DE3900549A1 - Verfahren und faerbehuelse zum gleichmaessigen verdichten von garn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichmäßigen Verdichten von Garn, das in Form von Wickeln auf axial ineinanderschiebbare und axial verkürzbare hülsenförmige Garnträger aufgebracht wird. Aus einer Anzahl von mit Garnwickeln versehenen Garnträgern wird eine Säule gebildet und schließlich auf diese ein ihre Höhe um einen definierten Betrag reduzierender Axialdruck ausgeübt.

Die Erfindung betrifft weiterhin zur Durchführung des Verfahrens eine Färbehülse mit zwei ringförmigen Endabschnitten und einem axial verkürzbaren Mittelabschnitt. Dabei weist ein mit einer radial nach innen vorstehenden Stufe versehener Endabschnitt eine kreisförmige Innenkontur auf. Diese ist der Außenkontur eines anderen Endabschnitts angepaßt. Dadurch läßt sich die Färbehülse um mindestens einen Teil der axialen Erstreckung eines Endabschnitts in bzw. auf eine ebenso ausgebildete Färbehülse gleichgerichtet ein- bzw. aufschieben. Der verkürzbare Mittelabschnitt weist eine Anzahl von in axialen Abständen voneinander angeordneten Unterteilungsringen auf.

Zum gleichmäßigen axialen Verdichten von Garnwickeln ist es allgemein bekannt, diese auf axial ineinanderschiebbare oder in sich verkürzbare Färbehülsen aufzubringen, diese säulenförmig übereinander anzuordnen und die so gebildete Säule durch einen Axialdruck zu verkürzen. Bezweckt wird damit, eine homogene Garnsäule zu erhalten, die über ihre volle Höhe einem die Garnwickel radial durchströmenden Behandlungsmedium einen gleichen Widerstand entgegensetzt, der Voraussetzung für eine gleichmäßige Garnbehandlung ist. Bei der Verdichtung erfolgt eine Verlagerung der einzelnen Garnwickel über die Höhe der Färbehülsen. Wird die Säule nach der Behandlung in einzelne Garnwickel/-hülsen/-einheiten zerlegt, besteht die Gefahr, daß die Garnwickel teilweise über ein Ende ihrer Färbehülse hinaus verschoben und insoweit nicht mehr abgestützt sind. Bei der weiteren Handhabung verlieren die Wickellagen dadurch ihre ordnungsgemäße Plazierung, verwirren sich und erschweren den Abspulvorgang, sofern eine Weiterverarbeitung eines derartigen Garnwickels überhaupt noch möglich ist.

Um bei dem eingangs beschriebenen Verfahren eine Verlagerung der Garnwickel über eine Färbehülse hinaus zu vermeiden, ist es allgemein bekannt, auf die Färbehülse jeweils einen Garnwickel aufzubringen, dessen axiale Länge wesentlich geringer ist als die axiale Länge der betreffenden Färbehülse. Aber auch diese Maßnahme, die zudem in Kauf nimmt, daß ein beachtlicher Teil der an sich verfügbaren Wickelhöhe einer Färbehülse ungenutzt bleibt, ist bei vertretbaren Längendifferenzen zwischen Garnwickel und Färbehülse nur dann erfolgversprechend, wenn sichergestellt wird, daß die Verlagerung eines Garnwickels auf die Längendifferenz beschränkt bleibt.

Aus der DE-OS 35 46 085 ist auch bereits ein Verfahren bekannt, bei dem das Garn auf axial zusammendrückbare und/oder zusammenschiebbare Färbehülsen aufgespult wird, wobei die so gebildeten Garnwickel gleichfalls eine axiale Länge aufweisen, die jeweils geringer ist als die axiale Länge der Färbehülse. Die bespulten Färbehülsen werden säulenartig übereinandergesetzt, und anschließend wird auf die Färbehülsen und die Garnwickel ein axial wirkender Kompressionsdruck ausgeübt. Um insbesondere eine gleichmäßige Verdichtung der Wickel ohne Störung des Garnverlaufs auch in den inneren Wickellagen herbeizuführen, wird vorgeschlagen, die Färbehülsen und die Garnwickel durch den Kompressionsdruck gleichzeitig und im wesentlichen über die gleiche Zeitdauer axial zusammenzudrücken.

Für dieses bekannte Verfahren wird als Vorteil geltend gemacht, daß dadurch Relativbewegungen zwischen den die Mantelflächen der Färbehülsen bildenden Elementen einerseits und den inneren Lagen der Garnwickel andererseits ausgeschlossen würden, da ein Zusammendrücken oder Zusammenschieben der Färbehülsen stets zugleich mit einem Zusammendrücken der Garnwickel vor sich gehe. Dabei sollen die auftretenden Verformungen bei den Färbehülsen und bei den Garnwickeln gleich sein. Relativbewegungen der inneren Garnlagen oder Garnwickel an den Elementen der Mantelflächen der Färbehülsen sollen entfallen. Störungen, Einklemmungen und Beschädigungen der inneren Garnlagen würden somit gleichfalls entfallen.

Um aber auf säulenartig übereinandergesetzte Färbehülsen und Garnwickel trotz ihres axialen Längenunterschiedes gleichzeitig einen Kompressionsdruck ausüben zu können, ist es unerläßlich, zwischen aufeinanderfolgenden Garnwickeln Distanzstücke anzuordnen, die den Längenunterschied ausgleichen. Durch diese zusätzlich erforderlichen Distanzstücke ergibt sich aber ein ihrem Volumen entsprechender Kapazitätsverlust an Garnmaterial für jede Säule, da diese je nach dem für das Garnmaterial erforderlichen Verdichtungsbetrag über 25% und mehr ihrer Höhe aus Distanzstücken gebildet werden muß. In einem mit derartigen Säulen beschickten Färbebehälter reduziert sich daher gleichfalls dessen Aufnahmekapazität für das Garnmaterial um einen entsprechend großen Teil. Für eine Färbebehandlung ist daher beispielsweise ein entsprechend großes Verhältnis Flottenmenge : Garnmenge erforderlich. Daraus ergibt sich nicht nur eine entsprechend größere Energiemenge zur Aufheizung und Umwälzung der Flotte, sondern auch eine Vergrößerung der schließlich abzuführenden und zu entsorgenden Menge an verbrauchtem Behandlungsmedium, bezogen auf die jeweils behandelte Garnmenge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, bei dem die Garnwickel keine wesentlich geringere axiale Länge aufweisen müssen als die Färbehülsen und bei dem insbesondere auf Distanzstücke zwischen den Garnwickeln verzichtet werden kann, um dennoch eine Verlagerung der Garnwickel über das jeweilige Ende der betreffenden Färbehülse hinaus mit Sicherheit auszuschließen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten gattungsgemäßen Art ausgegangen und erfindungsgemäß vorgeschlagen, nach dem im kennzeichnenden Teil desselben angegebenen Merkmalen zu verfahren.

Werden durch den auf die Färbehülsen und die Garnwickel ausgeübten Axialdruck erfindungsgemäß zunächst die Färbehülsen ineinandergeschoben, verlagern sich die Stirnseiten der Garnwickel von den Enden der Färbehülsen in Richtung zu deren Mitte, wodurch der Verdichtungsvorgang für die Garnwickel eingeleitet wird, ohne daß diese dabei eine Verlagerung über ein Färbehülsenende hinaus erfahren. Sind die Färbehülsen um einen definierten Teil ihrer Höhe ineinandergeschoben, so ist der Abstand zwischen den Stirnseiten der Garnwickel und den Enden der Färbehülsen auf ein Maximum angewachsen. Unter fortgesetztem Axialdruck erfolgt sodann eine weitere Verkürzung der Säule ausschließlich durch eine Verkürzung der Färbehülsen in sich, wodurch der Verdichtungsvorgang der Garnwickel fortgesetzt wird, ohne daß wesentliche Relativbewegungen zwischen dem Garnwickel und der Färbehülse stattfinden, da beide gleichzeitig so lange axial verkürzt werden, bis eine über die Höhe der Säule gleichmäßige Verdichtung erzielt ist.

Wird nach einem Behandlungsvorgang der Axialdruck aufgehoben und die Säule in einzelne Garnwickel/-färbehülsen/-einheiten zerlegt, expandieren diese axial um einen Betrag, um den die axiale Verkürzung der Färbehülse rückgängig gemacht wird, so daß die Stirnseiten der Garnwickel in einem ausreichenden Abstand von den Enden der Färbehülsen verbleiben und somit ihre stabile Anordnung beibehalten können.

Begünstigt wird der erfindungsgemäße Verfahrensablauf dadurch, daß jeder im Kreuzspulverfahren hergestellte Garnwickel über seine Höhe eine zunächst unterschiedliche Wickeldichte aufweist, die in den stirnseitigen Endbereichen des Garnwickels wegen der Fadenumkehrstellen zwangsweise größer ist als im mittleren Garnwickelbereich. Werden somit die Färbehülsen ineinandergeschoben und die Garnwickel entsprechend verschoben, wird bereits eine Verdichtung des mittleren Garnwickelbereichs eingeleitet, da dieser der Kompression den geringsten Widerstand entgegensetzt. Im mittleren Garnwickelbereich ist aber auch der zu einer gleichmäßigen Verdichtung erforderliche axiale Verkürzungsbetrag am größten. Dies wird dadurch berücksichtigt, daß sich in diesem Bereich die Verkürzung der Färbehülse in sich voll auswirkt und somit schließlich jeder Garnwickel und die daraus gebildete Säule eine über ihre Höhe völlig gleichmäßige Verdichtung aufweist.

Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die mit Garnwickeln versehenen Färbehülsen auf ein stabförmiges, der Säulenhöhe angepaßtes Führungselement aufgeschoben und so weit ineinandergesteckt, daß einander zugewandte Stirnseiten benachbarter Wickel unmittelbar aneinander anliegen und beim Ineinanderschieben der Färbehülsen über den zunächst ineinandergesteckten Betrag hinaus die Garnwickel auf der Färbehülse verschoben und erst durch das Verkürzen der Färbehülsen die gleichmäßige Verdichtung vollendet wird.

Zur Bildung einer stabilen Garnwickelsäule ist es vorteilhaft, in an sich bekannter Weise ein Führungselement, beispielsweise in Form eines perforierten Rohres, zu verwenden, das als Zuführleitung für ein Behandlungsmedium dient. Darauf läßt sich nacheinander eine Anzahl Färbehülsen mit Garnwickeln aufschieben, und diese können dabei so verdreht zueinander angeordnet werden, daß sich die Färbehülsen unbehindert ineinanderschieben lassen. Erleichtert wird diese Anordnung, wenn die axiale Länge der Garnwickel geringfügig kleiner ist als die axiale Länge der Färbehülsen. Dieser Längenunterschied kann aber auf ein Mindestmaß beschränkt werden, das erforderlich ist, um die Färbehülsen gegebenenfalls winkelmäßig orientiert ineinanderzustecken. Für den Verdichtungsbetrag selbst ist dieser Längenunterschied jedoch bedeutungslos, zumal er jedenfalls kleiner ist als der Betrag, um den eine Färbehülse in eine andere Färbehülse eingeschoben wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Färbehülse der eingangs beschriebenen Art dienen. Eine solche ist beispielsweise aus der DE 36 29 401 A1 bekannt. Der axial verkürzbare mittlere Bereich dieser Färbehülse begünstigt durch darin vorgesehene schlitzförmige Durchbrüche jedoch ein Verklemmen der unmittelbar auf diesen Bereich aufgebrachten Fadenlagen, so daß diese beschädigt werden können, zumindest aber stellenweise der Färbeflotte nicht in der gleichen Weise ausgesetzt werden wie das übrige Fadenmaterial und insbesondere den Abspulvorgang behindern, da die betreffenden Fadenwindungen auch dann noch am Mittelabschnitt der Färbehülse haften, wenn die Färbehülse vom axialen Kompressionsdruck entlastet ist.

Aus der DE 36 28 571 A1 ist aber auch bereits eine Färbehülse bekannt, bei der Fadeneinklemmungen vermieden werden. Zur Homogenisierung der Wickeldichte verfügt diese Färbehülse über einen verkürzbaren mittleren Hülsenbereich, der aus im Abstand voneinander angeordneten Zungen gebildet ist, die wechselweise von einem unteren und einem oberen Färbehülsenbereich ausgehen und über Lücken zwischen den Zungen des jeweiligen Färbehülsenbereichs bis in die Endbereiche der Färbehülse hineinschiebbar sind.

Die Ausbildung dieser Färbehülse ist jedoch verhältnismäßig kompliziert. Auch verfügt die Färbehülse ohne einen verhältnismäßig großen Materialaufwand nicht über die radiale Stabilität, die erforderlich ist, um den radial einwärts wirkenden, aus dem Schrumpfvorgang eines Wickels resultierenden Kräften zu widerstehen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll daher eine Färbehülse vorgeschlagen werden, bei der die Garnwickel keine wesentlich geringere axiale Länge aufweisen müssen als die Färbehülse und bei der insbesondere auf Distanzstücke zwischen den Garnwickeln verzichtet werden kann, um dennoch eine Verlagerung der Garnwickel über das jeweilige Ende der betreffenden Färbehülse hinaus mit Sicherheit auszuschließen und auch zu vermeiden, daß insbesondere die inneren Windungen eines Garnwickels, die unmittelbar auf dem axial verkürzbaren Mittelabschnitt der Färbehülse aufliegen, eingeklemmt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Färbehülse der im Oberbegriff des Anspruchs 3 genannten gattungsgemäßen Art ausgegangen, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil desselben angegebenen Merkmale aufweist.

Mit der erfindungsgemäßen Färbehülse läßt sich eine über die Höhe eines Wickels unterschiedliche Wickelhärte in vortrefflicher Weise vergleichmäßigen, wobei eine Verschiebung der Wickelbereiche über die Wickelfläche auf ein Minimum beschränkt werden kann, so daß bei der axialen Verdichtung einer Wickelsäule, die aus einer Anzahl von bewickelten Färbehülsen gebildet ist, Fäden nicht eingeklemmt werden können und auch Reibungswiderstände erheblich reduzierbar sind, die insbesondere infolge von unmittelbar auf der Wickelfläche aufliegenden Wickellagen entstehen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Färbehülse ist bei einer bekannten und bewußt in Kauf genommenen begrenzten Wickelverschiebung der obere Färbehülsenendabschnitt in den unteren Färbehülsenendabschnitt einer ebenso ausgebildeten Färbehülse um einen definierten Teil der Höhe axial einschiebbar, wogegen je nach der erforderlichen Wickelverdichtung der mittlere Färbehülsenabschnitt durch die Elastizität der Distanzelemente axial verkürzbar ist, ohne dabei Fadenwindungen einzuklemmen. Infolgedessen kann ein auf die erfindungsgemäße Färbehülse aufgebrachter Wickel in seinem oberen und unteren Endbereich, die bereits über eine größere Wickelhärte als der mittlere Wickelbereich verfügen, im erforderlichen Ausmaß verschoben und in seinem mittleren Wickelbereich, der über die geringere Wickelhärte verfügt, erheblich axial zusammengedrückt werden, so daß jeder Wickelbereich in Abhängigkeit von seiner bereits ursprünglich vorliegenden Wickelhärte bei einem Minimum an Reibungswiderstand eine insgesamt homogene Verdichtung erhalten kann.

Die erfindungsgemäßen Distanzelemente nehmen bei einer axialen Verkürzung der Färbehülse eine ellipsenförmige Gestalt an, ohne daß irgendwelche Teile der Distanzelemente oder der Unterteilungsringe so aufeinandergepreßt werden, daß dadurch Klemmstellen für die auf den Mittelabschnitt der Färbehülse aufgebrachten Fadenlagen entstehen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Wandstärke der Distanzelemente am Hülsenaußenumfang kleiner als am Hülseninnenumfang, wodurch die Sicherheit gegen ein Aufeinanderpressen von Teilen der Distanzelemente im Bereich des Hülsenaußenumfangs und damit im Bereich der dort angeordneten ersten Fadenwindungen eines Wickels noch zusätzlich gesteigert wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der einschiebbare Endabschnitt durch über seinen Umfang in gleichmäßiger Verteilung angeordnete, axial ausgerichtete Stege mit dem ihm am nächsten liegenden Unterteilungsring verbunden.

Durch diese Ausgestaltung läßt sich ein Stirnbereich eines Garnwickels ohne nennenswerten Widerstand über die axial ausgerichteten Stege verschieben, bevor zur gleichmäßigen Verdichtung des Garnwickels insgesamt eine Verkürzung des Mittelabschnitts der Färbehülse erforderlich wird.

Vorzugsweise liegen radiale Außenflächen der Distanzelemente auf einem Durchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Unterteilungsringe.

Durch diese Ausgestaltung wird eine willkürliche Verschiebung des Garnwickels über den Mittelabschnitt der Färbehülse vermieden, da Teile der Unterteilungsringe radial über die Distanzelemente vorstehen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegen die radialen Außenflächen der Distanzelemente auf einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser, auf dem radiale Außenflächen der Stege angeordnet sind.

Durch diese Ausgestaltung lassen sich die Außenflächen der Stege ohne Stufenbildung über einen spitzen Winkel auf den Durchmesser überführen, der dem Außendurchmesser des einschiebbaren Endabschnitts der Färbehülse entspricht.

Schließlich sieht eine Ausgestaltung der Erfindung noch vor, daß jeweils in zwei benachbarten Reihen angeordnete Distanzringe parallel zueinander ausgerichtete Mittelachsen aufweisen.

Durch diese Ausgestaltung läßt sich die erfindungsgemäße Färbehülse in einer Form herstellen, die einfacher ausgebildet sein kann als eine Form für Färbehülsen, bei denen alle Mittelachsen der Distanzringe die Färbehülsenmittelachse exakt treffen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Färbehülse in einer Seitenansicht dargestellt.

Die Färbehülse besteht aus einem unteren ringförmigen Endabschnitt 1, einem oberen, gleichfalls ringförmigen Endabschnitt 2 und einem axial verkürzbaren Mittelabschnitt 3.

Der Endabschnitt 1 ist aus einem Ring 4 und der Endabschnitt 2 aus einem Ring 5 gebildet. Der Innendurchmesser des Rings 4 entspricht dem Außendurchmesser des Rings 5. Eine über den Umfang des Rings 4 vorgesehene Nut 6 dient zur Aufnahme einer sogenannten Fadenreserve.

Der Ring 4 ist mit einer nach innen vorstehenden Stufe 7 versehen, durch welche die Eindringtiefe einer ebenso ausgebildeten, gleichgerichteten Färbehülse definitiv begrenzt ist, indem die Stirnseite des Rings 5 der eingeschobenen Färbehülse gegen die Stufe 7 zur Anlage kommt.

Der Mittelabschnitt 3 der Färbehülse besteht aus in gleichmäßigen axialen Abständen voneinander angeordneten Unterteilungsringen 8, die über Distanzelemente 9 miteinander verbunden sind. Die Distanzelemente 9 bilden paarweise mit den zu verbindenden Unterteilungsringen 8 Distanzringe 10, welche bei einer axialen Kompression der Färbehülse in eine elliptische Form übergehen, ohne daß Teile der Distanzelemente 9 oder der Unterteilungsringe 8 aufeinandergepreßt werden, wodurch auf den Mittelabschnitt 3 aufgebrachte Fadenwindungen eingeklemmt würden.

Der den Endabschnitt 2 bildende Ring 5 ist mit dem zu ihm am nächsten angeordneten Unterteilungsring 8′ über Stege 11 verbunden, die in gleichmäßiger Verteilung am Endring 5 und am Unterteilungsring 8′ angeschlossen sind und mit einer radialen Außenfläche 12 stufenlos in den Außenumfang des Endrings 5 übergehen.

Claims (8)

1. Verfahren zum gleichmäßigen Verdichten von Garn, das in Form von Wickeln auf axial ineinanderschiebbare und axial verkürzbare hülsenförmige Garnträger im Kreuzspulverfahren aufgebracht wird, worauf aus einer Anzahl mit Garnwickeln versehener Garnträger eine Säule gebildet und schließlich auf diese ein ihre Höhe um einen definierten Betrag reduzierender Axialdruck ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch den auf die Garnträger und die Garnwickel ausgeübten Axialdruck zunächst die Garnträger ineinandergeschoben werden und dabei mindestens je ein Randbereich jedes Garnwickels verschoben wird und daß anschließend die Garnträger verkürzt werden und dabei mindestens je ein Mittelbereich jedes Garnwickels gleichfalls verkürzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Garnwickeln versehenen Garnträger auf ein stabförmiges, der Säulenhöhe angepaßtes Führungselement aufgeschoben und soweit ineinandergesteckt werden, daß einander zugewandte Stirnseiten benachbarter Wickel unmittelbar aneinanderliegen und beim Ineinanderschieben der Garnträger über den zunächst ineinandergesteckten Betrag hinaus die Garnwickel auf den Garnträgern verschoben und erst durch das Verkürzen der Garnträger die gleichmäßige Verdichtung herbeigeführt wird.

3. Färbehülse mit zwei ringförmigen Endabschnitten und einem axial verkürzbaren Mittelabschnitt, wobei ein mit einer radial nach innen vorstehenden Stufe versehener Endabschnitt eine kreisförmige Innenkontur aufweist, die der Außenkontur eines anderen Endabschnitts angepaßt ist, wodurch sich die Färbehülse um mindestens einen Teil der axialen Erstreckung eines Endabschnitts in bzw. auf eine ebenso ausgebildete Färbehülse gleichgerichtet ein- bzw. aufschieben läßt, und wobei der verkürzbare Mittelabschnitt eine Anzahl in axialen Abständen voneinander angeordneten Unterteilumgsringen aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilungsringe (8) über bogenförmige Distanz­ elemente (9) miteinander verbunden sind, die paarweise zusammen mit den beiden jeweils zu verbindenden Unterteilungsringen (8) Distanzringe (10) bilden, deren Mittelachse im wesentlichen radial zur Färbehülse ausgerichtet ist.

4. Färbehülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Distanzelemente (9) am Hülsenaußenumfang kleiner ist als am Hülseninneumfang.

5. Färbehülse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einschiebbare Endabschnitt (2) durch über seinen Umfang in gleichmäßiger Verteilung angeordnete, axial ausgerichtete Stege (11) mit dem ihm am nächsten liegenden Unterteilungsring (8′) verbunden ist.

6. Färbehülse nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß radiale Außenflächen der Distanzelemente (9) auf einem Durchmesser liegen, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Unterteilungs­ ringe (8).

7. Färbehülse nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Außenflächen der Distanzelemente (9) auf einem Durchmesser liegen, der größer ist als der Durchmesser, auf dem radiale Außenflächen (12) der Stege (11) angeordnet sind.

8. Fabehülse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in zwei benachbarten, sich axial erstreckenden Reihen angeordnete Distanz­ ringe (10) parallel zueinander ausgerichtete Mittelachsen aufweisen.