EP0372194A2 - Machine for stretching thermoplastic yarns - Google Patents

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Publication number
EP0372194A2
EP0372194A2 EP89118661A EP89118661A EP0372194A2 EP 0372194 A2 EP0372194 A2 EP 0372194A2 EP 89118661 A EP89118661 A EP 89118661A EP 89118661 A EP89118661 A EP 89118661A EP 0372194 A2 EP0372194 A2 EP 0372194A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thread
rollers
roller
stretching
brake
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89118661A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0372194A3 (en
Inventor
Arnold Beck
Gerald Börst
Dieter Dr. Ahrendt
Herbert Peters
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEUMAG Neumuenstersche Maschinen und Anlagenbau GmbH
Original Assignee
Neumuenstersche Maschinen und Apparatebau GmbH
NEUMAG Neumuenstersche Maschinen und Anlagenbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Neumuenstersche Maschinen und Apparatebau GmbH, NEUMAG Neumuenstersche Maschinen und Anlagenbau GmbH filed Critical Neumuenstersche Maschinen und Apparatebau GmbH
Publication of EP0372194A2 publication Critical patent/EP0372194A2/en
Publication of EP0372194A3 publication Critical patent/EP0372194A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
    • D02J1/22—Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch

Definitions

  • the invention relates to a device for stretching thermoplastic threads according to the preamble of patent claim 1.
  • the optimal stretching must take place with the highest possible stretching ratio in a narrowly limited temperature interval.
  • the stretching supplies energy to the thread.
  • the size of the energy depends on the stretching ratio and the stretching force.
  • the thread is heated by the energy supplied.
  • the draw ratio must be limited to values at which the heating does not cause an increase in temperature, which leads to a reduction in the strength of the thread and thus to thread breakage.
  • drawing devices In order to enable larger drawing ratios, drawing devices have been developed in which the thread passes through several drawing zones in succession. It is only in the drawing zone that is adjacent to the drawing device that the drawing force effective in the thread reaches its maximum value. The stretching force is gradually reduced in the direction of the delivery unit - that is, in the opposite direction to the thread running direction.
  • the stretching is therefore carried out with reduced stretching force, with the exception of the last stretching zone. This means that less energy is introduced at the same stretch ratio. This means that higher stretching ratios are possible without the thread breaking.
  • additional rollers are arranged between the delivery unit and the drafting unit, which act as separators between the successive drawing zones.
  • Each roller is provided with a drive and has a peripheral speed at which there is slippage between the roller and the thread. If the peripheral speed of the roller is slower than the thread speed at the point of contact or if it is opposite to the thread speed, then the frictional force between the roller and the thread causes a reduction in the stretching force; that is, the stretching force upstream of the roll is less than downstream.
  • the magnitude of the frictional force depends on the relative speed between the thread and the roller and on the surface condition of the roller.
  • the roller can also serve as a heating or cooling element.
  • At least three axially parallel deflecting rods are arranged in a stretching device in a heated water bath, which are preferably not rotatable.
  • the thread alternately wraps around the deflecting rods in a zigzag shape.
  • a stretching device described in US Pat. No. 3,978,192 has, as deflection members, two rotatable rotary bodies which are arranged next to one another at a short distance and which can also be heated.
  • the axes are slightly skewed to each other.
  • At least one of the two rotating bodies is conical, the increase in radius in the axial direction taking the form of small steps.
  • the second rotary body can also be such a cone, but can also consist of a series of loose rollers seated side by side on an axis.
  • the thread wraps around the two rotating bodies in several helical turns and moves in the direction of increasing radii of the cone. It lies on the conical surface without slippage and is therefore stretched to a defined extent with each revolution, which corresponds to the increase in the radius. In this way, a consistently graded drawing is ensured while avoiding sliding friction. However, an optimal gradation of the stretching force is not guaranteed.
  • CH-PS 2 84 352 describes a drawing device in which at least one deflecting body - for example a heated roll - is provided between the delivery unit and the drawing unit, which deflects the thread from the straight line by less than 90 degrees. Due to the deflection, the structure of the material to be treated is loosened so that immediately afterwards Flow occurs. This is to ensure that the stretching always takes place in the same place, namely on the deflecting body. A division of the stretching process over several stretching zones with different stretching force is not intended and cannot be carried out with this device either.
  • the invention has for its object to provide an improved device of the type specified in the preamble of claim 1, in which very high stretching ratios can be achieved while avoiding sliding friction by exact gradation of the stretching force along the thread path between the delivery mechanism and the drafting mechanism.
  • Additional unbraked rolls according to claim 4, in particular in the arrangement according to claim 5, allow the thread temperature within the individual drawing zones to be influenced.
  • the arrangement according to claim 7 is characterized by simplicity and good accessibility of the individual roles.
  • the arrangement according to claim 8 has a particularly space-saving structure.
  • a plurality of non-driven, independently rotatable rollers 4, 5 are arranged between a delivery unit 1 and a drafting unit 2 in a housing 3.
  • the housing 3 is filled with air, steam or another gaseous medium.
  • the delivery unit 1 is preceded by an inlet duo 6, consisting of an inlet roller 7 and a separating roller 8.
  • Delivery unit 1 and The drafting system 2 consists of two essentially parallel-axis rollers 9, 10 and 11, 12.
  • the delivery mechanism 1 and the drafting system 2 are coupled to a drive, not shown, which ensures that a constant speed ratio is maintained, in which the peripheral speed of the rollers 11, 12 of the The drafting unit 2 is higher than the peripheral speed of the rollers 9, 10 of the delivery unit 1 in accordance with the desired stretching ratio.
  • the rollers 4 are arranged near the bottom of the housing 3 so that their axes are parallel to each other in a horizontal plane.
  • the center distance of adjacent rollers 4 is approximately equal to twice the roller diameter.
  • the rollers 5 are arranged in a corresponding manner in the vicinity of the housing ceiling. They lie relative to the rollers 4 on a gap, so that the connecting line of the axes of all rollers 4, 5 has a zigzag shape.
  • the rollers 4, 5 are heated.
  • each roll can be provided in the usual way with an individual heating device arranged inside the roll.
  • the rollers can also be indirectly heated in such a way that a heated gas flows through the interior of the housing 3 or is equipped with radiators (not shown).
  • the rollers 4 are mounted with low friction, for example with roller bearings.
  • the rollers 5 are also equipped with low-friction bearings and also each provided with a brake 13.
  • Suitable brakes are, for example, commercially available eddy current hysteresis brakes or fluid swirl brakes, each with an adjustable braking torque.
  • the thread 15 fed in the direction of the arrow 14 wraps in several turns around the inlet duo 6 and then the heated rollers 9, 10 of the feed unit 1. Then it runs on a zigzag path without Slip around the rollers 4, 5, which assume a peripheral speed corresponding to the thread speed.
  • the wrap angle on the individual rollers 4, 5 is 180 degrees, with the exception of the roller initially lying on the delivery mechanism 1 and on the drafting mechanism 2; the wrap angle on these two rollers is 90 degrees.
  • the thread arrives at the drafting unit 2.
  • the peripheral speed of the rollers 11, 12 is substantially higher - for example 4 times to 8 times - than that of the rollers 9, 10.
  • the stretching force is gradually reduced by the rollers 5 provided with brakes in the opposite direction to the movement of the thread. It is therefore much lower than the maximum stretching force at the exit of the delivery unit 1.
  • the ratio of the maximum to the minimum stretching force is at least 1.2, preferably 6 to 10 or even higher.
  • the maximum stretching force is, for example, 3 to 3.5 cN / dtex, the minimum stretching force is 0.2 to 0.5 cN / dtex.
  • the stretching force can be reduced in even or uneven steps depending on the setting of the braking torque. For example, it can be advantageous to provide larger steps on the inlet side than on the outlet side.
  • the stretching force can be measured and controlled, for example, with the aid of force measuring devices, not shown, which are expediently attached to the bearings of the unbraked rollers 4.
  • the freely rotatable, unbraked rollers 4 have no significant direct influence on the stretching force due to their negligible bearing friction. However, they help to keep the thread temperature at the desired level by dissipating excess heat which is supplied to the thread in the form of the mechanical work done during drawing.
  • the stretching takes place in several steps, the relative size of which depends on the gradation of the stretching force.
  • the total stretching corresponds to the speed ratio between drafting unit 2 and delivery unit 1.
  • an axle 40 is fastened on one side to the rear wall of a housing 30 near the bottom.
  • Rollers 41 to 47 are mounted on it.
  • Each roll has two circumferential, flat ring grooves lying next to each other on the outer surface for two threads running in parallel.
  • the gaps existing between the individual rollers 41 to 47 enable the rollers to rotate freely independently of one another.
  • Some of the rollers 41 to 47 are provided with brakes 33, as can be seen from the example of the roller 44 shown in section.
  • Other rollers, such as roller 46, which is also shown in section, are unbraked.
  • rollers 51 to 56 are mounted on an axis 50, which is arranged approximately parallel to the housing ceiling, but is slightly skewed to the axis 40. Of these, at least the roller 55 is provided with a brake. The roller 55 is rotatably coupled to the adjacent roller 56 by a pin 35.
  • All rollers 41 to 47, 51 to 57 are low-friction, not driven and - with the exception of the two rollers 55, 56 - can be rotated independently of one another.
  • Two threads 15 run from a delivery mechanism not recognizable in FIG. 2 to the roller 41 and then loop around the roller arrangement in several turns in the manner of a double-start screw.
  • the wrap angle on each roll is approximately 180 degrees.
  • the threads run from the roll 47 to a drafting system, not shown.
  • the mode of operation is - apart from the different order in which the braked and the unbraked rolls are arranged along the thread path - analogous to the mode of operation described in connection with FIG. 1, but with the exception that the threads on the path from the roll 55 run over the unbraked, freely rotatable roller 46 to the roller 56 without stretching.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

