Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Sie betrifft
ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Kern-Mantel-Garne mit einem Endlosfaden als Kernfaden werden
beispielsweise als Nähgarn benutzt. Sie bieten den Vorteil,
daß durch die Fasern des Mantels Luft zur Nadelkühlung transportiert
wird. Als Verstärkungsmaterial bieten sie den Vorteil
erhöhter Saugfähigkeit für eine Reihe von Beschichtungsmitteln.
Außerdem werden Kern-Mantel-Garne beispielsweise auf
Luftdüsenwebmaschinen als Schußgarn benutzt. Bei den bekannten
Kern-Mantel-Garnen steht der Verwendung insbesondere als
Nähgarn oder Schußgarn die vielfach zu beobachtende Aufschiebeneigung
der eingebundenen Fasern entgegen.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Möglichkeit zur Erzeugung eines Kern-Mantel-Garnes mit einer
ausreichenden Schiebefestigkeit bereitzustellen. Diese Aufgabe
wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Die zeitweilige Auflösung des Fadenverbands
unter Ausbreitung der Einzelfilamente läßt die Einzelfasern in den Fadenverband
eindringen, während sie durch den anschließend erzeugten Falschdrall eingebunden
werden. Bei einer Weiterbildung kann der
multifile Endlosfaden mit hoher Geschwindigkeit unter
Ausbreitung in seine Einzelfilamente in einem Luftstrom auf
eine quer zur Laufrichtung des Endlosfadens verlaufende perforierte
Saugoberfläche geschleudert werden. Die perforierte
Saugoberfläche kann zur Variation des angestrebten Ergebnisses
stillstehen oder in oder entgegengesetzt zur Abzugsrichtung
des falschgedrallten Fadens bewegt werden und kann zum
Beispiel durch eine perforierte Platte, ein perforiertes
Förderband oder bevorzugt durch eine perforierte Trommel gebildet werden. Sie
kann vorteilhaft von einem im wesentlichen in Lieferrichtung des Endlosfadens
wirkenden Saugluftstrom durchdrungen sein, der die Einzelfilamente
im ausgebreiteten Zustand auf ihr festhält. In dem
ausgebreiteten Zustand werden die Einzelfilamente von mit
hoher Geschwindigkeit zugelieferten und vorzugsweise eingeschossenen
Einzelfasern durchsetzt, die dann ebenfalls auf der
Saugoberfläche festgehalten werden. Hinter dem Auftreffbereich
wird der Endlosfaden unter Erteilung eines vorzugsweise
in die Auftreffzone der Einzelfasern zurückgeführten
Falschdralles mit den durch die Drallerteilung eingebundenen
Einzelfasern abgezogen.
Bei einer besonderen Ausführungsform mit
vorzugsweise entgegen der Fadenabzugsrichtung angetriebener Trommel wird der
Endlosfaden mit kontrollierter Geschwindigkeit zugeliefert
und abgezogen und die Trommeldrehzahl oder/und die Zuliefergeschwindigkeit
abhängig von der Größe der durch die auf die
Trommeloberfläche treffenden Einzelfilamente gebildeten
Schleife geführt. Dies kann dadurch erfolgen, daß im Bereich
der durch die auf die perforierte Oberfläche auftreffenden
Einzelfilamente eine optisch oder elektrooptisch wirkende
Überwachungseinrichtung vorgesehen wird, die abhängig von der
Größe bzw. dem Ausmaß der Schleife den Trommelantrieb oder/
und das Fadenlieferwerk vor der Fadenförderdüse regelt.
Bei einer besonderen Ausführung des Verfahrens dreht sich die Trommel nur so
schnell in Fadenabzugsrichtung, daß der abgezogene
Endlosfaden zwar gespannt bleibt, jedoch gleichzeitig eine
Überwachungsschleife gebildet wird. Dies
hat den Vorteil, daß ein erweiterter Drehzahlbereich
ermöglicht wird, wodurch insbesondere eine vereinfachte
Regelung erfolgen kann. Wichtig ist dabei, daß die Umfangsgeschwindigkeit
der Trommel bzw. die Umlaufgeschwindigkeit
eines perforierten Förderbandes so eingestellt wird, daß der
abgezogene Endlosfaden gespannt bleibt und sich trotzdem eine
Überwachungsschleife bildet.
