DE4435923B4

DE4435923B4 - Vorrichtung und Verfahren zum gleichmäßigen Texturieren eines laufenden Fadens

Info

Publication number: DE4435923B4
Application number: DE4435923A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Schäfer; Klaus Gerhards; Klaus Burkhardt; Horst Beifuss; Frank Bäcker
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1993-10-19
Filing date: 1994-10-07
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2014-10-08
Also published as: CH691386A5; DE4435923A1

Abstract

Verfahren zum Texturieren eines laufenden Fadens (1) mit einer bezüglich deren Drallwirkung steuerbaren Texturierdüse (2), das Verfahren aufweisend:
– Erfassen der Fadenzugkraft des in die Texturierdüse (2) einlaufenden Fadens (1);
– Steuern der Drallwirkung in der Texturierdüse (2) auf der Grundlage des erfaßten Fadenzugkraftsignals;
– Texturieren des Fadens (1) durch Bildung eines Fadenstopfens in einer Stauchkammer (7) mit vorgeschalteter Texturierdüse (2) zum Beaufschlagen mit Prozeßfluid.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gleichmäßigen Texturieren eines laufenden Fadens mit einer bezüglich deren Drallwirkung steuerbaren Texturierdüse. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine geregelte Texturierdüse zum Texturieren eines multifilen synthetischen Fadens.
Durch die DE 26 32 082 A1 und die EP 256 448 A2 ist eine Texturierdüse bekannt. In diesen Texturierdüsen neigt das Heißgas zur Wirbelbildung im Ringkanal und dem daran anschließenden konischen Kanal. Solche Wirbel führen zu einer Verdrallung des Fadens. Der Faden kann dann in der anschließenden Stauchkammer nicht in ausreichendem Maße gekräuselt werden. Andererseits ist aber eine geringe Drallbildung erwünscht, damit der Faden ruhig läuft. Um eindeutige Verhältnisse herbeizuführen, wird eine bevorzugte Drallrichtung durch Auslegung des Ringkanals vorgegeben. Das wiederum führt dazu, daß in bestimmten Anwendungsfällen die Drallgebung zu stark ist und eine ausreichende Kräuselung nicht zuläßt. Bei einer vielstelligen Texturiermaschine kommt es außerdem darauf an, daß die Drallbildung sämtlicher Texturierdüsen identisch ist. Dies erfordert eine feinfühlige Einstellung sämtlicher Texturierdüsen, was nur von sehr qualifiziertem Personal mit hohem Kenntnisstand vorgenommen werden kann.
Eine falsche Dralleinstellung an der Düse führt zu einem als Streifigkeit des Fadens bezeichneten Problem. Die Streifigkeit wird beim Einfärben zum Beispiel eines Teppichs, der aus dem Faden geknüpft ist, visuell als Streifen auf der Teppichoberfläche erkennbar. Eine solche unerwünschte Eigenschaft des Fadens ist während seiner Herstellung jedoch nicht feststellbar und daher auch nicht korrigierbar.
Aus der EP 0 439 183 A1 und der DE 41 29 028 A1 sind andere Verfahren zur Kräuselung eines Fadens bekannt, bei denen an dem Faden durch ein Friktionsfalschdrallaggregat ein Falschdrall erzeugt wird, der sich entgegen der Fadenlaufrichtung innerhalb einer Texturierzone ausbreitet. Solche Verfahren sind zum Kräuseln von vorgelegten Glattgarnen geeignet, jedoch würde der Drall das Ablegen der Filamente eines Fadens zu einem Fadenstopfen erschweren.
Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine gleichmäßige Texturierung eines Fadens bei seiner Herstellung zur Vermeidung von Streifigkeit erzielt werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der ein solches Verfahren zur Ausführung gebracht werden kann.
Das Ziel der Erfindung wird erreicht mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 und einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 9. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gegeben.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es möglich ist, durch eine gezielte Beeinflussung der Drallwirkung der Texturierdüse die Fadenzugkraft des einlaufenden Fadens gezielt zu beeinflussen.
In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum gleichmäßigen Texturieren eines laufenden Fadens mit einer bezüglich deren Drallwirkung steuerbaren Texturierdüse wird in einem ersten Schritt die Fadenzugkraft des in die Texturierdüse einlaufenden Fadens erfaßt. In einem zweiten Schritt wird die Drallwirkung in der Texturierdüse auf der Grundlage des erfaßten Fadenzugkraftsignals gesteuert. Schließlich wird der Faden in der Texturierdüse unter der gesteuerten Drallwirkung texturiert.
Das Verfahren eignet sich für alle Arten von Texturierungen. Auch ist das Verfahren nicht auf synthetische Fäden beschränkt. Das Verfahren ist zum Texturieren von synthetischen Fasern besonders vorteilhaft.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens der Erfindung erfolgt das Steuern der Drallwirkung in der Weise, daß die erfaßte Fadenzugkraft im wesentlichen konstant bleibt. Die Größe der Fadenzugkraft ist dabei einstellbar.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt das Steuern der Drallwirkung durch ein verstellbares Strömungsruder, das in der Texturierdüse angeordnet ist. Es ist weiterhin bevorzugt, daß vor dem Schritt des Erfassens ein Schritt des Stabilisierens des Fadenlaufs erfolgt. Dies geschieht insbesondere mittels einer Galette, die vor dem Fadenzugkraftsensor angeordnet ist.
Gemäß eines weiteren vorteilhaften Gedankens wird vorgeschlagen, daß die zum Auflösen eines Fadenstopfens notwendige Fadenzugkraft am gekräuselten Faden gemessen wird, und daß die Temperatur des Prozeßfluids in Abhängigkeit von diesem Meßwert geregelt wird, wobei der Ist-Wert Fühler eine Einrichtung zum Messen derjenigen Fadenzugkraft ist, mit welcher der gekräuselte Faden von dem Fadenstopfen abgezogen wird.
Durch diese Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, daß die Temperaturregelung durch Meßgrößen erfolgt, die relativ unempfindlich auf Umgebungseinflüsse reagieren. Die bei der Textilfadenherstellung mitunter erheblichen Mengen an Abrieb und Staub verlieren ihren Einfluß auf die zu regelnde Temperatur des Prozeßfluids ebenso wie die unvermeidlichen Schwankungen der Umgebungstemperatur, da die gemessenen Ist-Werte rein mechanische Größen sind.
Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß der Fadenstopfen aus gestauchtem Fadenmaterial eine gewisse Konsistenz besitzt. Diese Konsistenz beruht offenbar auf der Tatsache, daß der im Strom des Prozeßfluids geförderte Faden in dem begrenzten Raum der Expansionskammer infolge der kinetischen Energie des Heizmittels gestaucht und dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, daß der durch Wärme erweichte Faden dreidimensional texturiert und zusammengelegt wird. Diese Faltungen sind in ihrer Richtung im wesentlichen unregelmäßig angeordnet, wodurch ein lösbarer Verbund mit innerem Zusammenhalt entsteht.
Die Festigkeit des Fadenstopfens bewirkt, daß der gekräuselte Faden mit einer definierten Fadenzugkraft von dem kompakten Fadenstopfen abgezogen werden muß. Diese Fadenzugkraft kann insbesondere auch eine Komponente infolge einer Reibkraft einschließen, die an einem Teilabschnitt des von dem Fadenstopfen abgezogenen, gekräuselten Fadens wirksam ist. Die Höhe dieser Fadenzugkraft ist mit einfachen Mitteln zu erfassen und hinreichend konstant, um eine Abweichung vom Soll-Wert der Fadenzugkraft feststellen zu können.
Das Besondere an der Weiterbildung ist der bislang ungenutzte funktionelle Zusammenhang zwischen einer wärmetechnischen Stellgröße in einem Temperaturregelkreis und einer mechanischen Meßgröße an dem fertigen Produkt. Die Verknüpfung der Temperatur eines Temperaturregelkreises in einem Verfahren zur Herstellung von Kräuselgarn mit der Fadenzugkraft, mit welcher das gekräuselte Garn von dem Fadenstopfen abgezogen wird, war bislang vollkommen unbekannt.
