anfahrringen in Berührung, während die Wicklung die Leitwalze nicht berührt. Dis Wicklung wird jedoch größer und bildet an den beiden

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Hubenden die "Hornansätze", die zu einem gegebenen Zeitpunkt j die Leitwalze berühren. Man hat festgestellt, daß eine Berührung i der Wicklungsrandzonen mit der Leitwalze nachteilige Auswirkungen auf das halbverstreckte Garn haben kann. !

a) Auf der Spitze der Ansätze hat das Garn eine größere Geschwindigkeit als die Leitwalze. Dieser Geschwindigkeitsüberschuß, der von den Abmessungen der Leitwalze und der Auf wickel hülse abhängt, kann etwa 1,5 %» d. h. bei einer Aufspulgeschwindigkeit von 3.000 m/min, etwa 45 m/min, betragen und ist

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also nicht unerheblich. Wenn die Ansätze mit der Leitwalze ¹ in Berührung kommen, stellt sich daher ein Schlupf von 45 m/min, ein, der sich auf geringe Längsabschnitte des halbverstreckten Garnes auswirkt.

b) Außerdem wird als Aufwickelhülse häufig eine Kartonhülse verwendet, und es kommt oft vor, daß deren geometrische Ausführung nicht ganz genau ist. Die Hülse kann Fehler aufweisen, wie z. B. Rundlaufabweichungen, die beim Drehen zu Vibrationen und infolgedessen zu Stoßen der Wicklung gegen die Leitwalze führen.

Verwendet man eine solche Hülse, so ist das halbverstreckte Garn ;zum Zeitpunkt der Berührung auf der Höhe der Ansätze den Wirkungen a) und b) ausgesetzt. Es ist an diesen Stellen starken ! Spannungen unterworfen, die dadurch zum Ausdruck kommen, daß ¹ an den Umkehrstellen Garnabschnitte von etwa 1 cm durch Stöße eine Übervers/treckung erfahren. Nach dem Aufwickeln liegt daher ein Garn mit Abschnitten vor, deren Molekülorientierung anders j als im übrigen Garn ist und die bei der endgültigen Verstreckungsbehandlung (z. B. gleichzeitig mit der Texturierung) unterver- | streckte Bereiche ergeben. Diese führen zu Titerschwankungen i und vor allem Färbefehler, die man in der Produktion ganz und j gar zufällig je nach der Qualität der verwendeten Aufwickelhülse antrifft. Dieser Fehler -wird häufig "Spulengrundfehler" genannt. ,

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■Es ist festgestellt worden, daß, wenn die Hülse auf einer durch sie hindurchgehenden Spindel sitzt, sich der Fehler verstärkt wiederholt, und zwar mit einer Periodizität, die einer Hin- und Herbewegung des Fadenführers entspricht, wobei der verstärkte j Fehler an dem am hinteren Teil der Spindel liegenden Umkehrpunkt

■ auftritt (mit "hinterem Teil" wird der Teil der Spindel be-

;zeichnet, der auf der Seite der Befestigung am Spulmaschinenge- I

■ j

stell liegt). Da der vordere Teil der Spindel von der Befestigungsstelle abliegt, weist er eine größere Biegsamkeit auf und kann ;

■ die Spannungen kompensieren. Der hintere Teil der Spindel ist steifer, daher nimmt das Garn die Spannungen auf, und diese i führen zu seiner Deformation.

j Um das Problem des "Spulengrundfehlers" zu lösen, ist versucht worden, am Anfang des Aufwickelvorganges die Druckkraft der Hülse auf die Leitwalze zu verringern. So wurde die übliche Kraft in j der ersten Aufwickelphase von 40 - 50 N um 10 - 20 N reduziert.

!Ein solches Verfahren führt jedoch nur zu einer Verringerung, 'nicht aber zur völligen Beseitigung des Fehlers.

t Die vorliegende Erfindung soll die obigen Nachteile beheben.

;Sie betrifft einen rohrförmigen Träger zum Aufwickeln von textilem Garn, insbesondere für Aufspulmaschinen, mit einer Leitwalze, welche die Wicklung tangential berührt und mit mindestens einem Anfahrring versehen ist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Körpers der Leitwalze ist und der den Garnträger zu Beginn des Aufwickelvorganges durch Reibung antreibt, i und sie zeichnet sich dadurch aus, daß der Träger auf seiner Außen-

' fläche zwei ringförmige Mulden aufweist, welche in den Bereichen¹ liegen, die den Umkehrstellen entsprechen, und eine Tiefe aufweisen, die mindestens gleich der Dickenabmessung des Anfahrringes ■ ist. Diese Mulden sind in dem rohrförmigen Träger oder der Hülse in Form von Rillen oder Nuten ausgebildet. Der Muldengrund kann ; ein flaches oder gekrümmtes Profil aufweisen. Der Übergang vom ' Muldengrund zur Außenfläche des Garnträgers erfolgt ohne scharfe Kante durch Abschrägung,durch eine Hohlkehle oder durch Abrundung.

