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B E S C H R E I B U N G "Verfahren und Vorrichtung zum Naßbehandeln,
vorzugsweise färben von Garnen oder Fäden".
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung
zur Naßbehandlung, vorzugsweise zum Färben von Garnen oder Fäden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein derartiges Verfahren
und die entsprechende Vorrichtung so durchzuführen bzw. aussubilden, daß auf die
zu behandelnden Garne oder Fäden keine unerwünschten Spannungen ausgeübt
werden,
wobei im Falle des Färbens eine Mehrzahl gleichzeitig behandelter Garne oder Fäden
daa gleiche Aussehen und die gleichen Eigenschaften erhalten, und darüberhinaus
die Möglicbkeit besteht, den Behandlungsvorgang in gewünschter Weis abwandeln zu
können.
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Zur lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das erfindungegemitße
Verfahren dadurch, daß die in Behälter eingebrachte 3ehandlungsflüssigkeit, vorzugsweise
Färbflotte, durch Zentrifugalwirkung infolge Umlaufs dieser Behälter atomisiert
oder versprüht und das zu behandelnde, vorzugsweise zu färbende Garn- oder Fadenmaterial
durch den auf diese Weise erzeugten Sprühnebel der Flüssigkeit um den Umfang der
umlaufenden Behälter herum bei Einhaltung eine bestimmten Abstandes der einzelnen
Garne oder Fäden voneinander hindurchgeleitet wird.
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Um dieses Verfahren durchführen zu können, schlägt die Erfindung eine
Vorrichtung vor, bei welcher erfindungsgemäß eine Mehrzahl von zum Atomisieren oder
Versprühen der Flüssigkeit in Umdrehung versetzte Behälter mit Abstand voneinander
übereinander entlang der Achse einer oder mehrerer Antriebswellen für den Umlauf
der Behälter angeordnet sind, so daß diese Behälter entweder gemein sam oder auch
einzeln unabhängig voneinander in Umlauf
versetzt werden können.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal weisen diese Behälter die Form von sich nach
oben öffnenden konusförmigen Napfteilen auf. Vorzugsweise sind diese Behälter nach
einem weiteren 1;'rfindungsmerkmal je von einer Gehäusekammer für die Aufnahme des
erzeugten Sprühnebels umgeben, wobei die Umfangswandungen dieser Gehäusekammern
nach Art eines sich nach unten öffnenden Konus im Gegensinn zu der Konizität der
Behälterwandungen verlaufen.
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Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist die genannte Vorrichtung
so ausgebildet, daß bei wahlweise gemeinsamem oder gesonderten Antrieb für jeden
Zerstäubungsbehälter innerhalb je einer zugeordneten, den betreffenden Behalter
umgebenden Gehäusekammer um den Umfang der Behälter herum Führungsteile angeordnet
sind, die einen Transport einer Vielzahl von Garnen oder Fäden mit Abstand voneinander
an dem betreffenden Behälter vorbei und vorzugsweise von unten nach oben verlaufend
durch die dem jeweiligen Behälter zugeordnete Gehäusekammer hindurch er möglichen.
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Der Behandlungsvorgang gemäß der Erfindung erfolgt somit im allgemeinen
derart, daß zunächst einmal von einem geeigneten Gefäß her Behandlungsflüssigkeit,
z.B. eine Färbflotte,
in den oder die Sprühbehälter eingeleitet
wird, deren Querschnitt so verläuft, daß ein konusförmiger Napf teil mit nach oben
sich erweiternden schräg verlaufenden Wandungen vorliegt, die an einem oberen kreisförmigen
Umfangsrand enden, so daß Jeder dieser Behälter nach oben hin offen ist. Die betreffende
Behandlungsflüssigkeit wird zunächst dem Boden derartiger Behälter entlang der gene
ten Innenfläche der Behälterwandungen zugeleitet und gleichzeitig Jeder Behälter
in Drehung versetzt, bis durch die steigende Zentrifugalkraft eine Atomisierung
der Behandlungsflüssigkeit innerhalb des Behälters eintritt.
