WO2012171590A1

WO2012171590A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von einem gekräuselten multifilen faden

Info

Publication number: WO2012171590A1
Application number: PCT/EP2011/066535
Authority: WO
Inventors: Mathias STÜNDL; Marco Kaulitzki; Claus Matthies; Friedrich Lennemann; Christian Hubert; Ludger Legge; Jan Westphal
Original assignee: Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2012-12-20
Also published as: CN103620098B; EP2721203A1; US20140077408A1; JP5877897B2; JP2014519564A; EP2721203B1; US9309608B2; CN103620098A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von einem gekräuselten multifilen Faden. Hierbei wird eine Vielzahl von Filamenten mittels einer Spinneinrichtung extrudiert und abgekühlt und anschließend durch eine Verstreckeinrichtung und eine Kräuseleinrichtung zu einem gekräuselten Faden behandelt. Vor dem Aufwickeln des Fadens zu einer Spule wird an dem gekräuselten Faden durch eine Behandlung seinrichtung eine Vielzahl von Verflechtungsknoten erzeugt. Um bestimmte Muster der Verflechtungsknoten innerhalb des Fadens zu erhalten, wird erfindungsgemäß eine Impulsfolge von Druckluftimpulsen mit vorbestimmter Frequenz auf den Faden gerichtet. Hierzu weist die Behandlungseinrichtung ein steuerbares Blasmittel auf.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von einem gekräuselten multifilen Faden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von einem gekräusel- ten multifilen Faden (BCF) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von einem gekräuselten multifilen Faden (BCF) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Bei der Herstellung von Teppichwaren, beispielsweise durch Tufting oder Weben, wird als Polgarn ein sogenannter BCF (bulked continues filament) Faden vorgelegt, der zuvor in einem Schmelz spinnverfahren erzeugt wird. Bei derartigen multifilen Fäden ist bei der Weiterverarbeitung insbesondere darauf zu achten, dass ein ausreichender Fadenschluss zwischen den Filamenten des Fadens vorhanden ist. Der Fadenschluss der Filamente des Fadens wird in dem Herstellungsprozess im Wesentlichen durch eine Vielzahl von Verflechtungsknoten gewährleistet, die vor dem Aufwickeln des Fadens an dem Faden erzeugt werden. Derartige Verflechtungsknoten werden durch eine Druckluftbehandlung des Fadens erzeugt. Um eine einwandfreie Weiterverarbeitung des Fadens zu einer Teppichware zu ermöglichen, werden eine gewisse Knotenstabilität sowie eine relativ hohe Anzahl von Verflechtungsknoten pro Längeneinheit in dem BCF-Faden gewünscht.

