DE2515389A1

DE2515389A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der drehzahldichte bei der kraeuselung von faeden oder fadenbuendeln aus thermoplastischem material

Info

Publication number: DE2515389A1
Application number: DE19752515389
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Greenwood; Philipp Lanz
Original assignee: Heberlein and Co AG
Current assignee: Heberlein and Co AG
Priority date: 1974-05-22
Filing date: 1975-04-09
Publication date: 1975-12-11
Also published as: GB1466228A; CH571589B5; FR2272202B3; JPS50160546A; FR2272202A1; IT1035686B; CH701374A4; US3955349A

Description

Holzhaus*? ;■

Heberlein & Co. AG 9630 Wattwil

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Drehzahldichte bei der Kräuselung von Fäden oder Fadenbündeln aus thermoplastischem Material

Bei bekannten Verfahren zur Kräuselung von thermoplastischen Fäden oder Fadenbündeln wird der Faden durch Falschdrallen vorübergehend hochgedreht und ih diesem Zustande durch Wärme fixiert. Die Falschdrallung kann hierbei entweder mittels eines formschlüssigen Drallgebers oder eines Friktionsdrallgebers erfolgen. Die Praxis hat gezeigt, dass mit den formschlüssigen Drallgebern nur begrenzte Produktionsgeschwindigkeiten erreichbar sind und dass eine wesentliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit wahrscheinlich nur mit einem Friktionsdrallgeber möglich ist. Letzterer hat aber den Nachteil, dass er es nicht ermöglicht, die Drehungsdichte der Fäden genau festzulegen und auf längere Zeit stabil zu halten. Der hauptsächliche Grund dafür liegt darin, dass beim Friktionsdrallgeber die Drallerteilung stark vom Reibungskoeffizienten zwischen Faden und Drallgeber abhängt und dass dieser sich durch Verschmutzung und andere Faktoren leicht ändern kann.

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Es,ist der Zweck der gegenwärtigen Erfindung diesen Nachteil des Friktionsdrallgebers durch ein Drehungskontrollsystems zu beseitigen und es dadurch zu ermöglichen, dass auch beim Friktipnsdrallgeber die Drehungsdichte genau festgelegt und auf unbegrenzte Zeit stabil gehalten werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Regelung der Drehzahldichte bei der Kräuselung von Fäden oder Fadenbündeln aus thermoplastischem Material durch Erteilung einer vorübergehenden Drehung und Hitzefixierung im gedrehten Zustand, wobei zwei Fäden bzw. Fadenhälften miteinander verzwirnt und wieder getrennt werden und der Zwirn im Bereiche des Trennpunktes mittels eines Friktionsdrallgebers kontinuierlich angetrieben wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Lage des Trennpunktes auf der verlängerten Zwirnachse laufend abgefühlt und in direkter Abhängigkeit von der Trennpunktlage die Zwirndrehungsdichte durch Anpassung des Umschlin— gungswinkel (<=< ) unter welchen der Zwirn über den Friktionsdrallgeber geführt wird und/oder der Fadenspannung reguliert wird.

Das Drehungskontrollsystem gemäss der Erfindung erfordert, dass zwei Fäden zusammen verzwirnt und durch eine Trennvorrichtung wieder getrennt werden. Es ist allerdings unter gewissen Voraussetzungen auch möglich, nur einen Faden zu verwenden und diesen während des Verfahrens längsweise in zwei Hälften zu spalten diese zu verzwirnen und wieder zertrennen. Auch steht

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es frei, die beiden Fäden oder Fadenhälften nach Verlassen der Trennvorrichtung entweder auf zwei separate Spulen aufzuwickeln oder sie zusammen aufzuwickeln und als einen Faden ■ weiterzuverarbeiten. Versuche haben gezeigt, dass zwei Fäden, vorausgesetzt, dass sie vor dem verzwirnen keine oder nur wenig Drehung hatten, nach der gemeinsamen Aufwickelung auf einer Spule von einem einfachen Faden gleichen Titers praktisch nicht zu unterscheiden sind.