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Bei der Verwendung einer Färbflotte verteilen sich dabei die Farbstoffe
und die Pigmente innerhalb der Flüssigkeit gleichmäßiger Form. Wenn die auf diese
Weise atomisierte oder versprühte Behandlungsflüssigkeit den oberen offenen Umfangsrand
des betreffenden Behälters erreicht, tritt ein Ansprühen der Flüssigkeit in das
Innere der umgebenden feststehenden Gehäusekammer ein, deren Umfangswandungen im
Gegensinn zu dem umlaufenden Behälter konisch schräg nach aussen und abwärts gerichtet
verlaufen. Wird nun das zu behandelnde iterial an Garn oder Fäden von unten nach
oben durch diese Kammer hindurchgeführt, dann erfolgt eine intensive Behandlung
dieses Materials durch den in der Gehäusekammer fein verteilten SprUhnebel an Behandlungsflüssigkeit,
insbesondere eine besonders wirkungsvolle,
und intensive Färbung
des betreffenden Materials. Die von dem behandelten Material nicht aufgenommenen
Flüssigkeitsmengen sammeln sich am Boden der Gehäusekammer und können von hier aus
für eine Wiederverwendung abgeleitet werden0 Der erfindungsgemäße Behandlungsvorgang
läßt erreichen, daß die Garne oder Fäden nach ihrer Behandlung eine völlig gleichmäßige
Länge aufweisen. Würde während des Behandeln durch Austreten unterschiedlicher Spannungen
der Fall ein treten, daß unterschiedliche Längen des zu behandelnden Gutes vorkommen,
dann läßt sich nicht vermeiden, daß bei der Verarbeitung derartiger Garne oder Fäden
Ungleichmäßigkeiten in der hergestellten Webware auf treten.
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Um diese Gleichmäßigkeit der Spannung des behandelten Gutes weiterhin
zu fördern, werden die Spulen der gleichzeitig behandelten Garne oder Fäden gleichmäßig
auf einem gemeinsamen Umfangskreis angeordnet, so daß von vornherein eine gleichförmige
Spannung gegeben ist, und darufliin eine radiale Führung der Garne oder Fäden von
den Spulen zur Mitte der Behandlungsvorrichtung hin und ebenfalls radial in die
Gehäusekammern der Vorrichtung geleitet.
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Würden die Spulen nämlich in einer geraden Linie und nicht in einem
Kreis angeordnet, ergäbe sich schon durch die und terschiedlichen Abstande zwischen
den Spulen und der Einführungsstelle
in die genannte Gehäusekammer
der Unterschied in den Spannungen der einzelnen Garne, die sich auch auf das fertig
behandelte Produkt auswirken. Nach dem Behandeln werden die Garne oder Fäden in
getrocknetem Zustand zu den Garnaufwickelvorrichtungen geleitet, die ebenfalls radial,
gegebenenfalls im Kreis angeordnet sind und das behandelte und getrocknete Garn
ebenfalls radial von der Behandlungsvorrichtung abziehen. Diese Garnaufwickler weisen
schräg geneigte tiefe Nuten auf, um auf diene Weise das fertig behandelte Garn auf
sugeordnete Aufwickelsnulen aufbringen zu können0 Nachstehend wird die Erfindung
für Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß ausgebildeten Behandlungsvorrichtungen
unter Verwendung schematischer Ueichnungen naher erläutert, wobei der besseren Übersicht
halber lediglich von einem Färbeverfahren ausgegangen wird In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorw richtung für das Färben
von Garnen oder Fäden, Fig. 2 eine Ansicht auf Fig. 1 von deren rechter Seite her,
Fig.
3 in vergrößertem Maßstabe einen Teilausschnitt aus einer Behandlungszone der Vorrichtung
nach Fig. 1 und 2, Pig. 4 in vergrößertem Maßstab den Axialschnitt durch eine abgeänderte
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 5 eine Draufsicht auf Fig.
