EP2800828A2 - Verfahren und vorrichtung zum kräuseln eines multifilen fadens - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kräuseln eines multifilen fadens

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EP2800828A2
EP2800828A2 EP13700622.7A EP13700622A EP2800828A2 EP 2800828 A2 EP2800828 A2 EP 2800828A2 EP 13700622 A EP13700622 A EP 13700622A EP 2800828 A2 EP2800828 A2 EP 2800828A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stuffer box
compressed air
yarn
pressure
thread
Prior art date
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Granted
Application number
EP13700622.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2800828B1 (de
Inventor
Mathias STÜNDL
Claus Matthies
Christian Hubert
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.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP2800828A2 publication Critical patent/EP2800828A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2800828B1 publication Critical patent/EP2800828B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D02G1/122—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes introducing the filaments in the stuffer box by means of a fluid jet
    • 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
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • 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
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D02G1/125—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes including means for monitoring or controlling yarn processing

Definitions

  • the invention relates to a method for crimping a multifilament yarn according to the preamble of claim 1 and to a device for crimping a multifilament yarn according to the preamble of claim 7.
  • the filaments before crimping a crimping of the filament strands is impressed.
  • the production of such crimps in a multifilament yarn are preferably produced according to the stuffer box principle.
  • the multifilament yarn is pneumatically guided by means of a delivery nozzle and blown into a stuffer box.
  • the delivery nozzle has a thread channel, which is coupled to a compressed air source for generating a compressed air flow.
  • the thread is then passed into a stuffer box, in which the thread is compressed to a yarn plug.
  • the filament strands of the thread lay down in loops and bows on the surface of the yarn plug and are compressed via the compressed air flow.
  • the yarn plug is then dissolved outside the stuffer box to the crimped thread.
  • Such a method and such a device are known for example from EP 0 554 642 AI.
  • the formation of the yarn plug is monitored, on the one hand to obtain any unwanted blowout of the yarn pot from the stuffer box and on the other hand to avoid clogging of the stuffer box.
  • a pressure of the compressed air flow is measured at the outlet of the delivery nozzle.
  • the actual value of the pressure measurement becomes compared with a desired value or a desired value range.
  • a regulation of a yarn plug speed which is determined by means of a needle roller on the outlet side of the stuffer box, takes place.
  • the known method and the known device thus offer the possibility to comply with predetermined target values of a pressure of the compressed air flow.
  • adjustments of the compressed air flow depending on the respective denier of the thread are required for product changes, which inevitably cause a change in the desired values and new setpoint specifications of the pressure of the compressed air flow.
  • Another object of the invention is to improve the generic method and the generic device for crimping a multifilament yarn such that in a product change an automatic process optimization is executable.
  • the invention is based on the recognition that the compressed air flow entering the stuffer box leads to different overpressures depending on the position of the yarn stopple within the stuffer box. It was thus recognized that, despite gas-permeable walls on the stuffer box, different pressure conditions develop in the stuffer box as a function of the position of the yarn plug. This finding makes use of the invention, so that several pressures of the compressed air flow within the stuffer box is measured in a plurality of measuring points distributed over the length of the stuffer box. So can be derived from the ratio of pressures to each other alone, how large the degree of filling of the stuffer box.
  • the monitoring device of the device has for this purpose a plurality of pressure sensors for measuring a plurality of pressures of the compressed air flow within the stuffer box, which are distributed over the length of the stuffer box distributed over several measuring points. So, NEN several pressures of the compressed air flow within the compression chamber in several measuring points are measured simultaneously in order to arrive with the help of the evaluation to an optimal process setting.
  • the method variant is preferably used, in which at least one inlet pressure of the compressed air flow in the inlet region of the stuffer box and a back pressure of the compressed air flow in the dust area of the stuffer box is measured.
  • the degree of filling of the stuffer box and the respective position of the thread stuffer can be determined from two pressure measurements carried out at different measuring points, based solely on the ratios of the pressures to one another.
  • the method variant is advantageously used, in which the upsetting and / or removal of the yarn plug is controlled or regulated as a function of a ratio between at least two pressures of the compressed air flow by changing at least one adjustment parameter. The relationship between the measured pressures indicates whether the crimp needs to be continued or changed with the selected adjustment parameters.
  • the ratio between the inlet pressure averaged over a measuring time and the dynamic pressure averaged over the measuring time should have a specific numerical value in order to achieve a high quality during crimping and to get uniformity.
  • the method variant is preferably used, in which the relationship between the averaged over a measuring time inlet pressure and the averaged over the measuring time back pressure is formed and in Wel- With a numerical value of the ratio in the range of 0.75 to 1.15, no changes in the setting parameter can be carried out. As long as the pressures in the inlet area and in the compression area of the stuffer box have such a ratio, an operational setting which is advantageous for the crimping is present.
  • the setting parameter is changed in such a way that a stopper speed of the yarn tuft slows down.
  • the back pressure is much higher than the inlet pressure in the stuffer box, which indicates an insufficient degree of filling of the stuffer box.
  • a numerical value indicates the ratio of the pressures of> 1.15 that the degree of filling within the stuffer box is too large, so that the position of the yarn stoppers approaches the inlet area of the stuffer box.
  • the method variant is used, in which the adjustment parameter is changed in such a way that the stopper speed of the thread stopper increases. This can completely avoid blockages of the stuffer box.
  • the inventive method is independent of the set static pressure of the compressed air flow, which may have different values depending on the product and Fadenti- ter. Only from the ratio of the pressures of the compressed air flow within the stuffer box can be read off the parameters important for monitoring the crimping.
  • the device according to the invention is preferably used in the development, in which one of the pressure sensors an inlet region of Stuffer box and at least one other pressure sensor associated with an upsetting region of the stuffer box. Thus, two different pressures of the compressed air flow can be detected by the degree of filling of the stuffer box.
  • a further pressure sensor can advantageously be assigned to an outlet region of the stuffer box.
  • the ratio between an outlet pressure and a back pressure can signal a too low degree of filling of the stuffer box.
  • the monitoring device In order to be able to analyze the measured values detected by the pressure sensors directly and quickly, the monitoring device has an evaluation electronics, which is connected to the pressure sensors. In this case, digital or analogue techniques can be used to obtain corresponding measured value evaluations.
  • the advantageous development of the device according to the invention is used, in which the evaluation electronics a signal generator is assigned, which generates a control signal in dependence on a ratio between several pressures of the compressed air stream.
  • the ratio generated from the averages of the pressure measurement can be used directly to trigger a control algorithm.
  • the monitoring device is connected to a control device which acts on one or more control means for compressing and discharging the yarn plug within the stuffer box. So there is the possibility of the monitoring device in a control loop To tie up a multifilament yarn with high uniformity.
  • control means is preferably formed by a driven pair of conveyor rollers at the stopper outlet of the stuffer box, so that the discharge of the yarn plug is determined by the speed of the conveyor rollers.
  • the movement of the yarn plug within the stuffer box is also determined by a friction that forms between the yarn plug and the walls of the stuffer box.
  • control means is formed by a suction device on the outer circumference of the stuffer box, through which the compressed air is sucked.
  • the suction of the compressed air additionally the delivery rate of the compressed air stream can be reduced or increased.
  • the device according to the invention is thus particularly suitable for providing multifilament yarns with a high-quality, uniform crimping. Due to the high flexibility of the monitoring device in this case multifilament yarns with a total titer in the range of 300 den. to 12,000 den. textured. For example, textile threads, carpet yarns and also technical yarns can advantageously be curled.
  • the method according to the invention will now be explained in more detail below with reference to some embodiments of the generic device with reference to the attached figures. They show:
  • Fig. 1 shows schematically a cross-sectional view of a first embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a further embodiment of the device according to the invention.
  • Fig. 3 shows schematically a cross-sectional view of another embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the device according to the invention in a transverse sectional view.
  • the device has a delivery nozzle 1, which contains a vertically extending thread channel 3.
  • the thread channel 3 extends from a thread inlet 7 at the top of the delivery nozzle 1 to a yarn outlet 6 at the bottom of the delivery nozzle 1.
  • In the upper region of the delivery nozzle 1 open several compressed air channels 4 in the thread channel, and connect this with a compressed air source 5th mot the delivery nozzle 1 and the compressed air source 5 are provided yet further means not shown here for guiding and processing the compressed air. For example, it is customary to heat the compressed air before it enters the thread channel 3.
  • a compression chamber 2 which is bounded by gas-permeable chamber walls 8 and is held within a suction chamber 10.
  • the chamber walls 8 have in this embodiment, a plurality of openings 9, which the interior of the compression chamber 2 with the outer suction chamber 10th connect.
  • the suction chamber 10 is connected to a suction device, not shown here via a suction port 29.
  • the compression chamber 2 adjoins with a compression chamber inlet 27 directly to the yarn outlet 6 of the delivery nozzle 1.
  • the stuffer box 2 extends from the stuffer box inlet 27 to a stuffer box outlet 28.
  • a conveyor roller pair 17 is arranged, which forms between them a conveying gap for conveying a yarn plug 26.
  • the conveyor roller pair 17 is driven by a roller drive 18, which is coupled to a control unit 19.
  • a monitoring device 11 For monitoring the plug formation of a yarn plug within the compression chamber 2, a monitoring device 11 is provided.
  • the monitoring device 11 is formed in this embodiment by two pressure sensors 12.1 and 12.2, which are arranged on two distributed over the length of the compression chamber 2 measuring points 13.1 and 13.2.
  • the measuring point 13.1 with the pressure sensor 12.1 is arranged in an inlet region of the stuffer box 2 just below the stuffer box inlet 27.
  • the measuring point 13.2 with the pressure sensor 12.2 is held in a central region of the stuffer box, which is referred to here as an upsetting area of the stuffer box 2.
  • the pressure sensors 12.1 and 12.2 are coupled to an evaluation electronics 14, which cooperates with a signal generator 15 for generating a control signal.
  • the signal generator 15 is connected to a control device 16.
  • the control device 16 is in this case coupled directly to the control unit 19 of the roller drive 18.
  • a compressed air flow is generated via the compressed air source 5 within the thread channel 3 of the delivery nozzle 1, which conveys a thread 25 sucked in via the thread inlet 7 into the stuffer box 2.
  • the compressed air flow is blown through the yarn outlet 6 in the stuffer box 2.
  • the stuffer box outlet 28 is closed for a short time at the beginning of the process, so that a yarn plug 26 accumulates within the stuffer box 2.
  • the stuffer box outlet 28 is opened and the yarn stopper 26 is removed and conveyed via the conveyor roller pair 17.
  • the individual filament strands forming the multifilament yarn 25 are deposited and compressed by the compressed air flow into loops and bows on the surface of the yarn plug 26.
  • the position of the yarn plug within the stuffer box 2 which determines the degree of filling of the stuffer box 2, to keep as constant as possible.
  • an inlet pressure p E is measured via the pressure sensor 12. 1 of the monitoring device 11 in the inlet region of the stuffer box 2.
  • a back pressure p s is measured in the second measuring point 13.2 by the second pressure sensor 12.2.
  • the pressure measured values in the measuring points 13.1 and 13.2 are supplied directly to the evaluation electronics 14 by the pressure sensors 12.1 and 12.2.
  • the generated signals of the pressure sensors 12.1 and 12.2 are averaged over a measuring time in order to obtain in each case an average value of the inlet pressure sp E and an average value of the back pressure p s receive.
  • the mean values for the inlet pressure p E and the back pressure p s are compared with each other or set in relation to each other. In the event that both pressures have approximately the same level of pressure, a permissible degree of filling of the compression chamber 2 is reached, so that no changes are required. In this approximate p E applies
  • a control signal for changing the setting parameter of the control means is generated via the signal generator 15.
  • the adjustment parameter is a control frequency, which is supplied directly to the control unit 19 of the roller drive 18 via the control device 16.
  • the control frequency causes the roller drive 18 to slow down the conveying speed of the conveyor roller pair 17, so that the stopper speed of the thread stopper 26 decreases.
  • the pressure measurements in the measuring points 13.1 and 13.2 are repeated at regular intervals or continuously in order to regulate the compression and removal of the yarn plug within the stuffer box 2.
  • the method according to the invention and the device according to the invention according to the embodiment of FIG. 1 is therefore particularly suitable for carrying out a uniformed and constant crimping of a multifilament yarn with the aid of a conveying roller pair 17 acting as a control means.
  • the occurring process fluctuations and pressure fluctuations of the compressed air flow can be compensated advantageous.
  • the upsetting and storage of the filament strands and the removal of the yarn plug are essentially at constant filling level of the stuffer box.
  • a conveying speed of a conveyor roller pair is used as the control means for influencing the yarn plug formation.
  • FIG. 2 a further embodiment of the device according to the invention is shown schematically in Fig. 2 in a cross-sectional view.
  • the embodiment of FIG. 2 is substantially identical to the embodiment of FIG. 1, so that only the differences to avoid repetition are explained below.
  • the device is also formed from a delivery nozzle 1 and a stuffer box 2.
  • the delivery nozzle 1 is identical to the embodiment of FIG. 1 is formed.
  • the compression chamber 2 is formed by the gas-permeable chamber walls 8, which are arranged concentrically to the yarn outlet 6 of the yarn channel 3.
  • a suction chamber 10 is formed, which is connected via a suction port 29 with a vacuum source, in this case a blower 21.
  • the blower 21 is driven by a blower drive 22 to which a control unit 19 is assigned.
  • the monitoring device 11 has in this embodiment a total of three pressure sensors 12.1, 12.2 and 12.3, which are held in three over the length of the compression chamber 2 evenly distributed measuring points 13.1, 13.2 and 13.3.
  • a first pressure sensor 12.1 in the inlet region of the stuffer box 2 To measure the pressures generated by the compressed air flow, a first pressure sensor 12.1 in the inlet region of the stuffer box 2, a second pressure sensor 12.2 in the dust area of the stuffer box 2 and a third pressure sensor 12.3 arranged in the outlet region of the stuffer box 2.
  • the outlet region is in this case at a short distance above the stuffer box outlet 28.
  • All pressure sensors 12.1 to 12.3 are connected to an evaluation electronics 14, which cooperates with a signal generator 15.
  • the signal transmitter 15 is coupled to the control device 16, which acts directly on the control unit 19 of the fan drive 22 from the blower 21, which serves as a control means for influencing the compression of the yarn plug.
  • the function of the embodiment shown in Fig. 2 is identical to the embodiment of FIG. 1. However, the monitoring for upsetting and discharging the yarn plug takes place here by a total of three pressure measurements.
  • the inlet region of the inlet pressure p E caused by the compressed air flow is measured by the pressure sensor 12. 1 in the inlet region.
  • a back pressure p s occurring in the dust area of the stuffer box is detected via the pressure sensor 12. 2.
  • a pending on the outlet side of the stuffer box 2 outlet pressure p A is measured via the pressure sensor 12.3.
  • the measured values of the pressure sensors 12.1 to 12.3 are fed to the evaluation electronics 14 and are each fed to a mean value over a time interval.
  • the mean values of the inlet pressure p E of the dynamic pressure p s and the outlet pressure p A are compared with one another in order to determine therefrom the actual degree of filling of the compression chamber 2.
  • the signal generator 15 of the controller 16 via the signal generator 15 of the controller 16 a Control signal supplied, which leads to an increase in the fan speed of the fan drive 22.
  • the compressed air stream is preferably formed by hot air, so that the thread heats up. This makes it necessary that the thread plug formed from the thread is then cooled.
  • the thread plug is usually cooled on the circumference of rotating cooling drums which rotate at a predetermined peripheral speed to receive the yarn plug.
  • the cooling drum serving as a control means.
  • FIG. 3 another embodiment of the device according to the invention is shown.
  • the device for crimping is identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1 and is formed in each case from a delivery nozzle 1 and a stuffer box 2.
  • the compression chamber 2 is associated with a monitoring device 11, which is also identical to the embodiment of FIG. 1. In that regard, reference is made to the aforementioned description of FIG. 1 reference.
  • a cooling drum 23 which has a cooling groove 31 on the circumference.
  • the cooling groove 31 of the cooling drum 23 is assigned to the stuffer box outlet 28 in order to pick up and remove the thread stoppers 26 emerging from the stuffer box 2.
  • the discharge chamber outlet 28 is assigned an outlet connection 30, which is connected directly in front of the cooling groove 31 of the cooling drum 23. det.
  • the yarn plug 26 is cooled by means of a cooling air and dissolved after cooling to a crimped thread.
  • the inlet pressure p E in the inlet region of the stuffer box 2 and the back pressure p s in the stowage area of the stuffer box 2 is measured and evaluated by means of the monitoring device 11.
  • a control unit 19 of the cooling drum drive 24 is controlled by the signal generator 15 and the control device 16 to drive the cooling drum 23 at a slowed or increased peripheral speed for discharging the yarn plug 26.
  • the yarn plug speed for regulating the yarn plug formation in the stuffer box 2 can be changed.
  • the method according to the invention and the device according to the invention are particularly suitable for obtaining a process adjustment which is automatic for the crimping of the multifilament yarn in order to produce uniform product qualities in the case of unknown crimping processes. Similarly, process fluctuations can be quickly and promptly compensated by targeted measures. In addition, the pressure measurement based monitoring system is not susceptible to contamination so no additional maintenance cycles are required.
  • control means and adjustment parameters for regulating the yarn plug mentioned in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3 are only examples.
  • mechanical folding elements can be used on the outlet side of the stuffer box. zen, to influence the friction and thus the removal of the thread plug.
  • the folding can be used accordingly.
  • alternative brake systems which could be formed by blowing nozzles, for example, can be assigned to the thread plugs, which likewise influence the removal of the thread plug by additional air friction. Another possibility is given by the fact that the thread properties are used directly to influence the compression and removal of the thread plug.
  • a preparation application on a thread can be used to regulate the crimping process and stopper formation in the desired manner.
  • the delivery nozzles and compression chambers shown in FIGS. 1 to 3 are preferably formed from two halves, which can be separated to apply a thread.
  • the thread is preferably sucked in and introduced via the effect of the compressed air flow.
  • the invention is independent and can be combined with all possible types of delivery nozzle and the stuffer box.

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

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kräuseln eines mutlifilen Fadens beschrieben. Dabei wird der Faden mittels einer Förderdüse durch einen in einem Fadenkanal geführten Druckluftstrom in eine gasdurchlässige Stauchkammer geblasen. Innerhalb der Stauchkammer wird der Faden zu einem Fadenstopfen gestaucht, der anschließend kontinuierlich durch einen Auslass der Stauchkammer abgeführt wird. Das Stauchen und das Abführen des Fadenstopfens wird dabei durch eine Druckmessung des Druckluftstromes überwacht. Um das Stauchen und Abkühlen des Fadenstopfens mit einer gleichmäßigen Füllung der Stauchkammer ausführen zu können, wird erfindungsgemäß zur Überwachung der Fadenstopfenbildung mehrere Drücke des Druckluftstromes innerhalb der Stauchkammer in mehreren auf die Länge der Stauchkammer verteilt ausgebildeten Messstellen gemessen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kräuseln eines multifilen Fadens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kräuseln eines multifilen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Kräuseln eines multifilen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Beim Schmelz spinnen von synthetischen multifilen Fäden ist es bekannt, dass den Fäden vor dem Aufwickeln eine Kräuselung der Filamentstränge aufgeprägt wird. Die Herstellung derartiger Kräuselungen in einem multifilen Faden werden vorzugsweise nach dem Stauchkammerprinzip erzeugt. Dabei wird der multifile Faden mittels einer Förderdüse pneumatisch geführt und in eine Stauchkammer geblasen. Die Förderdüse weist hierzu einen Fadenkanal auf, der zur Erzeugung eines Druckluftstromes mit einer Druckluftquelle gekoppelt ist. Über den Druckluftstrom wird der Faden sodann in eine Stauchkammer geführt, in welcher der Faden zu einem Fadenstopfen gestaucht wird. Dabei legen sich die Filamentstränge des Fadens in Schlingen und Bögen auf der Oberfläche des Fadenstopfens ab und werden über den Druckluftstrom komprimiert. Der Fadenstopfen wird anschließend außerhalb der Stauchkammer zu dem gekräuselten Faden aufgelöst. Ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise aus der EP 0 554 642 AI bekannt.
Bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung wird die Bildung des Fadenstopfens überwacht, um einerseits keine ungewünschte Ausblasung des Fadenstopfes aus der Stauchkammer zu erhalten und um andererseits ein Verstopfen der Stauchkammer zu vermeiden. Zur Überwachung wird am Auslass der Förderdüse ein Druck des Druckluftstromes gemessen. Um möglichst konstante Bedingungen bei der Bil- dung des Fadenstopfens zu erhalten, wird der Ist-Wert der Druckmessung mit einem Soll-Wert oder einem Soll-Wert-Bereich verglichen. Für den Fall, dass eine zulässige Abweichung zwischen dem Ist-Wert und dem Soll- Wert festgestellt wird, erfolgt eine Regulierung einer Fadenstopfengeschwindigkeit, die über eine Nadelwalze auf der Auslassseite der Stauchkammer bestimmt wird.
Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung bieten somit die Möglichkeit, vorgegebene Soll-Werte eines Druckes des Druckluftstromes einzuhalten. Damit lassen sich aber ein Füllungsgrad der Stauchkammer bzw. eine Position des Fadenstopfens jedoch nicht erfassen, so dass ungewünschte Effekte wie beispielsweise ein Ausblasen des Fadenstopfens trotzdem eintreten können. Darüber hinaus sind bei Produktumstellungen Anpassungen des Druckluftstromes in Abhängigkeit vom jeweiligen Titer des Fadens erforderlich, die zwangsläufig eine Veränderung der Soll-Werte und neue Soll-Wert-Vorgaben des Druckes des Druckluftstromes verursachen.
Bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung wird zur Vermeidung derartiger Nachteile versucht die Position des Fadenstop- fens durch optische Sensoren zu erfassen. Derartige optische Erfassungssysteme haben jedoch nur eine begrenzte Einsatzmöglichkeit, da die Umgebung der Kräuselung aufgrund von hohen Temperaturen und eine Vielzahl von herumfliegenden Partikeln wie beispielsweise Präparationsreste und Farbpartikel zu einer schnellen Verschmutzung führen. Die Praxis hat gezeigt, dass optische Systeme völlig ungeeignet sind, in der Umgebung einer Stauchkammer zuverlässig zu arbeiten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kräuseln eines multifilen Fadens der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass eine effektive Überwachung der Kräuselung unter Berücksichtigung der realen Stopfenposition des Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer möglich ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Vorrichtung zum Kräuseln eines multifilen Fadens derart zu verbessern, dass bei einem Produktwechsel eine selbsttätige Prozessoptimierung ausführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unter ansprüche definiert.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der in die Stauchkammer eintretende Druckluftstrom je nach Lage des Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer zu unterschiedlichen Überdrücken führt. So wurde erkannt, dass trotz gasdurchlässiger Wandungen an der Stauchkammer sich unterschiedliche Druckverhältnisse in der Stauchkammer in Abhängigkeit von der Position des Fadenstopfens ausbilden. Diese Erkenntnis macht sich die Erfindung zu Nutze, so dass mehrere Drücke des Druckluftstromes innerhalb der Stauchkammer in mehreren auf die Länge der Stauchkammer verteilt ausgebildeten Messstellen gemessen wird. So lässt sich allein aus dem Verhältnis der Drücke zueinander ableiten, wie groß der Füllungsgrad der Stauchkammer ist.
Die Überwachungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist hierzu mehrere Drucksensoren zur Messung mehrere Drücke des Druck- luftstromes innerhalb der Stauchkammer auf, die über die Länge der Stauchkammer auf mehrere Messstellen verteilt angeordnet sind. So kön- nen mehrere Drücke des Druckluftstromes innerhalb der Stauchkammer in mehreren Messstellen gleichzeitig gemessen werden, um mit Hilfe der Auswertung zu einer optimalen Prozesseinstellung zu gelangen. Um mit wenigen Messstellen und Druckmessungen eine Überwachung der Fadenstopfenbildung zu erhalten, wird die Verfahrensvariante bevorzugt angewendet, bei welcher zumindest ein Einlaufdruck des Druckluftstromes im Einlassbereich der Stauchkammer und ein Staudruck des Druck- luftstromes im Staubereich der Stauchkammer gemessen wird. Damit las- sen sich bereits aus zwei an unterschiedlichen Messstellen durchgeführten Druckmessungen allein aus den Verhältnissen der Drücke zueinander der Füllungsgrad der Stauchkammer und die jeweilige Position des Fadenstopfes ermitteln. Zur Optimierung des Prozesses wird dabei die Verfahrensvariante vorteilhaft genutzt, bei welcher das Stauchen und/oder das Abführen des Fadenstopfens in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen zumindest zwei Drücken des Druckluftstromes durch Verändern von zumindest einem Einstellungsparameter gesteuert oder geregelt wird. Das Verhältnis zwischen den gemessenen Drücken lässt erkennen, ob die Kräuselung mit den gewählten Einstellungsparametern fortgeführt oder verändert werden muss.
So hat sich bei der Messung des Einlauf drucke s und des Staudruckes in- nerhalb der Stauchkammer gezeigt, dass das Verhältnis zwischen dem über eine Messzeit gemittelten Einlaufdruck und dem über die Messzeit gemittelten Staudruck einen bestimmten Zahlenwert aufweisen sollte, um bei der Kräuselung eine hohe Qualität und Gleichmäßigkeit zu erhalten. So ist die Verfahrensvariante bevorzugt eingesetzt, bei welcher das Ver- hältnis zwischen dem über eine Messzeit gemittelten Einlaufdruck und dem über die Messzeit gemittelten Staudruck gebildet wird und bei wel- chem bei einem Zahlenwert des Verhältnisses im Bereich von 0,75 bis 1,15 keine Änderungen des Einstellparameters ausgeführt werden. Solange die Drücke im Einlassbereich und im Stauchbereich der Stauchkammer ein derartiges Verhältnis aufweisen, liegt eine für die Kräuselung vorteil- hafte Betriebseinstellung vor.
Demgegenüber wird bei dem Verhältnis am Einlaufdruck zu Stauchdruck mit dem Zahlenwert <0,75 der Einstellungsparameter derart verändert, dass sich eine Stopfengeschwindigkeit des Fadenstopfes verlangsamt. In diesem Fall ist der Staudruck wesentlich höher als der Einlauf druck in der Stauchkammer, was auf einen ungenügenden Füllungsgrad der Stauchkammer hindeutet. Insoweit wird durch eine dann erfolgende Verlangsamung der Stopfengeschwindigkeit des Fadenstopfens der Füllungsgrad der Stauchkammer wieder erhöht und in den optimalen Bereich gebracht.
Demgegenüber deutet ein Zahlenwert das Verhältnis der Drücke mit >1,15 darauf hin, dass der Füllungsgrad innerhalb der Stauchkammer zu groß ist, so dass sich die Position des Fadenstopfens dem Einlassbereich der Stauchkammer nähert. In diesem Fall wird die Verfahrensvariante eingesetzt, bei welcher der Einstellungsparameter derart verändert wird, dass sich die Stopfengeschwindigkeit des Fadenstopfens erhöht. Damit lassen sich Verstopfungen der Stauchkammer völlig vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist unabhängig von dem eingestellten statischen Druck des Druckluftstromes, der je nach Produkt und Fadenti- ter unterschiedliche Werte aufweisen kann. Allein aus dem Verhältnis der Drücke des Druckluftstromes innerhalb der Stauchkammer lassen sich die zur Überwachung der Kräuselung wichtigen Parameter ablesen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt in der Weiterbildung eingesetzt, bei welcher einer der Drucksensoren einem Einlassbereich der Stauchkammer und zumindest ein weiterer Drucksensor einem Stauchbereich der Stauchkammer zugeordnet sind. So können zwei durch den Füllungsgrad der Stauchkammer unterschiedlich veränderte Drücke des Druckluftstromes erfasst werden.
Darüber hinaus lässt sich vorteilhaft ein weiterer Drucksensor einem Auslassbereich der Stauchkammer zuordnen. Hierbei kann insbesondere das Verhältnis zwischen einem Auslaufdruck und einem Staudruck einen zu geringen Füllungsgrad der Stauchkammer signalisieren.
Um die durch die Drucksensoren erfassten Messwerte direkt und schnell analysieren zu können, weist die Überwachungseinrichtung eine Auswertungselektronik auf, die mit den Drucksensoren verbunden ist. Dabei können digitale oder analoge Techniken verwendet werden, um entspre- chende Messwertauswertungen zu erhalten.
Um möglichst einen schnellen Eingriff bei der Überwachung der Fadenstopfenbildung zu ermöglichen, wird die vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung genutzt, bei welcher der Auswertungs- elektronik ein Signalgeber zugeordnet ist, welcher in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen mehreren Drücken des Druckluftstromes ein Steuersignal erzeugt. So kann das aus den Mittelwerten der Druckmessung erzeugte Verhältnis unmittelbar genutzt werden, um ein Steueralgorithmus auszulösen.
Hierzu ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Überwachungseinrichtung mit einer Steuereinrichtung verbunden, die auf ein oder mehrere Steuermittel zum Stauchen und Abführen des Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer einwirkt. So besteht die Möglichkeit, die Überwachungseinrichtung in einen Regelkreis einzubinden, um einen multifilen Faden mit hoher Gleichmäßigkeit zu kräuseln.
Um den Füllungsgrad und damit die Position des Fadenstopfens inner- halb der Stauchkammer zu beeinflussen, wird das Steuermittel bevorzugt durch ein angetriebenes Förderwalzenpaar am Stopfenauslass der Stauchkammer gebildet, so dass das Abführen des Fadenstopfens durch die Drehzahl der Förderwalzen bestimmt ist. Grundsätzlich wird die Fortbewegung des Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer auch durch eine Reibung bestimmt, die sich zwischen den Fadenstopfen und den Wandungen der Stauchkammer ausbildet. Diese lässt sich vorteilhaft auch dadurch beeinflussen, dass das Steuermittel durch eine Absaugeinrichtung am äußeren Umfang der Stauchkammer gebildet ist, durch welche die Druckluft abgesaugt wird. Darüber hinaus kann durch die Steuerung der Absaugung der Druckluft zusätzlich der Förderanteil des Druckluftstroms gemindert oder verstärkt werden.
Es sind jedoch auch Systeme bekannt, bei welcher der Fadenstopfen nach dem Texturieren unmittelbar auf einer Kühltrommel abgelegt wird. Derartige Kühltrommeln sind daher ebenfalls als Steuermittel geeignet, um den am Umfang der Kühltrommel geführten Fadenstopfen mit veränderter Umfangsgeschwindigkeit zur Erhöhung oder zur Verlangsamung der Stopfengeschwindigkeit abzuführen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit besonders geeignet, um mul- tifile Fäden mit einer hochqualitativen gleichmäßigen Kräuselung zu versehen. Aufgrund der hohen Flexibilität der Überwachungseinrichtung können hierbei multifile Fäden mit einem Gesamttiter im Bereich von 300 den. bis 12.000 den. texturiert werden. So lassen sich textile Fäden, Teppichgarne und auch Technischgarne vorteilhaft kräuseln. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der gattungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug der beigefügten Figuren näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Querschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 2 schematisch eine Quer Schnittansicht eines weiteren Ausfüh- rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 3 schematisch eine Quer Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor- richtung Schema tisch in einer Quer Schnittansicht dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Förderdüse 1 auf, die einen vertikal verlaufenden Fadenkanal 3 enthält. Der Fadenkanal 3 erstreckt sich von einem Fadeneinlass 7 an der Oberseite der Förderdüse 1 bis zu einem Fadenauslass 6 an der Unterseite der Förderdüse 1. Im oberen Bereich der Förderdüse 1 münden mehrere Druckluftkanäle 4 in den Fadenkanal, und verbinden diesen mit einer Druckluftquelle 5. Zwischen der Förderdüse 1 und der Druckluftquelle 5 sind noch weitere hier nicht dargestellte Mittel zur Führung und Aufbereitung der Druckluft vorgesehen. So ist es beispielsweise üblich, die Druckluft vor Eintritt in den Fadenkanal 3 zu erwärmen.
An der Unterseite der Förderdüse 1 schließt sich unmittelbar eine Stauchkammer 2 an, die durch gasdurchlässige Kammerwände 8 begrenzt ist und innerhalb einer Saugkammer 10 gehalten wird. Die Kammerwände 8 weisen in diesem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Öffnungen 9 auf, die den Innenraum der Stauchkammer 2 mit der äußeren Saugkammer 10 verbinden. Die Saugkammer 10 ist mit einer hier nicht dargestellten Absaugeinrichtung über einen Saugstutzen 29 verbunden.
Die Stauchkammer 2 schließt sich mit einem Stauchkammereinlass 27 unmittelbar an dem Fadenauslass 6 der Förderdüse 1 an. Die Stauchkammer 2 erstreckt sich von dem Stauchkammereinlass 27 bis zu einem Stauchkammerauslass 28.
Unterhalb der Stauchkammer 2 ist ein Förderwalzenpaar 17 angeordnet, das zwischen sich einen Förderspalt zur Förderung eines Fadenstopfens 26 bildet. Das Förderwalzenpaar 17 wird über einen Walzenantrieb 18 angetrieben, der mit einem Steuergerät 19 gekoppelt ist.
Zur Überwachung der Stopfenbildung eines Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer 2 ist eine Überwachungseinrichtung 11 vorgesehen. Die Überwachungseinrichtung 11 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Drucksensoren 12.1 und 12.2 gebildet, die auf zwei auf die Länge der Stauchkammer 2 verteilt ausgebildeten Messstellen 13.1 und 13.2 angeordnet sind. Die Messstelle 13.1 mit dem Drucksensor 12.1 ist in einem Einlaufbereich der Stauchkammer 2 kurz unterhalb des Stauchkammereinlasses 27 angeordnet. Die Messstelle 13.2 mit dem Drucksensor 12.2 ist in einem mittleren Bereich der Stauchkammer gehalten, der hier als Stauchbereich der Stauchkammer 2 bezeichnet ist. Die Drucksensoren 12.1 und 12.2 sind mit einer Auswertungselektronik 14 gekoppelt, die mit einem Signalgeber 15 zur Erzeugung eines Steuersignales zusammenwirkt. Der Signalgeber 15 ist mit einer Steuereinrichtung 16 verbunden. Die Steuereinrichtung 16 ist in diesem Fall direkt mit dem Steuergerät 19 des Walzenantriebes 18 gekoppelt. Im Betrieb wird über die Druckluftquelle 5 innerhalb des Fadenkanals 3 der Förderdüse 1 ein Druckluftstrom erzeugt, der einen über den Faden- einlass 7 eingesaugten Faden 25 in die Stauchkammer 2 fördert. Hierbei wird der Druckluftstrom über den Fadenauslass 6 in die Stauchkammer 2 eingeblasen. Zur Kräuselung des Fadens wird bei Prozessbeginn der Stauchkammerauslass 28 für kurze Zeit geschlossen, damit sich ein Fadenstopfen 26 innerhalb der Stauchkammer 2 staut. Sobald die Bildung eines Fadenstopfens 26 einsetzt, wird der Stauchkammerauslass 28 geöffnet und der Fadenstopfen 26 wird abgeführt und über das Förderwal- zenpaar 17 gefördert. Bei der Bildung des Fadenstopfens 26 werden die den multifilen Faden 25 bildenden einzelnen Filamentstränge durch den Druckluftstrom zu Schlingen und Bögen auf der Oberfläche des Fadenstopfens 26 abgelegt und komprimiert. Um eine gleichmäßige Kräuselung der Filamentstränge zu erhalten, ist die Position des Fadenstopfens in- nerhalb der Stauchkammer 2, die den Füllungsgrad der Stauchkammer 2 bestimmt, möglichst konstant zu halten. Insbesondere ist darauf zu achten, dass die Stauchkammer 2 keinen zu hohen Füllungsgrad aufweist, der zu einer Verstopfung des Fadenauslasses 6 der Förderdüse 1 führen kann. Andererseits muss verhindert werden, dass der Fadenstopfen durch den an der Oberfläche wirkenden Druckluftstrom nicht aus der Stauchkammer 2 ausgeblasen wird.
Zur Überwachung wird über den Drucksensor 12.1 der Überwachungseinrichtung 11 in dem Einlaufbereich der Stauchkammer 2 ein Einlaufdruck pE gemessen. Gleichzeitig wird in der zweiten Messstelle 13.2 durch den zweiten Drucksensor 12.2 ein Staudruck ps gemessen. Die Druckmesswerte in den Messstellen 13.1 und 13.2 werden von den Drucksensoren 12.1 und 12.2 unmittelbar der Auswertungselektronik 14 zugeführt. Innerhalb der Auswertungselektronik 14 wird über eine Messzeit die erzeugten Sig- nale der Drucksensoren 12.1 und 12.2 gemittelt, um jeweils einen Mittelwert des Einlauf drucke s pE und einen Mittelwert des Staudruckes ps zu erhalten. Die Mittelwerte für den Einlaufdruck pE und dem Staudruck ps werden miteinander verglichen bzw. im Verhältnis zueinander gesetzt. Für den Fall, dass beide Drücke annähernd ein gleichgroßes Druckniveau aufweisen, ist ein zulässiger Füllungsgrad der Stauchkammer 2 erreicht, so dass keine Änderungen erforderlich sind. In diesem gilt annähernd pE
= PS-
Es hat sich gezeigt, dass ein Verhältnis zwischen dem Einlaufdruck pE und dem Staudruck ps mit dem Zahlenwert PE/ps = 0,75 bis 1,15 ein für den Kräuselungsprozess vorteilhafte Füllung der Stauchkammer 2 kennzeichnet. Solange der Einlaufdruck pE und der Staudruck ps sich in diesem Bereich bewegen, sind keine Änderungen von Einstellungsparametern erforderlich. Für den Fall, dass das Verhältnis zwischen dem Einlaufdruck pE und dem Staudruck ps den Zahlenwert von pE/ps < 0,75 unterschreitet, tritt ein Zustand ein, bei welchem der Staudruck ps ein höheres Druckniveau aufweist als der Einlaufdruck pE. Dies deutet daraufhin, dass der Druckluftstrom den Einlaufbereich der Stauchkammer 2 im Wesentlichen als ein Freistrahl passiert ohne über die Öffnungen 9 der Wandungen 8 abgeführt zu werden. Dies deutet auf einen geringen Füllungsgrad der Stauchkammer 2 hin, so dass der Fadenstopfen 26 eine Position im unteren Bereich der Stauchkammer 2 aufweisen muss. In diesem Fall wird über den Signalgeber 15 ein Steuersignal zur Veränderung des Einstellungsparameters des Steuermittels generiert. In diesem Fall ist der Einstellungsparameter eine Steuerfrequenz, die dem Steuergerät 19 des Walzenantriebes 18 über die Steuereinrichtung 16 unmittelbar zugeführt wird. Die Steuerfrequenz bewirkt an dem Walzenantrieb 18 eine Verlangsamung der Fördergeschwindigkeit des Förderwalzenpaares 17, so dass die Stopfengeschwindigkeit des Fadenstopfens 26 abnimmt. Damit steigt die Position des Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer 2 und der Füllungsgrad der Stauchkammer 2 erhöht sich.
Für den Fall, dass das Druckniveau des Einlauf drucke s pE ein zu hohes Druckniveau gegenüber dem Staudruck ps aufzeigt, liegt ein zu hoher Führungsgrad der Stauchkammer 2 vor, so dass die Position des Fadenstopfens 26 innerhalb der Stauchkammer 2 sich dem Stauchkammer- einlass 27 nähert. In diesem Fall wird das Verhältnis zwischen dem Einlaufdruck pE und dem Staudruck ps zu einem Zahlenwert von pE/ps > 1,15 führen. Nun wird über den Signalgeber 15 ein Steuersignal generiert, das über die Steuereinrichtung 16 dem Steuergerät 19 zugeführt wird, um eine Erhöhung der Fördergeschwindigkeit des Förderwalzenpaares 17 zu erhalten. Damit wird die Stopfengeschwindigkeit des Fadenstopfens 26 erhöht, so dass sich der Füllungsgrad der Stauchkammer entsprechend verrringert.
Während des Prozesses werden die Druckmessungen in den Messstellen 13.1 und 13.2 in regelmäßigen Zeitabständen oder kontinuierlich wiederholt, um damit das Stauchen und Abführen des Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer 2 zu regulieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist somit besonders geeignet, um mit Hilfe eines als Steuermittel wirkenden Förderwalzenpaares 17 eine vergleichmäßigte und konstante Kräuselung eines multifilen Fadens auszuführen. Die auftretenden Prozessschwankungen sowie Druckschwankungen des Druckluftstromes können vorteilhaft kompensiert werden. Das Stauchen und die Ablage der Filamentstränge und das Abführen des Fadenstopfens erfolgen im Wesentlichen bei gleichbleibendem Füllungsgrad der Stauchkammer. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Steuermittel zur Beeinflussung der Fadenstopfenbildung eine Fördergeschwindigkeit eines Förderwalzenpaares genutzt. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Einstellungsparameter anderer Steuermittel veränderbar, um den Fül- lungsgrad der Stauchkammer 2 beim Kräuseln eines multifilen Fadens zu beeinflussen. So lassen sich beispielweise durch ein Unterdruck in der Saugkammer die Reibkräfte zwischen den Fadenstopfen und der Kammerwandung beeinflussen. Hierzu ist in Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer QuerSchnittansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass nachfolgend nur die Unterschiede zur Vermeidung von Wiederholungen erläutert werden. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung ebenfalls aus einer Förderdüse 1 und einer Stauchkammer 2 gebildet. Die Förderdüse 1 ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ausgebildet. Die Stauchkammer 2 wird durch die gasdurchlässigen Kammerwände 8 gebildet, die konzentrisch zu dem Fadenauslass 6 des Fadenkanals 3 angeordnet sind. Am Umfang der Stauchkammer 2 ist eine Saugkammer 10 ausgebildet, die über einen Saugstutzen 29 mit einer Unterdruckquelle, in diesem Fall einem Gebläse 21, verbunden ist. Das Gebläse 21 wird über einen Gebläseantrieb 22 angetrieben, dem ein Steuergerät 19 zugeordnet ist.
Die Überwachungseinrichtung 11 weist in diesem Ausführungsbeispiel insgesamt drei Drucksensoren 12.1, 12.2 und 12.3 auf, die in drei auf der Länge der Stauchkammer 2 gleichmäßig verteilte Messstellen 13.1, 13.2 und 13.3 gehalten sind. Um die innerhalb der Stauchkammer 10 durch den Druckluftstrom erzeugten Drücke zu messen, ist ein erster Drucksensor 12.1 in dem Einlaufbereich der Stauchkammer 2, ein zweiter Drucksensor 12.2 im Staubereich der Stauchkammer 2 und ein dritter Drucksensor 12.3 im Auslaufbereich der Stauchkammer 2 angeordnet. Der Auslaufbereich befindet sich hierbei im kurzen Abstand oberhalb des Stauchkammerauslasses 28.
