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Falschdrallvorrichtung, insbesondere zum Kräuseln von künstlichen
thennoplastischen Fäden Die Erfindung bezieht sich auf eine Falschdrallvorrichtung,
durch die insbesondere eine Kräuselung von synthetischen thermoplastischen Fäden
oder Fadenbündeln erfolgt. Wie bekannt, kann mittels einer solchen Falschdrallvorrichtung
die Kräuselung eines Fadens kontinuierlich durchgeführt werden, anstatt daß getrennte
Arbeitsschritte für die Verzwirnung, Formfestmachen und Entzwirnen angewandt werden.
Das Grundprinpiz, auf dem die meisten bekannten Falschdrallvorrichtungen beruhen,
besteht darin, daß die Vorrichtung, die beispielsweise die Gestalt eines drehbaren
Röhrchens hat, in Umlauf gesetzt wird und das die Vorrichtung durchlaufende Garn
oder Fadenbündel die Umlaufbewegung des Röhrchens übernimmt, indem ein Teil oder
Teile der Innenseite des Röhrchens mit Einrichtungen versehen sind, durch die bei
jedem Umlauf des Röhrchens eine Drehung auf den Faden übertragen wird. Dabei kann
der Faden um einen Stift oder ein Rad herumlaufen, das innerhalb des Röhrchens quer
zur Achse desselben angeordnet ist, oder es können Fangvorrichtungen vorgesehen
sein, wodurch der Faden an eine Seite des Röhrchens angelegt wird. Gegebenenfalls
kann aber auch die Bohrung des Röhrchens exzentrisch zur Achse desselben angeordnet
werden, so daß der Faden an der Umlaufbewegung des Röhrchens teilnimmt, indem es
auf einem kurzen Weg von der axialen Linie weg- und zurückläuft. Bei anderen Röhrchen
kann der Faden durch ein radiales Loch an einem Ende des Röhrchens in dieses eintreten.
Beim Spinnen von Garnen aus kurzen Fasern ist es bekannt, das Garn gegen die innere
gerändelte Metalloberfläche eines umlaufenden Röhrchens anzulegen, um somit dem
Garn bei der Berührung mit der Oberfläche einen geringen Betrag eines Falschdralles
zu erteilen.
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Im Gegensatz dazu erfordert das Verfahren, bei dem ein laufender Faden
oder Fadenbündel durch einen Falschdrall gekräuselt wird, einen sehr hohen Grad
der Drehung oder Verzwirnung, beispielsweise einen solchen von 90 Drehungen
pro 25 mm, wogegen für die meisten mehrfädigen Fäden von einem Denier zwischen
30 und 100 etwa 75 Drehungen pro 25 mm ausreichend
sind. Damit das Verfahren wirtschaftlich durchgeführt werden kann, hat es sich als
erforderlich erwiesen, die FalschdraHröhrchen mit sehr hohen Geschwindigkeiten umlaufen
zu lassen und hierbei häufig Umlaufgeschwindigkeiten von 30 000 Umläufen
pro Minute anzuwenden. Bei derartig hohen Umlaufgeschwindigkeiten der Röhrchen treten
nun aber Schwierigkeiten hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Instandhaltung auf.
Durch die Erfindung wird nunmehr eine Vorrichtung vorgeschlagen, durch die wirtschaftlich
und in befriedigender Weise die Kräuselung von synthetischen Fäden oder Fadenbündeln
mit wesentlich geringeren Umlaufgeschwindigkeiten des Rohres durchgeführt werden
kann.
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Gemäß der Erfindung wird eine Falschdrallvorrichtung, insbesondere
zum Kräuseln von künstlichen thermoplastischen Fäden, in Gestalt eines vor einer
oder zwischen zwei Fadenführungen angeordneten Drehröhrchens mit konzentrischer
Bohrung vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß das Drehröhrehen mit einer
sich erweiternde Enden aufweisenden Buchse mit konvexer glatter Innenfläche und
aus einem Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten ausgekleidet ist, und das
Drehröhrchen derart schräg oder die Fadenführungen so angeordnet sind, daß die Ein-
und Austrittswinkel des Fadens in das bzw. aus dem Drehröhrchen zwischen 45 und
90' liegen. Wenn im vorliegenden von
einem Material mit einem
hohen Reibungskoeffizienten die Rede ist, so wird hierunter nicht nur ein Material
verstanden, das an sich einen derartigen Reibungskoeffizienten besitzt, sondern
auch ein Material, das auf Grund seiner Oberflächeneigenschaften und/oder Nachgiebigkeit
in der Praxis einen derartigen Koeffizienten aufweist, durch welchen der Faden mit
dieser Oberfläche in Berührung gehalten wird.
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Als Beispiele von Materialien, welche für die Auskleidungsbuchse des
Röhrchens verwendet werden können, sind die verschiedenen Arten von Kautschuk mehr
oder weniger geeignet; ein besonders brauchbares Material besteht aus Naturkautschuk
mit einem Rußfüllstoff. Ein solches Material nimmt nach einer gewissen Benutzungszeit
eine glatte polierte Oberfläche an, welche die erforderlichen Reibungseigenschaften
in Verbindung mit einer guten Abnutzungsbeständigkeit besitzt, was kritische Merkmale
für ein brauchbares Material sind.
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Bei Betrieb der Vorrichtung legt sich der Faden gegen die Umfangsoberfläche
der Buchsenauskleidung der Bohrung des Röhrchens auf einer Seite desselben an, indem
es in das Röhrchen und aus dem Röhrchen durch eine oder mehrere Fadenführungen geführt
wird, wobei die Ein- und Austrittswinkel des Fadens in das bzw. aus dem Drehröhrchen
zwischen 45 und 901' liegen. Es ist erforderlich, dafür zu sorgen, daß der
Faden eine bestimmte Vorspannung erhält. Der bestimmte Ein- und Austrittswinkel
und die Vorspannung für jeden Faden können empirisch festgestellt werden; diese
sollten derartig sein, daß ein geringer Schlupf zwischen der Umfangsoberfläche der
Buchse und dem Faden vorliegt, d. h. Bedingungen, die erforderlich sind,
um eine optimale Verzwirnungswirkung ohne Beschädigung des Fadenbündels zu erreichen.
Wenn jedoch der Schlupf zu groß wird, können Beschädigungen des Fadens auftreten.
Die bei den üblichen Falschdrallvorrichtungen angewandten Spannungen für Kräuselverfahren
sind brauchbar und müssen derart sein, daß der Faden fest gegen die innere Umfangsoberfläche
der Buchse gehalten wird, wobei dafür zu sorgen ist, daß diese Berührung nicht unterbrochen
wird.
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Eine Ausführungsfonn der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der
Zeichnung beispielsweise dar-,estellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt
durch ein Drehröhrchen gemäß der Erfindung und F i g. 2 schematisch die Anordnung
der Vorrichtund zum fortlaufenden Kräuseln eines künstlichen thermoplastischen Fadens.
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Wie sich insbesondere aus F i g. 1 ergibt, besteht das Drehröhrchen
aus einem feststehenden ringförmigen Teil 1, und einem angetriebenen ringförmigen
Teil 3, welcher durch Kugel- oder Rollenlager 5, 7
auf dem Teil
1 drehbar angeordnet ist. Der umlaufende ringfönnige Teil 3 wird durch
ein Band oder eine Schnur 9 angetrieben. An dem ringförmigen Teil
3 befindet sich innen eine Gummibuchse 11,
gegen deren innere Oberfläche
sich der Faden 13 anlegt, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist. Der Faden
13
wird dem Röhrchen von links unter einem Winkel zur Achse desselben zugeführt
und aus dem Röhrchen über eine Rolle 15 unter einem etwa gleichen Winkel
abgeführt. Wenn der Faden unter einer genügenden Spannung gehalten wird, legt er
sich auf der ganzen Länge der inneren Oberfläche der Gummibuchse und auch an den
beiden gekrümmten Endteilen derselben an. Folgende Abmessungen des Drehröhrehens
haben sich in der Praxis als besonders zweckmäßig herausgestellt: Buchsenlänge
= 32 mm, Buchsenstärke und Radius der Endteile derselben 11
mm.
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Wie sich aus F i g. 2 ergibt, wird der Faden 13 aus
thennoplastischem Material von einer Spule 17 abgezogen und dann über die
Trommel einer magnetischen Hysteresis-Spannvorrichtung 19 herumgeführt, wodurch
dem Faden eine konstante Anfangsspannung erteilt wird. Der Faden wird dann durch
eine Infrarotheizvorrichtung 21 geführt, welche aus einem Glasrohr 23 besteht,
um das elektrische Widerstandsdrähte 25 herumgewickelt sind. Diese Heizvorrichtung
ist genügend lang, um zu erreichen, daß die dem thermoplastischen Faden erteilte
Drehung durch die in der Heizvorrichtung erfolgende Erwärmung bei den hohen Durchgangswerten,
die gemäß der Erfindung möglich sind, in dem Faden fixiert wird. Nachdem der Faden
durch das Rohr 23 hindurchgelaufen ist, wird er eine genügende Zeit durch
die freie Luft geführt, wobei er unterhalb seines plastischen Zustandes abgekühlt
wird, und gelangt dann in das eine Ende des Drehröhrchens 27 der in F i
g. 1 dargestellten Art. Das Drehröhrchen 27 ist, wie aus F i
g. 2 ersichtlich, mit seiner Achse unter einem Winkel zur Senkrechten angeordnet,
so daß sich der aus der Heizvorrichtung 23 kommende Faden direkt an die eine
Seite 29 der inneren Oberfläche der innerhalb des Drehröhrchens befindlichen
Gununibuchse anlegt. Der Faden wird dann, nachdem er das Drehröhrehen
29 durchlaufen hat, um eine Führung 31
herumgelegt, wodurch erreicht
wird, daß der Faden auch das dieser Führung zugewandte Buchsenende und somit die
Buchse auf ihrer ganzen Länge berührt. Durch Versuche werden die geeigneten Winkel
für die Einführung und Abführung des Fadens aus dem Drehröhrchen festgestellt; diese
Winkel hängen von dem Titer des Fadens und der Anzahl der Drehungen, die dem Faden
auf einer Längeneinheit erteilt werden sollen, ab. Im allgemeinen wurde festgestellt,
daß Winkel zwischen 45 und 90' erforderlich sind, wobei durch die größeren
Winkel dem Fadenbündel eine stärkere Zwirnung erteilt wird als durch die kleineren.
Die erwähnten Winkel sind diejenigen zwischen der Eintrittslinie des Fadens und
der Projektion der Achse des Drehröhrchens sowie derjenigen zwischen der Austrittslinie
des Fadens und der Projektion der Rohrachse. Nachdem der Faden über die Führung31
gelaufen ist, gelangt er durch ein Paar Abzugswalzen33, 35, welche den Faden
mit etwa größerer Geschwindigkeit fördern, als die Rolle37 den Faden auf der Spule39
aufwickelt. Hierdurch erschlafft der Faden also etwas zwischen den Walzen
33, 35 und der Aufwickelspule 39. Wenn der Faden in dieser Weise behandelt
wird, wird ihm durch das Drehröhrchen 27 ein hoher Grad einer falschen Zwirnung
oder Drehung erteilt, die bis in die Heizvorrichtung 23 und zur Spannvorrichtung
19 zurückgeht, so daß der Drall im Garn fixiert wird. Der in dieser Weise
gedrehte Faden kühlt zwischen der Heizvorrichtung und dem Drehröhrchen etwas ab.
Eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung wird dem Faden direkt beim Verlassen
des Drehröhrchens erteilt; der so gekräuselte Faden wird unter einer geringen Spannung
aufgewickelt.
Der Hauptvorteil der den Gegenstand der Erfindung
bildenden Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen, mit denen ein Falschdrall
hervorgerufen wird, besteht darin, daß die Drehung des Fadens oder Fadenbündels
durch direkte Reibungsberührung des Fadens mit der konvexen glatten inneren Oberfläche
der Buchse stattfindet, wobei diese Berührung derart ist, daß das Verhältnis der
Umlaufgeschwindigkeit des Fadens zu der des Röhrchens etwa gleich ist dem Verhältnis
des geringsten Durchmessers der Buchse zu dem Durchmesser des Fadens. So kann selbst
bei einer geringen Umlaufgeschwindigkeit des Röhrchens, verglichen mit denen der
üb-
lichen Röhrchen, der gleiche Betrag des Falschdralles auf einer Längeneinheit
des Fadens in kürzerer Zeit herbeigeführt werden infolge der Tatsache, daß das Drallerteilungsvermögen
des Röhrchens sich nicht wie beim üblichen Röhrchen auf die Erteilung nur einer
einzigen Drehung für jede Umdrehung des Röhrchens beschränkt.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung hat einen weiteren
wesentlichen Vorteil gegenüber bekannten Vorrichtungen insofern, als es möglich
ist, die Falschzwirnung gleichzeitig bei mehreren Fäden herbeizuführen. Die Fadenführungen
können derart am Ein- und Auslaß des Drehröhrchens angeordnet sein, daß eine größere
Anzahl von F»äden an verschiedenen Stellen mit der inneren Oberfläche der Buchse
in Berührung gehalten werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig
zwei, drei, vier oder mehr Fäden der Behandlung zu
unterwerfen. Hierdurch
wird weiterhin die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung verbessert gegenüber den bekannten
Vorrichtungen und Verfahren, bei denen gewöhnlich nur ein Faden bearbeitet und behandelt
werden kann. Weiterhin ist es durch entsprechende Anordnung derAuf- undAbwickelspulen
und der Fadenführungen möglich, einer Mehrzahl von Fäden eine Falschzwirnung in
entgegengesetztem Sinn zu erteilen und so verschieden gezwirnte Fäden zusammenzufassen,
so daß ein hinsichtlich der Verzwirnung ausgeglichenes Garn entsteht. Zu diesem
Zweck werden einige Fäden in der einen Richtung und andere Fäden in der anderen
Richtung durch das Drehröhrchen geleitet.