4, Fig. 6 im weiterhin vergrößerten maßstab eine schaubildliche Ansicht einer der
Garnaufspulvorrichtungen gemäß Fig. 4 und 5, und Fig. 7 ein Querschnitt gemäß Linie
A-A der Fig. 4.
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Wie aus den Zeichnungen und insbesondere Fig. 1 und 2 zu ersehen ist,
sind waagerechte Platten 2, 31 4 und 5 übereinander und zwischen senkrechten Rahmenplatten
1 angeordnet. An den waagerechten Platten 2 und 3 sind Lagerplatten 6 gehalten,
die aneinander gegenüberliegen und eine angetriebene umlaufende Welle 7 führen,
welche durch die waagcrechte Platte 4 hindurchtritt. Zwischen den waagerechten Platten
3 und 4 ist die Welle 7 mit einer Jeezeil6 gewünschten Anzahl von umlaufenden, anch
oben sich öffnenden
konusförmigen Napfteilen 8 versehen, die mit
bestimmten Abstand voneinander mehrere Stufen übereinander bilden.
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Diese Napfteile oder Behälter 8 sind Je von einer Gehäusekammer 9
umgeben, die feststehend gehalten ist und Umfangswandungen aufweist, deren Neigung
im Gegensinn zur Konizität der Behälter 8 verläuft. Die oberen und unteren waagerechten
Wandungen der Gehäusekanimern 9 weisen Löcher oder Durchbrüche 10 auf, durch welche
die zu behandelnden Garne oder Fäden hindurchlaufen. Durch die oberen waage rechten
Wandungen der Gehäusekammern 9 treten Leitungen 11 hindurch, die Leitungsstücken
14 und Zuführungsleitungen 15 zugeordnet sind. Die Leitungsstücke 14 sind Je mit
einem Behälter 13 für Behandlungsflüssigkeit verbunden, wobei diese Behälter 13
unter Umständen auch unterschiedliche Behandlungsflüssigkeiten aufnehmen könflen.
Diese Vorratsbehälter 19 werden von einem gemeinsamen Tisch 12 gehalten, der sich
seitlich an-einer der senkrechten Rahwenplatten 1 befindet. Die unteren waagerechten
Wandungen der Gehäusekammern 9 sind mit Ablässen 16 für die Ableitung-der Behandlungsflüssigkeit
versehen, die mit Umlauf leitungen 17 über Pumpen 18 in Verbindung stehen und deren
anderes Ende in Jeweils einem der Flüssigkeitsbehälter 13 mündet.
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Zwischen den waagerechten Platten 3, 4 sind Tragstücke 19
derart
angeordnet, daß sie fest z.B. durch Niete 20 die Umfangswandungen der Gehäusekammern
9 halten. Werner tragen die waaerechten Platten 3 und 4 Platten 22 mit Garnführungen
21.
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An den Aussenseiten der senkrechten Rahmenplatten t sind Plansche
29 befestigt. Auf diesen Flanschen sind'Lager 24 für eine umlaufende Spindel 25
angebracht, deren Antrieb von einer geeigneten Kraftquelle her Uber den Antrieb
für die genannte Welle 7 erfolgt. Diese Spindel 25 hält zylindrische Garnspuler
27, die tief eingeschnittene Querschnittsnuten 26 aufweisen. Das Garn wird von Spulen
28 am moden der Vorrichtung abgezogen und über eine Querstange 29 zu Garnführungen
an der Querplatte 4 geleitet, Ausserdem weist die Querplatte 5 Garnführungen 30
auf.
