DE3836646A1 - Faserkraeuselvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kräuselung von Fasern, um aus einem geradlinigen Garn aus chemisch erzeug­ ten Fasern ein welliges Garn herzustellen.

Bei dieser Art von Faserkräuselvorrichtungen ist es allge­ mein bekannt, das Kräuseln mit einem Walzensystem durchzufüh­ ren, bei dem zwei Walzen mit zueinander parallelen Achsen liegen und mit der gleichen Drehzahl gedreht werden, und zu kräuselnde Faserbündel zwischen den beiden Walzen hindurchge­ schickt werden, um dann in einen in Drehrichtung der Walzen gesehen an der Rückseite ausgebildeten Materialkasten einge­ leitet zu werden. Derartige Vorrichtungen sind zum Beispiel in den US-Patentschriften 30 96 558, 31 37 055 und 32 48 770 beschrieben.

Bei diesen bekannten Kräuselvorrichtungen, bei denen die Fa­ serbündel zum Kräuseln zwischen zwei Walzen eingeführt werden, neigen die Fasern dazu, sich in der Drehrichtung jeder Walze zu zerstreuen, wenn sie an der Berührungsstelle der Walzen vorbeigekommen sind und in den Materialraum ein­ treten. Um ein solches Zerstreuen der Fasern zu verhindern, war es notwendig, an jeder Walze einen Kratzer anzubringen und die Fasern genau in den Materialkasten einzuleiten. Es werden jedoch die Fasern durch den Kratzerspalt mit so hoher Geschwindigkeit ausgedrückt, daß eine sehr empfindliche Bear­ beitungs- und Führungseinstellung erforderlich ist, um dabei keine Schäden durch Reibung entstehen zu lassen. Da der Mate­ rialkasten in Drehrichtung an der Rückseite der Walzen von feststehenden Seitenwänden umgeben ist, ergeben sich Fehler, daß die Fasern durch einen Spalt zwischen den Seitenwänden und den Walzen seitlich entweichen, oder daß wegen unter­ schiedlicher Geschwindigkeit Reibungswärme entsteht, wenn sich die mit hoher Geschwindigkeit in den Materialkasten ein­ gedrückten Faserbündel an den festen Seitenwänden reiben, so daß die Fasern beschädigt werden. Aus diesem Grund ergibt sich die Notwendigkeit, eine derartige Kräuselvorrichtung so zu verbessern, daß keine Fasern austreten oder Fasern in einem Kräusel-Walzensystem beschädigt werden können, ohne die Ablaufgeschwindigkeit des Kräuselverfahrens zu verrin­ gern.

Dieses Ziel wird erreicht mit einer Faserkräuselvorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, daß der Materialkasten durch eine Ringwalze von vergleichsweise großem Durchmesser umge­ ben ist, die sich in einer Richtung dreht, und eine Innenwal­ ze vorgesehen ist, die innen an der Ringwalze anliegt und sich mit gleicher Oberflächengeschwindigkeit in gleicher Richtung wie die Ringwalze bewegt, während Faserbündel zwi­ schen ihr und der Ringwalze gehalten werden, und daß Seiten­ ringe vorgesehen sind, die zu beiden Seiten der Berührungs­ stelle der beiden Walzen angebracht sind und sich ebenfalls in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit wie die Walzen bewegen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung drehen sich die beiden Walzen, welche die zu kräuselnden Faserbündel halten, in der gleichen Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit, und so wird die Oberseite und die Rückseite der Faserbündel durch den Druck der beiden Walzen abgeflacht, und die Fasern werden durch die beiden äußeren und inneren Drehflächen in den Materialkasten eingeleitet. Damit ist es möglich, die Fa­ serbündel geordnet in den Materialkasten einzuleiten, dabei das Austreten oder Verstreuen von Fasern wie bei den bekann­ ten Kräuselvorrichtungen zu verhindern, bei denen die beiden Walzenflächen als Außenwalzenflächen aneinander ablaufen. Weiter werden die beiden Seiten des Materialkastens durch Seitenringe gebildet, die sich in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Walzenflächen drehen, so daß kein Entweichen oder Zerstreuen der Fasern zu befürchten ist.