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Die Breite der Mulden hängt von der Breite der Verdickungen j

der Garnwicklung an den Umkehrstellen ab. Bei einer Hülse mit j üblichen Abmessungen, z. B. mit einem Außendurchmesser von

75 mm, die von einer Leitwalze angetrieben wird, welche An- j

fahrringe besitzt, deren Durchmesser um 0,8 mm über demjenigen des Leitwalzenkörpers liegt, weisen diese Mulden vorteilhafterweise eine Breite von 5 - 15 mm und eine Tiefe von 0,4 - 0,8 mm , auf.

Zu Beginn des Aufwickelvorganges bilden sich die Verdickungen _t

der Garnwicklung oder "Hornansätze"j an den Umkehrstellen im i Bereich der Mulden aus, so daß sie gegenüber dem mittleren Teil ] der Wicklung nicht mehr vorstehen. Der Kontakt zwischen Wicklung und Leitwalze wird daher im wesentlichen auf der gesamten Länge der Wicklung hergestellt. Der Berührungsstoß verteilt sich somit über die gesamte Länge der Wicklung und nicht nur auf deren Ränder. An den Umkehrstellen kommt es nicht mehr zur Deformationj des halbverstreckten Garnes. Die Struktur des Garnes ist über dessen gesamte Länge homogen und die nachfolgende Verstreckung führt nicht mehr zu unterverstreckten Bereichen.

Die Hülse kann zylindrisch oder konisch sein. Sie besteht aus den gewöhnlich für die Herstellung von Aufspulhülsen verwendeten Materialien. Im allgemeinen handelt es sich hierbei um verhältnismäßig weiche und verformbare Materialien, wie Karton oder gewisse Kunststoffe. Wie oben bereits ausgeführt, kommt es oft vor, daß solche Hülsen aus weichen Materialien keine einwandfreien geometrischen Eigenschaften aufweisen und daher zu den schon erwähnten nachteiligen Auswirkungen und Fehlern führen. In diesem Falle spielen die Mulden eine wichtige' Rolle bei der Beseitigung der Fehler, und die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kommen bei solchen Materialien besonders zur Geltung.

Die Hülse kann aber auch aus einem harten Material, wie Metall oder einer Metallegierung bestehen. Diese Hülsen weisen gegenüber don Kartonhülsen verbesserte, geometrische Eigenschaften

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ι ;

I auf. Jedoch ist es vorteilhaft, auch diese mit den erfindungsgemäßen Mulden zu versehen. ^:

Vorteilhafterweise werden die Mulden in der Hülse bei deren '

; t

j Anfertigung angebracht. Im Falle von Kartonhülsen können sie
mit Hilfe eines Rädchens eingedrückt werden. Im Falle von Me-

Itallhülsen kann die gleiche Eindrücktechnik angewandt oder durch; ,Materialabtragung eine Nut angebracht werden. Die Hülse muß ; natürlich eine ausreichende Stärke aufweisen, damit die Mulden

j ihre mechanische Festigkeit nicht nachteilig beeinflussen. |

' Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispiels-

Iweise näher erläutert. ^l

I I

j Fig. 1 und 2 erläutern den Vorgang des Aufwickeins eines Garnes j ¹ j

j auf eine herkömmliche Hülse. j

i '

I Fig. 3 stellt eine erfindungsgemäße Aufwickelhülse dar. j _i Fig. 4 ist eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Hülse.

Fig. 5 veranschaulicht die erste Phase des Aufwickelvorganges
j mit einer erfindungsgemäßen Hülse.

Fig. 6 und 7 stellen Kurven der Titergleichmaßigkeit von Garnen j ■* dar , die einmal durch Aufwickeln auf eine gewöhnliche I Hülse und zum anderen durch Aufwickeln auf eine erfin-

dungsgeniäße Hülse erhalten werden. -

In Fig. 1 sind schematisch eine Leitwalze 1, eine Aufwickelhülse 2, die in Tangentialberührung mit der Leitwalze steht, und ein
Fadenführer 13 dargestellt, der sich hin und her bewegt. Zu Beginn des Aufwickelvorganges wird der Kontakt zwischen der Hülse 2 und d?r Leitwalze 1 durch Anfahrringe 4 und 5 hergestellt. (Die
Dickenabmessung der Ringe 4 und 5 gegenüber dem Walzenkörper 1 · ist stark übertrieben dargestellt, um die Figur anschaulicher
zu gestalten). Dieser Kontakt dauert bis zu dem Augenblick,

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in dem die Garnwicklung 3 einen Durchmesser erreicht, bei dem sie an dem mittleren Teil 10 der Leitwalze zum Anliegen kommt. Der Kontakt zwischen Wicklung und Leitwalze dauert "bis zum Ende des Aufwickelvorganges. Die Berührung zwischen Wicklung und Leitwalze erfolgt zunächst an den "Hornansätzen" 6 und 7, die sich an den Umkehrst eilen ausbilden, wodurch sich die oben angegebenen nachteiligen Auswirkungen und Fehler ergeben.