Die Merkmale des Anspruchs 6 kennzeichnen eine Weiterbildung der Erfindung mit dem Vorteil einer feinfühligen Meßauflösung, mit welcher auch geringste Abweichungen der Fadenzugkraft vom vorgegebenen Sollwert erfaßbar sind. Um die Feinfühligkeit beliebig zu erhöhen, empfiehlt es sich, als beweglich gelagerte Umlenkeinrichtung einen drehbar gelagerten Hebel zu verwenden, an dessen frei beweglichem Ende der Faden umgelenkt wird.
Hierdurch kann über die Hebellänge die Auflösung der Meßgenauigkeit mit einfachen Mitteln verbessert werden. In diesem Fall ist der jeweilige Drehwinkel des Hebels der Verschiebungsweg der beweglich gelagerten Umlenkeinrichtung, der über einen Wandler in eine physikalische Größe umgewandelt werden kann, welche in den Regelkreis für die Temperatur des Prozeßfluids als Stellgröße einzubringen ist.
Aus den Merkmalen des Anspruchs 7 ergibt sich eine Weiterbildung mit dem Vorteil, daß das gekräuselte Garn vor dem Abziehen von dem Fadenstopfen so weit abgekühlt werden kann, wie es die Anforderung an die Kräuselbeständigkeit erfordert. Hierdurch kann aber auch mit einfachen Mitteln erreicht werden, daß die bei diesem Verfahren unvermeidliche Totzeit so gering wie möglich bleibt. Unter Totzeit wird in der vorliegenden Anmeldung diejenige Zeit verstanden, welche ein bestimmter Fadenpunkt benötigt, um von der Stelle, an welcher er mit dem Prozeßfluid in Berührung kommt zur Stelle der Fadenzugkraftmessung zu gelangen.
Der Vorteil geringer Totzeit wird dadurch erreicht, daß die Wegstrecke des Fadens zwischen der Stelle, an welcher das Prozeßfluid mit dem Faden zusammentrifft, und der im Fadenlauf dahinter liegenden Stelle der Zugkraftmessung durch entsprechend schnelle Abkühlung kurz gehalten werden kann. Für eine entsprechend kurze Wegstrecke benötigt der Faden entsprechend kurze Zeit, so daß die Stellgröße des Regelkreises bei einer Temperaturabweichung entsprechend früh bereitsteht.
Es hat sich dabei insbesondere auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn vor der Meßstelle für die Fadenzugkraft der aus dem ablaufseitigen Ende des Fadenstopfens herausgezogene, gekräuselte Faden über einen Teilabschnitt der Kühlstrecke mit Reibung gleitend geführt und abgezogen wird. Die Länge dieses Teilabschnittes ist entscheidend für die Änderung der Reibkraft am Faden und die gemessene Fadenzugkraft an der Meßeinrichtung. In diesem Fall entspricht die Länge dieses Teilabschnittes im wesentlichen der Regelstrecke zwischen einer höchsten und einer niedrigsten Temperatur, auf die das Prozeßfluid eingeregelt wird. Es hat sich nämlich in überraschender Weise herausgestellt, daß für die Qualität der Kräuselung und das Anfärbverhalten die eingestellte Temperatur des Heizmediums nicht allein entscheidend ist. Diese kann um mehrere Grade von einem eingestellten Sollwert nach oben oder unten abweichen. Wesentlich zur Stabilisierung des Texturierverfahrens ist vielmehr, daß die Fadenzugkraft an der Meßeinrichtung im wesentlichen konstant gehalten wird, wobei es auf die genaue Lage des Auflösungspunktes des Fadenstopfens nicht so genau ankommt.
Aus den Merkmalen des Anspruchs 8 ergibt sich eine Weiterbildung mit dem Vorteil, daß die Kühlung des Fadens besonders effektiv ist, wobei gleichzeitig eine schonende Garnbehandlung erreicht wird, da zwischen der bewegten Kühlstrecke und dem Fadenstopfen keine Relativbewegung stattfindet und damit kein Abrieb entsteht. Es wird in einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, die Kühlstrecke als drehbar angetriebene Kühltrommel auszugestalten, deren Drehzahl so eingestellt ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit stets gleich der Entstehungsgeschwindigkeit des Fadenstopfens ist.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine geregelte Texturierdüse zum Texturieren eines multifilen synthetischen Fadens. Das Texturieren wird durch Beaufschlagung des durchlaufenden Fadens mit einem Prozeßfluid, insbesondere einem Heißgas, bewirkt. Der Faden wird in der Vorrichtung in einem Fadenkanal geführt, der eine Fadeneintrittsöffnung und eine Fadenaustrittsöffnung aufweist. An der Fadenaustrittsöffnung schließt sich an den Fadenkanal eine Stauchkammer an, die seitliche Auslässe aufweist, aus denen das Prozeßfluid austreten kann. Das Prozeßfluid wird durch einen Zufuhrkanal in einen Ringkanal geführt, an den sich ein konischer, trichterförmiger Ringkanal anschließt. Der trichterförmige konische Kanal umgibt den Fadenkanal und mündet mit seiner Spitze in den Fadenkanal. Im Zufuhrkanal für das Prozeßfluid ist ein bewegbares Strömungsruder angeordnet. Die geregelte Texturierdüse ist dadurch gekennzeichnet, daß fadenlauf-aufseitig der Fadeneintrittsöffnung des Fadenkanals ein Fadenzugkraftsensor angeordnet ist, der ein Signal erfaßt, mit dem über eine Steuerschaltung und einen Antrieb die Stellung des Leitkörpers steuerbar ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Leitkörper so gesteuert, daß an dem Fadenzugkraftsensor eine im wesentlichen konstante, einstellbare Fadenzugkraft erfaßt wird.
Die Merkmale nach Anspruch 18 oder 19 bieten den Vorteil, daß mit der Verstellung der Einströmrichtung auch die Geschwindigkeit des Prozeßfluides beeinflußbar ist.
Die Merkmale des Anspruchs 20 bieten den Vorteil, daß mit zunehmender Ablenkung des einströmenden Prozeßfluides auch ein zunehmender Anteil des ankommenden Prozeßfluidstroms erfaßt und umgelenkt wird.
Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß der Leitkörper mit seinem beweglichen Ende stromaufwärts zeigt. Hierdurch kann der Leitkörper den freien Querschnitt des Zufuhrkanals nur so versperren, daß die auf den Leitkörper auftreffenden "Stromfäden" des Prozeßfluides mit einer Richtungskomponente in Richtung zu der beabsichtigten Drallgebung umgelenkt werden. Die Ausbildung von Totwasserzonen zwischen Auftreff-Fläche des Leitkörpers und Zufuhrkanal wird sicher vermieden.
Die Merkmale des Anspruchs 21 begünstigen einen im wesentlichen verlustfreien Eintritt des Heißgases in den Ringkanal unmittelbar nach der Drallerteilung. Vorzugsweise soll die Schwenkachse am Ende des Leitkörpers sitzen, sodaß die Winkelstellung des Leitkörpers an seinem Ende, bezogen auf die axiale Richtung der ankommenden Strömung, die Einströmrichtung festlegt.
Der im Anspruch 18 genannte Leitkörper kann auch als drehbarer Bolzen ausgeführt sein, dessen Drehachse so angeordnet ist, daß sie parallel zur Achse des Ringkanals liegt. Dabei wird der Bolzen von einem Radialkanal durchdrungen, der parallel zur Achse des Zufuhrkanals des Prozeßfluides liegt. Die Achse des Zufuhrkanals wiederum steht senkrecht zur Achse des drehbaren Bolzens, d.h., das Gas durchströmt also den Radialkanal des Bolzens und gelangt dann in den Ringkanal.
Dabei wird der Durchmesser des Radialkanals des Bolzens auf der Einlaßseite aus Strömungsgründen (Vermeiden von Verlusten) im wesentlichen dem Durchmesser des Zufuhrkanals der Prozeßfluidströmung entsprechen. Er kann aber auch, zur Gewährleistung eines verlustfreien Eintrittes aus dem Einlaßkanal bei verdrehter Anordnung in den Radialkanal des Bolzens größer als der Zufuhrkanal der Prozeßfluidströmung ausgeführt werden. Ebenfalls ist es denkbar, daß der Radialkanal auf der Auslaßseite entweder einen gleich großen Durchmesser wie auf der Einlaßseite oder einen kleineren Durchmesser aufweist. Ein derartiger konischer Radialkanal kann zur konstruktiven Beeinflussung der Strömung im Ringkanal benutzt werden.
Die Auslaßseite des Radialkanals liegt in jeder Drehstellung des Bolzens an oder nahe dem Ringkanal, so daß auch in jeder Drehstellung des Bolzens die Strömung durch den Radialkanal in den Ringkanal entweder nach links oder nach rechts oder bei Drehwinkel 0 zentrisch ausgerichtet werden kann
Eine weitere alternative Ausführungsform des Leitkörpers besteht aus einem drehbaren zylindrischen Einsatz, der parallel zur Drehachse des Zufuhrkanals angeordnet ist. Der Leitkörper wird dabei von einem Axialkanal durchdrungen, der auf der Einlaßseite des Prozeßfluides konzentrisch zum Zufuhrkanal beginnt und auf der Auslaßseite mit einem definierten Versatz exzentrisch zum Zufuhrkanal in den Ringkanal mündet.
Der Durchmesser des Axialkanals kann auf der Einlaßseite wiederum im wesentlichen dem Durchmesser des Zufuhrkanals der Prozeßfluidströmung entsprechen (Vermeidung von Verlusten) oder er kann größer als dieser ausgeführt sein. Ebenfalls ist es wiederum denkbar, daß auf der Auslaßseite der Axialkanal den gleichen oder einen kleineren Durchmesser als der Zufuhrkanal der Prozeßfluidströmung aufweist.
Die Auslaßseite des Axialkanals liegt wiederum an oder nahe dem Ringkanal (die Auslaßseite kann eventuell auch in den Ringkanal hineinragen). Durch Drehung des Einsatzes um seine Achse, also die Achse des Zufuhrkanals der Prozeßfluidströmung, wird die Strömung durch den Axialkanal in den Ringkanal entweder nach links oder nach rechts oder bei Drehwinkel 0 zentrisch eingeleitet.
Die Exzentrizität, mit der der Axialkanal zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite versetzt angeordnet ist, hängt dabei vom Herstellungsprozeß ab und ist vorzugsweise klein gegenüber der sonstigen Umlenkung der Prozeßfluidströmung im Ringkanal.
Die Verstellung des Einsatzes erfolgt dabei über geeignete Verstelleinrichtungen von außerhalb der Texturierdüse. Vorzugsweise wird der Einsatz dabei über ein Schneckengetriebe verstellt, bei dem der Einsatz als Schneckenrad dient und eine von außen betätigbare Schnecke durch Drehung das Schneckenrad und damit den Einsatz verdreht.
Eine weitere alternative Ausführungsform des Leitkörpers besteht aus einem translatorisch beweglichen Körper, der sich vorzugsweise entlang einer Achse erstreckt. Dieser Leitkörper wird üblicherweise strömungsgünstig geformt sein, z.B. ausgeführt werden als Zylinder. Seine Achse wird dabei parallel zur Achse des Ringkanals angeordnet sein, wobei eine Verschiebung dieses Leitkörpers senkrecht zur Achse des Ringkanals und gleichzeitig senkrecht zur Achse des Zufuhrkanals möglich ist. Durch geeignete Positionierung dieses Leitkörpers relativ zur Prozeßfluidströmung wird der Prozeßfluidströmung ein gewünschter Drall aufgezwungen. Als besondere Ausführungsform kann hier die seitliche Positionierung des Leitkörpers relativ zur Prozeßfluidströmung genannt werden. Durch diese seitliche Positionierung, also keine beidseitige Umströmung des Leitkörpers durch die Prozeßfluidströmung, wird ebenfalls eine drallgebende Ablenkung der Prozeßfluidströmung erreicht.
Der genannte Leitkörper wird dabei nahe am Ringkanal angeordnet sein und durch Verschiebung entlang seiner Bewegungsmöglichkeiten die Prozeßfluidströmung entweder nach rechts, nach links oder zentrisch in den Ringkanal einleiten.
Eine weitere alternative Ausführungsform zur Drallgebung kann darin bestehen, daß nicht nur punktuell angeordnete Leitkörper oder Leiteinrichtungen die Prozeßfluidströmung kurz vor dem Eintreten in den Ringkanal mit dem gewünschten Drall beaufschlagen, sondern diese Drallgebung schon beim Durchströmen des Zufuhrkanals erzeugt wird. Hierzu kann durch geeignete Formgebung der Zufuhreinrichtungen, beispielsweise durch räumlich angeordnete Leitorgane, eine Impulsübertragung auf den Prozeßfluidstrom und damit durch entsprechende Einleitung des Gasstroms in die Ringdüse eine Drallgebung des Fadens erreicht werden. Der Prozeßfluidstrom strömt damit schon mit einer bestimmten Ablenkrichtung in die Texturierdüse ein und wird in der Texturierdüse nur in den Ringkanal eingeleitet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische Veranschaulichung einer geregelten Texturierdüse innerhalb eines Fadenlaufsystems
2 einen Leitkörper gem. 1 in Ansicht von oben in einer allgemeinen Stellung
3 einen Leitkörper gem. 2 in teilweise sperrender Stellung
4 einen Leitkörper in Ansicht von oben mit stromabwärts liegender Schwenkachse
5 einen Leitkörper gem. 4 in teilweise sperrender Stellung
6 Alternatives Ausführungsbeispiel einer Texturierdüse mit drehbarem Bolzen, der von einen Radialkanal durchdrungen wird
7 einen Leitkörper gem. 6 in Ansicht von oben
8 einen Leitkörper gem. 6 in Stellung für eine alternative Drallrichtung
9 alternatives Ausführungsbeispiel einer Texturierdüse mit einem Einsatz, der durch einen Axialkanal durchdrungen und mittels einer Verstellschraube mit Schnecke eingestellt wird
10 einen Leitkörper gem. 9 in Ansicht von oben
11 einen Leitkörper gem. 9 in Stellung für eine alternative Drallrichtung
12 alternatives Ausführungsbeispiel einer Texturierdüse mit zylindrischem Leitkörper in Ansicht von oben
13 eine Schemaskizze der Texturiereinrichtung mit dem Regelkreis
14 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In 1 ist gezeigt, daß ein Faden 1 über eine Zufuhrgalette 12 einer geregelten Texturierdüse 18 zugeführt wird. Der Faden 1 wird in der geregelten Texturierdüse 18 einer Texturierung unterworfen und er verläßt schließlich die geregelte Texturierdüse 18 an einer der Zufuhrseite gegenüberliegenden Seite und wird auf eine Fixierwalze 10 geführt. Die Fixierwalze 10 ist typischerweise beheizt und dient einer Nachbehandlung des texturierten Fadens. Der Faden 1 wird schließlich von der Fixierwalze 10 über eine Abzugsgalette 11 abgenommen und einer weiteren Verarbeitung zugeführt.
Die geregelte Texturierdüse 18 ist im wesentlichen aus einer eigentlichen Texturierdüse 2, einem Fadenzugkraftsensor 3 und einer Steuerschaltung 17 aufgebaut. Der Fadenzugkraftsensor 3 ist der Texturierdüse 2 vorgeschaltet. Der Fadenzugkraftsensor 3 liefert ein Signal an die Steuerschaltung 17, aus der diese ein Stellsignal erzeugt, das einer Antriebsschaltung 16 zugeführt wird. Die Antriebsschaltung steuert schließlich einen Stellmotor 15.
Die Texturierdüse 2 weist einen Fadenkanal 4 auf, der eine Eintrittsöffnung 5 aufweist, durch die der noch nicht texturierte Faden in den Fadenkanal 4 eintritt, und der eine Austrittsöffnung 6 aufweist, durch die der Faden 1 in eine Stauchkammer 7 gelangt.
Der Vortrieb des Fadens 1 durch den Fadenkanal 4 wird durch ein Fluid bewirkt, das durch eine Zufuhröffnung 13 über einen Ringkanal 19 durch einen trichterförmigen, konischen Kanal 20 dem Fadenkanal 4 zugeführt wird. Das Prozeßfluid, das vorzugsweise ein Heißgas ist, verläßt den Fadenkanal 4 an der Austrittsöffnung 6 und tritt wie der Faden 1 selbst in die Stauchkammer 7 ein. Die Stauchkammer 7, deren Durchmesser deutlich größer als der Durchmesser des Fadenkanals 4 ist, nimmt den Faden 1 auf und speichert eine bestimmte Länge des Fadens, in dem er darin gestaucht wird. Das mit in die Stauchkammer 7 gelangende Prozeßfluid bewirkt eine Texturierung des gestauchten Fadens 8 und verläßt die Stauchkammer 7 über Perforationen 9.
Im Zufuhrkanal 13 ist ein Leitkörper 14 angeordnet, das in der Lage ist, das einströmende Prozeßfluid in eine bestimmte Richtung zu lenken, so daß es bei der Strömung in Richtung auf den Fadenkanal 4 durch den Ringkanal 19 und den trichterförmigen Kanal 20 eine bestimmte Wirbelrichtung erhält. Die Verwirbelung des Prozeßfluids in einer bestimmten Richtung bewirkt einen Drall auf den Faden 1 in dem Bereich, wo der Fadenkanal 4 und der trichterförmige Kanal 20 zusammentreffen. Eine gewisse Drallgebung auf den Faden 1 ist erwünscht, sie darf jedoch ein bestimmtes Maximum nicht überschreiten.
Das Strömungsruder 14 wird durch einen Stellmotor 15 betätigt, der seinerseits von einer Antriebsschaltung 16 angesteuert wird. Die Antriebsschaltung 16 erhält ein Stellsignal von der Steuerungsschaltung 17. Die Steuerungsschaltung 17 bewirkt eine Verstellung des Strömungsruders 14 in der Weise, daß der Fadenzugkraftsensor 3 ein im wesentlichen konstantes Signal liefert. Der erwünschte Pegel des Fadenzugkraftsignals kann der Steuerungsschaltung 17 von außen vorgegeben werden.
Die Steuerungsschaltung 17 kann ferner auch auf andere Parameter des Prozeßfluids, insbesondere Temperatur, Druck und Strömungsgeschwindigkeit, einwirken, um die Fadenzugkraft konstant zu halten. Dies geschieht insbesondere dann, wenn aufgrund der Tendenz des Fadenzugkraftsignals das Strömungsruder 14 über einen vorgegebenen Maximalwert hinaus verstellt werden müßte. Dies würde nämlich zu einer übermäßigen Verwirbelung und demzufolge zu übermäßigem Drall auf den Faden 1 führen, was wiederum nicht erwünscht ist.
Es ist aus 2 ersichtlich, daß das Prozeßfluid die Tendenz besitzen kann, in dem Ringkanal 19 eine bevorzugte Strömungsrichtung links – oder rechts – herum anzunehmen. Mit dieser angenommenen Strömungsrichtung strömt das Prozeßfluid sodann durch den konischen Ringkanal 20 in einen Ringspalt und erteilt hier dem Faden den aufgeprägten Drall, der zu einer – teils echten, teils falschen – Zwirnung des Fadens führt. Diese Zwirnung ist einerseits nützlich für die Laufruhe des der Förderdüse zugeführten Fadens. Andererseits verhindert dieser Drall, daß der Faden sich bei der Expansion des Prozeßfluides in der Stauchkammer öffnet und in vollem Umfang der Wirkung der Hitze und des Druckes ausgesetzt und gekräuselt wird. Das macht sich insbesondere dann störend bemerkbar, wenn bei einer vielstelligen Texturiermaschine die aufgeprägte Strömungsrichtung von Stelle zu Stelle unterschiedlich ist und dadurch eine unterschiedliche Drallneigung im Faden entsteht.
In den Zufuhrkanal 13 ist zur Abhilfe ein Leitkörper 14 vorgesehen. Dieser Leitkörper besitzt gem. 1 die Form eines Bleches. Das Blech ist hier eben ausgebildet. Das Blech ist um eine Schwenkachse schwenkbar. Die Schwenkachse liegt einerseits in der Blechebene und andererseits parallel zu der Fadenachse des Fadens 1. Das Blech sitzt an einer Schwenkwelle 24, die von außen durch den Stellmotor 15 gedreht werden kann. Dadurch läßt sich die Neigung des Bleches zu der Symmetrieebene 29 des Zufuhrkanals 7, die gleichzeitig durch die Fadenachse des Fadens 1 geht (Symmetrieebene 29 = Zeichnungsebene nach 1) neigen. Hierdurch läßt sich in einem gewissen Einstellbereich der Prozeßfluid-Strom, der durch den Zufuhrkanal 13 zugeführt wird, in eine bestimmte Richtung lenken, derart, daß das Prozeßfluid eine bestimmte Strömungsrichtung in dem Ringkanal annimmt. Auch die Intensität dieser Strömung läßt sich beeinflussen. Wird der Leitkörper 14 noch weiter verstellt, so verschließt er den Zufuhrkanal teilweise auf der einen Seite der Symmentrieebene 29, wie dies in 3 gezeigt ist. Auch hierdurch läßt sich die Strömungsrichtung in dem Ringkanal beeinflussen.
Darüberhinaus zeigen 4 und 5 daß der Leitkörper 14 um eine Schwenkwelle 14 beweglich ist, die am stromabwärts liegenden Endbereich des Leitkörpers sitzt. Hierdurch ist das frei bewegliche Ende des Leitkörpers der ankommenden Strömung entgegengerichtet.
Dieses freie Ende besitzt an seiner vordersten Spitze eine definierte Anströmkante für das ankommende Prozeßfluid. An dieser Stelle wird folglich der ankommende Prozeßfluidstrom abhängig vom jeweiligen Anstellwinkel geteilt. Eine feinfühlige Einstellung der allgemeinen Einströmrichtung wird somit ermöglicht.
Mit dem freien Ende kann der Leitkörper durch die ankommende Strömung verschwenkt werden, und führt dabei einen Winkelbereich ab, dessen Scheitelpunkt, im Verhältnis zur Anströmkante des Leitkörpers, stromabwärts liegt und mit der Achse der Schwenkwelle zusammenfällt.
Bei einer beliebig ausgeschwenkten Position wird der ankommenden Strömung eine Auftreff-Fläche bereitgestellt, welche die auftreffenden "Stromfäden" in Richtung zur Achse der Schwenkwelle und somit in Richtung zu der allgemein beabsichtigten Einströmrichtung umlenkt.
Es ist ersichtlich, daß mit zunehmendem Anstellwinkel des Leitkörpers ein zunehmender Anteil des freien Strömungsquerschnitts des Zufuhrkanals so versperrt wird, daß dadurch eine zunehmende Anzahl von "Stromfäden" erfaßt und mit in die allgemeine Einströmrichtung umgelenkt werden.
Durch die Anordnung der Schwenkachse am stromabwärtsliegenden Ende des Leitkörpers kann folglich der durchgesetzte Prozeßfluidstrom, soweit er die beabsichtigte Einströmrichtung einnimmt, mit zunehmender Umlenkung vergrößert werden.
Damit lassen sich folglich die für die Drallerteilung relevanten mechanischen Einflußgrößen, wie z.B. Massendurchsatz und Umlenkwinkel, gleichzeitig beeinflussen.
Diese Tatsache ist in Verbindung mit der Anordnung der Schwenkachse am Ende des Leitkörpers von erheblichem Vorteil, da dann der stets offen bleibende Kanalquerschnitt unbeeinflusst von der Schwenkbewegung ist. Der stets offen bleibende Querschnitt wird dann nur durch die Lage der Schwenkachse im Kanal vorgegeben.
Ordnet man darüberhinaus die Schwenkachse, wie gezeigt, im Endbereich des Zufuhrkanals an, so erreicht man, daß die umgelenkte Strömung unmittelbar nach der Umlenkung mit dem aufgeprägten Drall in den Ringkanal einströmt. Hierdurch wird ein verlustbringender Anstoß der Prozeßfluidmoleküle an den Wanden von Zufuhrkanal und/oder Ringkanal weitestgehend vermieden, da die Strömung im wesentlichen mit der, durch die Kanalgeometrie vorgegebenen Einströmrichtung im Ringkanal ankommt. Zumindest ist im Moment des Eintritts in den Ringkanal eine erhebliche Strömungskomponente in Umfangsrichtung vorhanden.
Dabei kommt es darauf an, die Schwenkachse entweder im Endbereich des Zufuhrkanals oder im Übergangsbereich zwischen Zufuhrkanal und Ringkanal anzuordnen. In beiden Fällen entsteht eine Abströmkante am Leitkörper, deren Tangente die Abströmrichtung vorgibt, mit welcher das Prozeßfluid in den Ringkanal eintritt. Die im folgenden beschriebenen alternativen Ausführungsbeispiele der Leiteinrichtungen, die in der Texturierdüse angeordnet werden, basiert auf der vorstehenden Beschreibung der 1 bzw. 2 bis 5. Es sind dabei nur der Leitkörper sowie die Betätigungsorgane des Leitkörpers ausgetauscht. Für die komplette Bildbeschreibung sei deswegen auf den vorstehenden Text verwiesen.
In 6 ist ein Leitkörper dargestellt, der aus einem drehbaren Bolzen 31 besteht. Dessen Drehachse ist so angeordnet, daß sie parallel zur Achse des Ringkanals 19 liegt. Der drehbare Bolzen 31 wird dabei von einem Radialkanal 32 durchdrungen, dessen Achse wiederum parallel zur Achse des Zufuhrkanals 13 des Prozeßgases ausgerichtet ist. Dadurch wird das in den Zufuhrkanal 7 eintretende Prozeßgas durch den Radialkanal 32 in den Ringkanal 19 geleitet.
Durch Verstellung des Bolzens 31 entlang seiner Drehachse mit Hilfe der Schwenkwelle 30 kann nun der Radialkanal relativ zur Achse des Zufuhrkanals verdreht werden (siehe 7 und 8). Durch diese Verdrehung wird der Prozeßfluidströmung eine Richtung vorgegeben, wie sie in den Ringkanal 19 eintreten soll. Alternative Strömungsrichtungen sind dabei zum einen nach links in Strömungsrichtung, zum anderen nach rechts und bei Einstellung eines Drehwinkels 0, also der Ausrichtung der Achse des Radialkanals parallel zur Achse des Zufuhrkanals 13, zentrisch in den Ringkanal 19.
Der Durchmesser des Radialkanals 32 wird dabei in der Regel in Abhängigkeit vom Durchmesser des Zufuhrkanals 13 gewählt werden. Denkbar sind hierbei die Alternativen:

– zylindrischer Radialkanal mit gleichgroßem Eintritts- wie Austrittsdurchmesser
– der Eintrittsdurchmesser des Radialkanals ist größer als der Austrittdurchmesser, es liegt also ein konisch sich verengender Radialkanal vor. Hierdurch kann die Strömung zusätzlich zur Ablenkung beschleunigt werden.
– der Eintrittsdurchmesser des Radialkanals ist kleiner als der Austrittsdurchmesser, es ist also ein "umgekehrt" konischer Radialkanal vorhanden, der als Diffusor die Prozeßgasströmung beeinflußt.

Am Eintrittsdurchmesser des Radialkanals 32 sollte immer darauf geachtet werden, daß eine verlustfreie Strömung aus dem Zufuhrkanal 13 in den Radialkanal 32 in jeder möglichen Drehstellung gewährleistet ist. Deshalb wird in der Regel der Zufuhrkanal 13 kleiner als der Eintrittsdurchmesser des Radialkanals gewählt werden müssen. In 7 und 8 sind die beiden alternativen Stellungen des Bolzens 31 für die Strömung nach rechts bzw. nach links dargestellt. Hierbei ist ein konischer Radialkanal 32 gezeichnet, dessen Eintrittsdurchmesser größer als der Austrittsdurchmesser ist.
Eine weitere alternative Ausführungsform des Leitkörpers ist in 9 dargestellt. Hierbei handelt es sich um einen drehbaren zylindrischen Einsatz 34, der parallel zur Drehachse des Zufuhrkanals 13 angeordnet ist. Dieser Leitkörper wird dabei von einem Axialkanal 35 durchdrungen, der auf der Einlaßseite des Prozeßgases konzentrisch zum Zufuhrkanal 13 beginnt und auf der Auslaßseite mit einem definierten Versatz exzentrisch zur Achse des Zufuhrkanals 13 in den Ringkanal 19 mündet. Durch diese Verschwenkung des Axialkanals kann durch Einstellung verschiedener Drehwinkel des Leitkörpereinsatzes 34 eine Ablenkung der Prozeßfluidströmung nach links in Strömungsrichtung, nach rechts in Strömungsrichtung oder zentrisch nach oben oder unten in Strömungsrichtung erreicht werden. Die vorstehenden Überlegungen zur Durchmesserwahl des Radialkanals 32 der 6 gelten in analoger Weise auch für den Axialkanal 35 der 9. Es sind also auch hier zylindrische bzw. konische Ausführungsformen des Axialkanals denkbar.
Die Exzentrizität des Axialkanals 35 zwischen Einlaßdurchmesser und Auslaßdurchmesser des Einsatzes 34 wird dabei in der Regel in Abhängigkeit vom Herstellungsprozeß gewählt und ist vorzugsweise klein gegenüber der sonstigen Umlenkung der Prozeßfluidströmung im Ringkanal 19.
Die Drehung des Leitkörpereinsatzes 34 um seine Achse kann hierbei über geeignete Verstelleinrichtungen, vorzugsweise von außerhalb der Texturierdüse, ausgeübt werden. Als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird hierbei ein Schneckengetriebe zum Einsatz kommen können, bei dem der Leitkörpereinsatz 34 als Schneckenrad dient und auf der Außenseite eine Schneckenverzahnung aufweist. Durch eine von außen betätigbare Schnecke 33 wird durch Drehung das Schneckenrad und damit der Einsatz um die Achse des Leitkörpereinsatzes geschwenkt. In den 10 und 11 sind dann zwei Positionen des Leitkörpereinsatzes dargestellt, wobei in der 10 eine Strömungsumlenkung nach links in Strömungsrichtung, bei der 11 eine Strömungsumlenkung nach rechts in Strömungsrichtung dargestellt ist. Die Antriebsschnecke 33 ist hierbei nur als Schnittfläche angedeutet. Der Axialkanal 35 ist als zylindrischer Kanal ausgeführt, wobei die Austrittsseite des Kanals etwas in den Ringkanal 19 hineinragt.
Bei dem in der 12 gezeigten Ausführungsbeispiel umströmt das Prozeßfluid einen langgestreckten, in diesem Beispiel zylindrischen Leitkörper 36, der auf einem Schiebezapfen 37 angeordnet ist, wobei der Schiebezapfen 37 von außen beweglich ist. Dadurch ist der Leitkörper 36 senkrecht zur Achse des Zufuhrkanals 13 verschiebbar. Es wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Tragflächen-Effekt ausgenutzt: Durch die Gestaltung des Leitkörpers 36 kommt es an der Stelle des Leitkörpers 36 im Zufuhrkanal 13 beim Umströmen des Leitkörpers 36 zu einem Unterdruck hinter (in Strömungsrichtung gesehen) dem Leitkörper 36, wodurch das Prozeßfluid eine Ablenkung in die jeweils gewünschte Richtung erfährt. So kann durch Verschieben des Zapfens 37 und damit des Leitkörpers 36 dem Prozeßgas der gewünschte Drall beim Eintritt in den Ringkanal 19 gegeben werden.
Es sei betont, daß ein diesen Effekt ausnutzender Körper nicht notwendig rotationssymmetrisch sein muß. Statt des in 12 gezeigten Kreiszylinders können vielmehr auch andere Körperformen verwendet werden, solange sich bei ihrer Umströmung das gewünschte Strömungsprofil ausbildet und die Prozeßgasströmung dadurch steuerbar wird.
Der Stellmotor 15 ist direkt oder indirekt mit dem Leitkörper 14 mechanisch verbunden.
13 zeigt eine Texturiereinrichtung 38 für einen synthetischen Faden 1. Die Texturiereinrichtung besteht zunächst aus einer Texturierdüse 2, in welche der in diesem Fall von oben kommende synthetische Faden 1 in einem Fadenkanal 4 mit hoher Geschwindigkeit gefördert und in einer sich in Fadenlaufrichtung anschließenden Expansionskammer 39, die einen gegenüber dem Fadenkanal erweiterten Querschnitt 40 aufweist, zu einem Fadenstopfen 41 gestaucht wird. Die Expansionskammer 39 besitzt nach außen in die Umgebung geöffnete, Perforationen 9, aus welchen das Prozeßfluid radial austreten kann.
Das Prozeßfluid stammt hier von einer Druckluftquelle 42 und wird über einen Erhitzer 43 mittels der Zuleitung 44, die an den Fadenkanal 4 angeschlossen ist, zur Fadendüse 2 gebracht. In der Fadendüse wird das Prozeßfluid über den Ringkanal 19 in den Fadenkanal 4 auf den Faden 1 geblasen.
Weiterhin weist die Texturiereinrichtung einen Regelkreis 45 auf, welcher der Regelung der Temperatur des Prozeßfluids dient, mit welcher dieses mit. dem Faden 1 im Fadenkanal 4 in Berührung gebracht wird.
Der Regelkreis weist einen Ist-Wert Fühler 46 auf, welcher der Erfassung einer Ist-Größe dient, die bei Abweichung von einer Sollgröße 47 der Regeleinrichtung 48 zugeführt wird, um die Temperatur des Prozeßfluids entsprechend nachzustellen.
Der Ist-Wert Fühler ist als Einrichtung zum Messen derjenigen Fadenzugkraft ausgebildet, die notwendig ist, um den gekräuselten Faden 1.1 von dem ablaufseitigen Ende des Fadenstopfens 41 abzuziehen.
Hierzu wird der gekräuselte Faden über zwei ortsfeste Umlenkeinrichtungen 49, 50 derart geführt, daß er zwischen beiden ortsfesten Umlenkeinrichtungen 49, 50 über eine beweglich gelagerte Umlenkeinrichtung 51 läuft. Die zweite der beiden ortsfesten Umlenkeinrichtungen 50 ist mit einer bestimmten Drehzahl angetrieben und bewirkt auf diese Weise den Abzug des gekräuselten Fadens 1.1 von dem Fadenstopfen 41.
Um eine Abzugskraft bestimmter Höhe aufzubringen, kann es erforderlich sein, den Durchmesser und/oder die Oberfläche dieser zweiten ortsfest gelagerten Umlenkeinrichtung 50 entsprechend anzupassen oder diese ein- oder mehrfach zu umschlingen.
Die beweglich gelagerte Umlenkeinrichtung 51 besteht aus einem um das Festlager 52 drehbar gelagerten Hebel, der einerseits mittels der Feder 53 mit einer Federkraft beaufschlagt ist, und der andererseits an seinem freien Ende mit einer drehbar gelagerten Umlenkrolle 54 versehen ist. Die Umlenkrolle 54 wird von dem gekräuselten Faden derart umschlungen, daß dessen Fadenzugkraft ein Drehmoment bezüglich der Hebeldrehachse am Festlager 52 bewirkt, welches dem Drehmoment infolge der Kraft durch die Feder 53 entgegenwirkt. Derartige Ist-Wert-Fühler für die Erfassung und Änderung der Fadenzugkraft sind als Tänzerarme mit darauf drehbar gelagerter Tänzerrolle an sich bekannt.
Es ist ersichtlich, daß der Verschiebungsweg der beweglich gelagerten Umlenkeinrichtung 51 dem jeweiligen Drehwinkel 55 entspricht. Es soll ausdrücklich gesagt sein, daß dies keine Einschränkung der Erfindung auf drehbar gelagerte Zugkraftmeßeinrichtungen ist, sondern daß auch linear bewegte Zugkraftmeßeinrichtungen zur Verwirklichung der Erfindung verwendbar sind.
Der Ist-Wert der Fadenzugkraft wird mittels des Potentiometers 56 festgestellt, indem dieses an eine Spannungsquelle 57 so angeschlossen ist, daß die beweglich gelagerte Umlenkeinrichtung 51 abhängig von ihrem jeweiligen Drehwinkel 55 an dem Potentiometer 56 einen bestimmten Spannungswert abgreift. Der abgegriffene Spannungswert liegt zwischen NULL Volt und der Maximalspannung der Spannungsquelle 57. Er wird über die Ist-Wert Leitung 58 einem Wandler 59 zugeführt, in welchen auch der Sollwert S bzw. 47 eingespeist wird.
Der Wandler 59 stellt außerdem aus einem Vergleich zwischen dem Sollwert 47 und dem jeweiligen Ist-Wert 56, der über die Ist-Wert Leitung 58 kommt, fest, ob eine Abweichung vorliegt, aufgrund derer die Temperatur des Prozeßfluids zu ändern wäre.
Hierzu ist der Wandler 59 mit einer Leitung L mit der Regeleinrichtung 48 verbunden. Die Regeleinrichtung 48 steht einerseits mit einer Stromquelle 60 in Verbindung, an welcher die Netzspannung U anliegt. Der Ausgang der Regeleinrichtung 48 ist mit dem Erhitzer 43 verbunden. Der Erhitzer 43 weist einen im einzelnen nicht dargestellten stromdurchflossenen Leiter auf, dessen Heiztemperatur abhängig vom jeweils über die Regeleinrichtung 48 eingespeisten Strom ist. In einer besonderen Ausführung kann der geregelte Heizstrom aus Rechteckimpulsen bestehen, deren Frequenz von der Regeleinrichtung bestimmt wird.
Eine Besonderheit dieser Texturiereinrichtung besteht darin, daß der Fadenstopfen 41 eine Kühlstrecke 61 durchläuft, bevor der gekräuselte Faden 1.1 von dem Ende des Fadenstopfens 41 abgezogen wird.
Die Kühlstrecke besteht aus einer um die Drehachse 62 drehbar gelagerten Kühltrommel 63, deren Oberflächenmantel mit Luftdurchtrittsöffnungen perforiert ist. Über eine zentral angeschlossene Absaugeinrichtung 64 wird ein Luftstrom erzwungen, der aus der Umgebung in die Luftdurchtrittsöffnungen der Kühltrommel 63 eintritt, und dabei den aufgelegten Fadenstopfen 41 radial durchströmt. Die dabei aufgenommene Wärme wird dem Fadenstopfen 41 entzogen, der folglich gekühlt wird. Dabei wird die Kräuselbeständigkeit der vorausgegangenen Texturierung erhöht.
