EP0613967A1

EP0613967A1 - Vorrichtung zum Strecken eines synthetischen Fadens in einem Streckbad

Info

Publication number: EP0613967A1
Application number: EP94810116A
Authority: EP
Inventors: Felix Graf; Vittorino Arnosti
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: US5410787A; DE59402700D1; JPH06299431A; EP0613967B1

Abstract

Die aus den Europäischen Patentanmeldungen Nr. 0 384 836 A1 und 0 468 918 A1 her bekannten Platten (5.1 und 5.2) eines Streckbades S werden erfindungsgemäss wie mit den Figuren 7 bis 16a gezeigt, derart strukturiert, dass ein Fadenlauf ermöglicht wird, welcher eine Vibration der Fäden beim Durchgang durch das Streckbad unterbindet. <IMAGE> <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strecken eines aus einer einzigen Fibrille, vorzugsweise aus einer Vielzahl von Fibrillen bestehenden synthetischen Fadens gemäss Oberbegriff des ersten Vorrichtungsanspruchs.
Aus der US-Patentschrift Nr. 3 002 804 ist es bekannt, einen synthetischen Faden mittels eines Streckbades zu strecken. Darin wird der Faden durch ein relativ grossvolumiges Streckbad geführt, welches am oberen Ende offen und am unteren Ende mit einer Durchlassöffnung für den Faden versehen ist. Das Streckbad ist dabei im Querschnitt, in Laufrichtung des Fadens gesehen, wesentlich grösser als der Querschnitt des Fadenbündels, so dass einerseits zwar genügend Raum vorhanden ist, damit die durch den mit hoher Geschwindigkeit bewegten Faden mitgezogene Flüssigkeit am Boden des Gefässes seitlich ausweichen kann. Die am Faden haftende und mit dem Faden am unteren Teil des Gefässes austretende Flüssigkeit wird anschliessend durch Umlenkung des Fadens von diesem mittels Zentrifugalkraft abgeschieden.
Der Nachteil dieses Standes der Technik besteht darin, dass der Widerstand des Fadens im Bad mittels Variation des Flüssigkeitsniveaus, oder der Viskosität oder des spezifischen Gewichtes der Flüssigkeit verändert werden muss.
Um diesem Nachteil entgegen zu treten hat der Anmelder der jetzigen Erfindung mit der Europäischen Patentanmeldung Nr. 03 84 886 Al eine Vorrichtung vorgeschlagen, in welcher der Faden durch einen relativ schmalen Kanal durchgezogen wird, In einer weiteren Europäischen Patentanmeldung mit der Nr. 04 68 918 A1 desselben Anmelders ist eine Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens des vorgenannten Standes der Technik in dem mit Hilfe einer zwischen dem Faden und der Gehäusewand mit einem Abstand zur Gehäusewand vorgesehenen dem Fadenlauf parallel gegenüberliegenden Platte eine Zirkulationsströmung ermöglicht wird, welche einerseits im Bereich des Fadens in Fadenlaufrichtung strömt und zwischen der genannten Platte und der Kammerwand in entgegengesetzter Richtung zum Fadenlauf strömt.
Eine Weiterentwicklung dieses Gedankens ist dadurch realisiert, dass zwei, einander gegenüberliegende Platten innerhalb der Kammer vorgesehen sind, zwischen welchen der Faden samt der vom Faden mit gesaugter Flüssigkeit geführt wird und zwischen jeder Platte und der entsprechenden Kammerwand eine Gegenströmung entsteht, so dass ein vorgenannter Flüssigkeitskreislauf entsteht. Dabei besteht die Möglichkeit den Abstand zwischen den beiden Platten zu variieren um dadurch die Reibung zwischen Faden und Flüssigkeit zu verändern.
Dabei entsteht die variable Bremswirkung zwischen den Platten nur, wenn ein relativ kleiner Abstand zwischen den beiden Platten von beispielsweise einem Millimeter besteht. Dabei hat es sich jedoch gezeigt, dass die Fäden einen Verlauf annahmen, der einer Schlangenlinie entspricht, da insbesondere am Austritt Querausschläge in Fadenlaufrichtung gesehen entstanden, die auf die vorgenannten "Schlangenlinien" schliessen liessen. Eine Beobachtung mit Hilfe eines vorgesehenen Fensters konnte dies bestätigen.
