DE1435653C2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Kräuseln thermoplastischer Fäden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtnng ist aus der DD-PS 17 786 bekannt Das durch einen \njektor eingeblasene Fadenmaterial wird dort durch eine Kammerrückwand engesammelt und in der angesammelten Form in der Stauchkammer gehalten, wobei in der Kammerrückwand eine gegenüber dem Kammerquerschnitt verengte Abzugsöffnung vorgesehen ist, durch welche der gekräuselte Faden mittels einer Abziehvorrichtung aus der Stauchkammer abgezogen wird. Das durch den Injektor in die am Anfang konisch erweiterte Stüi.ichkammer eingeblasene, gasförmige Druckmedium, das eine zur Fixierung des Fadenmaterials ausreichende Temperatur hat, entweicht nach dem Auftreffen auf das •ngesammelte Fadenmaterial seitlich durch die durchlässige Kammerwand. Der Faden muß vor dem Abziehen durch Einleiten eines Kühlmediums durch die durchlässige Kammerwand gekühlt werden, damit die Kräuselung nicht durch den Zug der Abziehvorrichtung »ufgehogen wird. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Menge des in der Stauchkammer angesammelten Fadens sowohl durch die Abziehge tchwindigkeit des Fadens aus der Stauchkammer als tuch durch die Zuführgeschwindigkeit des Fadens in die Kammer bestimmt wird. Dies hat bei hohen Fadenge· lchwindigkeiten von etwa 1000 m pro Minute, wie sie für wirtschaftliche Verfahren erwünscht sind, zur Folge, daß bei Schwankungen der Abziehgeschwindigkeit oder 4er Zuführgeschwindigkeit des Fadens z, B, bei Schwankungen des Drucks des Mediums das in der Staüchkam· fner angesammelte Fadenmaterial entweder Vollständig aus der Stauchkammer abgezogen werden kann, so daß keine Kräuselung mehr auftritt« oder daß die gesamte Stauchkammer mit angesammeltem Fladen gefüllt werden kann₍ so daß der Fadendurchgang Verstopft und die Anläge blockiert wird. Außerdem Verursachen solche Änderungen der Menge des in der Stauchkammer angesammelten Fadens eine unterschiedliche Aufenthaltsdauer des Fadenmaterials in der Kammer und dadurch eine unterschiedliche Fixierung der Kräuselung.

Aus der DD-PS 20 597 ist ferner eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kräuseln von endlosen Fäden aus synthetischen Hochmpolymeren mittels einer Stauchkammer bekannt, bei der die Stauchkammer durch ein endloses, mindestens teilweise perforiertes Band gebildet wird, das im Laufe seiner Fortbewegung auf einer vorbestimmten Strecke als Schlauch zusammengerollt wird. In diesen sich bewegenden Schlauch wird das zu kräuselnde Gut mittels eines Gasstromes durch einen

π Injektor eingeblasen und zusammengedrückt, worauf das zusammengedrückte Fadengut während der Fortbewegung durch Wärmeeinwirkung fixiert und als dann nach Verlassen des Schlauches abgezogen wird, wobei die hierfür vorgesehene Abwickelvorrichtung zürn Abzug der zugeführten Fadenmenge eingestellt ist Diese bekannte Vorrichtung ist mit den sich ständig fortbewegenden Wanden der Stauchkräuseikammer sehr aufwendig.

Aus der GB-PS 8 41 665 ist ferner eine rohrförmige, senkrecht angeordnete Stauchkrauseikammer bekannt, in die mittels einander gegenüberliegender Rollen der Faden unten eingeführt und oben durch Abzugswalzen unter Spannung abgezogen wird, wobei eine mit einer relativ weiten Abzugsöffnung versehene Muffe mit

jo ihrem Rand auf dem Ende des in der Stauchkammer gebildeten Fadsnpfropfens aufliegt. Zum Einleiten eines Behandlungsfluids sind an bestimmten Stellen der Stauchkammer Öffnungen auf dem Umfang ausgebildet. Mit dieser bekannten Vorrichtung sind nur begrenzte

$5 Fadengeschwindigkeiten erzielbar. Zudem muß die Abzugsgeschwindigkeit jeweils in einem bestimmten Verhältnis zur Fadenzuführgeschwindigkeit eingestellt werden, wobei die Änderung der Stellung der in das offene Ende der Stauchkammer eingesetzten Muffe als Regelfühler dient.

