EP0406673A2 - Falschzwirnkräuselmaschine für einen synthetischen Faden - Google Patents

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EP0406673A2
EP0406673A2 EP90112180A EP90112180A EP0406673A2 EP 0406673 A2 EP0406673 A2 EP 0406673A2 EP 90112180 A EP90112180 A EP 90112180A EP 90112180 A EP90112180 A EP 90112180A EP 0406673 A2 EP0406673 A2 EP 0406673A2
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EP
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heater
thread
length
crimping machine
false twist
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Peter Dammann
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Oerlikon Barmag AG
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Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/0206—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting
    • D02G1/0266—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting false-twisting machines
    • 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
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/003—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass by contact with at least one stationary surface, e.g. a plate

Definitions

  • the invention relates to a false twist crimping machine according to the preamble of claim 1.
  • This false twist crimping machine is known for example from DE-PS 25 30 125 (Bag. 949) and DE-PS 25 01 183.
  • target temperature a desired temperature - hereinafter referred to as "target temperature”.
  • the object of the invention is to achieve the target temperature of the thread at the desired increasing thread speeds with heater lengths which are not longer, but preferably smaller than the previously usual heater lengths.
  • Claim 5 characterizes the teaching of this invention in the event that the heater is equipped with a variable curvature over the length.
  • the invention eliminates the prejudice and runs counter to the general trend that increasing thread speed and larger thread titer require a longer heater length if the target temperature required for false twist texturing is to be reliably reached.
  • the invention is based based on the new finding that there is a narrow range (hereinafter referred to as the "dependency range") in which there is a dependence of the heater length required to achieve a specific target temperature on the radius of curvature of the heater.
  • the synthetic thread 12 is drawn off from the supply spool 1 via a head thread guide 2 by means of the first delivery mechanism 3.
  • the thread is then passed over a curved heater 4.
  • the thread is deflected by thread guide 5 between the heater 4 and the following cooling rail 6.
  • the thread is twisted incorrectly by friction false twist 7.
  • This is followed by a second feed mechanism 8, through which the thread is drawn out of the false twist zone.
  • the thread can then be heated again in a second heater 9, which is not the subject of this application.
  • the thread is drawn off from the second heater 9 by the third delivery mechanism 12 and then wound up into a bobbin in the winding device 11.
  • the heater essentially consists of a curved heating rail with a groove, in the bottom of which the thread runs.
  • the heating rail has previously been provided with a curve so that the thread runs in good contact with the heating rail.
  • Various means are available for heating the heating rail, for example resistance heaters or superheated steam systems in accordance with, for example, DE-OS 23 48 371 (Bag. 877).
  • the thread run and heater are arranged in relation to one another so that the thread essentially runs on the inlet tangent and runs on the outlet tangent.
  • the special feature of this invention is that for the heater 4 radius R and length L are optimally matched to one another so that the length L of the heater is minimized to achieve the desired temperature.
  • the length L is the secant between the input and the output measured by the heater.
  • the heater is circularly curved so that it has only one radius.
  • the wrap angle is the same as the angle between the inlet tangent and the outlet tangent.
  • the heating rail there is a minimum length of the heating rail. This minimum length depends on the thread titer. The limits are specified in claim 1. The minimum length on the one hand ensures a sufficient minimum dwell time of the thread on the heating rail. On the other hand, a large heater length with a small radius also means a large wrap angle and thus a large increase in tensile force in the thread. By limiting the length of the heating bar the wrap angle and thus the increase in tensile force is therefore technically limited to areas that are specified by the technology of false twist texturing.
  • the required heater length depends essentially on the thread speed and the thread titer.
  • a heater length that is sufficient to essentially heat the thread to its desired temperature is referred to as necessary.
  • the target temperature of the thread corresponds to the limit, i.e. with ideal heat transfer, the actual temperature of the heating rail.
  • the heater length also depends on the heater radius. That means: the smaller the radius, the smaller the length.