Es ist ersichtlich, daß der Fadenstopfen 41 bei einem fortlaufend zugeführten Faden 1 mit einer bestimmten Geschwindigkeit 65 entsteht. Diese Entstehungsgeschwindigkeit 65 ist eine festgelegte Größe, sofern die Einflußgrößen wie z.B. Fadenzufuhrgeschwindigkeit, Prozeßfluiddurchsatz und -druck sowie die Querschnittsabmessungen der Expansionskammer 39 einmal feststehen.
Der mit dieser Entstehungsgeschwindigkeit 65 ankommende Fadenstopfen 41 wird auf die Oberfläche der Kühltrommel 63 aufgelegt. Dabei ist die Kühltrommel 63 gleichsinnig zur Entstehungs- bzw. Fördergeschwindigkeit 65 des Fadenstopfens 41 mit einer derartigen Drehzahl angetrieben, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit 66 gleich der Entstehungsgeschwindigkeit 65 des Fadenstopfens 41 ist.
Nachdem der gekräuselte Faden die ortsfeste Umlenkeinrichtung 50 durchlaufen hat, wird er der Aufwickeleinrichtung 67 zugeführt, welche aus der Changiereinrichtung 68, der Umlenkwalze 69 sowie der auf der Spulspindel 70 befindlichen Spule 71 für den texturierten Faden 1.1 besteht.
Gemäß 14 ist ein geringfügig abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel, für das die vorausgehende Beschreibung im wesentlichen in vollem Umfang gilt, unterscheidet sich von 13 darin, daß die Länge der Kühlstrecke 61 für den Fadenstopfen 41 kürzer und damit der Umschlingungswinkel der Kühltrommel 67 kleiner ist. Gemäß 14 wird der texturierte Faden am Stopfenauflösungspunkt 72 aus dem Fadenstopfen 41 herausgezogen. Er umschlingt dann noch einen variablen Teilabschnitt 73 des Kühltrommelumfangs 28, bevor er tangential zu der ortsfesten Umlenkeinrichtung 49 abgezogen wird. Dabei liegt er auf der Kühltrommeloberfläche auf und wird durch den Unterdruck der Absaugeinrichtung 64 in radialer Richtung angesaugt. Durch die wirksame Normalkraft und die Reibung zwischen dem texturierten Faden 1.1 und der Kühltrommeloberfläche entsteht – entsprechend dem Umschlingungsgrad, d.h. entsprechend der Länge des Teilabschnittes 73 im Faden eine Fadenzugkraft, die von dem Tänzerarm 51 erfaßt wird und zur Steuerung der Temperatur des Prozeßfluids für den Betrieb der Texturierdüse 2 dient.
Die Länge des Teilabschnittes 73 kann dabei schwanken. Sie kann vorzugsweise 80 bis 320 mm betragen, d.h. bei einem Ausführungsbeispiel der Kühltrommel 63 mit einem Durchmesser von 300 mm beträgt der Umschlingungswinkel des texturierten Fadens 1.1 an der Mantelfläche der Kühltrommel 63 etwa 30 bis 120 Grad. Diese variable Umschlingung ergibt sich, weil der Fadenstopfen 41 auf der Kühltrommel 63 sich in seiner Länge verändern kann, und zwar durch eine Änderung des Druckes und/oder der Temperatur des Heizmittels an der Texturierdüse 2, die insbesondere die Kräuselung beeinflussen. Durch Veränderung der Länge der Kräuselbögen und/oder der Kompression und Dichte bzw. des spezifischen Volumens des Fadenstopfens 41 wird die Entstehungsgeschwindigkeit 65 des Fadenstopfens 41 verändert. Dies wirkt sich dann bei konstanter Umfangsgeschwindigkeit 66 der Kühltrommel 63 in einer langsamen Verlängerung oder Verkürzung des Fadenstopfens 41 auf der Kühltrommeloberfläche und einer Verkürzung oder Verlängerung des Teilabschnittes 73 mit entsprechender Verringerung bzw. Erhöhung der am Tänzerarm 51 gemessenen Fadenzugkraft aus. Um dem entgegenzuwirken, wird erfindungsgemäß durch die Regeleinrichtung 48 die Temperatur des Heizmittels für die Texturiereinrichtung in dem Sinne gesteuert, daß die Lage des Stopfenauflösepunktes 72 auf der Kühltrommeloberfläche im wesentlichen unverändert bleibt, so daß im wesentlichen auch keine Fadenzugkraftänderungen mehr auftreten.

1: Faden
1.1: gekräuselter Faden
2: Texturierdüse
3: Fadenzugkraftsensor
4: Fadenkanal
5: Eintrittsöffnung
6: Austrittsöffnung
7: Stauchkammer
8: gestauchter Faden
9: Perforationen
10: Fixierwalze
11: Abzuggalette
12: Zuführgalette
13: Zufuhröffnung
14: Leitkörper
15: Stellmotor
16: Antriebsschaltung
17: Steuerschaltung
18: Texturierdüse, geregelt
19: Ringkanal
20: Kanal
21: Düsenhälfte
22: Düsenhälfte
23: Fadenstopfen
24: Schwenkwelle
25: Feststellschraube
26: Trennebene
27: Fadenlaufrichtung
28: Ringspalt
29: Symmetrieebene
30: Schwenkwelle mit Betätigung
31: Leitkörper/Bolzeneinsatz
32: Radialkanal
33: Spindel einer Schneckenverstellung
34: Leitkörper/Drehbarer Einsatz
35: Axialkanal mit exzentrischem Auslaß
36: zylindrischer Leitkörper
37: Schiebezapfen
38: Texturiermaschine
39: Expansionskammer
40: Querschnitt
41: Fadenstopfen
42: Druckluftquelle
43: Erhitzer
44: Zuleitung
45: Regelkreis
46: Ist-Wert Fühler
47: Sollwert
48: Regeleinrichtung
49: ortsfeste Umlenkeinrichtung
50: ortsfeste Umlenkeinrichtung
51: bewegliche gelagerte Umlenkeinrichtung
52: Festlager
53: Feder
54: Umlenkrolle
55: Drehwinkel
56: Potentiometer
57: Spannungsquelle
58: Ist-Wert Leitung
59: Wandler
60: Stromquelle
61: Kühlstrecke
62: Drehachse
63: Kühltrommel
64: Absaugeinrichtung
65: Entstehungsgeschwindigkeit
66: Umfangsgeschwindigkeit
67: Aufwickeleinrichtung
68: Changiereinrichtung
69: Umkehrwalze
70: Spulspindel
71: Spule
72: Stopfenauflösungspunkt
73: Teilabschnitt des Kühltrommelumfangs
S: Sollwert
L: Leitung
U: Netzspannung

Claims

Verfahren zum Texturieren eines laufenden Fadens (1) mit einer bezüglich deren Drallwirkung steuerbaren Texturierdüse (2), das Verfahren aufweisend: – Erfassen der Fadenzugkraft des in die Texturierdüse (2) einlaufenden Fadens (1); – Steuern der Drallwirkung in der Texturierdüse (2) auf der Grundlage des erfaßten Fadenzugkraftsignals; – Texturieren des Fadens (1) durch Bildung eines Fadenstopfens in einer Stauchkammer (7) mit vorgeschalteter Texturierdüse (2) zum Beaufschlagen mit Prozeßfluid.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuern der Drallwirkung so erfolgt, daß die erfaßte Fadenzugkraft im wesentlichen konstant bleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuern der Drallwirkung durch einen verstellbaren Leitkörper, vorzugsweise ein Strömungsruder (14) erfolgt, das in der Texturierdüse (2) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schritt des Erfassen ein Schritt des Stabilisierens des Fadenlaufs, insbesondere mittels einer Galette (12), erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, bei dem die zum Auflösen eines Fadenstopfens (41) notwendige Fadenzugkraft am gekräuselten Faden (1.1) gemessen wird, und daß die Temperatur eines Prozeßfluids in Abhängigkeit von diesem Meßwert geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Faden (1.1) zur Bestimmung der Fadenzugkraft über eine zwischen zwei ortsfesten Umlenkeinrichtungen (49; 50) angeordnete beweglich gelagerte Umlenkeinrichtung (54) geführt wird, deren jeweiliger Verschiebungsweg in die Stellgröße des Temperaturregelkreises umgewandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der Fadenstopfen (41) entlang einer Kühlstrecke (61) geführt wird und daß der aus dem ablaufseitigen Ende des Fadenstopfens (41) herausgezogene, gekräuselte Faden (1.1) über einen Teilabschnitt der Kühlstrecke (61) gleitend abgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Oberfläche der Kühlstrecke (61) mit der Entstehungsgeschwindigkeit (65) des Fadenstopfens (41) bewegt wird.
Geregelte Texturiervorrichtung, bei welcher ein Faden (1) mit einem Drall in einem Fadenkanal (4) mit einer Fadeneintrittsöffnung (5) und einer Fadenaustrittsöffnung (6) mit sich anschließender Stauchkammer zur Bildung eines Fadenstopfens einziehbar ist, wobei der Drall steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß fadenlauf-aufseitig der Fadeneintrittsöffnung (5) des Fadenkanals (4) ein Fadenzugkraftsensor (3) angeordnet ist, der ein Signal erfaßt, auf dessen Grundlage der Drall durch einen im Zuführkanal (13) bewegbaren Leitkörper gesteuert ist.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 9, zum Texturieren eines multifilen synthetischen Fadens (1) durch Beaufschlagung mit einem Prozeßfluid, wobei der Fadenkanal (4) an der Fadenaustrittsöffnung (6) in eine Stauchkammer (7) mit Auslässen (9) für das Prozeßfluid einmündet, wobei das Prozeßfluid durch einen Zufuhrkanal (13) in einen Ringkanal (19) geführt wird, an den sich ein konischer, trichterförmiger Ringkanal (20) anschließt, wobei der konische Kanal (20) mit seiner Spitze in den Fadenkanal (4) einmündet, und wobei in dem Zufuhrkanal (13) ein bewegbarer Leitkörper, insbesondere ein Strömungsruder (14) angeordnet ist, mit dem der Drall des Fadens steuerbar ist.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (14) so steuerbar ist, daß an dem Fadenzugkraftsensor (3) eine konstante, einstellbare Fadenzugkraft erfaßt wird.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen Ist-Wert Fühler (46) zur Erfassung einer Ist-Größe in einem Regelkreis zur Einstellung der Temperatur des Prozeßfluids sowie Einrichtungen zum Herausziehen des texturierten Fadens (1.1) aus der Stauchkammer (7), wobei der Ist-Wert Fühler (46) diejenige Fadenzugkraft mißt, mit der der gekräuselte Faden (1.1) von der Stauchkammer (7) abgezogen wird.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (46) als auf einem Schwenkarm (51) drehbar gelagerte Tänzerrolle (54) ausgebildet ist.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (46) im Fadenlauf hinter einer Kühlstrecke (61) angeordnet ist, welche der Fadenstopfen (41) und eine veränderbare Länge des aus dem Fadenstopfen (41) herausgezogenen, gekräuselten Fadens (1.1) durchläuft.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlstrecke (61) aus einer drehbar angetriebenen Kühltrommel (63) besteht, deren Umfangsgeschwindigkeit der Entstehungs- oder Fördergeschwindigkeit (65) des Fadenstopfens (41) entspricht.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Fadenstopfen (41) herausgezogene, gekräuselte Faden (1.1) die Kühltrommel (63) auf einem Teilabschnitt (73) des Kühltrommelumfangs, vorzugsweise auf einer Länge von etwa 80 bis 320 mm und im wesentlichen mit einem Umschlingungswinkel von 30 Grad bis 120 Grad umschlingt.
Geregelte Texturiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (14) ein schwenkbares, vorzugsweise ebenes Blech ist, dessen Schwenkachse parallel zu der Mittelachse des Ringkanals (19) und vorzugsweise in der Symmetrieebene des Zufuhrkanals (13) angeordnet ist.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (14) derart beweglich ist, daß er den Zufuhrkanal (13) auf einer Seite der mit der Fadenachse zusammenfallenden Symmetrieebene des Zufuhrkanals (13) ganz oder teilweise sperrt.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (14) um eine Schwenkachse beweglich ist, die am stromabwärts liegenden Endbereich des Leitkörpers (14) sitzt.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse im Endbereich des Zufuhrkanals (13) oder im Übergangsbereich zwischen Zufuhrkanal (13) und Ringkanal (19) angeordnet ist.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (31) ein drehbarer Bolzen ist, der den Zufuhrkanal (13) senkrecht oder schräg durchdringt und versperrt und der einen Radialkanal (32) besitzt, der mit dem Zufuhrkanal kommuniziert.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Radialkanals (32) des Bolzens auf der Einlaßseite im wesentlichen dem Durchmesser des Zufuhrkanals (13) der Prozeßfluidströmung entspricht oder größer ist und auf der Auslaßseite den gleichen oder einen kleineren Durchmesser aufweist.
Geregelte Texturiervorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßseite des Radialkanals (32) an oder nahe dem Ringkanal (19) liegt und durch Drehung des Leitkörper-Bolzens (21) um seine Achse die Strömung durch den Radialkanal (22) in den Ringkanal (19) nach links oder rechts oder zentrisch ausgerichtet werden kann.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (34) aus einem drehbaren zylindrischen Einsatz besteht, dessen Drehachse auf der Drehachse des Zufuhrkanals (7) liegt, der in Achsrichtung von einem Axialkanal (35) durchdrungen wird, auf der Auslaßseite exzentrisch zum Zufuhrkanal (7) in den Ringkanal (19) mündet und der vorzugsweise auf der Einlaßseite konzentrisch zur Achse des zum Zufuhrkanal (7) beginnt.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Axialkanals (35) auf der Auslaßseite kleiner ist als der Durchmesser des Zufuhrkanals (7) und vorzugsweise auf der Einlaßseite im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Zufuhrkanals (7) ist.
Geregelte Texturiervorrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßseite des Axialkanals (35) an oder nahe dem Ringkanal (19) liegt und durch Drehung des Leitkörper-Einsatzes (34) um seine Achse die Strömung durch den Axialkanal (35) in den Ringkanal (19) nach links, nach rechts oder zentrisch ausgerichtet werden kann.
Geregelte Texturiervorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität bzw. der Exzentrizitätswinkel des Axialkanals (35) vom Herstellungsprozeß abhängig ist und vorzugsweise klein ist.
Geregelte Texturiervorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Leitkörper-Einsatzes (34) über geeignete Verstelleinrichtungen (33) von außerhalb der Texturierdüse vorgenommen werden kann, dies kann vorzugsweise als Schneckengetriebe mit dem Leitkörper-Einsatz (34) als Schneckenrad ausgeführt werden.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (36) aus einem translatorisch beweglichen, langgestreckten Körper besteht, dessen Achse parallel zur Achse des Ringkanals (19) angeordnet ist und der senkrecht zur Achse des Zufuhrkanals (7) verschiebbar angeordnet ist.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (36) an oder nahe dem Ringkanal (19) angeordnet ist und durch Verschiebung entlang seiner einzigen Bewegungsmöglichkeit die Strömung in den Ringkanal (19) nach links, nach rechts oder zentrisch ausrichtet.
Geregelte Texturiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder am Beginn des Zufuhrkanals (7) durch geeignete Formgebung der Zufuhreinrichtungen, vorzugsweise Maßnahmen zur Impulsübertragung, auf die Prozeßfluidströmung, wie z.B. die Führung entlang räumlich gewundener Leitorgane, der Prozeßfluidströmung eine gewünschte Ablenkung aufgezwungen wird und diese dann mit dem gewünschten Ablenkwinkel in den Ringkanal (19) eintritt.