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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung verwirrter Fäden Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen periodischen Verwirrung
der Einzelfäden von multifilen Garnen mittels periodischer Luftströmungen.
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Es ist bekannt, zur Erzeugung von nichtelastischen voluminösen multifilen
Garnen die Einzelfäden im kalten Luftstrom miteinander zu verschlingen. Dabei entstehen
sich selbst kreuzende Schlaufen, die in beliebigen Abständen und unregelmäßig verteilt
in den Einzelfäden des Gesamtfadenbündels gebildet sind und von denen die Schlaufen
einiger der innenliegenden Einzelfäden aus der Garnoberfläche herausragen. Hierfür
wird das Garn mittels eines starken Gasstromes durch ein enges Rohr geführt und
nach Verlassen des Rohres abrupt aus der außerhalb des Rohres befindlichen Turbulenzzone
entfernt, wobei eine wesentliche Verringerung der Abzugsgeschwindigkeit gegenüber
der Eintrittsgeschwindigkeit Vorauseetzung filr die Schlingenbildung ist. Diese
Turbulenz-Zone befindet sich außerhalb der DUse. Der Effekt der Verschlingung entsteht
durch die abrupte Entfernung.
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Es ist auch bekannt, ein nicht elastisches nicht voluminöses Garn
zu erzeugen, welches eine bessere Verarbeitungaeigenschaft bezüglich Flusigkeit
besitzt, weil durch Verwirrung
der E nzelfäden in einem Luftstrom
Knotenpunkte zwischen ihnen geschaffen werden. Dies erfolgt ohne Bildung von aus
dem Faserverband herausragenden Schlingen, indem der multifile Faden in einem Kanal
einem turbulenten kalten Luftstrom ausgesetzt wird, dessen Wirbelachsen parallel
zur Fadenlaufrichtung verlaufen, wodurch die Einzelfäden in nicht regelmäßigen Abständen
miteinander verwirrt werden.
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Der Faden muß jedoch aus diesem Kanal unter einer solchen Spannung
abgezogen werden, daß er nicht erschlafft.
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Es Bst ferner bekannt, zur Erzeugung eines nicht elastischen und nicht
voluminösen Fadens mit Einzelfadenverwirrungen den Gesamtfaden zwischen zwei Festpunkten
der Einwirkung eines senkrecht zur Fadenlaufrichtung ausströmenden Gasstromes auszusetzen
und in Verbindung mit einem gegenüber der Ausströmdüse angeordneten Resonanzraum
in erzwungene Schwingungen zu setzen und so mechanisch die Verwirrungen der Einzelfäden
zu erzeugen.
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Bei Erzeugung einer Turbulenz außerhalb der Düse mit abrupter Entfernung
des Garnes wird ein sehr stark schlaufiges Garn erhalten. Bei diesem Verfahren ist
es nicht möglich, ein glattes nicht voluminöses Garn in der gewunschten Art zu erzeugen.
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Die weiter erwähnten Verfahren und Vorrichtungen besitzen folgende
Nachteile: Bei beiden Verfahren ist eine bestimmte Fadenspannung notwendig, da der
Faden während des Wirbel- wie auch während des Schwingungsvorganges gespannt sein
muß. Diese notwendige Fadenspannung führt bei feintitrigen Materialien zu Einzelkapillarbrüchen
und ist daher nur fAr bestimmte Materialien geeignet. Außerdem besitzt nur die mit
Schwingung arbeitende Vorrichtung den Vorteil, die Knotenpunkte
durch
die Entfernung der FUhrungspunite in etwa zu bestimmen, jedoch hängt die Frequenz
von der Fadenspannung ab.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Verwirrung der Einzelfäden eines multifilen Garnes zu entwickeln, wobei die
genannten Nachteile vermieden werden. Außerdem soll die Verwirrungsfrequenz in weiten
Grenzen einstellbar sein.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Garn spannungslos
durch mindestens einen rohrartigen Düsen raum durchgeführt wird, dessen Gasinhalt
entsprechend der Eigenfrequenz des Raumes in Schwingungen versetzt wird.