Die Ausbreitung der Einzelfilamente des Endlosfadens kann auf
verschiedene Weise, beispielsweise durch die Wirkung des den
Endlosfaden fördernden Luftstroms oder dadurch erfolgen, daß
die Einzelfilamente des Endlosfadens vor dem Auftreffen auf
die perforierte Oberfläche elektrostatisch aufgeladen werden.
Insbesondere bei der Ausbreitung mittels eines Luftstroms hat
es sich in manchen Fällen als hilfreich erwiesen, im Bereich
des Auftreffens der Einzelfilamente auf die perforierte Oberfläche
einen durch die perforierte Oberfläche hindurch dem
Förderluftstrom entgegenwirkenden Blasstrahl auf die Einzelfilamente
des Endlosfadens zu richten. Außerdem hat sich
gezeigt, daß die Ausbreitung auch dadurch gefördert werden
kann, daß die perforierte Oberfläche entgegen der Abzugsrichtung
des falschgedrallten Fadengebildes bewegt wird; eine
Verbesserung der Ausbreitung kann in manchen Fällen auch bei
nicht bewegter perforierter Oberfläche beobachtet werden.
Eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im
wesentlichen aus einer vorzugsweise in beiden Richtungen in
Drehung versetzbaren perforierten Trommel, in deren Innerem
eine über einen begrenzten Umfangsbereich des Mantels wirksame,
an der perforierten Mantelfläche angeordnete Absaugung
vorgesehen ist. Eine Fadenförderdüse für den Endlosfaden ist
in einigem Abstand von der Trommeloberfläche angeordnet. Sie
kann beispielsweise etwa parallel zur senkrechten Ebene durch
die Trommelachse und seitlich entgegen der Fadenabzugsrichtung
etwas versetzt ausgerichtet sein. Für die Zuführung der
Einzelfasern ist zweckmäßig ein Faserkanal vorgesehen, wobei
bevorzugt Fadenförderdüse und Faserkanal im wesentlichen auf
den mit der Absaugung verbundenen Mantelbereich gerichtet
sind. Eine in Garnabzugsrichtung hinter der Trommel vorgesehene
Falschdralleinrichtung erzeugt in dem die Trommeloberfläche
verlassenden Endlosfaden einen Falschdrall, der auch
die zwischen die Einzelfilamente gelangten Einzelfasern
erfaßt. Durch eine Abzugsvorrichtung wird der Endlosfaden
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gefördert.
Die Ausbreitung der Einzelfilamente des Endlosfadens geschieht
im wesentlichen durch die Expansion des den Faden
treibenden Förderluftstrahls und durch den Aufprall auf die
Trommeloberfläche. Sie kann beispielsweise dadurch unterstützt
werden, daß im Inneren der Trommel innerhalb des
Bereichs der wirksamen Absaugung im unmittelbaren Auftreffbereich
des Endlosfadens eine Blasdüse vorgesehen ist, deren
Wirkung der Bewegungsrichtung der Einzelfilamente des Endlosfadens
entgegengerichtet ist. Eine andere beispielsweise
Möglichkeit zur Unterstützung der Ausbreitung der Einzelfilamente
besteht in ihrer Aufspreizung durch elektrostatische
Aufladung des Endlosfadens auf seinem Weg zwischen Fadenförderdüse
und Trommeloberfläche.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. 1, 2 und
2a erläutert.
Die gemäß Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen
aus einer Trommel 1, einer im Trommelinneren vorgesehenen
Absaugung 2, einer Fadenförderdüse 7 mit ihrem
Druckluftanschluß 8, einem Faserkanal 11, einer Falschdralleinrichtung
18 und einer Abzugseinheit 21, 22; die dahinter
vorzusehende Garnaufwicklung ist nicht dargestellt.
Der kreiszylindrische Mantel 24 der Trommel 1 ist perforiert,
so daß die im Trommelinneren angeordnete Absaugung 2 durch
die Trommeloberfläche 25 hindurchwirken kann. Die Wirkung der
Absaugung ist mittels der Begrenzungskanten 3, 4 auf einen
nur einen Teil des Trommelumfangs umfassenden Saugbereich 16
begrenzt, der zugleich als Auftreffzone 16 für die Einzelfilamente
9 des Endlosfadens 6 und der Einzelfasern 15 vorgesehen
ist.