In Fig. 2 ist eine Spindel 11 dargestellt, auf der die Hülse 2 ι aufgeschoben ist. Die Spindel ist an einem Gestell 12 befestigt. Es wurde festgestellt, daß die Garnfehler verstärkt auf den Abschnitten auftreten, die an dem hinteren Umkehrpunkt AR liegen, an dem die Nachgiebigkeit der Spindel geringer ist als am vor- ; deren Umkehrpunkt AV.

; Die Fig. 3 stellt eine erfindungsgemäße Kartonhülse 20 dar, wel- ; ehe mit zwei, an den Umkehrstellen ausgebildeten Mulden 8 versehen ist. Diese Mulden werden durch zwei Ringnuten gebildet, deren Grund ein gekrümmtes Profil aufweist und die bei der Herstellung in die Hülse durch Rändeln eingedrückt werden.

Bei einer üblichen Hülse mit einem Außendurchmesser von 75 mm, welche von einer Leitwalze mit 160 mm Durchmesser angetrieben ι wird, die mit Anfahrringen von 16O,8 mm Durchmesser versehen ; ist, liegt die Tiefe ρ der Nuten 8 vorteilhafterweise zwischen 0,4 und 0,8 mm und die Breite 1 zwischen 5 und 15 mm. Im allgemeinen genügt eine Breite zwischen 5 und 10 mm.

Die Fig. 4 ist die Teilansicht einer erfindungsgemäßen Hülse 20, j welche mit Nuten 8 mit flachem Grund versehen ist, die in die Außenfläche der Hülse einerseits durch eine Abschrägung 14 und andererseits durch eine Hohlkehle 15 übergehen.

Die Fig. 5 zeigt die Hülse nach Fig. 3 beim Aufwickelvorgang. Die Wicklung 3 hat bereits einen solchen Durchmesser erreicht, diß sio mit dom mittleren Teil 10 der Leitvralze 1 in Berührung kommt, wodurch der Kontakt der Ringe 4 und 5 mit der Hülse 20 • ""■■""_ 8 —

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i - 8 - j

unterbrochen wird. Die Verdickungen der Garnwicklung 6 und 7
("Hornansätze").werden in den Nuten 8 ausgebildet, so daß sie j gegenüber dem mittleren Teil der Wicklung 3 zurückversetzt sind, j Der Kontakt zwischen Wicklung und Leitwalze wird somit durch ! den größten Teil der Wicklung und nicht mehr nur durch die Ansätze 6 und 7 hergestellt. Eine Beschädigung des Garnes findet
nicht mehr statt.

Es wurden vergleichende Versuche zwischen gewöhnlichen Garn-'trägern und erfindungsgemäßen Garnträgern, wie in den Fig. 3-5
dargestellt, durchgeführt. Diese Versuche sind in den nachstehenden Beispielen wiedergegeben, die die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausgestaltung erläutern.
i

!Beispiel 1

Auf einer üblichen Aufwickelvorrichtung der in Fig. 1 darge- j !Stellten Art wird ein halbverstrecktes Polyestergarn von j 167 dtex/30 Enden auf eine gewöhnliche Kartonhülse aufgewickelt.
Es wird unter folgenden Bedingungen gearbeitet: I

i I

^:- Wickelgeschwindigkeit 3.600 m/min. \

- restliches Verstreckungsverhältnis 1,6

;- Durchmesser D₀ der Leitwalze 160 mm '

- Durchmesser D. der Anfahrringe 160,8 mm ■ |- Außendurchmesser D, der Hülse 75 mm

ι ■■■-. D . j

I- Anpreßkraft der Hülse an der Leitwalze 30 N ^;

; ι

Auf dem Uster-Gleichmäßigkeitsprüfgerät wird die Gleichmäßigkeit
eines Abschnitts des sogenannten "Spulengrund"-Garnes überprüft,
d. h. eines aus den ersten Wicklungsschichten stammenden Garnes, ^; während die Hülse mit der Leitwalze durch deren Anfahrringe in
Berührung steht. Das aufgezeichnete Diagramm ist in Fig. 6 j in natürlichem Maßstab wiedergegeben.