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Während des Umlaufs der Welle 7 mit der gewünschten Geschwindigkeit
werden die zu behandelnden Garne oder Fäden von den Spulen 28 über die Querstange
29 zu den Garnführungen an der Querplatte 4 geleitet, von wo sie durch dia Durchbrüche
oder Löcher 10 der Gehäusekammern 9 hinduroh zu den Garnführungen 21 und von hier
zu den Aufwickelvorrichtungen am oberen Teil der Vorrichtung gelangen. Während dieses
Garnverlaufe nach aufwärts wird die jeweilige Färbflotte durch die Zuführleitungen
15 und die Leitungsstücke
14 von den Flüssigkeitsbehältern 13
aus zum Boden im Inneren der konusförmigen Napfteile 8 geleitet, um durch die genannte
Umlaufbewogung dieser Napfteile oder Behilter 8 ein Atomisieren oder Versprühen
der Pärbflotte der art zu erreichen, daß infolge Zentrifugalkraft die Färbflotte
vom oberen offenen Umfangsrand dieser Behalter 8 in Form eines Sprühnebels abgeschleudert
wird. Dieser Sprühnebel füllt dann die zugeordneten Gehäusekammern 9, durch welche
die zu färbenden Garne oder Fäden nach aufwärts hin durchgeleitet werden. Hierbei
tritt eine intensive Behandlung der Garne oder Fäden mit der Färbeflotte ein.
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Das Versprühen der Färbflotte mittels der Behälter 8 ergibt sich ohne
weiteres aus der konischen Innenform dieser Behälter 8 infolge des Umlaufs derselben.
Infolge der gegensinnigen Neigung der Umfangswände der zugeordneten Gehäusekammer
9 ergibt sich eins sehr wirksame Verteilung der Behandlungsflüssigkeit bzwn des
Sprühnebels in der Be handlungszone. Sobald der abgesprühte Nebel an Geschwindigkeit
verliert, schlägt sich der Sprühnebel in Form von Tropfen an den Innenwandungen
der Gehäusekammern 9 nieder, die sich dann auf dem Boden dieser Kammern 9 ansammeln
und in Form von Flüssigkeit aus den Ableitungen 16 in die Umlaufleitungen 17 ablaufen,
um mittels der Pumpen
18 wieder in die betreffenden Flüssigkeitsbehälter
13 zurückgefördert werden zu können, so daß eine Wiederverwendung möglich ist. Ersichtlich
sind die Gehäusekammern 9 mit Abstand voneinander senkrecht übereinander in mehreren
Stufen so befestigt, daß Garn, welches mit einer jeweils gewünschten Farbe in jeder
Gehäusekammer 9 gefärbt wurde, in diesem mit Farbe getränkten Zustand zunächst der
Aussenluft ausgesetzt und dann wiederum erneut in ausgeglichenem nasen Zustand gefärbt
wird, bis ee nach einer geeigneten Endtrocknung am oberen Teil der Vorrichtung ohne
Jede Spannung aufgewickelt wird.
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Das abwechselnde gleichmäßige Aufwickeln des behandelten Garnes oder
Fadens von rechts nach links auf den Zylinderwicklungen 27 ergibt sich, ohne daß
die Spindel 25 eine entsprechende Bewegung nach links oder rechts ausführen uB.
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In Fig. 4 ißt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargestellt. Hierbei wird innerhalb eines zylindrischen Rahmens 41 ein Paar waagerechter
Platten 42 und 43 zwischen den oberen und unteren Abstützungen dieses Rahmens 41
gehalten. Zwischen diesen waagerechten Platten befindet sich eine feste senkrechte
Stützsäule 44. Diese Säule 44 hält mit geeignetem senkrechten Abstand
voneinander
eine Jeweils gewünschte Anzahl, im vorliegenden Beispiel vier waagerechte Tragarme
45. Am vorderen Ende Jeder dieser Arme 45 ist eine umlaufende Welle 46 gelagert,
die mit einer Riemenscheibe 47 verbunden ist. Der Antrieb dieser Scheibe 47 erfolgt
von einem Motor 46 aus über eine Welle 49, welche aber ein Getriebe 410, gegebenenfalls
in Form einer Geshwindigkeitswechselkupplung, Je eine Welle 411 treibt, auf der
eine Riemenscheibe 412 sitzt. Derartige Motore 48 mit entsprechendem Antriebsmechanismus
sind entsprechend verteilt senkrecht übereinander am Rahmen 41 angebracht. Auf diese
Weise kann über die Jeweiligen Riemen 413 ein unabhängiger Antrieb für jeden der
Behälter 414 erzeugt werden. Diese Behälter 414 sind wiederum als konusförmig. Napfteile
ausgebildet, die sich nach oben hin öffnen und am oberen Ende der jeweiligen Welle
46 gehalten werden. Die Färbflotte wird ebenfalls wie vorangehend beschrieben, dem
Boden im Inneren jedes Behälters 414 zugeleitet. Die Färbflotte befindet sich in
einem im Behälter 414 gesondert zugeordneten Vorratsbehälter 415 und wird von dort
aus Uber eine Ableitung 416 und eine Leitung 417 mittels einer Pumpe 418 in das
Innere des Behälters 414 gefördert.