Bei dem gattungsgemäßen Verfahren und der gattungsgemäßen Vorrich- tung zur Herstellung von einem gekräuselten multifilen Faden werden derartige Verflechtungsknoten üblicherweise durch eine Verwirbelung der Filamente des Faden erzeugt. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise in der EP 0 784 109 Bl beschrieben. Zur Verwirbelung der Filamente wird der Faden durch einen Behandlungska- nal einer Verwirbelungsdüse geführt, in welcher ein kontinuierlicher Druckluftstrom quer auf den Faden gerichtet ist. In Abhängigkeit von der Fadenführung, der geometrischen Ausbildung des Behandlungskanals und vom Überdruck der Druckluft stellen sich intensive Verwirbelungen bis hin zu Verflechtungsknoten an dem Faden ein. Die Anzahl der pro Längeneinheit an dem Faden erzeugten Verflechtungsknoten sowie die Knotenausbildung der Filamente in dem Faden sind aufgrund der Fadenschwingungen selbst bei konstantem Überdruck der Druckluft nicht reproduzierbar herstellbar, so dass die Knotenstabilität und die Abstände zwischen den Verflechtungsknoten mehr oder weniger vom Schwingungsverhalten des Fadens abhängen und in größeren Toleranzen auftre- ten. Derartige Schwankungen in der Knotenstabilität der Verflechtungsknoten sowie die Schwankung der Anzahl der Verflechtungsknoten pro Längeneinheit des Fadens führen dazu, dass bei ungefärbten Fäden eine Einfärbung sehr unterschiedliche je nach Knotenstabilität und Knotenanzahl ausfällt. Bei der Herstellung von sogenannten farbigen Tricolorfäden, bei welchen mehrere farbige Filamentbündel gesponnen und anschließend zu einem gekräuselten Faden zusammengeführt werden, führen Unregelmäßigkeiten in der Knotenbildung und der Anzahl der Knoten zu Undefinierten visuellen Effekten bei der anschließenden Weiterverarbeitung des Fadens zu einer Teppichware.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von einem gekräuselten multifilen Faden sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von einem gekräuselten multifilen Faden derart weiterzubilden, dass der Faden reproduzierbare und gleichmäßige Verflechtungsknoten zur Bildung des Fadenschlusses aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zur Herstellung von einem gekräusel- ten multifilen Faden bereitzustellen, bei welchem an dem Faden ein vorbestimmtes Muster an Verflechtungsknoten erzeugbar und zur visuellen Musterbildung in einer Teppichware nutzbar sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren dadurch gelöst, dass zur Erzeugung der Verflechtungsknoten ein Impulsfolge von Druckluftimpulsen mit vorbestimmter Frequenz auf den Faden gerichtet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die Aufgabe dadurch, dass die Behandlungseinrichtung ein steuerbares Blasmittel zur Erzeugung eines periodisch auf den Fadengerichteten Druckluftimpulses aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Verflechtungsknoten in dem Faden das visuelle Erscheinungsbild einer Teppichware maßgeblich beeinflussen kann. So konnten beispielsweise bei der Verarbeitung eines mehrfarbigen Fadens in einer einfädigen Tuftinganlage ein Teppich erzeugt werden, der überlagert regelmäßige Muster, sogenannte Repititions- Streifen zeigt. Es wurde festgestellt, dass durch Variation der Kontenstabilität sowie durch Variation der Knotenabstände der Verflechtungsknoten in dem Faden dieser Effekt beeinflussbar ist. Insoweit besitzt die Er- findung den besonderen Vorteil, dass je nach dem gewünschten Muster im Teppich dieser Effekt nutzbar gemacht werden kann. So ist allgemein bekannt, dass ein auf den Faden gerichteter Druckluftimpuls zu einer spontanen und ausgeprägten Bildung von Verflechtungsknoten führt. Insoweit lässt sich durch die Folge von einer Vielzahl von Druckluftimpul- sen mit vorbestimmter Frequenz ein Muster der Verflechtungsknoten an dem Faden erzeugen. Die Impulsfolge der wiederkehrenden Druckluftimpulse gewährleistet ein reproduzierbares Muster an Verflechtungsknoten an dem laufenden Faden. Hierbei können gleichmäßige oder auch ungleichmäßige Folgen von Verflechtungsknoten an dem Faden erzeugt werden. Um den Fadenschluss des Fadens für die Weiterverarbeitung zu gewährleisten, ist die Verfahrensvariante bevorzugt eingesetzt, bei welcher die Frequenz der Impulsfolge der Druckluftimpulse in Abhängigkeit von einer Fadengeschwindigkeit derart eingestellt wird, dass an dem Faden pro einem Meter Länge mindestens eine Anzahl von 5 bis 35 Verflechtungsknoten erzeugt werden. Je nach Fadentyp (ob Monocolor oder Tricolor) und je nach Weiterverarbeitung können so die gewünschte Anzahl der Verflechtungsknoten an dem Faden voreingestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft bei relativ hohen Fadengeschwindigkeiten einsetzbar. Um eine ausreichende Anzahl von Verflechtungsknoten an dem Faden zu erzeugen, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Faden mit einer Fadengeschwindigkeit im Bereich zwischen 2.000 m/min. und 6.000 m/min. zwischen zwei angetriebenen Galetten geführt. Damit können die für die Ausbildung der Verflechtungsknoten erforderlichen Führungseigenschaften des Fadens individuell durch die angetriebenen Galetten eingestellt werden. Die Verfahrensvariante, bei welcher die Druckluftimpulse durch einen rotierend angetriebenen Düsenring mit einer Fadenlaufspur mit zumindest einer Düsenbohrung in der Fadenlaufspur erzeugt werden, ist besonders vorteilhaft, um die Druckluftimpulse mit relativ hoher Frequenz reproduzierbar zu erzeugen. Dabei wird die Düsenbohrung durch Dre- hung des Düsenringes periodisch mit einer Druckquelle verbunden, so dass für eine kurze Zeitdauer ein Druckluftstrom durch die Düsenbohrung in die Fadenlaufspur geleitet wird.

Ein weiterer besonderer Vorteil der Erzeugung der Druckluftimpulse durch einen angetriebenen Düsenring ist dadurch gegeben, dass die Voreinstellung der Frequenz der Impulsfolge durch einen Antrieb des Düsenringes möglich ist. Insoweit ist die Verfahrensvariante besonders bevor- zugt, bei welcher der Düsenring zur Einstellung der Frequenz der Impulsfolge mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird.

Je nach gewünschter Anzahl der Verflechtungsknoten und in Abhängig- keit der Fadengeschwindigkeit ist damit ein großer Stellbereich möglich. Durch die Verfahrensvariante, bei welcher die Umfangsgeschwindigkeit des Düsenringes im Verhältnis zu der Fadengeschwindigkeit auf einen um maximal 50% kleineren oder größeren Wert eingestellt wird, lassen sich alle gängigen BCF-Fäden herstellen.

Um innerhalb einer Impulsfolge wechselnde Druckimpulse oder wechselnde Frequenzen zu erhalten, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher die Umfangsgeschwindigkeit des Düsenringes pro Zeiteinheit periodisch verändert wird. Damit lassen sich vorteilhaft unre- gelmäßige Muster an Verflechtungsknoten in dem Faden erzeugen.

Derartige Unregelmäßigkeiten der Muster können auch dadurch erreicht werden, in dem ein Düsenring mit am Umfang ungleichmäßig verteilten Düsenbohrungen eingesetzt wird, der mit konstanter oder variierender Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den besonderen Vorteil auf, dass bei der Behandlung des Fadens der Verbrauch an Druckluft auf ein Minimum reduziert wird. So wird nur während des Druckluftimpulses über das Blasmittel ein Druckluftstrom zur Behandlung des Fadens abge- geben. In den Phasen zwischen den Druckluftimpulsen findet kein Druckluftverbrauch statt, so dass der Verbrauch gegenüber herkömmlichen permanent arbeitenden Verwirbelungseinrichtungen erheblich reduziert ist. Zur Einstellung der Impulsfolge der Druckluftimpulse und deren Frequenz wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das Blasmittel durch einen rotierend angetriebenen Düsenring mit einer umlaufenden Fadenlaufspur und zumindest einer in die Fadenlaufspur mündende Düsenbohrung gebildet. Der Düsenring ist mit einer Druckluftquelle derart gekoppelt, dass bei Drehung des Düsenringes die Düsenbohrung periodisch mit der Druckluftquelle verbindbar ist. Damit können am Umfang des Düsenringes wiederkehrende Druckluftimpulse in vorbestimmter Frequenz und Folge in einfacher Weise erzeugt werden.

