EP0054652B1 - Device for manufacturing an elastic plied yarn - Google Patents
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- D02G3/32—Elastic yarns or threads ; Production of plied or cored yarns, one of which is elastic
Definitions
- the invention relates to a device for carrying out a method for producing an elastic thread, in which an elastomer thread of approximately 145 dtex to 310 dtex with two yarns with a thickness of 100 to 12500 dtex made of polyvinyl chloride, polyvinyl cyanide, polyacrylonitrile and / or wool threads is twisted by adhesion, the yarns being swollen on their surface before loosening and to achieve adhesion at a pressure between about 0.1 and 0.2 bar in superheated steam of about 70 ° C. for up to 10 minutes and the elastomer thread the twisting is given a delay in relation to the yarns.
- the elastomer thread in the thread contracts after the release of the thread tension between the OE yarns surrounding it, whereby the elastomer thread becomes disadvantageously visible through the cover yarns, this disadvantage particularly in the case of synthetic fibers, such as fibers made of polyacrylonitrile, polyvinyl cyanide and / or Polyvinyl chloride, as well as wool yarns provided with flame retardant equipment occurs.
- DE-A-2 811 329 has therefore disclosed an improved method of the type described above, in which a good bond with the elastomer thread can in any case be achieved by using roughened and swollen yarns which adhere more easily to the elastomer thread by steaming, without the use of expensive and adversely affecting the product quality of adhesives.
- the elastomer thread is preferably twisted at about 3.5 times the warping, that is, tensioned.
- US-A-3,303,640 shows the measure to avoid an oversupply of an elastomer thread by sliding friction without the sliding friction device in question serving to generate the necessary distortion of the threads; the distortion is rather generated by means of two rollers, the thread feed speed of which is different.
- the necessary distortion of the elastomer thread is also given by different feed speeds of the corresponding rollers.
- US-A-3657873 shows a device in which mutual thread distortion is addressed, but there is also no solution to the problems described above.
- this object is achieved in a device of the type mentioned at the outset in that the distortion of the elastomer thread is generated before sliding by means of sliding friction on at least one friction surface, the sliding friction force being changeable in a time-controllable manner by a control device.
- Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. Instead of complex delivery and rotary cylinders, gearboxes and clutches as well as drive shafts, the invention simply provides brake shoes which impart the desired tension to the thread prior to twisting by sliding friction.
- an elastic thread 22 is produced from an elastomer thread 10 and two yarns, preferably OE yarns. As described in the main patent, the three threads are twisted essentially parallel in a twisting ring 21 via a deflection roller 44 for the elastomer thread or guide rollers 38, 40, 42.
- the non-elastic yarns 46 and 48 are pulled off their spools 24, 26 by the interaction of a pressure cylinder 32 which rests on the delivery cylinder 34. The conveying speed of the yarns is determined by the speed of rotation of the delivery cylinder 34.
- the elastomer thread 10 is pulled off its supply roll 28.
- the elastomer thread 10 Before the elastomer thread 10 is fed to the twisting ring 21 via the guide rollers 38, 44, it runs over at least one friction surface 20 of a brake shoe 12.
- the pressing force acting on the elastomer thread in the direction of the surface normal of the friction surface is brought about in the exemplary embodiment shown by a second brake shoe 14 .
- the thread is pressed between the friction surfaces, and depending on the pressing force on the friction surfaces, friction coefficient between thread and friction surface, length of the friction surface and thread diameter, the thread will generate a certain sliding friction force when sliding over the brake shoe or the brake shoes. It is precisely this sliding friction force that determines the distortion that is given to the elastomer thread compared to the yarn threads 46, 48.
- the friction surfaces of the brake shoes do not necessarily have to have the shape shown in the exemplary embodiment in FIG. 1, but that a large number of other configurations can also be advantageous, depending on the special requirements.
- the friction surface can also be elongated, parallel to the thread, so that a long friction surface and a correspondingly large friction force are generated.
- a brake shoe 18 deflects the elastomer thread 10, which slides over a friction surface 50 of the brake shoe 18.
- the effective length of the friction surface 50 will be very different depending on the position of the brake shoe 18 due to the asymmetrical shape of the friction surface, so that the thread tension can be varied.
- This embodiment is particularly advantageous when it is desired to produce a thread that has a periodically variable thread tension.
- the control device 16 which controls the brake shoe 12 by means of a stamp 36.
- the stamp pressure against the abutment brake shoe 14 the elastomer thread 10 is pressed differently against the friction surface 20, so that the thread tension can be varied with the control device 16.