Bei der vorgeschlagenen Serienschaltung eines Friktionsdrallgebers und einer Trennvorrichtung hängt die Drehung in der Verfahrenszone d.h. zwischen Fadenvereinigungspunkt und Drallgeber nur vom Friktionsdrallgeber ab. Solange letzterer dem Faden die gewünschte Drehung erteilt, verlässt der Faden den Drallgeber in ungedrehtem Zustand, d.h. der Trennpunkt liegt beim Drallgeber und die Trennvorrichtung erfüllt keinen Zweck. Um diesen Zustand zu erreichen ist es notwendig, dass man den Fäden vor Anlauf der Maschine, z.B. mittels eines Zwirnmotors, jene Anzahl von Vordrehungen erteilt, die in der Verfahrenszone die gewünschte¹Drehungsdichte ergibt.

Sobald aber der Friktionsdrallgeber dem Zwirn eine Drehungsdichte erteilt, die von der gewünschten, d.h. durch die Vordrehung bestimmten Drehungsdichte abweicht, entstehen in der Trennzone, d.h. zwischen dem Drallgeber und dem Trennpunkt Drehungen und zwar in solcher Weise, dass auch bei kleinen Abweichungen der Drehungsdichte in der Verfahrenszone, eine

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sehr hohe Drehungsdichte in der Trennzone entsteht, weil letztereT viel kurzer als die Verfahrenszone ist. Ist die Drehungsdichte in der Verfahrenszone gegenüber den gewünschten Wert zu hoch, dann verläuft die-Drehung in der Trennzone in umgekehrter Richtung. Ist sie zu niedrig, so verläuft letztere in der gleichen Richtung. In beiden Fällen treten aber sehr bald Trennungsschwierigkeiten auf. Dieses Problem wird aus folgendem zahlenmässigen Beispiel klar:

Die Länge der Verfahrenszone sei 2m und die Länge der Trennzone sei.10cm. Die gewünschte Drehungsdichte in der Verfahrenszone sei 2500 Drehungen pro Meter. Um letztere zu erzielen, wird den beiden Fäden eine Zwirndrehung von 2x2 500 = 5000 Drehungen erteilt. Fällt nun z.B. die Drehungsdichte in der Verfahrenszone um 5% ab, d.h. um 125 Drehungen pro Meter, so ist damit die Gesammtzahl der Drehungen in der Verfahrenszone um 250 Drehungen gesunken und diese Drehungen befinden sich in der Trennzone, die nur 10 cm lang ist. Die Drehungsdichte in" der Trennzone beträgt daher mindestens 2500 Drehungen pro Meter. Tatsächlich ist sie aber wesentlich höher, da diese Drehungen zwischen dem Drallgeber und dem Trennpunkt liegen müssen und letzterer weniger als 10 cm von der Spindel entfernt ist. Die Praxis hat weiter gezeigt, dass die Drehungsdichte des Zwirns bei Verwendung eines Friktionsdrallgebers häufig schwankt was ein Hin- und Herwandern des Trennpunktes in der verlängerten Zwirnachse um einige Zer.v ".meter bewirkt. Die vorliegende Erfindung nützt diese Feststellung aus, um die Drehungsdichte in der Verfahrenszone zu überwachen und bei

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etwaigen Abweichungen die nötigen Korrekturen vorzunehmen.

Die Erfindung kann in verschiedenen Formen verwiklicht werden und zwei Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Gesammtanordnung zur Durchführung des Verfahrens in der Vorderansicht.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht des Friktionsdrallgebers in vergrössertem Masstab.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Regelvorrichtung.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Regelvorrichtung.