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Jeder Behälter 414 ist von einer Gehäusekammer 419 umgeben, die von
Tragsäulen 420 gehalten werden, welche sich
zwischen den Querplatten
42 und 43 befinden. Am Boden jedes dieser Gehäuse 419 befindet sich ein Ablaß 421,
der mit einer Ablaßleitung 422 in Verbindung steht. Die Leitung 422 steht über eine
Zentrifugalpumpe 423 mit einer Rückförderleitung in Verbindung, welche die abgeleitete
Färbflotte in die einzelnen Behälter 415 zurückführt. Die obere und untere Wandung
der Gehäusekammern 419 weisen Durchbrücke 424 auf, durch welche das zu behandelnde
Garn hindurchläuft.
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Eine Anzahl von Antriebstrommeln 425 sitzt auf einer diesen Trommeln
gemeinsamen Welle, wobei für jede dieser Trommeln die vorangehend genannten Garnführungsnuten
426 vorgesehen sind. Die Trommel 425 sind in Kreisform angeordnet, so daß die einzelnen
Wellen durch Universalgelenke 420 in Verbindung stehen und die Gesamtheit dieser
Trommeln mit zugeordneten Wellen durch Lager 429 auf der Oberseite des Rahmens 41
verläuft. Für den Antrieb der Wellen 427 der Trommeln 425 dient eine Scheibe 432',
die auf einer der Wellen 427 befestigt ist. Die Welle 431 des Antriebsmotors 430
trägt eine Antriebsscheibe 432, so daß ihr Antrieb über den Riemen 433 auf sämtliche
Trommeln 425 gemeinsam erfolgen kann. Die zylindrischen Garnspuler 434 sind derart
angeordnet, daß sie mit je einer Trommel 425 in Berührung stehen und je eine zugeordnete
Axialwelle 435
aufweisen.- Diese Wellen 435 sind von Lagern 429
so getra gen, daß eine ringförmige Anordnung der Garnspuler 4-34 vorliegt. Jeder
Garnspuler mit der zug-eordneten Welle kann einzeln aus den Lagern 429 entnommen
worden.- Am unteren Teil des Rahmens 41 sind die Spulenhalter 437 für die Spulen
4-36 kreisförmig angebracht Eine für die Einstellung der Spannung dienende Stange
438 verläuft oberhelb dieser Spulenhalter 437 in entsprechender Kreisanordnung.
Gegenüber dem Einlaß in die unterste Gehäusckammer befindet sich darüberhinaus eine
kreisförmige Anordnung von Garnführern 439. Eine weitere Stange 440 zur Einstellung
der Spannung befindet sich oberhalb der Trommeln 425 bei entsprechender Kreisform.
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Somit werden die von den Spulen 436 mit gleichem Abstand von der Mitte
des Rahmens 41 abgezogenen Garne oder Fäden bei gleichförmigen Zustand radial nach
innen hin gesammelt und nach aufwärts durch die Garndurchbrüche 424 jeder Gehäusekammer
419 nach oben geleitet, verlaufen dann über die Ringstange 440 und gelangen schließlich
zu den Trommeln 425, die mit den Garnspulern 434 in Berührung stehen.