- the control device 16 can be a simple threaded screw, possibly with a reduction, or else a more complex electronic, possibly programmable, automatically driven system.
- Materials are used as friction threads 20, 50 which, with suitable friction coefficients, have little material abrasion with the elastomer thread.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Herstellen eines elastischen Zwirnes, bei dem ein Elastomerfaden von etwa 145 dtex bis 310 dtex mit zwei Garnen mit einer Stärke von 100 bis 12500 dtex aus Polyvinylchlorid-, Polyvinylcyanid-, Polyacrylnitril- und/oder Wollfäden haftend verzwirnt wird, wobei die Garne vor dem Verzwirnen zum Auflockern und zum Erzielen der Haftung bei einem Druck zwischen etwa 0,1 und 0,2 bar in Heißdampf von etwa 70°C bis zu 10 Minuten an ihrer Oberfläche angequollen werden und dem Elastomerfaden bei der Verzwirnung gegenüber den Garnen ein Verzug gegeben wird.The invention relates to a device for carrying out a method for producing an elastic thread, in which an elastomer thread of approximately 145 dtex to 310 dtex with two yarns with a thickness of 100 to 12500 dtex made of polyvinyl chloride, polyvinyl cyanide, polyacrylonitrile and / or wool threads is twisted by adhesion, the yarns being swollen on their surface before loosening and to achieve adhesion at a pressure between about 0.1 and 0.2 bar in superheated steam of about 70 ° C. for up to 10 minutes and the elastomer thread the twisting is given a delay in relation to the yarns.
Zur Herstellung bi-elastischer Gewebe, wie sie beispielsweise in den DE-GM 7222481 und 7 223 242 beschrieben sind, werden elastische Zwirne benötigt, die aus einem Elastomerfaden und zwei Garnen aus Natur- und/oder Synthetikfäden bestehen. Während die Verwendung von Streichgarnen bei derartigen elastischen Zwirnen keine Schwierigkeiten mit sich bringt, hat es sich als problematisch erwiesen, im sogenannten Rotor-Verfahren hergestellte OE-Garne, die bekanntlich wesentlich härter als Streichgarne sind, zur Herstellung elastischer Zwirne der für bi-elastische Gewebe erforderlichen Art zu verwenden, weil sich derartige OE-Garne bei der Verzwirnung nicht zu einem Oval verformen, wodurch kein Verbund zwischen den Garnkomponenten und dem Elastomerfaden des Zwirnes zustande kommt. Vielmehr zieht sich der Elastomerfaden im Zwirn nach dem Nachlassen der Zwirnspannung zwischen den ihn umgebenden OE-Garnen zusammen, wodurch der Elastomerfaden in nachteiliger Weise durch die Deckgarne hindurch sichtbar wird, wobei dieser Nachteil insbesondere bei Chemiefasern, wie Fasern aus Polyacrylnitril, Polyvinylcyanid und/oder Polyvinylchlorid, sowie mit flammhemmender Ausrüstung versehenen Wollgarnen auftritt.For the production of bi-elastic fabrics, as described for example in DE-GM 7222481 and 7 223 242, elastic threads are required, which consist of an elastomer thread and two yarns made of natural and / or synthetic threads. While the use of carded yarns in such elastic threads does not pose any difficulties, it has proven to be problematic to use OE yarns produced in the so-called rotor process, which are known to be substantially harder than carded yarns, for producing elastic threads for bi-elastic fabrics necessary type to use, because such OE yarns do not deform into an oval when twisted, whereby no bond between the yarn components and the elastomer thread of the yarn is achieved. Rather, the elastomer thread in the thread contracts after the release of the thread tension between the OE yarns surrounding it, whereby the elastomer thread becomes disadvantageously visible through the cover yarns, this disadvantage particularly in the case of synthetic fibers, such as fibers made of polyacrylonitrile, polyvinyl cyanide and / or Polyvinyl chloride, as well as wool yarns provided with flame retardant equipment occurs.
Aus der US-A-2 146 966 ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein Zusammenziehen des Elastomerfadens mit daraus resultierendem nachteiligen Sichtbarwerden desselben zwischen den Deckgarnen dadurch vermieden wird, daß der Elastomerfaden vor dem Verzwirnen mit einem wärmeaktivierbaren Klebstoff versehen wird, mittels dessen dann bei an den Zwirnvorgang anschließender Wärmebehandlung die Garne mit dem Elastomerfaden fest verbunden werden. Dieses Verfahren ist aber insofern problematisch, als die Eigenschaften des elastischen Zwirnes nicht mehr ausschließlich durch die Charakteristiken des Elastomerfadens sowie der Garne, sondern auch durch den verwendeten Klebstoff bestimmt werden. Außerdem führt die zum Aktivieren des Klebstoffes erforderliche Wärmebehandlung bei zahlreichen Chemiefasern zu nachteiligen Strukturveränderungen, insbesondere dann, wenn die Aktivierungstemperaturen, wie in der US-A-2146 966 vorgesehen, oberhalb von 100° C liegen.From US-A-2 146 966 a method is already known in which a contraction of the elastomer thread with the resulting disadvantageous visibility thereof between the cover yarns is avoided by providing the elastomer thread with a heat-activatable adhesive before twisting, by means of which then in the heat treatment following the twisting process, the yarns are firmly connected to the elastomer thread. However, this method is problematic in that the properties of the elastic thread are no longer determined solely by the characteristics of the elastomer thread and the yarn, but also by the adhesive used. In addition, the heat treatment required to activate the adhesive leads to disadvantageous structural changes in numerous man-made fibers, in particular when the activation temperatures, as provided in US Pat. No. 2,146,966, are above 100.degree.
In der DE-A-2 811 329 ist daher ein verbessertes Verfahren der vorstehend beschriebenen Art offenbart worden, bei dem durch Verwendung durch Dämpfen aufgerauhter und angequollener Garne, die derart leichter am Elastomerfaden haften, jedenfalls ein guter Verbund mit dem Elastomerfaden erreicht werden kann, ohne daß ein Einsatz teurer und sich nachteilig auf die Produktqualität auswirkender Klebstoffe notwendig wäre. Dabei wird der Elastomerfaden bevorzugt unter einem etwa 3,5fachen Verzug verzwirnt, also gespannt.DE-A-2 811 329 has therefore disclosed an improved method of the type described above, in which a good bond with the elastomer thread can in any case be achieved by using roughened and swollen yarns which adhere more easily to the elastomer thread by steaming, without the use of expensive and adversely affecting the product quality of adhesives. The elastomer thread is preferably twisted at about 3.5 times the warping, that is, tensioned.
Es hat sich nun herausgestellt, daß bei der Herstellung dieser Zwirne beim Anlaufen und Anhalten der Zwirnvorrichtung häufig Fadenrisse auftreten, insbesondere dann, wenn eine Maschine kurzzeitig abgestellt werden muß, ohne daß beispielsweise Garnrollen oder dergleichen ausgetauscht werden.It has now been found that thread breaks often occur in the manufacture of these twists when the twisting device starts up and stops, especially when a machine has to be stopped for a short time without, for example, spools of thread or the like being replaced.
Bei einer bekannten Vorrichtung nach der EP-A-0 036 948, welche der DE-A-3 012 753 entspricht, wie sie eingangs beschrieben ist, wird dieses Abreißen des Fadens beim Anlaufen der Maschine dadurch verhindert, daß die Spannung des Elastomerfadens beim Ingangsetzen der Zwirnvorrichtung zunächst gleich der Spannung der Garne gehalten und erst nach einem vorbestimmten Zeitraum dem Elastomerfaden gegenüber den Garnen ein z. B. 3,5facher Verzug gegeben wird. Die dort offenbarte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist zwei Getriebe mit unterschiedlichen Übersetzungen zur Übertragung des Drehmomentes einer Antriebswelle auf Liefer- und Druckzylinder einer Zwirnvorrichtung auf, wobei die Getriebe von der Antriebswelle an- bzw. abzukuppeln sind und die beiden gewünschten Fadenspannungen in der gewünschten zeitlichen Abfolge erzeugt werden.In a known device according to EP-A-0 036 948, which corresponds to DE-A-3 012 753, as described at the beginning, this tearing of the thread when the machine starts is prevented by the tension of the elastomer thread when starting the twisting device initially held equal to the tension of the yarns and only after a predetermined period of time the elastomeric thread over the yarns a. B. 3.5 times delay is given. The device disclosed there for performing this method has two gears with different ratios for transmitting the torque of a drive shaft to the delivery and pressure cylinders of a twisting device, the gears being coupled or uncoupled from the drive shaft and the two desired thread tensions in the desired time Sequence are generated.
Aus der DE-A-2 214 043 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Zwirnes bekannt, bei welchem die Spannung eines der zu verzwirnenden Fäden zeitlich in einer vorbestimmten Weise gesteuert wird. Dort handelt es sich aber bei dem gedehnten Faden nicht um einen Elastomerfaden, sondern um eine Komponente des Zwirnes, wobei die Zwirnbestandteile abwechselnd in gedehnter und entspannter Form dem Drehorgan zugeführt werden. Der Faden also, dem ein Verzug erteilt wird, ist also nicht durchgehend derselbe, sondern wechselt von Komponente zu Komponente. Demzufolge sind auch in der DE-A-2214043 sehr aufwendige Steuerorgane erforderlich, um den Verzug der Fäden zu erzeugen.From DE-A-2 214 043 a method for producing a thread is known, in which the tension of one of the threads to be twisted is timed in a predetermined manner. There, however, the stretched thread is not an elastomer thread, but rather a component of the thread, the thread components being alternately fed to the rotating element in a stretched and relaxed form. The thread that is given a delay is therefore not the same throughout, but changes from component to component. Accordingly, in DE-A-2214043 very complex control elements are required in order to produce the warping of the threads.
Die US-A-3 303 640 zeigt die Maßnahme, ein Überangebot eines Elastomerfadens durch Gleitreibung zu vermeiden, ohne daß dabei die betreffende Gleitreibungseinrichtung der Erzeugung des notwendigen Verzuges der Fäden diente; der Verzug wird dabei vielmehr mittels zweier Walzen erzeugt, deren Faden-Vorschubgeschwindigkeit unterschiedlich ist. Bei der Vorrichtung nach der GB-A-544 873 wird der erforderliche Verzug des Elastomerfadens ebenfalls durch unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten der entsprechenden Walzen erteilt. Die US-A-3657873 zeigt schließlich eine Vorrichtung, in der ein gegenseitiger Fadenverzug zwar angesprochen ist, wobei sich jedoch ebenfalls keine Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme ergibt.US-A-3,303,640 shows the measure to avoid an oversupply of an elastomer thread by sliding friction without the sliding friction device in question serving to generate the necessary distortion of the threads; the distortion is rather generated by means of two rollers, the thread feed speed of which is different. At the front According to GB-A-544 873, the necessary distortion of the elastomer thread is also given by different feed speeds of the corresponding rollers. Finally, US-A-3657873 shows a device in which mutual thread distortion is addressed, but there is also no solution to the problems described above.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die
- a) der Elastomerfadenverzug kontinuierlich, zeitlich steuerbar veränderbar ist, und zwar sowohl beim Anlaufen der Zwirnvorrichtung als auch während des Zwirnens;
- b) keine aufwendigen Getriebe und Kupplungen erforderlich sind;
- c) der Elastomerfadenverzug während des Zwirnens in einfacher Weise periodisch steuerbar ist und
- d) bei einer Kolonne von Zwirnringen dem Elastomerfaden eines jeden Zwirnringes ein individuell einstellbarer Verzug auf einfache Weise zu erteilen ist.
- a) the elastomer thread distortion can be changed continuously, in a time-controllable manner, both when the twisting device starts up and during twisting;
- b) no complex gears and clutches are required;
- c) the elastomer thread distortion can be periodically controlled in a simple manner during the twisting and
- d) in the case of a column of twist rings, the elastomer thread of each twist ring can be given an individually adjustable warp in a simple manner.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Verzug des Elastomerfadens vor der Verzwirnung mittels Gleitreibung an zumindest einer Reibfläche erzeugt wird, wobei die Gleitreibkraft durch eine Steuereinrichtung zeitlich steuerbar veränderbar ist.According to the invention, this object is achieved in a device of the type mentioned at the outset in that the distortion of the elastomer thread is generated before sliding by means of sliding friction on at least one friction surface, the sliding friction force being changeable in a time-controllable manner by a control device.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Statt aufwendiger Liefer- und Drehzylinder, Getriebe und Kupplungen sowie Antriebswellen sind bei der Erfindung schlicht Bremsbacken vorgesehen, die dem Faden vor der Verzwirnung durch Gleitreiben die gewünschte Spannung erteilen.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. Instead of complex delivery and rotary cylinders, gearboxes and clutches as well as drive shafts, the invention simply provides brake shoes which impart the desired tension to the thread prior to twisting by sliding friction.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt
- Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung und
- Fig. 2 ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Bremsbacke.
- Fig. 1 shows a device according to the invention and
- Fig. 2 shows another embodiment of a brake shoe according to the invention.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein elastischer Zwirn 22 aus einem Elastomerfaden 10 und zwei Garnen, bevorzugt OE-Garnen, hergestellt. Wie im Hauptpatent beschrieben, werden die drei Fäden über eine Umlenkrolle 44 für den Elastomerfaden bzw. Führungsrollen 38, 40, 42, im wesentlichen parallel ausgerichtet, in einem Zwirnring 21 verzwirnt. Dabei werden die nichtelastischen Garne 46 und 48 von ihren Garnrollen 24, 26 durch das Zusammenwirken eines Druckzylinders 32, der auf dem Lieferzylinder 34 aufliegt, abgezogen. Die Fördergeschwindigkeit der Garne wird dabei durch die Drehgeschwindigkeit des Lieferzylinders 34 bestimmt. Der Elastomerfaden 10 wird von seiner Vorratsrolle 28 abgezogen. Bevor der Elastomerfaden 10 über die Führungsrollen 38, 44 dem Zwirnring 21 zugeführt wird, läuft er über zumindest eine Reibfläche 20 einer Bremsbacke 12. Die auf den Elastomerfaden wirkende Andrückkraft in Richtung auf die Flächennormale der Reibfläche wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine zweite Bremsbacke 14 bewirkt. Der Faden wird zwischen den Reibflächen gedrückt, und je nach Andrückkraft an die Reibflächen, Reibungskoeffizient zwischen Faden und Reibfläche, Länge der Reibfläche und Fadendurchmesser wird der Faden beim Gleiten über die Bremsbacke bzw. die Bremsbacken eine bestimmte Gleitreibungskraft erzeugen. Genau diese Gleitreibungskraft bestimmt den Verzug, der dem Elastomerfaden gegenüber den Garnfäden 46,48 vorgegeben wird.In the device according to the invention, an
Es ist einsichtig, daß die Reibflächen der Bremsbacken nicht notwendig die im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigte Form haben müssen, sondern auch eine Vielzahl anderer Ausgestaltungen je nach den speziellen Anforderungen günstig sein kann. Zum Beispiel kann die Reibfläche auch langgestreckt, fadenparallel verlaufen, so daß eine lange Reibfläche und eine entsprechend große Reibungskraft erzeugt wird.It is clear that the friction surfaces of the brake shoes do not necessarily have to have the shape shown in the exemplary embodiment in FIG. 1, but that a large number of other configurations can also be advantageous, depending on the special requirements. For example, the friction surface can also be elongated, parallel to the thread, so that a long friction surface and a correspondingly large friction force are generated.
Auch sind nicht notwendig zwei gegenüberliegende Bremsbacken erforderlich, sondern die notwendige Andrückkraft des Elastomerfadens an die Reibfläche kann auch durch Umlenkung des Fadens 10, wie es z. B. in Fig. 2 gezeigt ist, erfolgen. Eine Bremsbacke 18 lenkt den Elastomerfaden 10 um, der über eine Reibfläche 50 der Bremsbacke 18 gleitet. Durch Drehung der Bremsbacke 18 um eine Achse 52 in Richtung des Pfeils 54 wird aufgrund der asymmetrischen Ausformung der Reibfläche die jeweils wirksame Länge der Reibfläche 50 je nach Stellung der Bremsbacke 18 sehr unterschiedlich sein, so daß die Fadenspannung variierbar ist. Insbesondere wenn es erwünscht ist, einen Zwirn herzustellen, der periodisch variierbare Fadenspannung aufweist, ist dieses Ausführungsbeispiel vorteilhaft.Also, two opposing brake shoes are not necessary, but the necessary pressing force of the elastomer thread against the friction surface can also be achieved by deflecting the
In Fig. 1 ist eine Steuereinrichtung 16 gezeigt, die mittels eines Stempels 36 die Bremsbacke 12 steuert. Durch Variation des Stempeldruckes gegen die Widerlager-Bremsbacke 14 wird der Elastomerfaden 10 unterschiedlich an die Reibfläche 20 angedrückt, so daß die Fadenspannung mit der Steuereinrichtung 16 variierbar ist. Bei der Steuereinrichtung 16 kann es sich um eine einfache Gewindeschraube, eventuell mit einer Untersetzung, handeln oder aber auch um ein aufwendigeres elektronisches, eventuell programmierbares, automatisch angetriebenes System.1 shows a
Als Reibfäden 20, 50 werden Materialien Verwendung finden, die bei geeigneten Reibungskoeffizienten mit dem Elastomerfaden geringen Materialabrieb aufweisen.Materials are used as
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