Alle Drucksensoren 12.1 bis 12.3 sind mit einer Auswertungselektronik 14 verbunden, die mit einem Signalgeber 15 zusammenwirkt. Der Signal- geber 15 ist mit der Steuereinrichtung 16 gekoppelt, die unmittelbar auf das Steuergerät 19 des Gebläseantriebes 22 vom Gebläse 21 einwirkt, das als Steuermittel zur Beeinflussung der Stauchung des Fadenstopfens dient. Die Funktion des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Die Überwachung zum Stauchen und Abführen des Fadenstopfens erfolgt hierbei jedoch durch insgesamt drei Druckmessungen. So wird dem Einlaufbereich der durch den Druckluftstrom verursachte Einlaufdruck pE im Einlauibereich durch den Drucksensor 12.1 gemessen. Ein im Staubereich der Stauchkammer auftretender Staudruck ps wird über den Drucksensor 12.2 erfasst. Ein auf der Auslassseite der Stauchkammer 2 anstehender Auslaufdruck pA wird über den Drucksensor 12.3 gemessen. Die Messwerte der Drucksensoren 12.1 bis 12.3 werden der Auswertungselektronik 14 zugeführt und über einen Zeitintervall jeweils zu einem Mittelwert geführt. Anschließend werden die Mittelwerte des Einlaufdru- ckes pE des Staudruckes ps und des Auslaufdruckes pA mit einander verglichen, um daraus den tatsächlichen Füllungsgrad der Stauchkammer 2 zu ermitteln. Für den Fall, dass der Füllungsgrad der Stauchkammer zu gering ist, wird über den Signalgeber 15 der Steuereinrichtung 16 ein Steuersignal zugeführt, das zu einer Erhöhung der Gebläsedrehzahl des Gebläseantriebes 22 führt. Dadurch erhöht sich ein in der Saugkammer 10 herrschender Unterdruck, so dass die Reibung zwischen den Fadenstopfen 26 und den Kammerwänden 8 der Stauchkammer 2 sich erhöht. Zusätzlich wird insbesondere im oberen Bereich der Stauchkammer 2 die Abfuhr des Druckluftstromes begünstigt, so dass eine verringerte Blaswirkung innerhalb der Stauchkammer 2 vorherrscht. Dies führt zu einer Vergrößerung der Füllung der Stauchkammer 2. Im umgekehrten Fall, bei welchem die Füllung der Stauchkammer 2 zu hoch ist, wird über den Signalgeber 15 der Steuereinrichtung 16 ein Signal zugeführt, das zu einer verringerten Gebläsedrehzahl des Gebläses 21 führt. Damit wird der Unterdruck innerhalb der Saugkammer 10 verkleinert, so dass geringere Reibkräfte und größere Blaskräfte auf den Faden- stopfen 26 einwirken.
Das Hinzufügen einer im mittleren Bereich der Stauchkammer ausgebildeten Messstelle ermöglicht eine sehr feinfühlige Einstellung der Stopfenbildung innerhalb der Stauchkammer 10. Aus der Relation zwischen den gemittelten Messwerten des Einlauf drucke s pE, des Staudruckes ps und des Auslaufdruckes pA lassen sich Prozesseinstellungen ableiten, die zu eine besonderen Gleichmäßigkeit der Kräuselung in den Faden führt. Für den Fall, dass der Einlaufdruck und der Staudruck ein im Wesentlichen gleichgroßes Druckniveau aufzeigen und der Auslaufdruck ein deutlich geringeres Druckniveau hierzu zeigt, liegt eine für die Kräuselung gewünschte optimale Füllung der Stauchkammer vor. In dem Fall, bei welchem der Einlaufdruck ein deutliches höheres Druckniveau im Verhältnis zu dem Staudruck und dem Auslaufdruck zeigt, ist der Füllungsgrad der Stauchkammer 10 zu hoch. Es liegt eine Überfüllung vor, die im Extrem- fall sogar zu einer Verstopfung des Fadenauslasses 6 der Förderdüse 1 führen kann. In einem Betriebszustand, bei welchem der Auslaufdruck ein deutlich höheres Druckniveau im Verhältnis zu dem Einlauf druck und dem Staudruck aufweist, liegt eine sogenannte Unterfütterung der Stauchkammer 10 vor. Die Stauchkammer 10 weist einen ungenügenden Füllungsgrad auf, was insbesondere zu einer ungleichmäßigen Kräuselung führt. Im Extremfall bricht die Kräuselung des Fadens ein. Insoweit ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besonders geeignet, um eine sehr feinfühlige Einstellung des Prozesses vornehmen zu können.
Bei der Kräuselung von multifilen Fäden wird der Druckluftstrom bevor- zugt durch heiße Luft gebildet, so dass sich der Faden aufheizt. Damit wird es erforderlich, dass der aus dem Faden gebildete Fadenstopfen anschließend gekühlt wird. Die Kühlung des Fadenstopfens erfolgt üblicherweise am Umfang rotierender Kühltrommeln, die zur Aufnahme des Fadenstopfens mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit rotie- ren. Derartige Systeme lassen sich vorteilhaft auch für das erfindungsgemäße Verfahren nutzen, wobei die Kühltrommel als Steuermittel dient. So ist in Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung zum Kräuseln identisch zu dem Ausführungs- beispiel nach Fig. 1 jeweils aus einer Förderdüse 1 und einer Stauchkammer 2 gebildet. Der Stauchkammer 2 ist eine Überwachungseinrichtung 11 zugeordnet, die ebenfalls identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist. Insoweit wird auf die zuvor genannte Beschreibung zu der Fig. 1 Bezug genommen.
Unterhalb der Stauchkammer 2 ist eine Kühltrommel 23 angeordnet, die am Umfang eine Kühlnut 31 aufweist. Die Kühlnut 31 der Kühltrommel 23 ist dem Stauchkammerauslass 28 zugeordnet, um den aus der Stauchkammer 2 austretenden Fadenstopfen 26 aufzunehmen und abzu- führen. Dem Stauchkammerauslass 28 ist hierzu ein Auslassstutzen 30 zugeordnet, der unmittelbar vor der Kühlnut 31 der Kühltrommel 23 en- det. Am Umfang der Kühltrommel 23 wird der Fadenstopfen 26 mittels einer Kühlluft gekühlt und nach der Kühlung zu einem gekräuselten Faden aufgelöst. Um das Stauchen und Abführen des Fadenstopfens 26 innerhalb der Stauchkammer 2 zu regulieren, wird mittels der Überwachungseinrichtung 11 der Einlaufdruck pE im Einlaufbereich der Stauchkammer 2 und der Staudruck ps im Staubereich der Stauchkammer 2 gemessen und ausgewertet. In Abhängigkeit von dem Verhältnis der Drücke zueinander wird über den Signalgeber 15 und der Steuereinrichtung 16 ein Steuergerät 19 des Kühltrommelantriebes 24 gesteuert, um die Kühltrommel 23 mit einer verlangsamten oder erhöhten Umfangsgeschwindigkeit zum Abführen des Fadenstopfens 26 anzutreiben. Somit lässt sich die Fadenstopfengeschwindigkeit zur Regulierung der Fadenstopfenbildung in der Stauchkammer 2 verändern.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind besonders geeignet, um bei unbekannten Kräuselungsprozessen eine für die Kräuselung des multifilen Fadens selbsttätige Prozesseinstellung zur Erzeugung gleichmäßiger Produktqualitäten zu erhalten. Ebenso können Prozessschwankungen schnell und unverzüglich durch gezielte Maßnahmen ausgeglichen werden. Das auf Druckmessungen basierende Überwachungssystem ist zudem nicht anfällig gegen Verschmutzungen, so dass keine zusätzlichen Wartungszyklen erforderlich sind.