Die Umfangsgeschwindigkeit des Düsenringes, die proportional der Fre- quenz der Impulsfolge der Druckluftimpulse ist, lässt sich besonders dadurch verändern, dass der Düsenring mit einem Elektromotor und einem dem Elektromotor zugeordnetes Steuergerät gekoppelt ist. Durch Vorgabe einer Sollfrequenz lässt sich die Impulsfolge der Druckluftimpulse mit konstanter Frequenz erzeugen.

Um insbesondere unregelmäßige Impulsfolgen von Druckluftimpulsen mit unregelmäßiger Frequenz erzeugen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher der Elektromotor als ein ungeregelter Asynchronmotor ausgebildet ist. Dabei können die zufälli- gen Abweichungen des ungeregelten Asynchronmotors genutzt werden, um ein unregelmäßiges Muster der Verflechtungsknoten in dem Faden erzeugen zu können.

Für die Voreinstellung und Steuerung der Behandlungseinrichtung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt derart ausgebildet, dass das Steuergerät mit einer zentralen Maschinensteuereinheit verbunden ist. Somit lassen sich alle für die Herstellung des Fadens wesentlichen Parameter und Maschineneinstellungen unmittelbar eingeben. Gewünschte Verhältnisse zwischen den Fadengeschwindigkeiten der Galetten sowie der Umfangsgeschwindigkeit des Düsenringes lassen sich dabei direkt in der Maschinensteuereinheit auswerten und entsprechend korrigieren. Zur Abschirmung und insbesondere zur Geräuschdämmung ist desweiteren vorgesehen, dass der Düsenring innerhalb einer Kapselung mit einem Fadeneinlass und einem Fadenauslass angeordnet ist. Die Kapselung ist mit dem Fadeneinlass und dem Fadenauslass derart gebildet, dass der Faden den Düsenring zumindest mit einem Mindestumschlingungswinkel kontaktiert und in der Fadenlaufspur geführt ist. Die Kapselung wird bevorzugt mehrwandig ausgebildet, wobei eine innere Wand vorzugsweise aus einem Schallisoliermaterial gebildet wird. Zur Aufnahme und Befestigung ist der Düsenring mit der Kapselung an einer Vorderseite einer Trägerwand angeordnet, wobei die Trägerwand an einer Rückseite den Elektromotor des Düsenringes trägt. Somit lassen sich die mechanischen Bauteile vorteilhaft von den elektrischen Bauteilen trennen. Die gegenüber der Fadenumgebung empfindlichen Elektronik- bauteile sind somit getrennt von den fadenführenden Teilen auf der Vorderseite der Trägerwand.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrie- ben.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig.

1

Fig. 3 schematisch einen zeitlichen Verlauf einer Impulsfolge von Druckluftimpulsen

Fig. 4 schematisch eine Ansicht eines multifilen Fadens mit Verflechtungsknoten Fig. 5 schematisch eine Längsschnittansicht eines Blasmittels zur Erzeugung einer Impulsfolge von Druckluftimpulsen

Fig. 6 schematisch eine Querschnittansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 3

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Herstellung von einem gekräuselten multifilen Faden in mehreren Ansichten dargestellt. Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einem Vorderansicht und Fig. 2 in einer Seitenansicht. Hierbei ist jeweils nur ein Fadenlauf zur Erläuterung der einzelnen Einrichtungen eingezeichnet. Grundsätzlich können derartige Vorrichtungen mit mehreren parallel geführten Fäden betrieben werden.

Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.

Die Vorrichtung weist eine Spinneinrichtung 1 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel einen Sinnbalken 1.1, eine Spinndüse 1.2, einen Spinnschacht 1.3, eine Kühlvorrichtung 1.4 und eine Schmelzezuführung 1.5 umfasst, um aus einer zugeführten Polymerschmelze eine Vielzahl von Filamentsträngen zu extrudieren und abzukühlen. Die Spinndüse 1.2 ist hierzu an der Unterseite des Spinnbalkens 1.1 gehalten, wobei der Spinnbalken 1.1 noch mehrere hier nicht dargestellte Spinndüsen aufweisen könnte. Innerhalb des beheizten Spinnbalkens 1.1 sind im Verteilersys- tem und Spinnpumpen angeordnet, um eine über den in der Oberseite ausgebildeten Schmelzezuführung 1.5 zugeführte Polymer schmelze der Spinndüse 1.2 unter Druck zuzuführen.

Unterhalb des Spinnbalkens 1.1 ist die Kühlvorrichtung 1.4 angeordnet, die mit dem Spinnschacht 1.3 zusammenwirkt. Die Kühlvorrichtung 1.4 ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine Querstromanblasung ausgebildet und weist eine Baiswand 1.6 und eine mit der Blaswand 1.6 verbun- dene Druckkammer 1.7 auf. So lässt sich ein quer gerichteter Kühlluftstrom zur Abkühlung der frisch extrudierten Filamente erzeugen und in den Spinnschacht 1.3 einblasen. Unterhalb des Spinnschachtes 1.3 sind eine Verstreckeinrichtung 2, eine Kräuseleinrichtung 3 und eine Aufwickeleinrichtung 4 zu einem Fadenlauf an einer vertikal ausgerichteten Trägerwand 14 angeordnet.