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Die Erregung der Schwingungen erfolgt dabei vorzugsweise durch Anblasen
mittels kalter Druckluft am Raumende.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Faden transport durch
eine Strömung des schwingenden Mediums in der Verwirrungdüse bewirkt,wobei diese
Strömung durch ein Druckgefälle über die Verwirrungsdüse hervorgerufen wird und
das Druckgefälle durch Verstellen einer Drosselstelle einstellbar ist.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer
an sich bekannten Verwirrungsdüse mit GaszufUhrungsleitungen. Erfindungsgemäß ist
vor der Verwirrungsdüse eine einstellbare Drosselstelle und nach der Verwirrungsdllse
eine Fadenbremse angeordnet.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß aufgrund der spannungslosen Fadenführung auch bei feintitrigen Materialien Kapillarbrüche
vermieden werden können. Ferner kann nun die Verwirrungsfrequenz und damit auch
der Verwirrungsgrad des Garnes in reproduzierbarer Weise vorher
eingestellt
werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
soll nun anhand von Zeichnungen dargestellt und näher beschrieben werden.
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Es zeigen: Figur 1 zwei um 1800 gegeneinander phasenverschobene Schwingungszustände
in d-er Verwirrungsduse und die dazugehörigen Fadenbewegungen Figur 2 ein AusfUhrungsbeispiel
der Verwirrungsddse mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
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Beim Anblasen des Raumendes der Verwirrungsdüse entstehen an an ihren
offenen Enden longitudinale Gasbewegungen in Richtung der Dsenachse.
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Die in der Mitte der Düse stattfindenden Druckänderungen bewirken
Kompression und Expansion des Gases um und zwischen den Einzelfäden. Bei der Expansion
werden nun die Einzelfäden sternförmig aufgefächert und bei der-Kompression zentral
zusammengodrtlckt. Bei der Kompression bilden die Einzelenfäden Schlingen, die sich
dann untereinander verknoten. Dieser Sachverhalt ist in Figur 1 schematisch dargestellt.
In den Diagrammen ist der Druck in der Verwirrungsdllse als Funktion des Ortes aufgetragen.
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Das obere und untere Bild entsprechen 2 und1800 phasen verschobenen
Schwingungszuständen. Unmittelbar unter den Diagrammen sind jeweils die entsprechenden
Fadenbewegungen angedeutet. Das obere Bild entspricht dem Zustand der Kompression.
Die Fäden werden dabei in der Mitte zusammengedrückt und verknotet. Das untere Bild
enspricht dem Zustand der Expansion. Die Fäden werden hierbei in der Mitte auseinandergezogen.
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Für eine Knotenbildung stehen meherere Einzelschwingungen der Einzelfäden
innerhalb der Verwirrungsdüse zur Verfügung, da die Eigenfrequenz hoch ist und die
Abzugsgesohwindigkeit des Fadens im Vergleich dazu klein ist.
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Zwischen Knotenabstand, Anzahl der Einzelschwinung je Verknotung,
Abzugsgeschwindigkeit und Eigenfrequenz der Luftsäule der Düse besteht ein eindeutiger
Zusammenhang. Da dieEigenfrequenz eines beiderseits offenen Ddsenraumes nach den
Formeln für offene Pfeifen zu berechnen ist, können für eine bestimmte Düsengeometrie
die Produkteigenschaften im Voraus bestimmt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand von Figur 2
näher beschrieben. Bei einer typischen Länge der Verwirrungsdüse von L = 1,7 cm
berechnet sich die Eigenfrequenz mit f = 9800 Hz,wenn kalte Luft zum Anblasen verwendet
wird. Die Anzahl der Verknotungen/m Fadenlänge beträgt dann n = 100 = 59. Für z
= 28 Einzelschwingungen Je Verknotung er g t sich dann für die Abzugsgeschwindigkeit
v = n z = M 8 = 6 nVsec. Experimentell ergaben sich bei dieser Abzugsgeschwindigkeit
56 bis 60 Verknotungen/m Fadenlänge.
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Bei der Durchführung des Verwirrene läuft der Faden durch die Bohrung
der Abschlußplatte 1, die Druckblende 2 mit einer Höhe von 0,05 bis 0,25 mm in das
Garnleitrohr 3, das am Ende abgeschrägt ist. Danach verläßt er die Verwirrungsvorrichtung
am Düsenaustritt durch einen Kanal 4, dem eine Bremse 5, 6 nachgeschaltet ist. Das
einströmende Medium tritt sowohl in den Düsenraum 7, wie auch in die Drosselstelle
2 ein, wobei der Druck durch vorgeschaltete Ventile 8, 9 variiert werden kann. Typische
Druckwerte für den DUs bnraum 7 und die Druckblende 2 liegen bei 1,8 bis 2 atü.
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Die in Fadenlaufrichtung nachgeschaltete Bremse 5 mit dem Gegenstift
6 sorgt für die Spannungslosigkeit des Fadens.
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Die von der Aufwicklung her wirkende Abzugs spannung hat daher keinen
Einfluß auf den Verwirrungsvorgang.