Die in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 erwähnten Steuermittel und Einstellungsparameter zu Regulierung des Fadenstopfens sind nur beispielhaft. Grundsätzlich bestehen auch weitere alternative Möglichkeiten, um das Stauchen und Abführen des Fadenstopfens inner- halb der Stauchkammer zu beeinflussen. So lassen sich beispielsweise mechanische Klappelemente auf der Auslassseite der Stauchkammer nut- zen, um die Reibung und damit die Abfuhr des Fadenstopfens zu beeinflussen. Als Einstellparameter können hierbei ein Einschwenkweg oder ein Einschwenkwinkel des Klapp dementes genutzt werden. Zudem lassen sich alternative Bremssysteme, die beispielsweise durch Blasdüsen gebildet sein könnten dem Fadenstopfen zuordnen, die ebenfalls das Abführen des Fadenstopfens durch zusätzliche Luftreibung beeinflussen. Eine weitere Möglichkeit ist dadurch gegeben, dass die Fadeneigenschaften unmittelbar genutzt werden, um das Stauchen und Abfüh- ren des Fadenstopfens zu beeinflussen. So lässt sich beispielsweise ein Präparationsauftrag an einem Faden dazu nutzen, um den Kräuselpro- zess und die Stopfenbildung in die gewünschte Art und Weise zu regulieren. Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Förderdüsen und Stauchkammern werden bevorzugt aus zwei Hälften gebildet, die zum Anlegen eines Fadens getrennt werden können. Für den Fall, dass die Förderdüse und die Stauchkamer aus jeweils einem Bauteil gebildet sind, wird der Faden bevorzugt über die Wirkung des Druckluftstromes eingesaugt und einge- führt. Zudem besteht auch die Möglichkeit, die gasdurchlässige Wandlung der Stauchkammern aus einer Vielzahl von Lamellen zu bilden, die nebeneinander die Stauchkammer bilden. Die Erfindung ist hierzu unabhängig und lässt sich mit allen möglichen Bauformen der Förderdüse und der Stauchkammer kombinieren.
Bezugszeichenliste
1 Förderdüse
2 Stauchkammer
3 Fadenkanal
4 Druckluftkanal
5 Druckluftquelle
6 Fadenauslass
7 Fadeneinlass
8 Kammerwand
9 Öffnungen
10 Saugkammer
11 Überwachungseinrichtung
12.1, 12.2, 12.3 Drucksensor
13.1, 13.2, 13.3 Messstelle
14 Auswertungselektronik
15 Signalgeber
16 Steuereinrichtung
17 Förderwalzenpaar
18 Walzenantrieb
19 Steuergerät
20 Absaugeinrichtung
21 Gebläse
22 Gebläseantrieb
23 Kühltrommel
24 Kühltrommelantrieb
25 Faden
26 Fadenstopfen
27 Stauchkammereinlass
28 Stauchkammerauslass
29 Saugstutzen 30 Auslandskanal
31 Kühlnut

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Kräuseln eines multifilen Fadens, bei welchem der Faden durch einen in einem Fadenkanal geführten Druckluftstrom in eine gasdurchlässige Stauchkammer geblasen wird, bei welchem der Faden innerhalb der Stauchkammer zu einem Fadenstopfen gestaucht wird, bei welchem der Fadenstopfen kontinuierlich durch einen Auslass der Stauchkammer abgeführt und zu einem gekräuselten Faden aufgelöst wird und bei welchem das Stauchen und das Abführen des Fadenstopfens durch eine Druckmessung des Druckluftstroms überwacht wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Drücke (pE, ps, pA) des Druckluftstroms innerhalb der Stauchkammer in mehreren auf die Länge der Stauchkammer verteilt ausgebildeten Messstellen gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Einlaufdruck (pE) des Druckluftstroms im Einlassbereich der Stauchkammer und ein Staudruck (ps) des Druckluftstroms im Stauchbereich der Stauchkammer gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Stauchen und/oder das Abführen des Fadenstopfens in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen zumindest zwei Drücken (pE, ps) des Druckluftstroms durch Verändern von zumindest einem Einstellungsparameter gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis zwischen dem über eine Messzeit gemittelten Einlaufdruck (pE) und dem über die Messzeit gemittelten Staudruck (ps) gebildet wird und dass bei einem Zahlenwert im Bereich von 0.75 bis 1,15 keine Änderung des Einstellungsparameters ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei dem Verhältnis mit dem Zahlenwert < 0,75 der Einstellungsparameter derart verändert wird, dass sich eine Stopfengeschwindigkeit des Fadenstopfens verlangsamt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei dem Verhältnis mit dem Zahlenwert > 1,15 der Einstellungsparameter derart verändert wird, dass sich die Stopfengeschwindigkeit des Fadenstopfens erhöht.
Vorrichtung zum Kräuseln eines multifilen Fadens mit einer Förderdüse (1), die mit einem Fadenkanal (3) an eine Druckluftquelle (5) zur Erzeugung eines Druckluftstroms angeschlossen ist, mit einer gasdurchlässigen Stauchkammer (2), die mit einem Stauchkammereinlass (27) der Förderdüse (1) zur Aufnahme des Druckluftstroms zugeordnet ist, und mit einer Überwachungseinrichtung (11), die zumindest einen Drucksensor (12.1) zur Messung eines Druckes des Druckluftstroms aufweist,
gekennzeichnet durch mehrere Drucksensoren (12.1, 12.2) zur Messung mehrerer Drücke des Druckluftstroms innerhalb der Stauchkammer (2), die über die Länge der Stauchkammer (2) auf mehrere Messstellen (13.1, 13.2) verteilt angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
einer der Drucksensoren (12.1, 12.2) einem Einlassbereich der Stauchkammer (2) und zumindest ein weiterer Drucksensor (12.2) einem Stauchbereich der Stauchkammer (2) zugeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein weiterer der Drucksensoren (12.3) einem Auslassbereich der Stauchkammer (2) zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Überwachungseinrichtung (11) eine Auswertungselektronik (14) aufweist, die mit den Drucksensoren (12.1, 12.2) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Auswertungselektronik (14) ein Signalgeber (15) zugeordnet ist, welcher in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen mehreren Drücken des Druckluftstroms ein Steuersignal erzeugt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Überwachungseinrichtung (11) mit einer Steuereinrichtung (16) verbunden ist, die auf ein oder mehrere Steuermittel (17, 21, 23) zum Stauchen und Abführen des Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer (2) einwirkt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Steuermittel durch ein angetriebenes Förderwalzenpaar (17) am Stauchkammerauslass (28) der Stauchkammer (2) gebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Steuermittel durch eine Absaugeinrichtung (10, 21) am äußeren Umfang der Stauchkammer (2) gebildet ist, durch welche die Druckluft abgesaugt wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Steuermittel durch eine angetriebene Kühltrommel (23) gebildet ist, die am Umfang den Fadenstopfen (26) zur Kühlung führt.
EP13700622.7A 2012-01-07 2013-01-03 Verfahren und vorrichtung zum kräuseln eines multifilen fadens Not-in-force EP2800828B1 (de)

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