  • a heater that has a greater curvature in the infeed area ensures intensive heat transfer to the thread and thus rapid heating in the infeed area and, on the other hand, a longer running distance to even out the thread temperature.
  • the reverse measure could be useful to adapt the increasing heater curvature to the increasing twist build-up in the running thread.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

Bei einer Falschzwirnkräuselmaschine wird die gekrümmte Heizschiene (4) mit starker Krümmung (1/R) und relativ kurzer Länge (L) ausgeführt. Das Verhältnis von Radius (R) zu Länge (L) sowie Dimensionierungen für Radius und Länge werden für unterschiedliche Titerbereiche eines zu kräuselnden Synthese-Fadens angegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Falschzwirnkräuselmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
    Diese Falschzwirnkräuselmaschine ist z.B. durch die DE-PS 25 30 125 (Bag. 949) und die DE-PS 25 01 183 bekannt.
  • Bei der Auslegung der bekannten Falschzwirnkräuselmaschinen wird davon ausgegangen, daß bei steigenden Fadengeschwindig­keiten und größeren Fadentitern größere Heizerlängen erfor­derlich sind, um den laufenden Faden auf eine gewünschte Temperatur - im folgenden "Zieltemperatur" genannt - zu erhitzen.
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, die Zieltemperatur des Fadens bei den gewünschten steigenden Fadengeschwindigkeiten mit Heizerlängen zu erreichen, die nicht größer, sondern vor­zugsweise kleiner als die bisher üblichen Heizerlängen sind.
  • Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen von Anspruch 1.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4. Durch Anspruch 5 wird die Lehre dieser Erfindung gekennzeichnet für den Fall, daß der Heizer mit über die Länge variabler Krümmung ausgestattet ist.
  • Die Erfindung beseitigt das Vorurteil und läuft dem allge­meinen Trend entgegen, daß wachsende Fadengeschwindigkeit und größerer Fadentiter eine wachsende Heizerlänge bedingen, wenn die für die Falschzwirntexturierung erforderliche Ziel­temperatur sicher erreicht werden soll. Die Erfindung beruht auf der neuen Erkenntnis, daß es einen engen Bereich (im folgenden "Abhängigkeitsbereich" genannt) gibt, in welchem eine Abhängigkeit der zur Erreichung einer bestimmten Ziel­temperatur erforderlichen Heizerlänge von dem Krümmungs­radius des Heizers besteht.
  • Es ist zwar durch das Gebrauchsmuster G 80 24 032.0 (Bag.1210) bekannt, den Radius der Kühlschiene derart zu verkleinern, daß der Quotient Q = R/L kleiner als 4 ist. Diese Maßnahme geschieht, um Drehungsschwankungen zu unter­binden. Dabei wird jedoch eine Länge der Kühlschiene vorge­schlagen, die den Verweilzeiten angepaßt ist, welche üblicherweise zur ausreichenden Abkühlung angewandt werden.
  • Weiter ist es durch die DE-OS 38 01 506 (IP-1565) bekannt, den Radius der Heizschiene kleiner als 10 m zu machen und eine Heizschiene mit einem Radius von z.B. 7 m auszuführen. Dabei ist nicht erkannt, daß eine Verkleinerung des Radius auch mit einer Verkürzung des Heizers einhergehen kann, daß diese Verkürzung des Heizers jedoch erst dann möglich ist, wenn der Radius kleiner als 7 m ist.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­beispiels beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 den schematischen Schnitt durch eine Bearbeitungs­stelle einer Falschzwirnkräuselmaschine;
    • Fig. 2,3 Diagramme zur Abhängigkeit der Temperaturdifferenz 3 zwischen der Fadentemperatur und der Temperatur der Heizschiene;
    • Fig. 4 geometrische Darstellung möglicher Krümmungsformen.
  • Von der Vorlagespule 1 wird der synthetische Faden 12 über einen Kopffadenführer 2 mittels des ersten Lieferwerks 3 abgezogen. Der Faden wird sodann über einen gekrümmten Heizer 4 geführt. Zwischen dem Heizer 4 und der folgenden Kühlschiene 6 wird der Faden durch Fadenführer 5 umgelenkt. Nach dem Austritt aus der gekrümmten Kühlschiene 6 wird der Faden durch Friktionsfalschdraller 7 falschgezwirnt. Anschließend folgt ein zweites Lieferwerk 8, durch das der Faden aus der Falschzwirnzone abgezogen wird. Anschließend kann der Faden in einen zweiten Heizer 9, der nicht Gegen­stand dieser Anmeldung ist, nochmals erwärmt werden. Nach Umlenkung an dem folgenden Fadenführer 10 wird der Faden durch das dritte Lieferwerk 12 aus dem zweiten Heizer 9 abgezogen und anschließend in der Aufwickeleinrichtung 11 zu einer Spule aufgewickelt.
  • Derartige Falschzwirnkräuselmaschinen sind durch den zitier­ten Stand der Technik bekannt.
  • Der Heizer besteht im wesentlichen aus einer gekrümmten Heizschiene mit einer Rille, in deren Grund der Faden läuft. Die Heizschiene wurde bisher schon mit einer Krümmung versehen, damit der Faden in gutem Kontakt mit der Heiz­schiene läuft.
    Für die Beheizung der Heizschiene stehen verschiedene Mittel, z.B. Widerstandsheizer oder Heißdampfsysteme nach z.B. DE-OS 23 48 371 (Bag. 877) bereit. Dabei sind Fadenlauf und Heizer so zueinander angeordnet, daß der Faden im wesentlichen auf der Einlauftangente zuläuft und auf der Auslauftangente abläuft.
  • Die Besonderheit dieser Erfindung besteht darin, daß für den Heizer 4 Radius R und Länge L in optimaler Weise aufeinander abgestimmt werden, so daß zur Erreichung der gewünschten Temperatur die Länge L des Heizers minimiert wird. Dabei wird die Länge L als Sekante zwischen Eingang und Ausgang des Heizers gemessen. Der Heizer ist im Grenzfall kreis­förmig gekrümmt, so daß er nur einen Radius hat.
  • Es ist jedoch auch möglich, den Heizer mit einer Krümmung zu versehen, welche sich über die Länge des Heizers ändert. Auch in diesem Falle werden jedoch die Regeln dieser Erfin­dung eingehalten, wenn der Radius ebenso definiert wird, wie dies bei einer strengen Kreisform des Heizers der Fall ist. Das bedeutet: Der Radius ist definiert durch die Formel R = L/2 cos (alpha/2), wobei alpha der Umschlingungswinkel des Fadens an dem Heizer ist.
  • Hierdurch wird erreicht, daß die Zuordnung von Länge und Umschlingungswinkel des Fadens an dem Heizer innerhalb der für die Kreisform geltenden Grenzen liegt. Der Umschlin­gungswinkel ist dabei gleich dem Winkel zwischen Einlauf­tangente und Auslauftangente.
  • Es entspricht landläufiger Auffassung, daß eine Krümmung zwar erforderlich ist, um eine satte Anlage des Fadens an der Heizschiene zu erreichen, daß jedoch die Stärke der Krümmung für die Wärmeübertragung ohne Bedeutung ist. Das trifft für einen glatten Faden wirklich zu. Es gilt unvor­hergesehener Weise jedoch nicht für einen in einer Falsch­zwirnzone laufenden Faden. Hier besteht ein Abhängigkeits­bereich, in dem die Krümmung die Wärmeübertragung beeinflußt und in dem daher die Heizerlänge reduziert werden kann.
  • Es gibt allerdings eine Mindestlänge der Heizschiene. Diese Mindestlänge ist vom Fadentiter abhängig. Die Grenzen sind im Anspruch 1 angegeben. Durch die Mindestlänge wird einer­seits eine ausreichende Mindestverweilzeit des Fadens auf der Heizschiene gewährleistet. Andererseits bedeutet eine große Heizerlänge bei kleinem Radius auch einen großen Umschlingungswinkel und damit einen großen Zugkraftanstieg im Faden. Durch die Begrenzung der Länge der Heizschiene wird daher technisch auch der Umschlingungswinkel und damit auch der Zugkraftanstieg auf Bereiche begrenzt, die durch die Technologie des Falschzwirntexturierens vorgegeben sind.
  • Die angegebenen geringen Heizerlängen können jedoch nur dann erreicht werden, wenn die Heizerkrümmung so gewählt wird, daß die angegebenen Quotienten Q = R/L eingehalten werden. Das bedeutet, daß es einen unteren Bereich von Krümmungs­radien der Heizschiene gibt, in dem die erforderliche Heizerlänge nur unwesentlich von dem jeweiligen Radius beeinflußt wird. In diesem Bereich richtet sich die erfor­derliche Heizerlänge im wesentlichen nach der Fadengeschwin­digkeit und dem Fadentiter. Als erforderlich wird dabei eine Heizerlänge bezeichnet, die ausreicht, um den Faden im wesentlichen auf seine Solltemperatur zu erhitzen. Die Soll­temperatur des Fadens entspricht dabei im Grenzfall, d.h. bei idealer Wärmeübertragung, der Ist-Temperatur der Heiz­schiene.
  • In dem Abhängigkeitsbereich, der Gegenstand dieser Erfindung ist, hängt dagegen die Heizerlänge auch von dem Heizerradius ab. Das heißt: Je kleiner der Radius, desto kleiner die Länge.
  • Über diesem Abhängigkeitsbereich gibt es sodann wiederum einen Bereich mit sehr geringer Krümmung, in dem die Heizer­länge wiederum nur von dem Fadentiter und der Fadengeschwin­digkeit abhängt. Dieser Bereich wurde bisher im allgemeinen für die Auslegung der Heizer in Falschdrallmaschinen ver­wandt.
  • In dem Diagramm nach Fig. 2 ist diese Abhängigkeit darge­stellt. Auf der Abszisse ist der Radius eines Heizers dargestellt. Die Ordinate gibt die Temperaturdifferenz delta T wieder, die zwischen der eingestellten Heizertempe­ ratur und der Temperatur des vom Heizer ablaufenden Fadens besteht. Die Untersuchung ist durchgeführt an
    • Kurve 1: einem Faden PES 167f32 dtex bei einer Fadenlauf­geschwindigkeit von 800 m/min und einer Heizertem­peratur von 230°
    • Kurve 2: einem Faden PES 167f32 bei einer Fadenlaufgeschwin­digkeit von 800 m/min und einer Heizertemperatur von 220°
    • Kurve 3: einem Faden PES 76f24 bei einer Fadenlaufgeschwin­digkeit von 1000 m/min und einer eingestellten Heizertemperatur von 220°C
    • Kurve 4: einem Faden PES 76f24 bei einer Fadenlaufgeschwin­digkeit von 1200 m/min und einer eingestellten Heizertemperatur von 230°C.
  • Fig. 3 zeigt denselben Zusammenhang für einen Polyamidfaden geringeren Titers, und zwar
    • Kurve 5: PA 66 44f13 dtex bei 1000 m/min und 220°C
    • Kurve 6: PA 66 44f13 dtex bei 1200 m/min und 230°C
    • Kurve 7: PA 66 22f7 dtex bei 1100 m/min und 220°C
    • Kurve 8: PA 66 22f7 dtex bei 1300 m/min und 230°C.
  • Es ergibt sich hieraus, daß es Krümmungsbereiche gibt, in denen die Krümmung des Heizers keine signifikante Auswirkung auf die Erwärmung hat. Bei den Polyesterfäden nach Fig. 2 liegt ein solcher Bereich bei Radien über 7 m und auch wohl bei Radien unter 1,50 m, wobei zu bemerken ist, daß Heizer­radien unter 1,0 m infolge des erheblichen Reibungsaufbaues kaum noch praktikabel sind.
  • In einem Zwischenbereich zeigt sich jedoch, daß durch die Verkürzung des Radius die Temperaturdifferenz zwischen Heizer und dem vom Heizer ablaufenden Faden beträchtlich abgesenkt werden kann. Das bedeutet auf der anderen Seite, daß - wenn man die Temperaturdifferenz toleriert - die Heizerlänge verkürzt werden kann.
  • Bei den in Fig. 3 verwandten Fäden, die aufgrund ihres geringeren Titers und ihrer Beschaffenheit leichter aufzu­heizen sind, ist der Abhängigkeitsbereich, in dem die Tempe­raturdifferenz bzw. - bei gleichbleibender Temperaturdiffe­renz: die Heizerlänge - bei abnehmendem Heizerradius vermin­dert werden kann, nicht derart stark ausgeprägt, jedoch ebenfalls deutlich bemerkbar.
  • In Figur 4 sind die möglichen Heizerkrümmungen geometrisch dargestellt.
  • Ein Heizer, der im Einlaufbereich eine stärkere Krümmung hat, gewährleistet eine intensive Wärmeübertragung auf den Faden und damit eine schnelle Erwärmung im Einlaufbereich und andererseits eine längere Laufstrecke zur Vergleich­mäßigung der Fadentemperatur.
  • Die umgekehrte Maßnahme könnte sinnvoll sein, um die zuneh­mende Heizerkrümmung dem zunehmenden Drallaufbau im laufen­den Faden anzupassen.

Claims (5)

1. Falschzwirnkräuselmaschine für einen synthetischen Faden,
bestehend aus Lieferspule, Lieferwerk, Heizschiene, Kühlschiene, Friktionsfalschdraller, Abzugswerk und Aufwickeleinrichtung,
bei der die Länge der Heizschiene größer als 1 m ist und bei der die Heizschiene mit einem vorgegebenen Radius gekrümmt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Quotient (Q) aus mittlerem Radius (R) und Länge (L) des Heizers größer ist als 0,8 und kleiner ist als 4,6, wobei für synthetische Fäden im Titerbereich von 15 bis 44 dtex, insbesondere Nylon-Strumpfgarn, der Quotient zwischen 4,4 und 0,8 und die Heizerlänge zwischen 0,8 und 1,6 m liegt und
wobei für synthetische Fäden im Titerbereich zwischen 55 und 500 dtex, insbesondere Polyester-Garne und Nylon-­Mitteltiter-Garne,
der Quotient zwischen 0,8 und 3,2 und die Heizerlänge zwischen 1,6 und 2,2 m liegt.
2. Falschzwirnkräuselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
für synthetische Fäden mit Fadentiter größer 55 dtex die Obergrenze des Quotienten kleiner als 2 und die Heizer­länge kleiner oder gleich 2 m ist.
3. Falschzwirnkräuselmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Krümmung 1/R im Bereich des Fadeneinlaufes kleiner ist als im Bereich des Fadenauslaufes.
4. Falschzwirnkräuselmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Krümmung im Bereich des Fadeneinlaufes größer ist als im Bereich des Fadenauslaufes.
5. Falschzwirnkräuselmaschine nach einem der vorange­gangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Krümmung über die Länge des Heizers sich ändert, wobei der Radius definiert ist durch die Formel
R = L/2 cos (alpha/2),
mit den Größen
L = Länge des Heizers = Länge der Sehne durch die Heizerenden
alpha = Umschlingungswinkel des Fadens am Heizer = Winkel zwischen Einlauftangente und Auslauf­tangente.
EP90112180A 1989-07-01 1990-06-27 Falschzwirnkräuselmaschine für einen synthetischen Faden Expired - Lifetime EP0406673B1 (de)

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EP0406673A3 EP0406673A3 (en) 1991-06-05
EP0406673B1 EP0406673B1 (de) 1995-08-30

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