Um die abgekühlten Filamente als ein Filamentbündel führen und behan- dein zu können, ist der Verstreckeinrichtung 2 zunächst ein Sammelfa- denführer 8, eine Präparationseinrichtung 9 zugeordnet, durch welche die Filamente zu einem Filamentbündel geführt werden. Desweiteren ist ein Fadenhacker 10 und ein Saugstutzen 11 vorgesehen, um bei einem Fadenbruch in den nachgeordneten Einrichtungen einen kontinuierlichen Spinnvorgang zu gewährleisten. So würde bei einem Fadenbruch in einer der Einrichtung das Filamentbündel durch den Fadenhacker 10 getrennt und über den Saugstutzen 11 zu einem Garnabfallbehälter geführt.

Die Verstreckeinrichtung 2 weist mehrere beheizbare Galetten 2.1 bis 2.4 auf, die auskragend an einer Vorderseite der Trägerwand 14 gehalten sind. An der Rückseite der Trägerwand 14 sind die den Galetten 2.1 bis 2.4 zugeordneten Galettenan triebe angeordnet. In Fig. 2 ist beispielhaft der Galettenantrieb 2.5 und 2.6 dargestellt. Im Fadenlauf unmittelbar unterhalb der Verstreckeinrichtung ist die Kräuseleinrichtung 3 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Texturierdüse 3.1, eine Stauchkammer 3.2 und eine Kühltrommel 3.3 gebildet wird. Die Texturierdüse 3.1, die Stauchkammer 3.2 und die Kühltrommel 3.3 sind an der Vorderseite der Trägerwand 14 ge- halten. Dabei ist die Kühltrommel 3.3 drehbar gelagert und mit einem in Fig. 2 nicht dargestellten Antrieb gekoppelt. Zwischen der Kräuseleinrichtung 3 und der Aufwickeleinrichtung 4 ist eine Relaxiereinrichtung 5 vorgesehen, die an der Vorderseite der Trägerwand 14 zwei in Abstand zueinander angeordnete Galetteneinheiten

5.1 und 5.2 aufweist, die über die an der Rückseite der Trägerwand 14 gehaltenen Galettenantriebe 5.3 und 5.4 angetrieben werden.

Zwischen den Galetteneinheiten 5.1 und 5.2 ist eine Behandlungseinrichtung 6 vorgesehen, um an dem gekräuselten multifilen Faden eine Druckluftbehandlung durchzuführen. Hierzu weist die Behandlungseinrichtung 6 ein steuerbares Blasmittel 6.1 auf, das mit einem Steuermittel 6.2 und einem Steuergerät 6.3 auf der Rückseite der Trägerwand 14 gekoppelt ist.

Die Aufwickeleinrichtung 4 ist ebenfalls an der Trägerwand 14 gehalten. Zum Aufwickeln des Fadens weist die Aufwickeleinrichtung 4 zwei ange- triebene Spulspindeln 4.2 und 4.3 auf, die an einem drehbaren Spulrevolver 4.1 gehalten sind. Durch den Spulrevolver 4.1 werden die Spulspindeln 4.2 und 4.3 abwechselnd zwischen einer Betriebsstellung und einer Wechselstellung geführt. In der Betriebsstellung wirken die Spulspindeln

4.2 und 4.3 mit einer Andrückwalze 4.5 und einer Changiereinrichtung 4.6 zusammen. Die den Spulspindeln 4.2 und 4.3 sowie dem Spulrevolver

4.1 und der Changiereinrichtung 4.4 zugeordneten Antriebe sind an der Rückseite der Trägerwand 14 gehalten. So sind den Spulspindeln 4.2 und

4.3 die Spindelantriebe 4.6 und 4.7, dem Spulrevolver 4.1, der Revolverantrieb 4.8 und der Changiereinrichtung 4.4 der Changierantrieb 4.9 zuge- ordnet.

Die an der Rückseite der Trägerwand 14 angeordneten Antriebe und Steuergeräte sind in einer Maschinensteuereinheit 13 verbunden. Die Maschinensteuereinheit 13 ist über ein an der Vorderseite der Trägerwand 14 angeordnetes Bedienungstableau 12 bedienbar. Somit lassen sich alle Einrichtungen durch eine Bedienperson über das Bedienungstableau 12 in ihren Funktionen und Parametereinstellungen ansteuern. Mit der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung lässt sich ein gekräuselter multifiler Faden herstellen, der in der Fachwelt auch als Bulked Ccontinues Filament (BCF)-Faden bekannt ist. Derartige Fäden werden vorzugsweise genutzt, um in einem Tuftingprozess oder einem Webpro- zess eine Teppichware herzustellen. Zunächst wird eine Vielzahl von Filamenten 7 aus zumindest einer Polymerschmelze durch die Spinndüse 1.2 extrudiert. Die Polymerschmelze wird über einen hier nicht dargestellten Extruder erzeugt und über die Schmelzezuführung 1.5 dem Spinnbalken 1.2 zugeführt. Nach dem Extrudieren der Filamente 7 werden diese unmittelbar durch die Kühlvorrichtung 1.4 mittels eines quer eingeblasenen Kühlluftstromes abgekühlt und durch die Präparationseinrichtung 9 und den Sammelfadenführer 8 zu einem Filamentbündel 42 zusammengeführt. Dabei wird der Zusammenhalt der Filamente 7 in dem Filamentbündel 42 im wesentlichen durch ein Präparationsmittel erzeugt.

Anschließend wird das Filamentbündel 42 zwischen den Galetten 2.1 bis 2.4 der Verstreckeinrichtung 2 verstreckt und anschließend durch die Kräuseleinrichtung 3 gekräuselt. Innerhalb der Kräuseleinrichtung 3 wird das Filamentbündel 42 durch die Texturierdüse 3.1 in der Stauchkammer 3.2 zu einem Fadenstopfen 15 aufgestaucht. Hierzu wird das Filamentbündel 42 mittels eines beheizten Fluids von der Texturierdüse 3.1 in die Stauchkammer 3.2 befördert. Der erwärmte Fadenstopfen 15 wird anschließend am Umfang der Kühltrommel 3.3 abgekühlt. Der Fadenstopfen 15 wird zu dem gekräuselten Faden 16 aufgelöst, wobei die Galetteneinheiten 5.1 der Relaxiereinrichtung 5 den Faden 16 von der Kühltrommel 3.3 abzieht. Innerhalb der Relaxiereinrichtung 5 erfolg eine Spannungsbehandlung an dem Faden 16, die im wesentlichen durch die Differenzgeschwindigkeit der Galetteneinheiten 5.1 und 5.2 einstellbar ist. Gleichzeitig wird an dem Faden 16 ein für die Weiterverarbeitung erforderlichen Fadenschluss hergestellt. Hierzu wird der Faden in der Behandlung seinrichtung 6 durch ein Blasmittel 6.1 mit einem impulsartigen Druckluftstrom behandelt. Durch eine kontinuierliche Impulsfolge von wiederkehrenden Druckluftimpulsen, die quer gerichtet den Faden 16 verwirbeln, werden eine Vielzahl von Verflechtungsknoten an dem Faden 16 erzeugt. Die Impulsfolge der Druckimpulse wird mit vorbestimmter Frequenz durch das Steuermittel 6.2 des Blasmittels 6.1 erzeugt, so dass sich eine gleichmäßige reproduzierbare Anzahl von Verflechtungsknoten pro Längeneinheit an dem Faden 16 ausbilden. Die Frequenz der Impulsfolge der Druckluftimpulse, die durch das Blasmittel 6.1 auf den Faden einwirken, werden in Abhängigkeit von einer Fadengeschwindigkeit vor- zugsweise derart eingestellt, dass an dem Faden 16 pro einem Meter Länge mindestens eine Anzahl von 15 bis 35 Verflechtungsknoten erzeugt werden. Die Fadengeschwindigkeit kann hierbei in einen Bereich zwischen 2.500 m/min. bis 6.000 m/min. betragen. Zur Einstellung der Frequenz der Impulsfolge ist dem Steuermittel 6.2 das Steuergerät 6.3 zugeordnet, wobei die Vorgaben zur Einstellung direkt über die Maschinensteuereinheit 13 dem Steuergerät 6.3 aufgegeben wurde.

Zur weiteren Erläuterung der Behandlungseinrichtung 6 ist in Fig. 3 in einem Diagramm ein Druckverlauf der Druckluftimpulse über der Zeit dargestellt. Die Zeitachse wird hierbei durch die Abszisse gebildet und auf der Ordinate ist der Überdruck der Druckimpulse eingetragen.

Wie aus der Darstellung in Fig. 3 hervorgeht, sind die durch das Blasmittel 6.1 erzeugten Druckluftimpulse jeweils gleichgroß, wobei sich jeweils eine konstante Impulszeit einstellt. Die Impulszeit ist mit dem Kleinbuchstaben t an der Zeitachse eingetragen. Zwischen den aufeinanderfolgenden Druckluftimpulsen stellt sich eine Pausenzeit ein. Die Pausenzeit ist in Fig. 3 durch den Kleinbuchstaben t gekennzeichnet. Hierbei wird durch eine kontinuierliche Impulsfolge eine wiederkehrende Druckluftbe- handlung an dem Faden 16 ausgeführt. Die Druckluftimpulse werden mit vorbestimmter Frequenz auf den Faden gerichtet, so dass beispielsweise in Abhängigkeit von der Fadengeschwindigkeit eine bestimmte Anzahl an Verflechtungsknoten an dem Faden entstehen. Pro Druckluftimpuls bildet sich dabei zumindest ein Verflechtungsknoten an dem Faden aus.

Die Veränderung der Pausenzeit t zwischen den Druckluftimpulsen wirkt sich unmittelbar auf die Ausbildung der Verflechtungsknoten in dem Faden 16 aus. In Fig. 4 ist schematisch ein Teilstück des Fadens 16 gezeigt, wobei mehrere Verflechtungsknoten 40 mit regelmäßigen Abständen zueinander folgen. Die Abstände zwischen benachbarten Verflechtungsknoten 40 sind in der Fig. 4 mit dem Kennbuchstaben A eingetragen. So bil- det sich zwischen den Verflechtungsknoten 40 bei einer gleichmäßigen Impulsfolge der Druckimpulse gleichmäßige Abstände aus. Da die Pausenzeiten t_p zwischen den Druckluftimpulsen sich proportional auf den Abstand A zwischen den Verflechtungsknoten 40 in dem Faden 16 auswirken, lässt sich durch Veränderung der Pausenzeiten der Abstand A ebenfalls beeinflussen.

Das in Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zur Erzeugung der Verflechtungsknoten durch das Blasmittel 6.1 ist nur beispielhaft. Durch das dem Blasmittel 6.1 zugeordnete Steuermittel 6.3 können ungleichmä- ßige Pulsfolgen von Druckluftimpulsen mit unregelmäßiger Frequenz erzeugt werden, so dass die in dem Faden 16 erzeugten Muster der Verflechtungsknoten 40 ebenfalls unregelmäßig erscheinen. So lassen sich sowohl regelmäßige mit hoher Wiederholgenauigkeit erzeugte Muster von Verflechtungsknoten als auch unregelmäßige Muster von Verflechtungs- knoten an dem Faden 16 erzeugen.