Gemäss Fig. 1 werden zwei Fäden 3 und 4 durch die Lieferwalze 6 von den Spulen 1 und 2 abgezogen und laufen durch den Fadenführer 5 über die Lieferwalzen 6 in die Verfahrenszone 7. Letztere enthält die Heiz- und Kühlzone und ist hier verkürzt gezeigt. Nahe dem Ende der Verfahrenszone 7 befindet sich ein feststehender Fadenführer 27. Der Zwirn 3 und 4 läuft nacheinander durch diesen, durch den Friktionsdrallgeber 8, durch den beweglichen Fadenführer 9 und wird dann durch die Trennrollen 13 und 14 getrennt. Der Trennpunkt liegt zwischen dem Faden-, führer 9 und den Trennrollen 13 und 14 und hängt von der Drehungszahl in der Trennzone ab. Nach verlassen der Trennrollen 13 und 14 können die Fäden 3 und 4 entweder im Fadenführer 28 zu einem einfachen Garn vereinigt werden oder separat

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als 3' und 4'aufgewickelt werden. In beiden Fällen werden die Fäden bzw. das Garn durch die Abzugswalzen 15 weiterbefördert. Am Trennpunkt und zwischen den Fäden 3 und 4 befindet sich der Trennpunktfühler 10, der auf dem Hebel 11 befestigt ist. Letzterer ist auf der Achse 12 drehbar gelagert.

Fig. 2 zeigt den Friktionsdrallgeber 8 in Form eines zylindrischen Rings und die im benachbarten Fadenführer 27 und 9. Aus der Figur ist ersichtlich, wie der Umschlingungswinkel durch vertikale Bewegung des beweglichen Fadenführers 9 beeinflusst wird. Ein Hebung des Fadenführers 9 vergrössert den Umschlingungswinkel und erhöht dadurch die Drehungsdichte in der Verfahrenszone.

Bei der Regelvorrichtung gemäss Fig. 3 ist der Trennpunktfühler 10 an dem um die Achse 12 schwenkbaren Hebel 11 befestigt und letzterer ist durch eine starke unelastische Schnur 21 mit der Drehscheibe 16 verbunden. Die Schnur 21 ist um die Drehscheibe 16 gewickelt und an dieser befestigt. Eine schwache Torsionsfeder 30 wirkt auf die Drehscheibe 16 in der Weise, dass die Schnur 21 unter leichter Spannung gehalten wird und dadurch den Veränderungen der Lage des Trennpunktes leicht folgen kann. Die Drehscheibe 16 ist an einem Ende der Welle 17 befestigt, die mit einem Schraubengewinde versehen ist. In letzteres greift das Zahnrad 18 ein, das somit mit Welle 17 ein Schneckengetriebe darstellt. Das Zahnrad 18 ist auf der Welle 20 gelagert und mit dieser fest verbunden. An der Welle 20 ist der

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Hebel 19 befestigt, der den beweglichen Fadenführer 9 trägt.

Bei der Verwendung dieser Regelvorrichtung ist es notwendig, ein Friktionsdrallgeber-8 zu verwenden, der bei einer mittleren Lage des Fadenführers 9 und einem mittleren Reibungskoeffizienten zwischen Drallgeber und den Fäden den letztern ungefähr die gewünschte Drehungsdichte erteilen kann. Vor Anlauf der Maschine wird den beiden Fäden eine Zwirndrehung erteilt, die etwas geringer ist, als es die gewünschte Fadendrehungsdichte erfordert. Will man z.B. bei einer 2m langen Verfahrenszone dem Garn eine Drehungsdichte von 2 500 Drehungen pro Meter erteilen, so erteilt man den beiden Fäden nicht 5000 Zwirndrehungen sondern nur 4800. Verläuft die gewünschte Drehung in der S-Richtung so bedeutet dies, dass bei richtigem Funktionieren des Friktionsdrallgebers 8, die Drehungsdichte in der Verfahrenszone 2500 Drehungen pro Meter beträgt und dass sich in der Trennzone 200 Z-Drehungen befinden. Dies bedeutet weiter, dass der Trennpunkt sich nicht beim Fadenführer 9 sondern ungefähr in der Mitte der Trennzone befindet. Bei Anstieg der S-Drehungen in der Verfahrenszone steigen dann auch die Z-Drehungen in der Trennzone an und umgekehrt. Somit bewegt sich der Trennpunktfühler 10 bei Ansteigen der Drehungsdichte in der Verfahrenszone nach unten und bei Verminderung der Drehungsdichte nach oben.

Nach Erteilung der Zwirndrehung wird die Maschine eingestellt und'bei korrektem Funktionieren des Friktionsdrallgebers nimmt der Trennpunkt eine mittlere Stellung ein. Fällt nun z.B. der

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Reibungskoeffizient zwischen Drallgeber und den Fäden ab, so sinkt die Drehungsdichte in der Verfahrenszone und auch in der Trennzone. Der Trennpunktfühler bewegt sich, dem Trennpunkt folgend, unter dem Einfluss der Torsionsfeder 30 der Drehscheibe 16 in Richtung des Pfeils A und gleichzeitig führt die Drehscheibe 16 eine Drehung durch. Diese wird durch das Schneckengetriebe 17 und 18, die Welle 20 und den Hebel 19 an den Fadenführer 9 übertragen, der sich dadurch in Richtung des Pfeils B bewegt un den Umschlingungswinkel 04 vergrössert.

Dadurch wird die Drallerteilung durch den Friktionsdrallgeber

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8 erhöht und somit die ursprüngliche Abweichung korrigiert.

Die Verwendung des Schneckengetriebes 17, 18 ermöglicht es, dass der Fadenführer 9 durch die schwache Kraft der Torsionsfeder 30 gegen die starken Fadenspannungen, di-e auf ihn wirken· bewegt werden kann. Andererseits verhindert das Schneckengetriebe 17, 18, dass diese Spannungen die Lage des Fadenführers 9 und des Trennpunktfühlers 10 beeinflussen können.

Ausser den gezeigten Elementen enthält die Regelvorrichtung gemäss Fig. 3 noch mindestens ein nicht dargestelltes Abstellorgan. Es muss nämlich die Regelvorrichtung ausser Kraft gesetzt werden, falls sich der Trennpunktfühler 10 zu sehr dem Drallgeber 8 nähert. Wenn der Trennpunktfühler 10 ganz nahe an den Drallgeber 8 kommt, kann er zwischen Steigerungen und Verminderungen der Drehungsdichte nicht mehr unterscheiden und es könnte der Fall eintreten, dass er eine Verminderung der Drehungsdichte nicht korrigiert sondern noch verstärkt.

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Falls bei Heranrücken des Trennpunktes an den Drallgeber die Qualität des Kräuselgarns bereits zu stark gesunken ist, muss nicht nur die Regelvorrichtung sondern gleichzeitig auch die Texturiermaschine selbst abgestellt werden. Falls jedoch naah Ausschalten der Regelvorrichtung die Garnqulität noch annehmbar ist, kann mittels eines weiteren Abschalteorgans die ganze Texturiermaschine separat abgestellt werden, wenn der Trennpunktfühler andeutet, dass die Drehungsdichte unter das tolerierbare Minimum gesunken ist. Mit Hilfe von Signallichtern kann dem Bedienungspersonal angezeigt werden, welcher Fall eingetreten ist, so dass eine entsprechende Korrektur vorgenommen werden kann.

Die Regelvorrichtung gemäss Fig. 3 eignet sich hauptsächlich für kleinere Schwankungen des Reibungskoeffizienten zwischen dem Drallgeber und den Fäden. Für die Korrektur grösserer Schwankungen des Reibungskoeffizienten eignet sich die in Fig.4 dargestellte weitere Ausführungsform der Regelvorrichtung, die in Bezug auf den Trennpunktfühler 10 und die Kraftübertragung von diesem zur Schraubenwelle 17 mit der ersten Form identisch ist. Auch die Bewegungsübertragung zwischen dem Zahnrad 18 und dem beweglichen Fadenführer 9 ist im wesentlichen die gleiche wie bei der Vorrichtung gemäss Fig. 3. Dagegen ist zwischen der Welle 17 und dem Zahnrad 18 der bewegliche Wagen 22, mit den Scheiben 23, 24 und 25 und der Schraubenwelle 25 eingeschaltet. Der Wagen 22 hat eine horizontale zylindrische Bohrung mit innerem Gewinde in das die Schraubenwelle 17 ein-

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greift. Bei Drehung dieser Welle führt der Wagen 22 somit eine horizontale Bewegung aus. Auf dem oberen Teil des Wagens 22 sind zwei Scheiben 23 und 25 um ihre Achsen drehbar gelagert, die durch einen, hier nicht gezeigten Antrieb, in entgegengesetzter. Richtung angetrieben werden. Am einen Ende der Schraubenwelle 26 ist die Scheibe 24 befestigt, welche die Welle 26 antreibt. Je nach der Stellung des Wagens 22 ist die Scheibe entweder ausser Kontakt mit den beiden anderen Scheiben 23, oder aber in Kontakt mit der Scheibe 23 oder mit der Scheibe Bei Kontakt mit einer der beiden Scheiben 23, 25 wird die Scheibe 24 durch Reibungskontakt angetrieben. Diese Scheibe kann somit entweder stillstehen oder in der einen oder anderen Rieh-. tung gedreht werden. Die Drehung der Scheibe 24 wird über die Welle 26, das Zahnrad 18, die Welle 20 und den Hebel 19 auf den Fadenführer 9 übertragen. Letzterer bewegt sich daher, je nach der Drehungsrichtung der Scheibe 24 in der Richtung des Pfeils C oder des Pfeils C.

Bei normaler Drehungsdichte in der Verfahrenszone befindet sich der Wagen 22 in einer Mittelstellung wo die Scheibe 24 keinen Kontakt mit den benachbarten Scheihen23,25 hat und dadurch stillsteht. Bei Abfallen der Drehungsdichte ändert sich die Lage des Trennpunktes und des Trennpunktfühlers 10 und dies führt zu einer Drehung der Welle 17 um ihre Achse und einer horizontalen Bewegung des Wagens 22, die die Scheibe 24 mit jener der beiden Scheiben 23, 25 in Reibungskontakt bringt, die den Fadenführer 9 über die restliche Transmission in

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Richtung von Pfeil C bewegt. Dadurch wird der Umschlingungswinkel c< und die Drehungsdichte des Zwirns erhöht. Letzteres bringt den Trennpunkt an seine Ausgangslage zurück und diesbringt den Wagen 22 in jene Stellung zurück, in welcher die Scheibe 24 nicht angetrieben wird. Somit bleibt der Fadenführer 9 nun in seiner neuen Lage bis eine neue Aenderung der Drehungsdichte eine neuerliche Verlagerung erfordert. Der wesentliche Unterschied zwischen den Regelvorrichtungen gemäss den Fig. 3 und 4 besteht darin, dass bei der ersten Ausführungsform die Lage des Trennpunktes direkt die Lage des Fadenführers 9 bestimmt,während bei der zweiten Ausführungsform die Lage des Trennpunktes nur die Bewegungsrichtung des Fadenführers 9 bestimmt.

Die Regelvorrichtung gemäss Fig. 4 eignet sich insbesondere dafür, jene Aenderungen in der Drehungsdichte zu korrigieren, die durch allmähliche Verschmutzung des Friktionsdrallgebers nach längeren Lauf eintreten können.

Die beiden beschriebenen Regelvorrichtungen sind nur Beispiele für die Verwirklichung der Erfindung. Letztere kann aber in verschiedenen anderen Formen verwirklicht werden. Es ist z. B. möglich anstelle des mechanischen Trennpunktfühlers einen optischen, elektrischen oder elektronischen Fühler zu verwenden.

Auch kann die Kraftübertragung an die Drehungskontrolle beim

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Drallgeber nicht nur mechanisch, sondern auch elektrisch oder elektronisch oder durch ein Fluidik System erfolgen. Weiter kann die Drehungskontrolle selbst nicht nur durch Veränderung des Umschlingungswinkels durchgeführt werden, sondern z.B. auch durch Aenderung der Fadenspannung.