Aus der DE-AS 10 04 337 ist es schließlich zum öffnen und Kräuseln eines endlosen Kunstfaserstranges bekannt, den Faserstrang mit einem komprimierten Gas in eine injektorartige Vorrichtung mit einem Rohr konstanten Querschnitts und über den Querschnitt offenem Ende einzuführen, worauf die Fäden und das Gas am Austritt des Rohres in ein eine Zone mit einem wesentlich niedrigeren Druck als demjenigen in dem Injektor gelangen, wobei dann die plötzliche Ausdehnung des Gases eine Trennung der Fäden bewirkt. Damit ist innerhalb dieses Rohres eine nennenswerte Kräuselung nicht möglich. Der aus den getrennten Einzelfäden bestehende Strang wird auf eine Fläche abgelegt, die verhältnismäßig dicht unter dem Ende des Injektors vorbeigeführt wird und deren Geschwindigkeit auf die Fadenzufuhrgeschwindigkeit abgestimmt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubitden, daß thermoplastische Fäden mit hoher Geschwindigkeit von 1000 m pro Minute und mehr und mit einer sehr einfachen Vorrichtung gekräuselt werden können, die keinen während des Betriebs mechanisch bewegten teil enthält.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch den Injektor wird das Fadenmaterial durch das seitlich durch die Öffnungen in der kammerwand

entweichende Druckmedium an der Seitenwand der Kammer zum AnHegen gebracht und angehäuft, wobei eine Stauchkräuselung des auf diese Fadenanhäufung auftreffenden Fadens erfolgt Da der gekräuselte Faden am Ende der Kräuselkammer nicht abgezogen wird, sammelt sich· immer mehr Faden in der Kammer an, wodurch die öffnungen in der Seitenwand der Kammer fortschreitend durch den angesammelten Faden geschlossen werden. Dadurch verringert sich die Gasmenge, die seitlich durch die Kammerwand entweicht, und die Gasmenge nimmt zu, die das angesammelte Fadenmaterial durch die Kräuselkammer zum Kammeraustritt und durch diesen hinaus schiebt Dadurch werden wieder mehr öffnungen in der Seitenwand weiter freigelegt, so daß wieder eine größere Menge des Druckmediums seitlich aus der Kammer entweichen kann. Auf diese Weise wird die Menge des in der Kräuselkammer angesammelten Fadenmaterials stets selbstregelnd konstant gehalten, so daß die Vorrichtung unempfindlich gegen Schwankungen der Fadenzuführgeschwindigkeit ist Die Vorrichtung arbeitet auch bei hohen Fadengeschwindigkeiten von iöOü m pro Minute und mehr einwandfrei und ohne die Gefahr, daß die Kräuselkammer verstopft da das angesammelte Fadenmaterial an dem über den ganzen Querschnitt offenen Ende der Kräuselkammer durch den Druck des Druckmediums ausgeschoben wird. Auch besteht keine Gefahr, daß der Faden nicht vollständig gekräuselt wird, weil keine Fadenabzugseinrichtung vorhanden ist Die Aufenthaltsdauer des gekräuselten Fadens in der Kräuselkammer bleibt durch die beschriebene Selbstregelung im wesentlichen gleich, so daß auch eine einheitliche Fixierung gewährleistet ist Die Fadenmenge, auf die sich die Anhäufung in der Kräuselkammer einregelt, ist im wesentlichen durch die Größe und Anordnung der seitlichen öffnungen bestimmt. Irgendwelche auf die Fadenzuführgeschwindigkeit abzustimmende bewegliche Teile sind bei dieser Vorrichtung nicht vorhanden, so daß, abgesehen von einer einfachen Herstellung, auch ein sehr einfacher Betrieb der Vorrichtung auch bei sich ändernden Fadenzuführgeschwindigkeiten möglich ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Vorrichtung ist bei allen thermoplastischen Fäden anwendbar, die einen ausreichenden Widerstand aufweisen, damit sie, ohne zu brechen, der Einwirkung des Druckmediums ausgesetzt werden können. Solche Fäden bestehen z. B. aus Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen, Polyacrylnitril, Polyvinylderivaten u. dgl. Die Arbeitsbedingungen wie Temperatur und Druck des Druckmediums hängen natürlich von der Natur des Fadens, von seinem Titer sowie von der Geschwindigkeit ab, wobei die angewendete Temperatur eine Fixierung dei Fadens unter den herrschenden Betriebsbedingungen ermöglichen muß. Wenn die Zuführungsgeschwindigkeit des Fadens ausreichend hoch ist, dann können über dem Schmelzpunkt des Fadens liegende Temperaturen angewendet werden.

Mit dieser Vorrichtung kann man bei Geschwindigkeiten Von 100 m/Mia und höheren Geschwindigkeiten arbeiten, so daß bei synthetischen Fäden z.B. eine kontinuierliche Kräuselung anschließend an das Strek* ken durchgeführt werden kann, das normalerweise während der Herstellung vorgenommen wird.

Als Medium kann z, B, Heißluft oder Vorzugsweise unter Druck stehender Wasserdampf Verwendet werden.

Der Injektor ist eine einfache Vorrichtung zum Einführen des Fadens, und man kann ein beliebiges Modell verwenden, wobei keine besonders sorgfä'tige Regulierung erforderlich ist Die rohrförmige Kammer, in der dann der Faden geführt wird, kann aus einem einfachen Führungsrohr mit Vollwänden und einer mit der Kammer verbundenen Schraubenfeder bestehea durch deren Ausziehen die Abmessungen der öffnungen eingestellt werden können, durch die das erwärmte

in Druckmedium seitlich austritt Wenn auf das Ende des Auslasses eine seitliche Kraft ausgeübt wird, dann kann dieses Ende leicht in gewünschter Weise gebogen werden, so daß man die jeweils günstigste Anhäufung erhält

π In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Vorrichtungen.

Mit 1 ist in Fig. 1 der Injektor bezeichnet, in den der Faden F durch den Kanal 2 geführt wird, während das Druckmedium, z. B. Dampf V, durch das Rohr 3 eingefüh.-t wird. Der Faden wird durch die mechanische Wirkung des Mediums in dem V -ialförmigen Rohr 4 gefuhrt und gelangt dann ins innere c:r Metallfeder 5. Diese Feder ist am Austrittsende längs eines Bogens mit Krümmungsradiums R, der Länge / und dem Mittelpunktswinkel« gekrümmt

D? ' Medium tritt aus dieser Feder zum größten Teil durch die Zwischenräume 6 aus, die zwischen den Windungen vorhanden sind. Die durchlässige Wand 7 ermöglicht eine Führung des Mediums, das durch die ersten Spiralen des Rohres austritt, wodurch ihre Temperatur erhöht wird.

Der Faden sammelt sich in der Feder in einer kompakten Masse 8, die als solche austritt und die man, so wie sie ist, sammeln kann.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 2 kommt der Faden F aus einer in der Zeichnung nicht dargestellten Streckvorrichtung und wird dann in den Injektor 1 geführt, wie er oben beschrieben ist. Durch die Leitung 3 wird ein Medium, z. B. Dampf V, eingebla^en. D :r Faden sammelt sich in der rohrförmigen Kammer 5, die aus einer Metallfeder besteht, und tritt in Form einer Masse C aus, die auf dem Förderband 13 gesammelt wird.

In der folgenden Tabelle sind Versuche mit der Vorrichtung der Fig. 1 wiedergegeben, wobei die Temperatur und der Druck des Mediums (Wasserdampf), das in den Injektor eingeführt wurde, sowie die Geschwindigkeit, mit der der Faden zugeführt wurde, verändert wurden.