Wie aus der Darstellung in Fig. 1 und 2 hervorgeht, wird der Faden 16 am Ende des Prozesses zu einer Spule 17 aufgewickelt. In der in Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung wird der Faden 16 der Spulspindel 4.2 zu einer Spule 17 gewickelt. Der Faden wird hierzu durch die Changiereinrichtung 4.4 innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt und über die Andrückwalze 4.5 an der Oberfläche der Spule 17 abgelegt. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ist das Blasmittel 6.1 zur Erzeugung der Verflechtungsknoten in dem Faden 16 nicht näher spezifiziert. Grundsätzlich können hierzu bekannte Druckluftsteuerungsmittel verwendet werden, die durch Ein- und Ausschalten einer Druckluftquelle einen Druckluftimpuls erzeugen. Bevorzugt werden jedoch rotierende Mittel verwendet, um mit hohen Frequenzen eine Impulsfolge von Druckluftimpulsen zu erzeugen.

So ist in Fig. 5 und 6 ein Ausführungsbeispiel eines Blasmittels 6.1 ge- zeigt, wie es beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 einsetzbar wäre. In den Fig. 5 und 6 ist das Blasmittel 6.1 in mehreren Ansichten schematisch dargestellt. Fig. 5 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittansicht und in Fig. 6 ist das Ausführungsbeispiel des Blasmittels 6.1 in einem Querschnitt gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemach ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.

Das Ausführungsbeispiel des Blasmittels 6.1 zum Erzeugen von Verflechtung sknoten in dem gekräuselten multifilen Faden 16 weist einen rotie- renden Düsenring 18 auf, der topf förmig ausgebildet und über eine Stirnwand 20 und eine Nabe 21 mit einer Antriebswelle 22 verbunden ist. Die Nabe 21 ist hierzu an einem freien Ende der Antriebswelle 22 befestigt. Der Düsenring 18 ist mit einem Zentrierdurchmesser mantelförmig an einem Führungskragen 28 eine Stators 19 geführt. An dem Umfang weist der Düsenring 18 eine umlaufende Fadenlauspur 23 auf, in deren Nutgrund eine Düsenbohrung 24 mündet, die den Düsenring 18 vollständig bis zu einem inneren Zentrierdurchmesser durchdringt. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Düsenring 18 zwei um 180° versetzt zueinander angeordnete Düsenbohrungen 24 auf, die in den Grund der Fadenlaufspur 23 münden. Grundsätzlich sind die Anzahl und die Anordnung der in dem Düsenring 18 ausgebildeten Düsenbohrung 24 beispielhaft. Ob eine oder mehrere Düsenbohrungen 24 in dem Düsenring 18 enthalten sind, ist von dem jeweiligen Prozess und dem Fadentyp abhängig, da über die Anzahl der Düsenbohrungen 24 im Wesentlichen die Frequenz der Impulsfolge der erzeugten Druckluftimpulse beeinflusst werden kann. Zudem können die Düsenbohrungen 24 mit gleichen großen Abständen oder zur Erzeugung bestimmter Muster mit ungleich großen Abständen zueinander am Umfang des Düsenringes 18 ausgebildet sein. Der Stator 19 weist am Umfang des Führungskragens 28 an einer Position eine Kammeröffnung 26 auf, die mit einer im Innern des Stators 19 ausgebildeten Druckkammer 25 verbunden ist. Die Druckkammer 25 ist über einen Druckluftanschluss 27 mit einer hier nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden. Die Kammeröffnung 26 an dem Führungskragen 28 und die Düsenbohrungen 24 in dem Düsenring 18 sind in einer Ebene ausgebildet, so dass durch Drehung des Düsenringes 18 die Düsenbohrungen 24 abwechselnd in dem Bereich der Kammeröffnung 26 geführt werden. Die Kammeröffnung 26 ist als ein Langloch ausgebildet und erstreckt sich in radialer Richtung über einen längeren Führungsbereich der Düsenbohrung 24. Die Länge der Kammeröffnung 26 bestimmt somit die Impulszeit t der Druckluftimpulse.

Der Stator 19 ist an der Trägerwand 14 gehalten und weist konzentrisch zu dem Führungskragen 28 eine Lagerbohrung 33 auf, die sich in der Trägerwand 14 fortsetzt. Innerhalb der Lagerbohrung 33 ist die Antriebswelle 22 durch das Lager 35 drehbar gelagert.