Beide hier beschriebenen Regelvorrichtungen haben nicht nur den Vorteil, dass die Drehungsdichte des Garns weitgehend konstant bleibt und genau einstellbar ist. Sie bieten auch einen Vorteil in Bezug auf das Verhalten bei Fadenbrüchen. Bei den bekannten Falschdrall-Texturiermaschinen mit formschlüssigen Drallgebern oder Friktionsdrallgebern bedeutet ein Fadenbruch eine Unterbrechung der Produktion vom Moment des Bruchs an bis zur Entdeckung durch das Bedienungspersonal. Bei den beschriebenen Regelvorrichtungen wird jedoch durch einen Fadenbruch die Produktion nicht unterbrochen. Es kommt praktisch niemals vor, dass beide Fäden gleichzeitig brechen. Wenn aber, wie es gewöhnlich der Fall ist, nur ein Faden bricht, dann läuft dieser mit dem ungebrochenen Faden weiter, da er. mit letzterem stark verzwirnt ist, und die Texturierung wird mit Hilfe des Friktionsdrallgebers ungestört weitergeführt. Zwischen dem Moment des Fadenbruchs und der Entdeckung durch das Bedienungspersonal fehlt somit nur die genaue Kontrolle der Drehung durch die Regelvorrichtung. Da es sich hierbei meistens nur um Zeiträume von wenigen Minuten handelt beeinträchtigt dies die Garnqualität kaum.

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Claims

Patentansprüche

■· 1 )j Verfahren zur Regelung der Drehzahldichte bei der Kräuselung von Fäden oder Fadenbündeln aus thermoplastischem Material durch Erteilung einer vorübergehenden Drehung
und Hitzefixierung im gedrehten Zustand, wobei zwei Fä-· den bzw. Fadenhälften miteinander verzwirnt und wieder
getrennt werden und der Zwirn im Bereiche des Trennpunktes mittels eines Friktionsdrallgebers kontinuierlich
angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage
des Trennpunktes auf der verlängerten Zwirnachse laufend abgefühlt und in direkter Abhängigkeit von der Trennpunktlage die Zwirndrehungsdichte durch Anpassung des Umschlingungswinkels (:/.) , unter welchem der Zwirn über den Friktionsdrallgeber geführt wird und/oder der Fadenspannung reguliert wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch 1 mit einem im Bereich des Trennpunktes der Fäden angeordneten Friktionsdrallgeber für den Antrieb des
Zwirns, gekennzeichnet durch ein Organ zur Regulierung
der Drehungsdichte bestehend aus einem Trennpunktfühler und einem mit diesem formschlüssigen beweglichen, den Umschlingungswinkel ('O verändernden Fadenführer (9).

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch .gekennzeichnet, dass der Trennpunktfühler (10, 11) .aus einem Hebel besteht, dessen eines Ende um eine Achse (12) schwenkbar ist und dessen anderes Ende mit dem Trennpunkt in Berührung steht.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Fadenführer (9) an einem Ende eines Hebels (19) befestigt ist, dessen anderes Ende über ein Getriebe mit einem unter Federspannung stehenden, mit dem Trennpunktfühler formschlüssigen Organ (16) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Trennpunktfühler,(10, 11) formschlüssige Organ (16) aus einer mit einer Torsionsfeder (30) versehenen Drehscheibe (16) und einer mit dieser und dem Trennpunkt-"fühler (10, 11) verbundenen unelastischen Schnur (21) besteht.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe aus einer Schraubenwelle (17) deren eines Ende mit der Drehscheibe (16) fest- verbunden ist und einem mit dieser in Eingriff stehenden, die Schwenkung des den beweglichen Fadenführer (9)tragenden Hebels (19) bewirkenden Zahnrad (18) besteht.

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7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe aus einem auf einer Schraubenwelle (17)', deren eines Ende mit der Drehscheibe (16) fest verbunden ist, beidseits verschiebbaren Wagen (22) besteht, mit in beiden Drehrichtungen antreibbaren Scheiben (23, 25) für den Antrieb einer weiteren Scheibe (24), die am Ende einer zweiten Schraubenwelle (26) befestigt ist, mit welcher ein die Schwenkung des den beweglichen Fadenführer (9) tragenden Hebels (19) bewirkendes Zahnrad (18) in Eingriff steht.

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