Zur Erzielung möglichst hoher Streckverhältnisse sind Verstreckvorrichtungen bekannt, bei denen der Faden mehrere Streckzonen hintereinander durchläuft. Zwischen den einzelnen Streckzonen sind als Trennglieder Rollen angeordnet, an denen der Faden umgelenkt und gebremst wird. Die Bremsung erfolgt bisher durch Gleitreibung zwischen dem Faden und der Mantelfläche der Rolle, die mit einer von der Fadengeschwindigkeit abweichenden Umfangsgeschwindigkeit angetrieben ist. Die Gleitreibung ist schwer steuerbar und bewirkt eine mechanische Beanspruchung sowie eine Temperaturerhöhung des Fadens. Die Erfindung soll diese Nachteile vermeiden. Die Rollen (5) sind nicht angetrieben, reibungsarm gelagert und mit Bremsen (13) versehen. Die Bremskraft ist in einem weiten Bereich einstellbar. Der Bereich ist nach oben durch die Bedingung begrenzt, daß kein Schlupf zwischen Rolle (5) und Faden (14) auftreten darf. Das Verfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung hochfester Garne aus synthetischen Fäden.In order to achieve the highest possible stretching ratios, stretching devices are known in which the thread passes through several stretching zones in succession. Between the individual stretching zones, rollers are arranged as separating elements, on which the thread is deflected and braked. The braking has so far been carried out by sliding friction between the thread and the outer surface of the roll, which is driven at a peripheral speed that deviates from the thread speed. The sliding friction is difficult to control and causes mechanical stress and an increase in the temperature of the thread. The invention is intended to avoid these disadvantages. The rollers (5) are not driven, are mounted with low friction and are provided with brakes (13). The braking force is adjustable over a wide range. The upper limit of the range is the condition that no slippage between roller (5) and thread (14) may occur. The process is particularly suitable for the production of high-strength yarns from synthetic threads.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstrecken von thermoplastischen Fäden gemäß dem Oberbegriff des Patentan­spruchs 1.The invention relates to a device for stretching thermoplastic threads according to the preamble of patent claim 1.

Bekanntlich ist zur Erzielung der gewünschten mechanischen Eigenschaften synthetischer Fäden eine Verstreckung erfor­derlich. Die optimale Verstreckung muß bei möglichst hohem Streckverhältnis in einem eng begrenzten Temperaturinter­vall erfolgen. Durch die Verstreckung wird dem Faden Ener­gie zugeführt. Die Größe der Energie hängt vom Streckver­hältnis und von der Streckkraft ab. Durch die zugeführte Energie wird der Faden aufgeheizt. Das Streckverhältnis muß auf Werte begrenzt werden, bei denen die Aufheizung keine Temperaturerhöhung bewirkt, die zu einer Minderung der Festigkeit des Fadens und somit zum Fadenbruch führt.As is known, drawing is necessary to achieve the desired mechanical properties of synthetic threads. The optimal stretching must take place with the highest possible stretching ratio in a narrowly limited temperature interval. The stretching supplies energy to the thread. The size of the energy depends on the stretching ratio and the stretching force. The thread is heated by the energy supplied. The draw ratio must be limited to values at which the heating does not cause an increase in temperature, which leads to a reduction in the strength of the thread and thus to thread breakage.

Um größere Streckverhältnisse zu ermöglichen, hat man Streckvorrichtungen entwickelt, bei denen der Faden nach­einander mehrere Streckzonen durchläuft. Erst in der Streckzone, die dem Streckwerk benachbart ist, erreicht die in dem Faden wirksame Streckkraft ihren Maximalwert. In Richtung auf das Lieferwerk - das heißt in Gegenrichtung zur Fadenlaufrichtung - wird die Streckkraft stufenweise abgebaut.In order to enable larger drawing ratios, drawing devices have been developed in which the thread passes through several drawing zones in succession. It is only in the drawing zone that is adjacent to the drawing device that the drawing force effective in the thread reaches its maximum value. The stretching force is gradually reduced in the direction of the delivery unit - that is, in the opposite direction to the thread running direction.

Die Verstreckung wird also, ausgenommen die letzte Streck­zone, mit verminderter Streckkraft durchgeführt. Somit wird bei gleichem Streckverhältnis weniger Energie eingebracht. Das bedeutet, daß höhere Streckverhältnisse möglich sind, ohne daß der Faden reißt.The stretching is therefore carried out with reduced stretching force, with the exception of the last stretching zone. This means that less energy is introduced at the same stretch ratio. This means that higher stretching ratios are possible without the thread breaking.

Gemäß DE-AS 19 50 743 sind zwischen Lieferwerk und Streck­werk zusätzliche Walzen angeordnet, die als Trennglieder zwischen den aufeinanderfolgenden Streckzonen wirken. Jede Walze ist mit einem Antrieb versehen und hat eine Umfangs­geschwindigkeit, bei der zwischen Walze und Faden ein Schlupf besteht. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Walze langsamer ist als die Fadengeschwindigkeit an der Berüh­rungsstelle oder wenn sie der Fadengeschwindigkeit entge­gengerichtet ist, dann bewirkt die Reibungskraft zwischen Walze und Faden einen Abbau der Streckkraft; daß heißt, die Streckkraft ist stromaufwärts von der Walze kleiner als stromabwärts. Die Größe der Reibungskraft hängt von der Re­lativgeschwindigkeit zwischen Faden und Walze und von der Oberflächenbeschaffenheit der Walze ab. Die Walze kann auch als Heiz- oder Kühlelement dienen. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es sehr schwierig, die gewünschte Gleitrei­bungskraft einzustellen und im Betrieb dauernd konstant zu halten. Ein Nachteil beteht auch darin, daß durch die Gleitreibung der Faden mechanisch beansprucht wird. Ein weiterer Nachteil ist die unvermeidliche Reibungswärme, die zu einer Temperaturerhöhung und zu einer Minderung der Festigkeit des Fadens führt.According to DE-AS 19 50 743, additional rollers are arranged between the delivery unit and the drafting unit, which act as separators between the successive drawing zones. Each roller is provided with a drive and has a peripheral speed at which there is slippage between the roller and the thread. If the peripheral speed of the roller is slower than the thread speed at the point of contact or if it is opposite to the thread speed, then the frictional force between the roller and the thread causes a reduction in the stretching force; that is, the stretching force upstream of the roll is less than downstream. The magnitude of the frictional force depends on the relative speed between the thread and the roller and on the surface condition of the roller. The roller can also serve as a heating or cooling element. In this known device it is very difficult to set the desired sliding friction force and to keep it constant during operation. Another disadvantage is that the thread is mechanically stressed by the sliding friction. Another disadvantage is the inevitable frictional heat, which leads to an increase in temperature and a decrease in the strength of the thread.

Gemäß DE-OS 35 40 181 sind bei einer Verstreckvorrichtung in einem beheizten Wasserbad mindestens drei achsenparal­lele Umlenkstäbe angeordnet, die vorzugsweise nicht drehbar sind. Der Faden umschlingt die Umlenkstäbe wechselseitig in Zickzackform. Durch gruppenweise Verlagerung der Stäbe kann man die Zahl der wirksamen Umlenkstäbe und die Umschlin­gungswinkel verändern. Auf diese Weise wird die Zahl der Streckzonen und die Abstufung der Streckkraft variiert. Auch bei dieser Vorrichtung ist es schwierig die Gleit­reibungskraft im Betrieb konstant zu halten. Ein Nachteil besteht auch darin, daß der verfügbare Temperaturbereich durch den Siedepunkt des Wasser begrenzt ist.According to DE-OS 35 40 181 at least three axially parallel deflecting rods are arranged in a stretching device in a heated water bath, which are preferably not rotatable. The thread alternately wraps around the deflecting rods in a zigzag shape. By moving the rods in groups to change the number of effective deflection rods and the wrap angle. In this way the number of stretching zones and the gradation of the stretching force are varied. With this device, too, it is difficult to keep the sliding friction force constant during operation. Another disadvantage is that the available temperature range is limited by the boiling point of the water.

Eine in der US-PS 39 78 192 beschriebene Verstreckvorrich­tung hat als Umlenkorgane zwei drehbare, in kurzem Abstand nebeneinander angeordnete Rotationskörper, die auch beheizt sein können. Die Achsen sind leicht windschief zueinander ausgerichtet. Mindestens einer der beiden Rotationskörper ist konusartig ausgebildet, wobei die Zunahme des Radius in Achsrichtung in Form von kleinen Stufen erfolgt. Der zweite Rotationskörper kann ebenfalls ein derartiger Konus sein, aber auch aus einer Reihe von nebeneinander auf einer Achse sitzenden losen Rollen bestehen. Der Faden umschlingt die beiden Rotationskörper in mehreren schraubenlinienähnlichen Windungen und bewegt sich in Richtung zunehmender Radien des Konus. Er liegt ohne Schlupf an der konischen Ober­fläche an und wird daher bei jedem Umlauf in einem defi­nierten Maß verstreckt, das der Zunahme des Radius ent­spricht. So wird unter Vermeidung der Gleitreibung eine gleichbleibend abgestufte Verstreckung gewährleistet. Nicht gewährleistet ist aber eine optimale Abstufung der Streck­kraft.A stretching device described in US Pat. No. 3,978,192 has, as deflection members, two rotatable rotary bodies which are arranged next to one another at a short distance and which can also be heated. The axes are slightly skewed to each other. At least one of the two rotating bodies is conical, the increase in radius in the axial direction taking the form of small steps. The second rotary body can also be such a cone, but can also consist of a series of loose rollers seated side by side on an axis. The thread wraps around the two rotating bodies in several helical turns and moves in the direction of increasing radii of the cone. It lies on the conical surface without slippage and is therefore stretched to a defined extent with each revolution, which corresponds to the increase in the radius. In this way, a consistently graded drawing is ensured while avoiding sliding friction. However, an optimal gradation of the stretching force is not guaranteed.

Die CH-PS 2 84 352 beschreibt eine Verstreckvorrichtung, bei der zwischen Lieferwerk und Streckwerk mindestens ein Auslenkkörper - zum Beispiel eine beheizte Rolle - vorge­sehen ist, der den Faden um weniger als 90 Grad aus der Geraden auslenkt. Durch die Auslenkung wird das Gefüge des Behandlungsgutes so gelockert, daß unmittelbar darauf das Fließen eintritt. Auf diese Weise soll gewährleistet wer­den, daß die Verstreckung immer an der gleichen Stelle er­folgt, nämlich an dem Auslenkkörper. Eine Aufteilung des Streckvorganges auf mehrere Streckzonen mit unterschied­licher Streckkraft ist nicht beabsichtigt und auch mit dieser Vorrichtung nicht durchführbar.CH-PS 2 84 352 describes a drawing device in which at least one deflecting body - for example a heated roll - is provided between the delivery unit and the drawing unit, which deflects the thread from the straight line by less than 90 degrees. Due to the deflection, the structure of the material to be treated is loosened so that immediately afterwards Flow occurs. This is to ensure that the stretching always takes place in the same place, namely on the deflecting body. A division of the stretching process over several stretching zones with different stretching force is not intended and cannot be carried out with this device either.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­gebenen Gattung zu schaffen, bei der unter Vermeidung glei­tender Reibung durch exakte Abstufung der Streckkraft längs des Fadenwegens zwischen Lieferwerk und Streckwerk sehr hohe Streckverhältnisse erreichbar sind.The invention has for its object to provide an improved device of the type specified in the preamble of claim 1, in which very high stretching ratios can be achieved while avoiding sliding friction by exact gradation of the stretching force along the thread path between the delivery mechanism and the drafting mechanism.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Abwei­chend von der Vorrichtung gemäß DE-AS 19 50 743, von der die Erfindung ausgeht, wird also die Bremsung nicht durch gleitende Reibung zwischen Faden und Rolle bewirkt, sondern dadurch, daß der Faden durch Haftreibung schlupffrei auf einer Rolle festgehalten wird, an der eine Bremse angreift. Dadurch werden die Nachteile der gleitenden Reibung ver­mieden. Ein großer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Bremskraft exakt einstellbar und - verglichen mit der Gleitreibung zwischen Faden und Rolle - in einem viel größeren Bereich variierbar ist. Nach oben ist sie durch die Bedingung begrenzt, daß zwischen Faden und Rolle kein Schlupf auftreten darf.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of patent claim 1. Deviating from the device according to DE-AS 19 50 743, from which the invention is based, the braking is not caused by sliding friction between the thread and the roller, but in that the thread is held slip-free on a roller by static friction, on which one Brake attacks. This avoids the disadvantages of sliding friction. A great advantage of the invention is that the braking force is exactly adjustable and - compared to the sliding friction between thread and roll - can be varied in a much larger range. The upper limit is the condition that no slippage may occur between the thread and the roll.

Die in den Ansprüchen 2 und 3 angegebenen Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen einen mehrstufigen Abbau der Streckkraft; dabei wird die Ausführungsform gemäß Anspruch 3 bevorzugt.The embodiments of the invention specified in claims 2 and 3 enable a multi-stage reduction of the stretching force; the embodiment according to claim 3 is preferred.

Zusätzliche ungebremste Rollen gemäß Anspruch 4, insbeson­dere in der Anordnung gemäß Anspruch 5, ermöglichen eine Beeinflussung der Fadentemperatur innerhalb der einzelnen Streckzonen.Additional unbraked rolls according to claim 4, in particular in the arrangement according to claim 5, allow the thread temperature within the individual drawing zones to be influenced.

Durch das Merkmal des Anspruchs 6 wird erreicht, daß der Faden zwischen zwei Rollen eine Zone ohne Dehnung durch­läuft.It is achieved by the feature of claim 6 that the thread passes through a zone without stretching between two rollers.

Die Anordnung gemäß Anspruch 7 zeichnet sich durch Ein­fachheit und gute Zugänglichkeit der einzelnen Rollen aus.The arrangement according to claim 7 is characterized by simplicity and good accessibility of the individual roles.

Die Anordnung gemäß Anspruch 8 hat einen besonders platz­sparenden Aufbau.The arrangement according to claim 8 has a particularly space-saving structure.

In den Ansprüchen 9 und 10 sind geeignete Bremsen für die Rollen angegeben.In claims 9 and 10 suitable brakes for the rollers are specified.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.

  • Figur 1 zeigt eine Frontansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
  • Figur 2 zeigt eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, eines Teils einer anderen Vorrichtung gemäß der Erfindung.
The drawing serves to explain the invention with reference to schematically illustrated exemplary embodiments.
  • Figure 1 shows a front view of a device according to the invention.
  • Figure 2 shows a side view, partly in section, of part of another device according to the invention.

Bei der Vorrichtung gemäß Figur 1 sind zwischen einem Lie­ferwerk 1 und einem Streckwerk 2 in einem Gehäuse 3 mehrere nicht angetriebene, unabhängig voneinander drehbare Rollen 4, 5 angeordnet. Das Gehäuse 3 ist mit Luft, Dampf oder einem anderen gasförmigen Medium gefüllt. Dem Lieferwerk 1 ist ein Einlaufduo 6 vorgeschaltet, bestehend aus einer Einlaufwalze 7 und einer Trennwalze 8. Lieferwerk 1 und Streckwerk 2 bestehen aus je zwei im wesentlichen parallel­achsigen Walzen 9, 10 bzw. 11, 12. Lieferwerk 1 und Streck­werk 2 sind mit einem nicht dargestellten Antrieb gekop­pelt, der die Einhaltung eines konstanten Drehzahlverhält­nisses bewirkt, bei dem die Umfangsgeschwindigkeit der Wal­zen 11, 12 des Streckwerks 2 entsprechend dem gewünschten Streckverhältnis höher liegt als die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 9, 10 des Lieferwerks 1.In the device according to FIG. 1, a plurality of non-driven, independently rotatable rollers 4, 5 are arranged between a delivery unit 1 and a drafting unit 2 in a housing 3. The housing 3 is filled with air, steam or another gaseous medium. The delivery unit 1 is preceded by an inlet duo 6, consisting of an inlet roller 7 and a separating roller 8. Delivery unit 1 and The drafting system 2 consists of two essentially parallel-axis rollers 9, 10 and 11, 12. The delivery mechanism 1 and the drafting system 2 are coupled to a drive, not shown, which ensures that a constant speed ratio is maintained, in which the peripheral speed of the rollers 11, 12 of the The drafting unit 2 is higher than the peripheral speed of the rollers 9, 10 of the delivery unit 1 in accordance with the desired stretching ratio.

Die Rollen 4 sind in der Nähe des Bodens des Gehäuses 3 so angeordnet, daß ihre Achsen parallel zueinander in einer waagerechten Ebene liegen. Der Achsabstand benachbarter Rollen 4 ist etwa gleich dem doppelten Rollendurchmesser. Die Rollen 5 sind in entsprechender Weise in der Nähe der Gehäusedecke angeordnet. Sie liegen relativ zu den Rollen 4 auf Lücke, so daß die Verbindungslinie der Achsen aller Rollen 4, 5 einen zickzackförmigen Verlauf hat. Die Rollen 4, 5 sind beheizt. Jede Rolle kann zum Beispiel in üblicher Weise mit einer im Rolleninneren angeordneten individuellen Heizeinrichtung versehen sein. Die Rollen können aber auch in der Weise indirekt beheizt sein, daß das Innere des Ge­häuses 3 von einem erwärmten Gas durchströmt wird oder mit nicht dargestellten Heizkörpern ausgestattet ist.The rollers 4 are arranged near the bottom of the housing 3 so that their axes are parallel to each other in a horizontal plane. The center distance of adjacent rollers 4 is approximately equal to twice the roller diameter. The rollers 5 are arranged in a corresponding manner in the vicinity of the housing ceiling. They lie relative to the rollers 4 on a gap, so that the connecting line of the axes of all rollers 4, 5 has a zigzag shape. The rollers 4, 5 are heated. For example, each roll can be provided in the usual way with an individual heating device arranged inside the roll. The rollers can also be indirectly heated in such a way that a heated gas flows through the interior of the housing 3 or is equipped with radiators (not shown).

Die Rollen 4 sind, zum Beispiel mit Wälzlagern, reibungsarm gelagert. Die Rollen 5 sind ebenfalls mit reibungsarmen Lagern ausgestattet und außerdem mit je einer Bremse 13 versehen. Geeignete Bremsen sind zum Beispiel marktübliche Wirbelstrom-Hysteresis-Bremsen oder Fluidwirbelbremsen, jeweils mit einstellbarem Bremsmoment.The rollers 4 are mounted with low friction, for example with roller bearings. The rollers 5 are also equipped with low-friction bearings and also each provided with a brake 13. Suitable brakes are, for example, commercially available eddy current hysteresis brakes or fluid swirl brakes, each with an adjustable braking torque.

Der in Richtung des Pfeiles 14 zugeführte Faden 15 um­schlingt in mehreren Windungen das Einlaufduo 6 und an­schließend die beheizten Walzen 9, 10 des Lieferwerks 1. Anschließend läuft er auf zickzackförmiger Bahn ohne Schlupf um die Rollen 4, 5, die eine der Fadengeschwindig­keit entsprechende Umfangsgeschwindigkeit annehmen. Der Um­schlingungswinkel an den einzelnen Rollen 4, 5 beträgt in­folge der oben beschriebenen Anordnung der Rollen 180 Grad, ausgenommen die dem Lieferwerk 1 und die dem Streckwerk 2 zunächst liegende Rolle; an diesen beiden Rollen beträgt der Umschlingungswinkel 90 Grad. Nach dem Verlassen des Gehäuses 3 gelangt der Faden zu dem Streckwerk 2. Die Um­fangsgeschwindigkeit der Walzen 11, 12 liegt wesentlich höher - zum Beispiel 4fach bis 8fach - als die der Walzen 9, 10. Zwischen Lieferwerk 1 und Streckwerk 2 stellt sich dabei in dem Faden eine Streckkraft ein, die beim Einlaufen in das Streckwerk 2 ihren höchsten Wert erreicht. Die Streckkraft wird von den mit Bremsen versehenen Rollen 5 in Gegenrichtung zur Bewegung des Fadens stufenweise abgebaut. Sie liegt daher am Ausgang des Lieferwerks 1 wesentlich niedriger als die maximale Streckkraft. Das Verhältnis der maximalen zur minimalen Streckkraft liegt mindestens bei 1,2, vorzugsweise bei 6 bis 10 oder sogar höher. Die maxi­male Streckkraft beträgt zum Beispiel 3 bis 3,5 cN/dtex, die minimale Streckkraft 0,2 bis 0,5 cN/dtex. Der Abbau der Streckkraft kann je nach der Einstellung der Bremsmomente in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Stufen erfolgen. Es kann zum Beispiel vorteilhaft sein, einlaufseitig größere Stufen vorzusehen als auf der Auslaufseite. Die Messung und Regelung der Streckkraft kann zum Beispiel mit Hilfe von nicht dargestellten Kraftmeßeinrichtungen erfolgen, die zweckmäßig an den Lagern der ungebremsten Rollen 4 ange­bracht sind. Die frei drehbaren, ungebremsten Rollen 4 haben wegen ihrer vernachlässigbar kleinen Lagerreibung keinen nennenswerten direkten Einfluß auf die Streckkraft. Sie tragen aber dazu bei, die Fadentemperatur auf dem ge­wünschten Niveau zu halten, indem sie überschüssige Wärme ableiten, die dem Faden in Form der beim Verstrecken ge­leisteten mechanischen Arbeit zugeführt wird.The thread 15 fed in the direction of the arrow 14 wraps in several turns around the inlet duo 6 and then the heated rollers 9, 10 of the feed unit 1. Then it runs on a zigzag path without Slip around the rollers 4, 5, which assume a peripheral speed corresponding to the thread speed. As a result of the arrangement of the rollers described above, the wrap angle on the individual rollers 4, 5 is 180 degrees, with the exception of the roller initially lying on the delivery mechanism 1 and on the drafting mechanism 2; the wrap angle on these two rollers is 90 degrees. After leaving the housing 3, the thread arrives at the drafting unit 2. The peripheral speed of the rollers 11, 12 is substantially higher - for example 4 times to 8 times - than that of the rollers 9, 10. Between the delivery unit 1 and the drafting unit 2 there is in the Thread a stretching force that reaches its highest value when entering the drafting unit 2. The stretching force is gradually reduced by the rollers 5 provided with brakes in the opposite direction to the movement of the thread. It is therefore much lower than the maximum stretching force at the exit of the delivery unit 1. The ratio of the maximum to the minimum stretching force is at least 1.2, preferably 6 to 10 or even higher. The maximum stretching force is, for example, 3 to 3.5 cN / dtex, the minimum stretching force is 0.2 to 0.5 cN / dtex. The stretching force can be reduced in even or uneven steps depending on the setting of the braking torque. For example, it can be advantageous to provide larger steps on the inlet side than on the outlet side. The stretching force can be measured and controlled, for example, with the aid of force measuring devices, not shown, which are expediently attached to the bearings of the unbraked rollers 4. The freely rotatable, unbraked rollers 4 have no significant direct influence on the stretching force due to their negligible bearing friction. However, they help to keep the thread temperature at the desired level by dissipating excess heat which is supplied to the thread in the form of the mechanical work done during drawing.

Die Verstreckung erfolgt in mehreren Schritten, deren rela­tive Größe von der Abstufung der Streckkraft abhängt. Die Gesamtverstreckung entspricht dem Geschwindigkeitsverhält­nis zwischen Streckwerk 2 und Lieferwerk 1.The stretching takes place in several steps, the relative size of which depends on the gradation of the stretching force. The total stretching corresponds to the speed ratio between drafting unit 2 and delivery unit 1.

Bei dem in Figur 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist an der Rückwand eines Gehäuses 30 in der Nähe des Bodens eine Achse 40 einseitig befestigt. Darauf sind Rollen 41 bis 47 gelagert. Jede Rolle hat auf der Mantel­fläche zwei nebeneinanderliegende, umlaufende flache Ring­nuten für zwei parallel laufende Fäden. Zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen je zweier benachbarter Rollen 41 bis 47 besteht ein schmaler Spalt. Dieser ist am Umfang durch einen vorstehenden Kragen 31 abgedeckt, der jeweils an einer von zwei benachbarten Rollen angebracht ist. Die zwischen den einzelnen Rollen 41 bis 47 bestehen­den Spalte ermöglichen es den Rollen, sich unabhängig von­einander frei zu drehen. Einige der Rollen 41 bis 47 sind mit Bremsen 33 versehen, wie am Beispiel der geschnitten gezeichneten Rolle 44 erkennbar. Andere Rollen, wie zum Beispiel die ebenfalls im Schnitt gezeichnete Rolle 46, sind ungebremst.In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 2, an axle 40 is fastened on one side to the rear wall of a housing 30 near the bottom. Rollers 41 to 47 are mounted on it. Each roll has two circumferential, flat ring grooves lying next to each other on the outer surface for two threads running in parallel. There is a narrow gap between the facing end faces of two adjacent rollers 41 to 47. This is covered on the circumference by a protruding collar 31, which is attached to one of two adjacent rollers. The gaps existing between the individual rollers 41 to 47 enable the rollers to rotate freely independently of one another. Some of the rollers 41 to 47 are provided with brakes 33, as can be seen from the example of the roller 44 shown in section. Other rollers, such as roller 46, which is also shown in section, are unbraked.

In ähnlicher Weise sind auf einer Achse 50, die in der Nähe der Gehäusedecke annährend parallel, jedoch leicht wind­schief zur Achse 40 angeordnet ist, Rollen 51 bis 56 gela­gert. Von diesen ist zumindest die Rolle 55 mit einer Bremse versehen. Die Rolle 55 ist mit der benachbarten Rolle 56 durch einen Stift 35 drehfest gekoppelt.In a similar manner, rollers 51 to 56 are mounted on an axis 50, which is arranged approximately parallel to the housing ceiling, but is slightly skewed to the axis 40. Of these, at least the roller 55 is provided with a brake. The roller 55 is rotatably coupled to the adjacent roller 56 by a pin 35.

Sämtliche Rollen 41 bis 47, 51 bis 57 sind reibungsarm gelagert, nicht angetrieben und - mit Ausnahme der beiden Rollen 55, 56 - unabhängig voneinander drehbar.All rollers 41 to 47, 51 to 57 are low-friction, not driven and - with the exception of the two rollers 55, 56 - can be rotated independently of one another.

Zwei Fäden 15 laufen von einem in Figur 2 nicht erkennbaren Lieferwerk zu der Rolle 41 und umschlingen darauf nach Art einer doppelgängigen Schraube die Rollenanordnung in mehre­ren Windungen. Der Umschlingunswinkel an jeder Rolle be­trägt annähernd 180 Grad. Von der Rolle 47 laufen die Fäden zu einem nicht dargestellten Streckwerk.Two threads 15 run from a delivery mechanism not recognizable in FIG. 2 to the roller 41 and then loop around the roller arrangement in several turns in the manner of a double-start screw. The wrap angle on each roll is approximately 180 degrees. The threads run from the roll 47 to a drafting system, not shown.

Die Wirkungsweise ist - abgesehen von der abweichenden Rei­henfolge, in der die gebremsten und die ungebremsten Rollen längs des Fadenweges angeordnet sind - analog zu der in Zu­sammenhang mit Figur 1 beschriebenen Wirkungsweise, jedoch mit der Ausnahme, daß die Fäden auf der Wegstrecke von der Rolle 55 über die ungebremste, frei drehbare Rolle 46 zu der Rolle 56 ohne Dehnung laufen.The mode of operation is - apart from the different order in which the braked and the unbraked rolls are arranged along the thread path - analogous to the mode of operation described in connection with FIG. 1, but with the exception that the threads on the path from the roll 55 run over the unbraked, freely rotatable roller 46 to the roller 56 without stretching.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Verstrecken von thermoplastischen Fäden aus synthetischen Polymeren, insbesondere Polypropylen, Polyester oder Polyamid, für die Herstellung von hoch­festen Garnen,
mit einem Lieferwerk,
mit einem Streckwerk
und mit mindestens einer im Fadenweg zwischen Liefer­werk und Streckwerk angeordneten beheizten Rolle zum Umlenken des Fadens und zur Ausübung einer der Faden­bewegung entgegengerichten Kraft auf den Faden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (5, 44, 55) nicht angetrieben und mit einer Bremse (13, 33) versehen ist.1. Device for drawing thermoplastic threads made of synthetic polymers, in particular polypropylene, polyester or polyamide, for the production of high-strength yarns,
with a delivery plant,
with a drafting system
and with at least one heated roller arranged in the thread path between the delivery unit and the drafting unit for deflecting the thread and for exerting a force on the thread counter to the thread movement,
characterized in that the roller (5, 44, 55) is not driven and is provided with a brake (13, 33). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch min­destens drei mit Bremsen (13, 33) versehene Rollen (5, 44, 55).2. Device according to claim 1, characterized by at least three rollers (5, 44, 55) provided with brakes (13, 33). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mindestens sechs mit Bremsen (13, 33) versehene Rollen (5, 44, 55).3. Device according to claim 1 or 2, characterized by at least six rollers (5, 44, 55) provided with brakes (13, 33). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­zeichnet durch zusätzliche ungebremste Rollen (4, 45).4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized by additional unbraked rollers (4, 45). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fadenwerk zwischen je zwei mit Bremsen (13, 33) versehenen Rollen (5) eine ungebremste Rolle (4) ange­ordnet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that in the threadwork between two brakes (13, 33) provided rollers (5), an unbraked roller (4) is arranged. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine mit Bremse (33) versehene Rolle (55) mit einer anderen Rolle (56) ge­koppelt ist, wobei die stromabwärts angeordnete Rolle (56) die gleiche oder höchstens eine geringfügig größere Oberflächengeschwindigkeit hat als die andere Rolle (55).6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one with brake (33) provided roller (55) is coupled to another roller (56), the downstream roller (56) being the same or at most one has a slightly higher surface speed than the other roller (55). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekenn­zeichnet durch parallelachsige Rollen (4, 5) in Zick­zackanordnung.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized by parallel-axis rollers (4, 5) in a zigzag arrangement. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf zwei zueinander windschief an­geordneten Achsen (40, 50) mindestens je zwei Rollen sitzen (41 bis 47; 51 bis 56).8. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that on two mutually skewed axes (40, 50) at least two rollers each sit (41 to 47; 51 to 56). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (13, 33) eine Wirbel­strom-Hysteresis-Bremse ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the brake (13, 33) is an eddy current hysteresis brake. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (13, 33) eine Fluid­wirbelbremse ist.10. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the brake (13, 33) is a fluid swirl brake.
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