An der Rückseite der Trägerwand 14 ist die Antriebswelle 22 mit einem Elektromotor 34 gekoppelt, durch welchen der Düsenring 1 mit vorbe- stimmter Umfangsgeschwindigkeit antreibbar ist. Der Elektromotor 34 wirkt als Stellmittel 6.2 und könnte direkt über das in Fig. 2 dargestellte Steuergerät 6.3 gesteuert werden. In dem Bereich der Kammeröffnung 26 am Umfang des Führungskragens 28 ist dem Düsenring 18 auf der gegenüberliegenden Seite eine Abdeckung 29 zugeordnet. Die Abdeckung 29 ist in diesem Ausführungsbeispiel an dem Stator 19 axial verschiebbar gehalten und lässt sich zum Öffnen der Fadenlauf spur 23 in eine Anlegeposition verschieben. Über eine Feder 23 wird die Abdeckung 29 in eine Betriebsposition verschoben, in welcher ein Umschlingungsbereich der Fadenlaufspur des Düsenrin- gesl8 abgedeckt ist. Alternativ besteht auch die Möglichkeit die Abdeckung 29 fest mit der Trägerwand 14 zu verbinden und zwischen der Abdeckung 29 und dem Düsenring 18 einen Einfädelschlitz auszubilden, durch welchen der Faden in die Fadenlauf spur 23 einfädelbar ist. Der Düsenring 18 ist innerhalb einer Kapselung 41 angeordnet, die in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Innengehäusewand 36 und eine Außengehäusewand 37 gebildet ist. Die Innengehäusewand 36 wird bevorzugt aus einem schallabsorbierenden Material gebildet, um die durch die Druckluftimpulse angeregten Luftschallwellen zu dämpfen. Die Kap- seiung 41 ist an dem Stator 19 lösbar angeordnet. Alternativ könnte die Kapselung 41 auch derart ausgebildet sein, dass auch der Stator 19 gegenüber der Umgebung gekapselt wird. In diesem Fall wäre die Kapselung lösbar mit der Trägerwand 14 verbunden. Zur Fadenführung weist die Kapselung 41 jeweils einen Fadeneinlass 38 und einen Fadenauslass 39 auf, denen jeweils ein Einlauffadenführer 31 und ein Auslauf fadenführer 32 zugeordnet ist. Der Faden 16 lässt sich somit zwischen dem Einlauffadenführer 31 und dem Auslauffadenführer 32 mit einer Teilumschlingung an dem Düsenring 18 führen.

Der Fadeneinlauf fadenführer 31 und der Fadenauslauf fadenführer 32 sind in diesem Ausführungsbeispiel außerhalb der Kapselung 41 ange- ordnet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit den Einlauffadenführer 31 und den Auslauf fadenführer 32 im Innern der Kapslung 41 anzuordnen. Der Fadeneinlauf fadenführer 31 und der Auslauf fadenführer 32 können dabei durch Umlenkstifte oder durch Umlenkrollen gebildet werden. Bei einer außerhalb der Kapselung angeordneten Fadenführung besteht auch die Möglichkeit, die Fadenführer 31 und 32 unmittelbar durch angetriebene Galetten zu bilden, so dass der Düsenring 18 direkt im Fadenlauf zwischen den Galetten angeordnet werden könnte.

Bei dem in Fig. 5 und 6 dargestellten Blasmittel wird zur Erzeugung von Verflechtungsknoten in dem multifilen Faden 16 eine Druckluft in die Druckkammer 25 des Stators 19 eingeleitet. Der Düsenring 18, welcher den Faden 16 in der Fadenlaufspur 23 führt, erzeugt innerhalb der Impulszeit t_j einen Druckluftimpuls, sobald eine der Düsenbohrungen 24 im Bereich der Kammeröffnung 26 gelangt. Der Druckluftimpuls ist auf den Faden gerichtet und führt zu einer örtlichen Verwirbelung an dem multifilen Faden 16, so dass sich an dem Faden ein oder mehrere Ver- flechtungsknoten ausbilden.

Um die Druckluftimpulse als Impulsfolge mit vorbestimmter Frequenz ausführen zu können, wird der Düsenring 18 über den Elektromotor 34 mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Die Um- fangsgeschwindigkeit des Düsenringes 18 kann im Verhältnis zu der Fadengeschwindigkeit des Fadens 16 je nach gewünschter Frequenz derart eingestellt werden, dass der Faden 16 mit Schlupf oder mit einer Förderwirkung geführt wird. Es hat sich gezeigt, dass der Einstellbereich der Umfangsgeschwindigkeit derart gewählt ist, dass die Umfangsgeschwin- digkeit des Düsenringes 18 im Verhältnis zu der Fadengeschwindigkeit des Fadens 16 auf einen um maximal 50 % kleineren oder größeren Wert eingestellt wird. Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Umfangsge- schwindigkeit des Düsenringes 18 zur Erzeugung eines unregelmäßigen Musters an Verflechtung sknoten in dem Faden 16 zwischen einem unteren Grenzwert der Umfangsgeschwindigkeit und einem oberen Grenzwert der Umfangsgeschwindigkeit verändert wird. So lässt sich durch eine si- nusförmige Änderung der Umfangsgeschwindigkeit ein unregelmäßiges Muster an Verflechtungsknoten in dem Faden reproduzierbar erzeugen.

Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Elektromotor durch einen ungeregelten Asynchronmotor auszubilden. Hierbei kann der Mo- torschlupf vorteilhaft dazu genutzt werden, um ein unregelmäßiges Muster an Verflechtungsknoten an dem Faden 16 zu erzeugen.

Das in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des Blasmittels ist somit besonders geeignet, um sowohl gleichmäßige oder ungleichmäßige Muster von Verflechtungsknoten in dem Faden zu erzeugen. Derartige Muster der Verflechtungsknoten in dem Faden lassen sich somit vorteilhaft dazu nutzen, visuelle Effekte in dem Endprodukt einer Teppichware zu erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit insbesondere auch geeignet, um mehrfarbige Fäden herzustellen. Hierzu könnten bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung in der Spinneinrichtung drei verschieden farbige Filamentbündel extrudiert werden, die parallel abgezogen und vers- treckt und anschließend gemeinsam texturiert werden. Derartige Vorrich- tungen sind allgemein bekannt, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt. Die Erzeugung der Verflechtungsknoten in dem mehrfarbigen Faden wird, wie zuvor in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 sowie den Ausführungsbeispielen nach Fig. 5 und 6 gezeigt und beschrieben, ausgeführt. Bezugszeichenliste

1 Spinneinrichtung

1.1 Spinnbalken

1.2 Spinndüse

1.3 Spinnschacht

1.4 Kühlvorrichtung

1.5 Schmelzezuführung

1.6 Blaswand

1.7 Druckkammer

2 Verstreckeinrichtung

2.1 Galette

2.2 Galette

2.3 Galette

2.4 Galette

2.5 Galettenan trieb

2.6 Galettenan trieb

3 Kräuseleinrichtung

3.1 Texturierdüse

3.2 Stauchkammer

3.3 Kühltrommel

4 Aufwickeleinrichtung

4.1 Spulrevolver

4.2 Spulspindel

4.3 Spulspindel

4.4 Changiereinrichtung

4.5 Andrückwalze

4.6, 4.7 Spindelantrieb

4.8 Revolverantrieb

4.9 Changierantrieb

5 Relaxiereinrichtung

5.1 Galetteneinheit

5.2 Galetteneinheit

5.3, 5.4 Galettenan trieb

6 B ehandlung seinrichtung

6.1 Blasmittel

6.2 Steuermittel

6.3 Steuergerät 7 Filament

8 Sammelfadenführer

9 Präparationseinrichtung

10 Fadenhacker

11 Saugstutzen

12 B edienung stable au

13 Maschinensteuereinheit

14 Trägerwand

15 Fadenstopfen

16 Faden

17 Spule

18 Düsenring

19 Stator

20 Stirnwand

21 Nabe

22 Antriebswelle

23 Fadenlaufspur

24 Düsenbohrung

25 Druckkammer

26 Kammer ö f f nung

27 Dr uckluf tan schlus s

28 Führungskragen

29 Abdeckung

30 Feder

31 Einlauffadenführer

32 Auslauffadenführer

33 Lagerbohrung

34 Elektromotor

35 Lager

36 Innengehäusewand

37 Außengehäusewand

38 Fadeneinlass

39 Fadenauslass

40 Verflechtung skno ten

41 Kapselung

42 Filamentbündel

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von einem gekräuselten multifilen Faden (BCF), bei welchem eine Vielzahl von Filamenten aus zumindest einer Polymerschmelze extrudiert wird, bei welchem die Filamente nach einer Abkühlung zu einem Filamentbündel oder zu mehreren Filamentbündeln zusam- mengefasst werden, bei welchen das oder die Filamentbündel verstreckt und zum Kräuseln zu einem Fadenstopfen gestaucht werden und bei welchem der Fadenstopfen als ein gekräuselter Faden aufgelöst und zu einer Spule aufgewickelt wird, wobei an dem gekräuselte Faden vor dem Aufwickeln eine Vielzahl von Verflechtungsknoten erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, das

zur Erzeugung der Verflechtungsknoten eine Impulsfolge von Druckluftimpulsen mit vorbestimmter Frequenz auf den Faden gerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Frequenz der Impulsfolge der Druckluftimpulse in Abhängigkeit von einer Fadengeschwindigkeit derart eingestellt wird, dass an dem Faden pro einem Meter Länge mindestens eine Anzahl von 5 bis 35 Verflechtungsknoten erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Faden mit einer Fadengeschwindigkeit im Bereich zwischen 2.000 m/min und 6.000 m/min zwischen zwei angetriebenen Galetten geführt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Druckluftimpulse durch einen rotierend angetriebenen Düsenring mit einer Fadenlaufspur und zumindest einer Düsenbohrung in der Fadenlaufspur erzeugt werden, wobei der Faden in der Fadenlaufspur geführt wird und wobei die Düsenbohrung durch Drehung des Düsenringes periodisch mit einer Druckluftquelle verbunden wird.

Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Düsenring zur Einstellung der Frequenz der Impulsfolge mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird.

Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Umfangsgeschwindigkeit des Düsenringes im Verhältnis zu der Fadengeschwindigkeit auf einen um maximal 50% kleineren oder größeren Wert eingestellt wird.

Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Umfangsgeschwindigkeit des Düsenringes pro Zeiteinheit periodische verändert wird.

Vorrichtung zur Herstellung von einem gekräuselten multifilen Faden (BCF) mit einer Spinneinrichtung (1), mit einer Verstreckeinrichtung (2), mit einer Kräuseleinrichtung (3), mit einer Behandlungseinrichtung (6) zur Erzeugung von Verflechtungsknoten und mit einer Aufwickeleinrichtung (4), wobei die Behandlungseinrichtung (6) im Fadenlauf zwischen zwei angetriebenen Galetten (5.1, 5.2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass

die Behandlungseinrichtung (6) ein steuerbares Blasmittel (6.1) zur Erzeugung eines periodisch auf den Faden gerichtete Druckluftimpulses aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Blasmittel (6.1) durch einen rotierend angetriebenen Düsenring (18) mit einer umlaufenden Fadenlauf spur (23) und zumindest einer in die Fadenlaufspur (23) mündende Düsenbohrung (24) aufweist, die durch Drehung des Düsenringes (18) periodisch mit einer Druckluftquelle (27) verbindbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Düsenring (18) mit einem Elektromotor (34) und einem dem Elektromotor (34) zugeordnetes Steuergerät (6.3) gekoppelt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Elektromotor (34) als ein ungeregelter Asynchronmotor ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Steuergerät (6.3) mit einer zentralen Maschinensteuereinheit (13) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenring (18) innerhalb einer Kapselung (41) mit einem Fadeneinlass (38) und einem Fadenauslass (39) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kapselung (41) an einer Vorderseite einer Trägerwand (14) angeordnet ist, wobei die Trägerwand (14) an einer Rückseite den Elektromotor (34) des Düsenringes (18) trägt.