Anhand dieses Diagrammes kann festgestellt v/erden, daß das Garn ; deutliche periodisch wiederkehrende Fehler aufweist. Die Laufgeschwindigkeit des Garnes im Gleichmäßigkeitsprüfgerät beträgt

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100 m/min., die Papierabwickelgeschwindigkeit 0,10 m/min., 1 cm auf dem Diagramm stellt somit 10 m Garn dar, und der verwendete Meßbereich beträgt 12,5 % (der maximale Meßbereich entspricht einer Abweichung vom mittleren Titer von 12,5 50. Man zählt auf dem Diagramm etwa 30 Fehler pro 10 cm, ä. h. das Garn weist 30 Fehler pro 100 m auf. Die mittlere Periodizität der Fehler beträgt daher etwa 3,30 m. Man stellt fest, daß es sich hierbei um Garnabschnitte handelt, deren Titer um mindestens 12,5 % unter dem mittleren Titer liegt. Die Abweichung kann auf etwa 15 % geschätzt werden (die Meßbereichsgrenze wird überschritten). Diese Abschnitte mit geringerem Titer entsprechen den überverstreckten Abschnitten, welche an den Urakehrpunkten liegen und durch die oben beschriebenen Schlupf- und Stoßerscheinungen hervorgerufen werden.

Beispiel 2

I In der bei dem Versuch 1 verwendeten Hülse werden zwei Ringnuten j von 10 mm Breite und 0,6 mm Tiefe an den Umkehrpunkten ausgebildet (vgl. Fig. 3-5). Diese Hülse wird in der gleichen Aufwickelstellung wie bei dem Versuch 1 montiert, und das gleiche Garn wird unter gleichen Arbeitsbedingungen aufgewickelt]

In der gleichen Weise wie bei Versuch 1 wird ein " Spulengrund¹¹ Garnabschnitt auf dem Uster-Gleichmäßigkeitsprüfgerät unter- j sucht. Man erhält das in Fig. 7 wiedergegebene Diagramm. Wie man feststellen kann, sind die Fehler gänzlich verschwunden.

Beispiel 3

Es werden 30 Wicklungen auf erfindungsgemäßen Hülsen hergestellt. Im Gleichmäßigkeitsprüfgerät wird das "Spulengrund"-Garn dieser \ 30 Wicklungen geprüft. Man stellt keinen Fehler fest, während i bei Verwendung von gewöhnlichen Hülsen im Durchschnitt eine > von 7 bis 8 Wicklungen den "Spulengrund"-Fehler aufweist.

Β ^i st)! el h

Das Garn der obigen 30 ^T,ficklungen wurde gefärbt und verstrickt. In der Strickware \nirde kein Färbefehler festgestellt, während c!r,3 auf üblichen Gar.rbrägern aufgewickelte Garn Fehler in For:n

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,von überfärbten Stellen aufweist.

!Diese Versuche zeigen deutlich den Vorteil eines erfindungsgemäßen Garnträgers, mit dessen Hilfe der "Spulengrund"-Fehler und infolgedessen die durch diesen Fehler verursachten Garnabfälle vermieden werden können.

Obwohl sich die Erfindung besonders für das Aufwickeln von halbverstrecktem Garn eignet, kann sie jedoch auch für das Auf- · wickeln von Garnen aller Typen, Arten und Titer verwendet werden.

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Claims

- 11 Patentansprüche

Rohrförmiger Träger zum Aufwickeln von Textilgarn, insbesondere für eine Aufspulmaschine, mit einer Leitwalze, die in Tangentialberührung mit der Wicklung steht und mit mindestens einem Anfahrring versehen ist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Körpers der Leitwalze ist und der den Garnträger zu Beginn des Aufwickelvorganges durch Reibung antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Garnträger (20) auf seiner Außenfläche zwei ringförmige Mulden (8) aufweist, die an den Stellen ausgebildet sind, welche den Umkehrpunkten der Wicklung entsprechen, und daß diese Mulden (8) eine Tiefe aufweisen, die mindestens gleich der Dickenabmessung der Anfahrringe (4, j?) ist.
2. Garnträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Mulden (8) zwischen 5 und 15 mm und deren Tiefe zwischen 0,4 und 0,8 mm liegt.
3. Garnträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mulde durch eine Ringnut (8) mit flachem Grund

. gebildet ist.
4. Garnträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mulde durch eine Ringnut (8) mit gekrümmtem, konkavem Grund gebildet ist.
5. Garnträger nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom Grund der Ringnuten (8) zur Außenfläche der Hülse (20) ohne scharfe Kante erfolgt.

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