Es war deshalb Aufgabe dieser Erfindung, diese Ausschläge zu eliminieren und einen Fadenlauf zu erzielen, welcher in gestreckter Form durch das Streckbad verlief.
Die Aufgabe wurde erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des ersten Anspruches aufgeführte Merkmalskombination gelöst.
Weiter vorteilhafte Ausführungsformen sind in den weiteren Ansprüchen aufgeführt.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass einerseits der Fadenlauf in einer gestreckten Form durchgeführt wird und andererseits die Bremswirkung des Fadens im Streckbades variabel gestaltet weden kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von lediglich Ausführungswege darstellenden Figuren näher erläutet.
Es zeigt:

Fig.1: einen Querschnitt durch ein Streckbad gemäss den Schnittlinien III (Fig. 3a),
Fig. 2: die rechte Hälfte des Streckbades von Fig. 1, nach rechts umgeklappt, mit Blick auf die Figur gesehen,
Fig. 3: eine Variante des Streckbades von Fig. 1,
Fig. 3a: ein Querschnitt durch das Streckbad von Fig. 3 gemäss den Schnittlinien II,
Fig. 4: eine weitere Variante des Streckbades von Fig. 1,
Fig. 5: die rechte Hälfte, mit Blick auf die Figur gesehen des Streckbades von Fig. 4 nach rechts umgeklappt dargestellt,
Fig. 6: eine Variante des Streckbades von Fig. 4,
Fig. 7 bis 11 und 13, 15 und 16: je ein Querschnitt eines erfindungsgemässen Einsatzes in das Streckbad der vorgenannten Figuren gemäss den Schnittlinien IV (Fig. 7a bis 11a und 13a, 15a und 16a),
Fig. 12 und 14: je eine Ansicht eines Einsatzes in das Streckbad der vorgenannten Figuren gemäss Blickrichtung V (Fig. 12a und 14a),
Fig. 7a bis 16 a: je eine Draufsicht des Einsatzes der Figuren 7 bis 16.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung S zum Strecken eines synthetischen Fadens F, welcher wie in Fig. 2 dargestellt auch aus zwei Filamentbündeln bestehen kann bzw. auch aus einem einzigen oder mehreren solcher Filamentbündel. Die Vorrichtung umfasst eine linke Hälfte 6.1 und eine rechte Hälfte 6.2, welche voneinander trennbar sind, um das oder die Filamentbündel F in die Vorrichtung S einbringen zu können. Eine solche teilbare Vorrichtung ist in den Europäischen Patentanmeldungen Nr. 0 384 886 A1 und 0 468 918 A1 gezeigt und beschrieben, weshalb diese Europäische Patentanmeldung ein integrierender Bestandteil dieser Anmeldung ist.
Die Vorrichtung S wie sie in Fig. 1 gezeigt ist umfasst eine Hauptkammer 1, welche sich aus den Nebenkammern 1.1 und 1.3 sowie aus der Zwischenkammer 1.2 zusammensetzt. Zwischen der Nebenkammer 1.1 und der Zwischenkammer 1.2 ist eine Platte 5.1 und zwischen der Nebenkammer 1.3 und der Zwischenkammer 1.2 eine Platte 5.2 vorgesehen, welche wie in Fig. 2 gezeigt sich über die ganze Breite B den Kammern 1 bzw. 1.1, 1.2, 1.3 erstreckt.
Als Variante, welche für alle Fig. 3, 4 und 6 gilt, besteht die Möglichkeit auf die Nebenkammer 1.1 zu verzichten, indem diese Kammer geschlossen ist, was mit den strichpunktierten Linien 16 dargestellt ist.
Im weiteren ist im unteren Teil der Hauptkammer 1, mit Blick auf die Figur gesehen, ein Eingang 2 für die Flüssigkeit des Streckbades und im oberen Ende der Hauptkammer 1 ein Ausgang 4 für diese Flüssigkeit vorgesehen.
Ebenfalls am oberen Ende der Hauptkammer 1 ist eine überdimensioniert dargestellte schlitzförmige Eintrittsöffnung 11 für das Fadenbündel F vorgesehen, welches sich bis zum Eintritt durch diese schlitzförmige Eintrittsöffnung 11 in die Hauptkammer 1 durch eine Wanne 7 bewegt und zwar indem das Fadenbündel an Umlenkstangen 15.2, 15.1 und 13 umgelenkt wird, um eine schonende Führung des Fadenbündels in die Schlitzebene zu erreichen.
In der Wanne 7 befindet sich jedoch in der Regel ebenfalls dieselbe Flüssigkeit, welche in die Hauptkammer 1 eingefüllt wird und zwar mit einer Niveauhöhe, welche mit 14 gekennzeichnet ist.
Diese letztgenannte Flüssigkeit wird durch einen Eingang 8 in die Wanne 7 eingefüllt und durch den Ausgang 9 wieder ausgetragen und zwar über ein U-Rohr 10, welches verstellbar vorgesehen ist (hier nicht dargestellt), um das Niveau 14 zu bestimmten.
Der Abstand A zwischen Führungswänden 38 bzw. 39 der Platten 5.1 bzw. 5.2 entspricht in der Praxis nicht dem gezeigten Abstand, sondern wird in der Regel im Bereich eines Millimeters oder weniger gewählt, was durch Versuche festgelegt werden muss und unter anderem von der Viskosität der Temperatur und der Dicke des Fadenbündels abhängig variieren kann.
Ebenfalls werden die Schlitze 11 und 12 so gewählt, dass der Durchgang der Flüssigkeit von der Wanne 7 in die Hauptkammer 1 und von der Hauptkammer 1 in die Umgebung der Vorrichtung derart ist, dass praktisch nur das an Flüssigkeit freigegeben wird, was am Fadenbündel F haftet. Insbesondere besteht diese Bedingung für den Schlitz 12 und dann, wenn in der Wanne 7 nicht dieselbe Art Flüssigkeit vorgesehen ist wie in der Hauptkammer 1.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die beiden gezeigten Fadenbündel F mittels Führungsbolzen 3 getrennt gehalten werden, welche sich über die ganze Breite der Schlitze 11 und 12 erstrecken. Ebenfalls ist in Fig. 2 ersichtlich, dass die Umlenkstangen 13 und 15.1 und 15.2 in den Seitenwänden 36 der jeweiligen Streckbadhälfte 6.1 bzw. 6.2 stationär befestigt sind.
Im Betrieb wird, wie bereits in den früher erwähnten Europäischen Patentanmeldungen erklärt, nach dem Einführen des oder der Fadenbündel die beiden Streckbadhälften 6.1 und 6.2 wie in Fig. 1 gezeigt gegeneinandergebracht, um die Kammern zu schliessen und anschliessend wird über den Eingang 2 Flüssigkeit in die Hauptkammer 1 zu geben, bis die Flüssigkeit am Ausgang 4 wieder austritt, um anschliessend die Wanne 7 über den Eingang 8 bis zum gewählten Niveau zu füllen.
Das Verstrecken des Fadens mit den verschiedenen Verstreckstufen geschieht, wie mit den vorgenannten Europäischen Patentanmeldungen beschrieben.
Die Fig. 3 zeigt insofern eine Variante als die Flüssigkeit für die Wanne 7 ebenfalls durch den Eingang 2 eingefüllt wird und in diesem Falle der Schlitz 11 breiter gewählt werden kann, damit die Wanne 7 mit derselben Flüssigkeit der Hauptkammer 1 gefüllt werden kann. Das für Fig. 1 Beschriebene gilt im weiteren auch für die Vorrichtung gemäss Fig. 3, ausgenommen dass, wie erwähnt für diese Vorrichtung nicht zwei unterschiedliche Flüssigkeiten für die Hauptkammer 1 und die Wanne 7 gewählt werden können.