Da sich die Umgebung des Materialkastens in Laufrichtung der Fasern bewegt, treten nur geringe Geschwindigkeitsunterschie­ de auf, und es wird keine Reibungshitze erzeugt, so daß eine Beschädigung der Fasern vermieden wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Ausschnittsdarstellung in Seitenansicht bei Lösen der Anlage der Innenwalze an der Außenwalze während des Einführens der Faserbün­ del bei der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Teil-Seitenansicht des Kräuselvorganges in der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 6 eine Seitenansicht bei mit erheblichen Mengen beschickter Vorrichtung nach Fig. 1, bei der ge­ kräuselte Faserbündel nacheinander aus der Vor­ richtung entlassen werden,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Kräuselvorrich­ tung,

Fig. 8 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 7,

Fig. 9 eine teilweise aufgeschnittene Teil-Seitenan­ sicht wesentlicher Teile der Vorrichtung aus Fig. 7,

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den in Fig. 9 dargestellten Teil der Vorrichtung aus Fig. 7,

Fig. 11 einen Vertikalschnitt mit der Darstellung des einen durch die Nabe der Ringwalzen gebildeten Seitenringteiles, wobei der andere Seitenring einstückig auf die Ringwalze aufgesetzt ist,

Fig. 12 einen Vertikalschnitt mit zu beiden Seiten der Innenwalze jeweils einstückig ausgeführten Sei­ tenringen, und

Fig. 13 einen Vertikalschnitt, bei dem ein Seitenring an einer Seite der Innenwalze ausgeführt ist, während die Nabe der Ringwalze den anderen Sei­ tenring ergibt.

Es wird zunächst ein erstes Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 1 bis 6 dargestellt. Es ist hier eine Ringwalze 1 mit L-förmigem Querschnitt ausgebildet, wobei die Außenfläche einer auf eine Drehwelle 2 aufgezogenen Nabe 1′′ die eine Sei­ tenbegrenzung der Ringwalze bildet. Dabei ist die Drehwelle 2 vorkragend an einem Rahmen F der Vorrichtung angebracht. An der offenen Seite des Querschnittes der Ringwalze ist ein getrennt ausgebildeter Seitenring 1′ zum teilweisen Ver­ schließen der Öffnung angebracht, und die gesamte Ringwalze wird durch eine Antriebseinrichtung 3 in Drehung versetzt. An einer Seitenstütze S des zum Gesamtrahmen der Maschine ge­ hörenden Seitenrahmens F′ ist eine Hilfsdrehwelle 4 ange­ bracht, die parallel zur Drehwelle 2 verläuft. Schwenkarme 5 sind bewegbar so auf diese Hilfsdrehwelle 4 aufgesetzt, daß sie eine freie Schwenkbewegung um diese ausführen können. Im Innenteil des Endes der Schwenkarme ist ein Schwenklager festgehalten. Ein C-förmiger Schwenkrahmen 5′ ist vorgese­ hen, bei dem die beiden Schenkelenden drehbar auf eine Dreh­ welle 7 aufgesetzt sind, die in den Lagern 6 der Schwenkarme 5 drehbar gehalten ist. Der Schwenkrahmen 5′ kann so frei um die Drehwelle 7 schwenken. An einem Ende ist auf die Drehwel­ le 7 ein Zahnrad b aufgezogen, welches mit einem Zahnrad a am äußeren Ende der Hilfsdrehwelle 4 kämmt, und am anderen Ende sitzt eine Innenwalze 8, die mit ihrem Außenumfang den Innenumfang der Ringwalze 1 berührt. Ein Fluiddruckzylinder 9 steht mit seiner Kolbenstange mit dem Lager 6 in Berüh­ rung, so daß die Innenwalze 8 mit diesem Zylinder 9 an die Ringwalze 1 angedrückt oder von ihr gelöst werden kann. Ein Kräuselschuh 10 ist an einer Seite am oberen Ende des Schwen­ krahmens 5′ abgestützt, sein unteres Ende sitzt benachbart zur Berührungsstelle der Ringwalze 1 mit der Innenwalze 8 und dieser Schuh kann sich frei und elastisch bewegen. Ein zweiter fluiddruckbetätigter Zylinder 11 ist an dem oberen Ende seiner Kolbenstange mit dem oberen Ende des Schwenkrah­ mens 5′ verbunden, und stützt den Kräuselschuh 10 elastisch ab. In Drehrichtung hinter der Berührungsstelle der Ringwal­ ze 1 mit der Innenwalze 8 befindet sich ein Materialraum oder -kasten 12. Der Materialraum 12 wird im Ausführungsbei­ spiel I von der Innenfläche der Ringwalze 1, der Außenfläche der Innenwalze 8, der Innenwand des auf eine Seite der Ring­ walze 1 aufgezogenen Seitenringes 1′ und der Innenwand der als weiterer Seitenring wirkenden Ringnabe 1′′ umgeben. An seiner Rückseite, in Laufrichtung gesehen, befindet sich der Kräuselschuh 10. Ein Faserzuführfach 13 ist in Drehrichtung vor der Berührungsstelle der Ringwalze 1 mit der Innenwalze 8 ausgebildet, und es ist in den Fig. 5 und 6 ein Faserbün­ del m dargestellt, das vom Zuführfach 13 aus zwischen die Ringwalze 1 und die Innenwalze 8 an deren Berührungsstelle gerät und infolge des Anpreßdruckes der beiden Walzen dort abgeflacht und in den Materialraum 12 eingeführt wird. Eine Führung 17 für das Faserbündel m ist vor dem Zuführfach 13 vorgesehen.

Die Drehwelle 7 der Innenwalze 8 wird über eine Hauptan­ triebswelle 16 angetrieben, die im unteren Teil des Maschi­ nenrahmens F, F′ angeordnet und gelagert ist, und zwar über eine Antriebswelle 14 mit einem Zahnrad c, welches wiederum mit dem Zahnrad b in Eingriff ist und einer weiteren An­ triebseinrichtung 15 für die Antriebswelle 14, und der An­ trieb geschieht in der Weise, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Außenfläche der Innenwalze 8 der Umfangsgeschwindigkeit der Innenfläche der Ringwalze 1 entspricht, die durch die An­ triebseinrichtung 3 angetrieben ist.

Beim Ausführungsbeispiel I mit dem so beschriebenen Aufbau werden die Faserbündel m zwischen der Ringwalze 1 und der In­ nenwalze 8, welche sich in gleicher Richtung mit gleicher Ge­ schwindigkeit bewegen, flachgedrückt und gelangen von dort in den Materialraum 12. Beim Verlassen der Berührungsstelle der beiden Walzen 1 und 8 werden den Faserbündeln m Bewegun­ gen in gleicher Richtung mit gleicher Geschwindigkeit an den beiden Seiten der Bündel verliehen. Die so abgeflachten Fa­ serbündel kommen nun mit dem Kräuselschuh 10 in Berührung, und es wird dort die gleiche Kräuselwirkung verursacht, wie sie bei den üblichen Kräuselvorrichtungen mit dem Walzensy­ stem erreicht wird. Wenn die in dem Materialraum befindli­ chen, übereinander gekräuselten Faserbündel zunehmen, geht der Kräuselschuh 10 gegen die Druckkraft des zweiten Fluid­ druckzylinders 11 nach unten und bewegt sich längs der In­ nenfläche der Ringwalze 1 elastisch zusammen mit der Obersei­ te des Schwenkrahmens 5′, der um die andere Drehwelle 7 schwenkt. Dadurch wird eine Seite des Materialraums 12 geöff­ net und die gekräuselten Faserbündel m werden nacheinander durch den Spalt zwischen der Ringwalze 1 und der Innenwalze 8 ausgetragen, die an der Rückseite des Materialraumes 12 zu­ nehmend Abstand voneinander haben. Wenn der Druck der gekräu­ selten Faserbündel nachläßt, drückt der zweite fluiddruckbe­ tätigte Zylinder 11 den Kräuselschuh 10 wieder gegen den Ma­ terialraum vorwärts, so daß wiederum ein größerer Widerstand gegen die Faserbündel geleistet wird, der mit weiterer Zufuhr von Faserbündeln m ansteigt. Auch der andere fluid­ druckbetätigte Zylinder 9 wird betätigt und hält die Faser­ bündel m zwischen den Walzen 1 und 8 so, daß bei ansteigen­ dem Druck die Innenwalze 8 sich von der Berührungsstelle mit der Ringwalze 1 abhebt und die dazwischenliegenden Faserbün­ del m beaufschlagt.

Es wird nun das Ausführungsbeispiel II anhand der Fig. 7 bis 10 erläutert. Das Ausführungsbeispiel II unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel I insofern, als der Seitenring 1′ an beiden Seiten der Innenwalze 8 angeformt ist und zwei Kräu­ selschuhe 10 a, 10 b an beiden Seiten der Rückseite des Mate­ rialraumes so vorgesehen sind, daß der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Innenseiten der Kräuselschuhe 10 a und 10 b einen Hemmraum 18 bildet mit einem breiten Ein­ tritt und einem schmalen Ausgang, um das Kräuseln der Faser­ bündel m zu bewirken.

Im Ausführungsbeispiel II sind die beiden Seiten der Berüh­ rungsstelle der Ringwalze 1 mit der Innenwalze 8 durch die Seitenringe 1′ abgeschlossen, die jeweils zu beiden Seiten der Innenwalze 8 einstückig aufgezogen sind und sich zusam­ men mit ihr drehen, die Faserbündel m werden zu dem zwischen den beiden Kräuselschuhen 10 a und 10 b an der Rückseite des Materialraumes 12 ausgebildeten Hemmraum 18 geführt und dann werden die gekräuselten Faserbündel m nacheinander seitlich durch den Spalt zwischen der Ringwalze 1 und der Innenwalze 8 ausgelassen, die an der Rückseite der beiden Kräuselschuhe 10 a, 10 b zunehmenden Abstand voneinander besitzen.

Die Ringwalze 1 wird im Ausführungsbeispiel II ebenso wie im Ausführungsbeispiel I dadurch gedreht, daß die Nabe 1′′ auf die an einer Seite des Maschinenrahmens F vorkragende Dreh­ welle 2 aufgesetzt ist. Weiter ist die Innenwalze 8 wie im Ausführungsbeispiel I auf eine Drehwelle 7 aufgesetzt, die durch den Schwenkarm 5 hindurchtritt. Dieser Schwenkarm 5 wird durch den fluiddruckbetätigten Zylinder 9 um die Hilfs­ drehwelle 4 und das Lager 6 am Ende des Schwenkarmes 5 ge­ schwenkt. Das am Außenende der Drehwelle 7 angeordnete Zahn­ rad b ist mit dem Zahnrad a am Außenende der Hilfsdrehwelle 4 in Eingriff. Die Drehwelle 7 ist über eine Antriebswelle 14 mit einem Zahnrad c in Verbindung mit der Hauptwelle 16, wobei das Zahnrad c mit dem Zahnrad a und der Antriebsein­ richtung 15 in Eingriff ist. Die Innenwalze wird so gedreht, daß sie an der Berührungsstelle mit der Ringwalze 1 die glei­ che Oberflächengeschwindigkeit wie diese besitzt, während die Ringwalze 1 durch eine andere Antriebseinrichtung 3 von der Hauptwelle 16 angetrieben wird.

Der eine Kräuselschuh 10 a ist mit seinem Grundabschnitt an die Außenseite des Schwenkarmes 5 angepaßt und nähert sich der Ringwalze 1 bzw. entfernt sich von ihr zusammen mit der Innenwalze 8 unter Einwirkung des fluiddruckbetätigten Zylin­ ders 9. Der andere Kräuselschuh 10 b ist mit seinem Grundteil an dem Schwenkarm 5′ angebracht, der am Ende eines Stützhe­ bels 19 sitzt, welcher vom Maschinenrahmen F′ so absteht, daß er frei schwenken kann, und wird in einer festgelegten Stellung an der Rückseite des Materialraumes durch einen anderen fluiddruckbetätigten Zylinder 11 abgestützt, dessen Oberseite mit dem Schwenkarm 5′ verbunden ist, und in der Mitte durch den fluiddruckbetätigten Zylinder 9 abgestützt, der den Eingriff mit und das Lösen von den Faserbündeln m vor bzw. nach dem Kräuselvorgang herbeiführt und die festge­ legte Stellung nachstellt. Ein Faser-Zuführfach 13 ist in Drehrichtung vor der Berührungsstelle der Ringwalze 1 mit der Innenwalze 8 ausgebildet, und es ist ebenfalls eine Füh­ rung 17 für die zu kräuselnden Faserbündel m zum Zuführfach 13 vorhanden.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann je nach dem zu bearbeitenden Material oder der verlangten Arbeits­ geschwindigkeit der Kräuselschuh 10 (bzw. die Kräuselschuhe 10 a und 10 b) frei bewegbar oder festgelegt eingesetzt werden. Es kann auch wahlweise der Kräuselschuh 10 längs der Außenfläche der Innenwalze 8 oder aber längs der Innenfläche der Ringwalze 1 zusammen mit der Außenfläche der Innenwalze 8 versetzt werden. Auch die Form und die sonstige Auslegung der Kräuselschuhe können frei gewählt werden. Weiter ist es nicht unbedingt nötig, in der beschriebenen Weise vorzuge­ hen, sondern es kann auch ein Seitenring 1′ an einer Seite der Innenwalze 8 vorgesehen werden, und die Nabe 1′′ der Ring­ walze 1 als der weitere Seitenring 1′′ auch bei der Ausfüh­ rungsform II wirken.

Es ergibt sich so eine erfindungsgemäße Kräuselvorrichtung, bei der die zu kräuselnden Faserbündel m zwischen der Ring­ walze 1 und der Innenwalze 8 gehalten werden, wobei die In­ nenwalze 8 die Ringwalze von innen berührt und an sie ange­ drückt wird, und die beiden Walzen in gleicher Richtung gleich schnell gedreht werden. Die vier Seitenwände des Mate­ rialraumes sind dadurch gebildet, daß an beiden Seiten der Berührungsstelle der beiden Walzen 1 und 8 Seitenringe 1′ und/oder 1′′ vorgesehen sind, die sich ebenfalls mit der glei­ chen Geschwindigkeit in gleicher Richtung bewegen. Die an den Walzen anliegenden Seiten der Fasern werden durch den Walzendruck abgeflacht, während sich die Walzen in gleicher Richtung mit gleicher Geschwindigkeit bewegen und die Faser­ bündel an der Berührungsstelle vorbeilaufen, und die beiden Seiten der Faserbündel legen sich höchstens an die Innenflä­ chen der Seitenringe an, die sich ja ebenfalls in gleicher Richtung mit gleicher Geschwindigkeit drehen. Damit werden die Faserbündel geordnet in den Materialraum eingeführt, ohne daß ihre flache Riemenform gestört wird, und es werden auch keine Fasern aus dem Materialraum ausgeschleudert.

So sind erfindungsgemäß die vier Seiten des Materialraumes in gleicher Richtung in Bewegung wie die Fasern, so daß keine Unordnung der Faserbündel zur Erzeugung von Reibungs­ wärme führt wie bei den bekannten Einrichtungen. Damit be­ wirkt die vorliegende Erfindung eine bemerkenswerte Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Kräuselvorrichtung, und es kann dadurch eine bessere Verarbeitung in bezug auf Mate­ rialdurchsatz pro Zeit erzielt werden.

Claims (7)

1. Faserkräuselvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringwalze (1) mit vergleichsweise großem Durchmesser vorgesehen ist, die sich in einer Richtung dreht, und eine an der In­ nenfläche der Ringwalze (1) anliegende Innenwalze (8), die sich in gleicher Richtung mit gleicher Geschwindig­ keit wie die Ringwalze dreht, wobei zu kräuselnde Faser­ bündel (m) zwischen den beiden Walzen gehalten sind, und daß Seitenringe (1′, 1′′) an beiden Seiten der Berührungs­ stelle der beiden Walzen (1, 8) vorgesehen sind, die sich in der gleichen Richtung mit gleicher Geschwindigkeit wie die Walzen selbst bewegen, und daß der Materialraum (12) für die sich kräuselnden Faserbündel von den Walzen (1, 8) und den Ringen (1′, 1′′) umgeben ist.

2. Faserkräuselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seitenring (1′′) durch die Nabe der Ringwalze (1) gebildet ist, und daß der andere Seitenring (1′) auf die andere Seite der Ringwalze (1) einstückig aufgezogen ist.

3. Faserkräuselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten­ ringe (1′′) einstückig an beiden Seiten der Innenwalze (8) vorgesehen sind.

4. Faserkräuselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seitenring durch die Nabe der Ringwalze (1) gebildet ist, und daß der andere Seitenring einstückig an einer Seite der Innen­ walze (8) ausgebildet ist.

5. Faserkräuselvorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand leistender Kräuselschuh (10; 10 a, 10 b) vorgesehen ist, dessen Vorderseite auf die Berührungsstelle der Ringwalze (1) mit der Innenwalze (8) gerichtet ist, und zwar in Ablaufrichtung der beiden Walzen an der Rückseite des Ma­ terialraumes (12).

6. Faserkräuselvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kräusel­ schuh (10) oder die Kräuselschuhe (10 a, 10 b) elastisch be­ wegbar (9; 11) gegen die Durchlaufrichtung der Faserbün­ del (m) andrückbar ist.

7. Faserkräuselvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kräusel­ schuh als Kräuselschuhpaar (10 a, 10 b) ausgebildet ist, wobei die einzelnen Kräuselschuhe (10 a, 10 b) an den Außen­ seiten der Rückseite des Materialraumes (12) längs der Durchlaufrichtung der Faserbündel (m) angeordnet sind, und daß der Abstand zwischen den einander zugewendeten Innenflächen der Kräuselschuhe (10 a, 10 b) in Ablaufrich­ tung der zu kräuselnden Faserbündel (m) verengt ist.