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Auf diese Weise werden die Garne sämtlich mit gleichmäßiger Spannung
behandelt und auf die Garnspuler 434 aufgewickelt.
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Auf diese Weise wird eine Vielzahl von Garnen t unter gleichförmiger
Spannung zu den Garnspulern 434 geleitet und auf dieselben aufgespult.
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ii einzelnen arbeitet die Vorrichtung der Erfindung derart, daß dann,
wenn der Motor 430 umläuft und die Pumpe 423 arbeitet, die Garne oder Fäden t von
einer Vielzahl von Garnspulen 436 am Boden des Rahmens 41 abgezogen und Uber die
PUhrungen 438, 439 zum untersten Durchbruch der untersten Gehäusekammer 419 geleitet
werden. Von hier aus treten die Garne oder Fäden nacheinander durch sämtliche Durchbrüche
424 der übereinander geordneten Gehäusekammern 419 nach aufwärts hindurch und laufen
dann über die Ringetange 440 zu den einzelnen Trommeln 425 am oberen Ende des Rahmens
41 in die Nuten 426 derselben hinein, durch welche sie dann auf die zylindrischen
Garnspulen 434 aufgewickelt werden.
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Während des Durchtritts durch die Gehäusekammern 419 verlaufen die
Garne am Umfang der konusförmigen Napfteile oder Behälter 414 vorbei und durch den
am oberen offenen Rand dieser Behälter abgesprübten Färbflottenebsl hindurch, sobald
die Pärbtiotte dem Boden dieser Behälter zugeleitet worden ist und diese Behälter
von den zugeordneten Motoren 48 aus in Umlauf versetzt worden sind. Dabei wird wiederumwie
bei
dem vorangehenden Beispiel die sich in Tropfen innerhalb der Gehäusekammern absetzenden
Färbflotte am Boden der betreffenden Kammern gesammelt und über die Leitungen 422
vermittels der Pumpe 4:23 zu den Vorratsbehältern 415 zurückverbracht.
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Wenn bei den bisher üblichen Vorrichtungen der vorliegenden Art die
behandelten Garne oder Fäden zu Garnspulern geleitet werden, die nicht - wie bei
der Erfindung - im Kreis sondern linear angeordnet sind, dann ergibt sioh eine ungleichmäßige
Spannung ftlr die einzelnen Garne je nach dem unterschiedlichen Abstand der Garnspuler
von der Behandlungskammer. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist
gewährleistet, daß eine gleichmäßige Verteilung der Spannungen bei allen Garnen
oder Fäden während und nach der Behandlung vorliegt.
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Diese vorteilhafte Nöglichkeit ergibt sich bei der Erfindung im einzelnen
dadurch, daß am unteren Teil des Rahmens 41 die Spulenträger 437 kreisförmig derart
angeordnet sind, daß die aufgesetzten Garnspulen 436 konzentrisch um die Behälter
414 herum ihr Garn t abgeben. Ebenfalls sind, die mit den Garnführungsnuten 426
versehenen Antriebstrommeln 425 am oberen Teil des Rahmens 41 im Kreis angeordnet
wobei die Welle 427 dieser Trommeln über Univer
salgelenke 428
miteinander in Verbindung stehen. Wenn auswerden die Garnspuler 434 frei drehbar
in Berührung mit Je einer der genannten Trommeln 425 stehen, dann erfolgt ein völlig
gleichmäßiges Aufwickeln sämtlicher Garne t aus den Nuten 426 heraus auf die Garnspuler
434 unter stets gleichen Bedingungen, so daß jedes Garn t unter gleichförmiger Spannung
und Arbeitsgeschwindigkeit behandelt und aufgewickelt wird, Es ergeben sich somit
besonders gleichförmig gefärbte Garne oder Fäden gleichmäßiger Spannung und besonders
gleichmäßiger Qualität.
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PATENTANSPRÜCHE: