DE3104471A1

DE3104471A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer verbindung von faserverbaenden

Info

Publication number: DE3104471A1
Application number: DE19813104471
Authority: DE
Inventors: Ernst 8610 Uster Felix
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1981-02-09
Publication date: 1982-02-11
Also published as: GB2081327A; NL8101021A; CA1137288A; SE8101181L; BE889503A; IT8148311A0; CH646210A5; US4386494A; JPS5742970A; DK327481A; FR2487312A1; DE3104471C2; GB2081327B

Description

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MANlTZ, FINSTERWALDä QRÄMKOW

Zellweger Uster AG Wilstr. 11

CH-8610 Uster

OCUTKHE MTENTANWWTE OR. QERHART MANtTZ · CHPL-THYS. MANFRED FINSTERWALD · DTL-(NQ, dipl .wirtsch.-MO. WERNEn QRAMKOW · tm..-tHQ. DR. HELlANE HEYN ■ CMPL-CHEM. HANNS-JORQ ROTERMUND ■ wpl-phys.

BRITISH CHARTERED PATENT AOENT JAMES G. MORGAN B SC. (WYS.). D. M. s.

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANOATAIRES AGREES PRES L'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS

München, den 9.2.1981 SL - Z 2105

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung
einer Verbindung von Faserverbänden

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MANlTZ ■ FINSTERWALD · HEYN MOfWAN BOOO MÜNCHEN 22 ■ ROeEHT-KOCH-STRAaBe 1 · TEL (OM) 224211 · TELEX 05-»672 PATMF

GRAMKOW · ROTERMUNO · 7000 STUTTGARTSQ (BAD CANN8TATT) · SEELBeRQSTB. 23/25 TEL. (0711) 5672« ZENTRALKASSE BAYER. VOLK8BANKEN MÖNCHEN · KONTO-NUMMER7270 -POSTSCHECK: MONCHtN 770K-V»

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Verbindung von Faserverbänden. Im Sinne der Erfindung wird unter dem Begriff Faserverband ein Bündel von Fasern, ein Garn oder Zwirn, eine Schnur oder ein ähnliches langgestrecktes Gebilde zusammengefasster Fasern oder Fäden verstanden. Dabei kann es sich sowohl um pflanzliche und/ oder tierische Grundmaterialien wie Baumwolle, Wolle oder Seide handeln, als auch um auf synthetischem Wege hergestellten Grundmaterialien oder um Gemische solcher handeln, üie Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Textilindustrie, ist aber nicht darauf beschränkt.

In der einschlägigen erzeugenden und verarbeitenden Industrie stellt sich häufig das Problem einzelne Faserverbände miteinander verbinden zu müssen. Beispielsweise ist dies in der Spulerei oder Weberei der Fall. Lange wurde dieses Problem durch Verknüpfen oder Verknoten gelöst und zwar zuerst manuell, später aber auch durch relativ komplizierte automatische mechanische Knüpfvorrieh tun gen.

Es sind aber auch andere Verbindungsprinzipien angewendet worden, so insbesondere das Spleissen von Garnen. Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt,bei welchen zwei Faserverbände unter der Einwirkung eines Fluids, vorzugsweise Druckluft, miteinander verwirbelt werden und auf diese Weise eine Faserverbindung hergestellt wird. Solche Verfahren und die dafür benötigten Vorrichtungen sind kompliziert und umständlich in der Anwendung, beispielsweise schon wegen der Notwendigkeit der Druckluftversorgung. Auch bereitet es oft Mühe in jedem einzelnen Anwendungsfall optimale Betriebsparameter zu finden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, e η neues Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zu schaffen,bei welchem mit geringem Aufwand und in ein-

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fächer Weise sehr rasch, zuverlässige Verbindungen von Faserverbänden erzeugt werden können.

iie Lösung der Aufgabe ist durch die in den Patentansprüchen liedergelegten Massnahmen gekennzeichnet.

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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiels weise erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung;
Figur 2 einen ersten Typus einer Verbindung;
Figur 3 einen zweiten Typus einer Verbindung;

Figur 4 eine schematische Darstellung der bevorzugten Kreuzung der Faserverbände bei S-Drall;

Figur 5 eine schematische Darstellung der bevorzugten Kreuzung der Faserverbände bei Z-Drall;

Figur 6 beziehungsweise 6a, 6b, 6c den Ablauf der Bildung eine¹ Verbindung in drei Phasen.

In allen Figuren sind die entsprechenden Teile mit gleichen Hinweisen gekennzeichnet. Die Figuren sind nicht massscäblich gezeichnet.

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In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Die Vorrichtung als Ganzes ist mit 1 bezeichnet. Zwei Faserverbände 2 und 3 werden durch eine erste Fadenklemme 4 bekannter Art, mit vorzugsweise einstellbarem Klemmwiderstand, gehalttn. Die Faserverbände 2 und 3 sind anschliessend durch eine e ste Fadenführung 5, welche beispielsweise mit den Schlitzen 6 und 7 verseher ist, in einem bestimmten Abstand a geführt. Die Faserverbände sind sodann in einem Kreuzungspunkt 8 gekreuzt einer zweiten Fadenführung 9 mit den Schlitzen 10 und Π zugeführt, wobei sie dort wieder im Abstand a voneinander geführt sind. Ausserhalb der zweiten Fadenführung 9 werden die beiden Faserverbände unter einer gewissen Spannung durch eine weitere Fadenklemme 12 festgehalten.

Der Kreuzungspuikt 8 liegt im Zwischenraum zwischen einem ersten Verformungsorqan 13 und einem zweiten Verformungsorgan 14. Die Verformingsorgane 13 und 14 haben in diesem Ausführungsbeispiel scheibenförmigen Charakter und ihre sich gegenüberstehenden Seitenflächen 15, beziehungsweise 16 weisen eine dem Faserverband-Charakter angepasste Struktur auf. Sie sind also nicht glatt,sondern weisen eine gewisse Rauhigkei tauf. Die Rauhigkeit ist dabei für feine Faserverbände, beziehungsweise für feine Einzelfasern verhältnismässig fein, hingegen für grobfaserige Faserverbände entsprechend gröber.

Die beiden Verformungsorgane 13 und 14 rotieren gegenläufig, das l~3iss: das Verformungsorgan 13 rotiert im Sinne des Pfeiles 17 nd das Verformungsorgan 14 in Richtung des Pfeiles 18. Die optimale Drehrichtung der Verformungsorgane 13 und 14 hängt dabei davon ab, ob die miteinander zu verbindenden Faserverbände 2 und 3 Z-Drali oder S-Drall aufweisen.

Diei Rotation des Verformungsorgans 13 wird durch einen Antriebsmotor 19 über ein Vorgelege 20 mit den Vorgelegerädern 20a, 20b und 20c erreicht. Die dabei auftretenden Drehrichtungen sind durch die eingetragenen Richtungspfeile 21, 22 und 23 bezeichnet.

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Das Vorgelegerad 20c sitzt fest auf einer Welle 24, welche in einem Lagerbock 25 drehbar gelagert ist. Der Lagerbock 25 ist auf einer Grundplatte 26 montiert. Auch ein erstes Verformungsorgan 13 sitzt auf der Welle 24.

Auf der Motorwelle 27 ist ein Vorgelegerad 28a eine; zweiten Vorgeleges 28 befestigt. Ein zweites Vorgelegerad 2Jb dieses Vorgeleges 28 steht mit d?m ersten Vorgelegerac¹ 28a im Eingriff. Ein Hülse 28c. ist mit dem zweiten Vorgelegerad 28b verbunden und ist in einem zweiten Lagerbock 32 drehbar gelagert. Die Hülse 28c überträgt die ihr vom zweiten Vorgelegerad 28b erteilte Drehbewegung auf eine weitere Welle 29, welche in der Hülse 28c verschiebbar aber winkelstarr gelagert ist. Die Winkelstarrheit kann beispielsweise über eine Keil- und Nutverbindung 28d hergestellt werden.

Die verschiebbare Welle 29 trägt ein Endstück 29a über welches die Welle 29 mittels einer Feder 29b nach rechts, bis zu einem nicht gezeichneten Anschlag gedrückt wird.

Die Drehrichtung der Vorgelegeräder 28a und 28b ist durch di-i Pfeile 30 und 31 markiert.