Die Fig. 4 zeigt die Möglichkeit die Platten nicht stationär vorzusehen, sondern variabel in dem die Platten mittels Schrauben 18 verschoben werden können, welche mit ihrem Gewindeteil in einer Gewindemutter 17 aufgenommen sind, welche fest in zu den Seitenwänden 36 (Fig. 3) rechtwinklig vorgesehenen Frontwänden 37 angeordnet sind.
Die Schrauben 18 sind in den Nebenkammern 1.1 und 1.3 von Druckfedern 19 umgeben, welche die Platten 5.1 und 5.2 nach innen pressen um den vorgegebenen Abstand A einzuhalten.
Im übrigen entspricht diese Vorrichtung dem für die Fig. 1 und 2 bereits Erwähnten.
Die Fig. 6 zeigt für die Verstellung der Platten 5.1 und 5.2 eine Variante gegenüber der Verstellmöglichkeit der Fig. 4 indem die Platten 5.1 und 5.2 je mit Schraubenbolzen 21 versehen sind, die in Verstellmuttern 22 aufgenommen werden, welche ihrerseits in der in Fig. 6 gezeigten Lage mittels je einem Führungskamm, welcher je in eine in die Verstellmutter eingelassene Führungsnute 23 greifen, gehalten werden.
Zum besseren Verständnis ist die obere Verstellmutter 22, auf der rechten Seite, mit Blick auf die Fig. 6 gesehen, im Schnitt dargestellt.
Die übrigen Elemente mit denselben Funktionen wie für Fig. 1 entsprechen den bereits erwähnten und sind hier nicht nochmals wiederholt.
Die Fig. 7 bis 16a zeigen Ausführungsarten der Platten 5.1 und/oder 5.2 um die eingangs erwähnten Vibrationen der Filamentsbündel zu eliminieren.
Die Fig. 7 und 7a zeigen eine Platte mit über die Platte verteilten Bohrungen, welche gestaffelt angeordnet sind, sowie ein darüber angeordneter Gitterrost, mit Blick auf die Figur gesehen, welcher im Streckbad dem Filamentbündel entgegengerichtet ist. Der Gitterrost ist auf eine herkömmliche Weise befestigt.
Fig. 8 zeigt im Prinzip die Platte von Fig. 7, jedoch mit einer Vertiefung 27, um mehr Raum zwischen dem Gitterrost 26 und dem Boden der Vertiefung 27 zu geben, was erlaubt, dass eine grössere Möglichkeit besteht für einen Flüssigkeitsausgleich von Bohrung zu Bohrung. Der Gitterrost ist in Fig. 8 mit 26 gekennzeichnet. Es besteht jedoch grundsätzlich die Möglichkeit auch einen Gitterrost gemäss dem Gitterrost 29 der Figuren 7 und 7a vorzusehen. Ebenso besteht die Möglichkeit die Bohrungen 28 wegzulassen (nicht dargestellt).
In allen im folgenden zu beschreibenden Figuren ist jeweils angedeutet, dass es sich um Platten 5.1 und/oder um Platten 5.2 handelt.
Die Fig. 9 zeigt im Unterschied zum rechtwinklig angeordneten Gitterrost der Fig. 7 und 7a ein Gitterrost mit diagonal angeordnen Gitterstäben, wie dies Fig. 9a zeigt.
In den Fig. 7a und 9a ist jeweils eine Bohrung 28 direkt unterhalb eines Schnittpunktes der Gitterroststäbe gezeigt, was jedoch nicht als einzige Möglichkeit besteht, sondern die Bohrungen können ebenfalls so vorgesehen werden, dass diese jeweils innerhalb eines durch die Gitterroststäbe gebildeten Quadrates oder Rechteckes oder Rhomboiden vorgesehen sein.
Die Fig. 10 zeigt als Variante anstelle eines Gitterrostes, Drahtwindungen, welche um eine Platte 5.1 resp. 5.2 gewunden werden, um ebenfalls die Möglichkeit zu geben, einen Flüssigkeitsausgleich zwischen den Bohrungen 28 zu ermöglichen.
Die Fig. 11 bis 16a weisen keine Gitterroste oder Drahtwindungen auf, sondern die Fig. 11 zeigt Quernuten oder Rillen 31, in welche die Bohrungen 28 münden, während Fig. 12 anstelle der Quernuten, Diagonalnuten aufweist und die Bohrungen 28 münden in Fig. 12a in den Schnittpunkten der Diagonalnuten. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Bohrungen ausserhalb der genannten Schnittpunkte vorzusehen.
Die Fig. 13 und 13a zeigen eine Platte 5.1 resp. 5.2 mit lediglich Bohrungen 28, die hier gestaffelt angeordnet sind.
Grundsätzlich können die Bohrungen verschiedene Durchmesser aufweisen, und die Anzahl Bohrungen pro Flächeneinheit sowie deren Durchmesser muss durch Versuche ermittelt werden, um festzustellen, welche Kombination als Resultat eine Geradführung der Filamentbündel erzielt.
Die Fig. 14 und 14a zeigen würfelartige Erhöhungen 33 sowie Bohrungen 28.
Die Fig. 15 und 15a zeigen Längsnuten mit rechteckigem Querschnitt und Bohrungen 28, während die Fig. 16 und 16a Längsnuten mit halbrundem Querschnitt zeigen und ebenfalls Bohrungen 28.
Mit den gezeigten Variationen der Plattenoberfläche in Kombination mit den Bohrungen soll dargestellt werden, dass Vorkehrungen getroffen werden, welche die Vibrationen der Fäden bzw. Fadenbündel im Lauf im wesentlichen vermieden werden.
Im weiteren ist die Erfindung nicht auf die gezeigte Mehrzahl von Fibrillen pro Faden eingeschränkt, sondern gilt auch für Verwendung von nur einer Fibrille (nicht dargestellt) pro Faden, das heisst für ein Monofilament.
Letzlich sei noch erwähnt, dass, wie in Fig. 1 mit strichpunktartigen Linien dargestellt, eine Flüssigkeitsniveauregulierung 10.1 vorgesehen werden kann, welche analog der Flüssigkeitsregulierung 10 funktioniert, so dass der Längenanteil der Plattenlänge, in Fadenlaufrichtung gesehen, im Flüssigkeitsniveau steuerbar ist, wodurch der Bremseffekt des Streckbades variabel wird.

Claims

Vorrichtung zum Strecken eines aus einer einzigen Fibrille vorzugsweise aus einer Vielzahl von Fibrillen bestehenden synthetischen Fadens zwischen zwei sich in einem Streckbad befindlichen Führungswänden (38,39), welche sich im Betrieb mit einem vorgegebenen Abstand (A) zueinander in einer Bremsflüssigkeit des Streckbades befinden,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens an einer der dem Faden gegenüberliegenden Wänden (38,39) eine strukturierte Oberfläche vorgesehen ist, an welcher der Faden über eine vorgegebene Strecke, in welcher sich die Wände in der Bremsflüssigkeit befinden, entlang geführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche mittels durch die Platte durchgehende Löcher erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche zusätzlich Vertiefungen aufweist, in welche die Löcher der gelochten Platte münden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche zusätzlich ein über die gelochte Oberfläche gespanntes Gitternetz aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche zusätzlich über die gelochte Oberfläche Drahtwindungen gespannt hat.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gitternetz und der gelochten Oberfläche ein Zwischenraum (40) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen zum Fadenlauf quer gerichtete Nuten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen in Fadenlaufrichtung gerichtete Nuten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen schräg zum Fadenlauf gerichtete Nuten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen je quer zum und in Fadenlaufrichtung gerichtete Nuten sind und die Bohrungen in vorgegebene Kreuzungspunkte der Nuten münden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um den genannten Abstand (A) zu verändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die genannte vorgegebene Strecke zu verändern.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel das Streckbadniveau bei stationär angeordneten Platten verändern.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Platten lageverstellbar angeordnet ist.