Die Fadenförderdüse 7 wird über einen Anschluß 8 mit Druckluft
versorgt. Sie ist in einigem Abstand über der Trommel 1
derart angeordnet, daß ihre Achse parallel zu der Ebene
senkrecht durch die Trommelachse ausgerichtet ist. Die Düse 7
ist entgegen der Fadenabzugsrichtung 26 aus der Ebene durch
die Trommelachse soweit herausgerückt, daß die Verlängerung
der Düsenachse etwa im Bereich der Begrenzungskante 3 der
Absaugung 2 auf die Trommeloberfläche 25 trifft.
Der Faserkanal 11 ist in Fadenabzugsrichtung 26 derart angeordnet,
daß seine innerhalb des Saugbereichs 16 bis dicht
an die Trommeloberfläche reichende schlitzartige Faseraustrittsöffnung
28 vorzugsweise bis in den Auftreffbereich der
Einzelfilamente 9 des Endlosfadens 6 hineinragt. Die Faseraustrittsöffnung
28 verläuft außerdem im wesentlichen in
einer gedachten Ebene, die senkrecht zu der Trommeloberfläche
25 verläuft und durch die Achsen der Fadenförderdüse 7 und
der Falschdralleinrichtung 18 geht.
Im Gehäuse des Faserkanals 11 ist eine Förderwalze 12 zum
Einziehen und Weiterfördern der Faserlunte 14 sowie eine
Auflösewalze 13 zum Auflösen der Faserlunte 14 in Einzelfasern
15 vorgesehen. Von einem im Inneren des Faserkanals 11
wirksamen Luftstrom werden die Einzelfasern 15 mit hoher
Geschwindigkeit in die Auftreffzone 16 auf der Trommeloberfläche
25 gefördert, wo sie die ausgebreiteten Einzelfilamente
9 durchdringen.
Der in die Fadenförderdüse 7 eintretende multifile Endlosfaden
6 wird vom Druckluftstrahl erfaßt und in Richtung auf
die sich in Drehrichtung 29 bewegende Trommeloberfläche 25
beschleunigt. Dabei wird durch die Wirkung des Druckluftstrahls
das den Endlosfaden 6 bildende Filamentbündel derart
auseinandergetrieben, daß sich die auf die Trommeloberfläche
25 auftreffenden Einzelfilamente 9 auf dieser innerhalb des
Saugbereichs 16 in wirrer Ordnung ausbreiten und in diesem
Zustand mit der sich im dargestellten Ausführungsbeispiel in
Abzugsrichtung 26 bewegenden Trommeloberfläche 25 weiterwandern,
wobei sie durch die Saugwirkung in ihrer Auftreffstellung
im wesentlichen festgehalten werden.
Durch die schlitzförmige Faseraustrittsöffnung 28 des Faserkanals
11 wird ein ständiger Strom von Einzelfasern 15 in den
Saugbereich 16 gefördert und zwischen (und auch auf) die an
der Trommeloberfläche 25 haftenden Einzelfilamente 15 eingeschossen.
Dabei werden auch sie beim Auftreffen auf die Trommeloberfläche
25 von der Saugwirkung erfaßt und festgehalten.
Die in Fadenabzugsrichtung 26 hinter der Trommel angeordnete
Falschdralleinrichtung erzeugt im Endlosfaden 6 einen Falschzwirn
20, der bis auf die Trommeloberfläche 25 und bis in die
Auftreff- und Saugzone 16 zurückläuft, wo mindestens im Randbereich
der Saugzone 16 das dem Endlosfaden 6 erteilte Moment
genügt, um die Einzelfilamente 9 zusammen mit den diese
durchdringenden Einzelfasern 15 von der Oberfläche zu lösen
und den Endlosfaden 6 zu zwirnen. Die dabei erfolgende Einbindung
der Einzelfasern 15 zwischen den Einzelfilamenten 9
bleibt wegen des unterschiedlichen Verhaltens von Einzelfasern
15 und Endlosfaden 6 beim Falschzwirnvorgang auch nach
dem Durchlaufen der Falschdralleinrichtung 18 erhalten.
Die Auffächerung und Ausbreitung der Einzelfilamente 9 bei
ihrem Ablegen auf die Trommeloberfläche 25 kann zusätzlich
unterstützt werden. So kann beispielsweise der Endlosfaden 6
auf seinem Weg zwischen Fadenförderdüse 7, 8 und Trommeloberfläche
25 mit Hilfe einer strichpunktiert angedeuteten elektrostatischen
Spreizeinrichtung 10 elektrostatisch aufgeladen
werden, so daß sich die Einzelfilamente 9 gegenseitig abstoßen.
Dabei kann das Ausmaß der Auseinanderspreizung durch die
Ladungshöhe beeinflußt werden. Bei Verwendung einer geerdeten
Trommel 1 aus elektrisch leitendem Material verlieren die
Einzelfilamente 9 ihre Ladung wieder, sobald sie auf der
Trommeloberfläche auftreffen und die Spreizwirkung nicht mehr
benötigt wird.
Es hat sich auch gezeigt, daß sich in einigen Fällen die
Ausbreitung der Einzelfilamente 9 des Endlosfadens deutlich
dadurch verbessern, indem die Drehrichtung der Trommel 1 der
Abzugsrichtung 26, damit auch der eingezeichneten Drehrichtung
29 der Trommel, entgegengerichtet wird. Hierbei wird
vorteilhaft der Endlosfaden mit kontrollierter Geschwindigkeit
zugeliefert und abgezogen und die Trommeldrehzahl
oder/und die Zuliefergeschwindigkeit abhängig von der Größe
der durch die auf die Trommeloberfläche treffenden Einzelfilamente
gebildeten Schleife geregelt. Hierzu wird zweckmäßig
im Bereich der durch die auf die perforierte Oberfläche
auftreffenden Einzelfilamente eine optisch oder elektrooptisch
wirkende Überwachungseinrichtung vorgesehen, die abhängig
von der Größe bzw. dem Ausmaß der Schleife den Trommelantrieb
oder/und das vor der Fadenförderdüse angeordnete
Fadenlieferwerk führt.
In der Zeichnung ist eine weitere Möglichkeit zur Unterstützung
der Ausbreitung angedeutet. Im Saugbereich 16 und
innerhalb der Saugvorrichtung 2 ist im Auftreffbereich der
Einzelfilamente 9 eine über eine Druckluftversorgung 23 mit
Druckluft belieferte Blasdüse 17 vorgesehen, die durch die
Perforation des Trommelmantels 24 hindurch ihren Blasstrahl
auf die ankommenden Einzelfilamente 9 richtet und dem Förderluftstrahl
der Fadenförderdüse 7 entgegenwirkt. Durch die
dabei entstehenden Turbulenzen wird die Auffächerung und
Ausbreitung der Einzelfilamente unterstützt.
Die gemäß Fig. 2 gezeigte schematische Übersicht hat vor
allem die Überwachung bzw. Steuerung der Trommeldrehzahl
sowie die Führung der Fadenzuliefergeschwindigkeit zum
Inhalt. Die Trommel 1 dreht sich hierbei in der entgegengesetzten
Drehrichtung 29a, d. h. daß sie sich im Bereich 16
entgegen der Fadenabzugsrichtung 26 dreht. Über das Zulieferwerk
38 wird der Endlosfaden 6 mit der Zuliefergeschwindigkeit
36 der Fadenförderdüse 7 zugeführt. Die Fadenförderdüse
7 besitzt den Druckluftanschluß 8. Hinter der Fadenförderdüse
7 ist die elektrostatische Spreizeinrichtung angeordnet,
welche den Endlosfaden in seine Einzelfilamente 9 aufspreizt.
Die Aufspreizung erfolgt dabei über die Breite der Trommel 1.
Man erkennt, daß die Fäden eine nach unten durchhängende
Schleife 37 bilden. Die Größe der Schleife wird von einer
optischen bzw. optoelektronischen Überwachungseinrichtung 34
überwacht. Diese besteht aus einer elektrisch versorgten
Lichtquelle 34a und aus einem lichtempfindlichen Empfänger
34b, der die von der Lichtquelle ausgesandte Lichtmenge
aufnimmt. Die aufgenommene Lichtmenge verändert sich mit der
Größe der Schleife, und kann deshalb als Meßgröße zur Führung
der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel bzw. der Zuliefergeschwindigkeit
verwendet werden. Von der Überwachungseinrichtung
führt eine Steuerleitung 35 zu der Regeleinrichtung
32. Weiterhin führt ein Netzanschluß 33 in die Regeleinrichtung
und verzweigt von dort aus jeweils zu dem Antriebsmotor
31 für das Zulieferwerk bzw. zu dem Antriebsmotor 30 für die
Trommel 1. Bezüglich der Beschreibung des übrigen schematischen
Aufbaus wird auf die Figurenbeschreibung zu Fig. 1
verwiesen.
Die Wirkungsweise der Überwachungseinrichtung ist folgende:
Wie bereits gesagt, bilden die Einzelfilamente 9 des Endlosfadens
6 eine nach unten durchhängende Schleife 37. Die
Einzelfilamente werden von der Trommel 1 mittels der Abzugsvorrichtung
21, 22 unter Erteilung eines Falschdralls
abgezogen, nachdem sie im Auftreffbereich 16 mit den Einzelfasern
15 durchsetzt wurden. Die Trommel 1 dreht entgegen der
Abzugsrichtung 26 und erzeugt somit bei einer bestimmten
Drehzahl und einer bestimmten Fadenabzugsgeschwindigkeit die
bestimmte Größe der nach unten durchhängenden Fadenschleife
37. Die Größe der Schleife hängt dabei von der Abzugsgeschwindigkeit
und gleichwohl auch von der Zuliefergeschwindigkeit
ab. Ebenso kann die Größe der Schleife von der Größe
der Trommeldrehzahl 29a abhängen. Wird nämlich die Trommeldrehzahl
verringert, verringert sich zunächst auch die Größe
der Schleife; wird sie dagegen vergrößert, so wird auch die
Schleife größer. Die optische bzw. die optoelektronische
Überwachungseinrichtung 34 überwacht die Größe der Schleife.
Wird nun die Schleife größer, so erfolgt ein Signal über die
Steuerleitung 35 an die Regeleinrichtung 32.
Dieses Signal bewirkt, daß nun entweder die Liefergeschwindigkeit
36, d. h. die Motordrehzahl des Motors 31 verringert
wird und/oder die Drehzahl des Motors 30, wodurch eine Verringerung
der Drehzahl 29a erreicht wird. Wird dagegen die
Schleife kleiner, muß entweder die Zuliefergeschwindigkeit
und/oder die Drehzahl der Trommel oder beides entsprechend
vergrößert werden.
Grundsätzlich ist es auch möglich, daß die Drehzahl beider
Motoren 30, 31 gleichzeitig und gleichsinnig verändert wird,
wobei auch erwähnt sein muß, daß die Fadenabzugsgeschwindigkeit
ebenfalls Einfluß auf die Größe der Überwachungsschleife
nimmt.
Fig. 2a zeigt abweichend von der Fig. 2 die Anordnung der
Faserdüse an einer weiter entgegen der Fadenlaufrichtung
liegenden Stelle. Der Faserkanal 11 mündet im wesentlichen im
Bereich der Überwachungsschleife 37 auf die Saugtrommel 1.
Die aufgelösten Fasern werden im Auftreffbereich 16 auf die
Trommel 1 geschleudert und zwischen den Begrenzungskanten 3
und 4 auf der Trommel festgesaugt. Die optoelektronische
Überwachungseinrichtung bestehend aus der elektrisch versorgten
Lichtquelle 34a und dem Empfänger 34b überwacht wiederum
die Größe der Fadenschleife 37 in der bekannten Weise. Die
Drehrichtung 19 der Falschdralleinrichtung 18 wird in ihrer
Größe so eingestellt, daß der Falschdrall bis zu einer
vorbestimmten Stelle zurückläuft, die zwischen dem Auftreffbereich
16 und der Falschdralleinrichtung 18 liegt, wobei der
Drallrücklauf vorzugsweise bis in den Bereich erfolgt, in dem
der Falschzwirn 20 noch auf der Trommel 1 liegt.
Bezügl. der Regelung der Größe der Fadenschleife 37 wird auf
die Beschreibung zu Fig. 2 verwiesen.
Der Faserkanal kann auch an einer Stelle angeordnet sein, die
zwischen den beiden Stellungen der Fig. 2 bzw. 2a liegt.
Wichtig hierbei ist, daß die ausgebreiteten Einzelfilamente
zuerst von Einzelfasern durchsetzt werden und anschließend
unter Erteilung eines Falschdralls von der Siebtrommel
abgezogen werden, wobei die Drehgeschwindigkeit der Siebtrommel
bzw. die Zuliefergeschwindigkeit der Einzelfilamente
so eingestellt bzw. geregelt wird, daß sich eine genau
definierte Größe der Fadenschleife einstellt.