Bei all diesen Beispielen wurde ein Injektor 1 verwendet, bei dem das Einführungsrohr 3 für den Dampf einen Innendurchmesser von 5 mm aufwies. Der Kanal 2 zur Fadenführung hatte einen Innendurchmesser von 10 mm am Einlaß und von 2 mm am ströirungsabwärtigen Teil, wo die Außenwand in Form eines Kegelstumpfes mit einem Scheitelwinkel von 53°Causgebildc ,van

Die Auslaßöffnung des Injektors hatte einen Innendurchmesser von 3 mm, und die Innenwand des Injektors hatte im strömungsabwärtigen Teil die Fonn

bo eines Kegelstunipfes mit einem Scheitelwinkel von 66°. Die Länge des Führungsrohres 4 betrug 10 mm,

Bei den Beispielen 1 bis 8 und 11 bis 16 hatten die Führung 4 Und die Feder 5 einen Innendurchmesser von 10 mm, und die Feder war 110 mm lang. Der in F i g. 1 angegebene Winkel betrug etwa 40°.

Bei den Beispielen 9 und 10 hatten das Führungsrohr und die Feder einen Innendurchmesser von 8 mm, wobei die Feder etwa eefäde äneeöfdnet War und die ersten

Spiralen so ausgezogen waren, daß die Gesamtlänge etwa 103 mm betrug.

Bei den Beispielen 17 bis 19 betrug der Innendurch^ messer des Führungsrohres und der Feder 8 mm, und die Feder war 100 mm läng. Der Winkel α betrug etwa 45°.

Zur Bezeichnung des Materials der behandelten Fäden wurden folgende Abkürzungen eingeführt:

Tabelle

Pa = Polyhexämethyienadipamid, PE = Polyethylenterephthalat, PP = Polypropylen!

(Die Zahlenangaben nach diesen Abkürzungen bedeuten den Titer des Fadens und die Anzahl der Einzelfäden,)

Beispiel	Natur des Fadens	Hierzu	Geschwindig	Druck	Temperatur	Produktion
Nr.		keit des Fadens	des Mediums	des Mediums	g/h Röhr
		(m/Min.)	(kg/cm*)	ro	1120
1	PA Trilobo 840/60	200	7	168	1120
2	PA Trilobo 840/60	200	2	165	1120
3	PA Trilobe 840/60	200	2	215	ι i on
LJ	η λ T-:uuA QAi\tan	onn	O	QIC β I U	1120
4	PA Trilobö 840/60	200	2	270	2800
5	PA Trilobe 840/60	500	8	175	3360
6	PA Trilobf 840/60	600	6	166	1120
7	PA runder Querschnitt 840/60	200	3	205	7000
8	PA Trilobe 1050/60	1000	10	195	1400
9	PA Trilobe 1050/60	200	5	160	1400
10	PA Trilobe 1050/60	200	2	225	896
11	PA runder Querschnitt 840/140	160	7	170	2915
12	PA runder Querschnitt 840/140	520	8	175	5600
13	PA runder Querschnitt 840/140	1000	9	177	690
14	PA runder Querschnitt 900/276	115	6	165	2400
15	PA runder Querschnitt 900/276	400	7	168	800
16	PE 600/195	200	2	280	2130
17	PE 640/208	500	4	210	2000
18	PP 600/40	500	2	175	4000
19	PP 600/40	1000	3	185
	2 BIaU Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Kräuseln thermoplastischer Fäden mit einer rohrförmigen, ortsfeste Seitenwände aufweisenden, am Austrittsende verschlußlosen Kammer, die mit einem Injektor für die Zuführung des Fadens und eines warmen gasförmigen Druckmediums versehen ist und wenigstens in ihrem mittleren Teil öffnungen für den Durchtritt des Druckmediums in den Seitenwänden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräuselkammer über ihre ganze Länge einen konstanten Querschnitt hat und am stromab gelegenen Ende über den ganzen Querschnitt offen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Kammer am stromab gelegenen Teil gekrümmt isL

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Kammer wenigstens am stromab gelegenen Teil durch eine Schraubenfeder gebildet ist