Mittels einer Schubeinrichtung 33, welche beispielsweise mit ei nem Tauchankermagneten verwirklicht ist, kann Über einen Stösse! 33a über das Endstück 29a, der Welle 29, eine Schubbewegung über den Weg "s" erteilt werden.

lieber die verschiebbare Welle 29 kann somit auch das auf hr Iefestigte zweite Verformungsorgan 14 nach links verschoben were, ^n und bei Abklinger der Erregung des Tauchankermagneten durch die Feder 29b wieder zurückgezogen werden.

Die Kupplung 34 überträgt auf die Welle 29 somit eine Schubrichtung nach links, um einen definierten Weg "s"₅ und die Feder 29b sorgt für die Rückführung der Welle 29.

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Es kann daher das zweite Verformungsorgan 14, welches im Ruhezustand mit der lichten Weite "w" vom ersten Verformungsorgan. ertfernt angeordnet ist, durch Erregung der Schubeinrichtung nach links verschoben werden, derart,dass die lichte Weite von einem Maximalwe.-t "w_max" auf einen definierten Minimalwert 'w_mi-_n" abfällt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese Lageveränderung des Verformungsorgans 14 schlagartig vorgenommen.

Zu beachten ist, dass die dem ersten Verformungsorgan 13 zugekehrte Kante 14a des zweiten Verformungsorganes 14 verhältnismässig rauh ist, zufolge der Struktur der Fläche 16 des zweiten Verformungsorgans 14. Demgegenüber wird die Kante 13a des ersten Verformungsorgans 13, vorzugsweise etwas abgerundet oder geglättet, obwohl auch die Fläche 15, welche der Fläche 16 gegenüber steht strukturiert ist.

Betätigt man nun bei gekreuzt eingelegten Faserverbänden 2 und und bei laufendem Antriebsmotor 19 impulsmässig die Schubeinrichtung 33 im Sinne einer Annäherung des rotierenden zweiten Verformungsorgans 14 gegen das gegenläufig rotierende erste Verformungsorgan 13, so werden zunächst die losen Enden 2a, beziehungsweise 3a der Faserverbände 2 und 3 durch die rauhe Kante 14a durchgescheuert und die ausserhalb der Kante 14a befindlichen Teile der losen Enden werden weggeschleudert. Anschliessen, das heisst bei zunehmender Annäherung des zweiten Verformungsorgans 14 an das erste Verformungsorgan 13 erreicht die lichte Weite "w" schliesslich ihren Minimalwert ¹¹W₁₁₁-J_n", welcher vorzugsweise etwa knapp dem Durchmesser eines Faserverbandes 2 oder 3 entspricht. Dadurch werden die beiden Faserverbände 2 und 3 sowohl miteinander, als auch mit den strukturierten Flächen und 16 der Verformungsorgane 13 und 14 in innige Berührung gebracht, wobei sich die beiden Verformungsorgane 13 und 14 gegenliufig bewegen, sich aber nicht berühren.

Als Folge der über dem Durchmesser der Flächen 15 und 16 varia-

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blen relativen Geschwindigkeit sich ciegenüberl legender Punkte, ergibt sich vor allem in den äusseren Regionen dieser Flächen 15 und 16 eine starke Einwirkung auf die dazwischenliegenden Faserverbä'nde 2 und 3, sodass ihre Einzelfasern mindestens tei weise durchmischt werden, wobei sich Einzelfasern mindestens teilweise aus ihrem Verband lösen und kraftschlüssig um die beiden Faserverbände 2 und 3 wickeln oder winden. Dadurch entsteht eine Verbindung der beiden Faserverbände, welche etwa die in Figur 2 schematisch dargestellte Gestalt annimmt. Die ganze Verbindung 35 erstreckt sich im Wesentlichen etwa über eine Länge, welche gleich ist dem Durchmesser der Flächen 15 und 16. In den beiden äusseren Regionen 36 und 37 entsteht eine relativ kraftschlüssige Verbindung zwiscfun den Faserverbänden 2 und 3. In der Mittel region 38, in wel ehe r die ReI ati vgeschwindigkei t von auf den Flächen 15 und 16 sich gegenüberliegenden Punkten relativ klein ist, kommt es nicht zu einer eigentlichen Verbindung der beiden Faserverbändf . Die beiden Faserverbände 2 und 3 liegen dort mehr oder weniger eng beieinander und sind nicht, oder nur sehr schwach mit einer Umwicklung versehen.

In den Randregionen 39 und 40 sind die in der ersten Phase der Annäherung der Verformungsorgane 13 und 14 durchgescheuerten Enden der Faserverbände 2 und 3 in die Verbindung 35 eingebracht beziehungsweise eingearbeitet. Es ergibt sich dabei ein stetiger Uebergang vom Faserverband 2 zur Verbindung 35 und von dieser zum Faserverband 3.

Je nach Einstellung der Vorrichtung kann auch eine Vtrbindung vom Typus, wie er in Figur 3 dargestellt ist, erzielt werden. Bei diesem Typus zeichnet sich die Mittelregion 38a dadurch aus, dass dort die beiden Faserverbände zwar nicht durch Verformung ihrer Querschnitte und auch nicht durch eine kraftschlüssige Umwicklung verbunden sind, sondern sie sind mehr oder weniger stark miteinander verdrillt.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der bevorzugten

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Kreuzung der Faserverbände 2 und 3 und der vorzugsweise zu wählenden Drehrichtung der Verformungsorgane 13 und 14 für den Fall, dass zwei Faserverbände mit S-Drall zu verbinden sind.

Die Figur 5 zeigt in analoger Weise die Verhältnisse, wenn die Faserverbände 2 und 3 Z-Drall aufweisen.

Die Figur t zeigt den Ablauf der Bildung einer Verbindung 35 in drei Phasen, nämlich

6a: gekreuztes Einlegen der Faserverbände 2 und 3;

6b: ausfaserndes Abtrennen der losen Enden der Faserverbände 2 und 3 während des Vorrückens des Verformungsorgans 14;

6c: Aufbau der Verbindung 35 zwischen den sehr eng benachbarten Verformungsorganen 13 und 14.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung einer Verbindung von Faserverbänden, wobei die miteinander zu verbindenden Faserverbände in benachbarte Lage zueinander verbracht werden, sodann mindestens auf einen Teil des Umfanges jedes der zu verbindenden Faserverbände und auf die Gesamtheit der Faserverbände durch körperhafte Berührung derselben mit bewegten Verformungsorganen sowohl Schubkräfte, als auch Zug- und/oder Druckkräfte ausgeübt werden, um einerseits die ursprünglichen Querschnitte und/oder die ursprüngliche Struktur der zu verbindenden Faserverbände zu verändern und anderseits mindestens aus einem der zu verbindenden Faserverbände Einzelfasern mindestens teilweise aus ihrem Verband zu lösen und derart zu verlagern, dass sie schließlich die zu verbindenden Faserverbände mindestens in einem Teil des Einwirkungsbereiches der Verformungsorgane l·raftschlüssig umschlingen und anschliossend die durch die Umschlingung verbundenen Faserverbände wieder aus dem Einwirkungsbereich der Verformungsorgane gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden, eingespannten Faserverbände in gekreuzter Lage dem Zwischenraum zweier gegenläufig zueinander bewegten, mit strukturierten ebenen Flächen versehenen Verformungsorgane zugeführt werden, worauf der Abstand zwischen den strukturierten Flächen vorübergehend verkleinert wird, um die Faserverbände einzuklemmen und mit beiden Flächen in innige Berührung zu bringen, wobei sich aber diese Flächen selbst noch nicht berühren, wodurch die Faserberbände etwa über eine Länge, welche der Ausdehnung der strukturierten Flächen in Längsrichtung der Faserverbände entspricht, miteinander verbunden werden und von jedem Faserverband sein loses Ende schon vor der Fertigstellung der Verbindung automatisch abgetrennt wird.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die gekreuzte Einspannung

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der miteinander zu verbindenden Faserverbände 2 und 3 zwischen einer ersten Faden klemme 4 und einer ersten Fadenführung 5, und einer zweiten Fadenführung 9 und einer zweiten Fadenklemme 12, ein erstes Verformungsorgan 13 und ein zweites Verformungsorgan 14 angeordnet sind, wobei deren sich gegenüberstehende Seitenflächen 15 und 16 eine Struktur aufweisen, die beiden Verformungsorganen gegenläufig (17 und 18) bewegbar und einander annäherbar (w) gelagert sind.

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