DE19614026A1 - Verfahren zum Nachweis untexturierter Garnabschnitte mittels optischer Vorrichtungen - Google Patents
Verfahren zum Nachweis untexturierter Garnabschnitte mittels optischer VorrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis
von untexturierten beziehungsweise fehlerhaft tex
turierten Garnabschnitten in texturierten Filament
garnen während des Texturierprozesses.
Das Texturieren von Filamentgarnen, insbesondere
Multifilamentgarnen, ist bekannt. Das Texturieren
dient dazu, aus einem kunststoffartigen, flachen
und glatten Multifilamentgarn ein gekräuseltes und
strukturiertes Garn herzustellen, das aufgrund sei
ner voluminösen und bauschigen Struktur textilen
Charakter aufweist. Dazu wird das Multifilamentgarn
im allgemeinen von einer Spule abgewickelt, durch
ein erstes Lieferwerk geführt, anschließend in ei
nem Heizer erhitzt, auf einer Kühlschiene abge
kühlt, durch einen Drallgeber und ein dahinter an
geordnetes zweites Lieferwerk, ein sogenanntes Ab
zugslieferwerk, geführt, um anschließend auf einer
Garnspule aufgewickelt zu werden. Der Drallgeber
dient dazu, das Multifilamentgarn in einem Arbeits
gang vorübergehend hochzudrehen (eine vorüberge
hende Drehung wird auch als Falschdraht bezeichnet)
und ermöglicht es durch den sich gleichzeitig aus
bildenden Drehungsrückstau, den tordierten Zustand
im Bereich vor dem Drallgeber durch Erhitzen und
Abkühlen thermisch zu fixieren. Hinter dem Drallge
ber wird die Drehung wieder herausgenommen und das
Filamentgarn aufgedreht. Aufgrund der im tordierten
Zustand erfolgten thermischen Fixierbehandlung
weist das Garn die gewünschte gekräuselte Struktur
auf.
Die Drallerteilung erfolgt vorwiegend mit einem
dreiachsigen Scheibenfriktionaggregat oder mittels
sogenannter gekreuzter Riemchen. Die Drallerteilung
mittels Friktion ermöglicht sehr hohe Rotations-
und damit auch hohe Produktionsgeschwindigkeiten.
Sind jedoch die Reibungsverhältnisse zwischen
Drallgeber und Garn nicht konstant, dann führt dies
zu Störungen des Prozesses, die auch als Instabili
täten bezeichnet werden und damit zu Qualitätsver
lusten im Garn führen. Derartige Fehler können aus
Störungen in der Spinnerei, aus ungleichmäßigem
Auftrag oder ungleichmäßiger Verteilung der Spinn
präparation auf der Fadenoberfläche, aus Tempera
turschwankungen beim Texturieren oder auch aus Ver
schmutzungen von Heiz- und/oder Kühlschienen resul
tieren. Die Störungen können ein sogenanntes Ballo
nieren des Garns bewirken, was insbesondere bei ho
hen Rotationsgeschwindigkeiten auftritt. Ein Ballo
nieren des Garns führt zu einem unkontrollierten
Fadenlauf, zu Fadenspannungsschwankungen und zu
Qualitätsverlusten.
Insbesondere bei instabilen Prozessen kann der Fa
den über die Scheibenoberfläche des Friktionsaggre
gates springen. Dieser sogenannte Drallschlupf
führt zu einem Drehungsdefizit innerhalb der Drallzone.
Vor dem Drallgeber hochgedrehtes Garn kann
also kurzzeitig, ohne Auflösung der Drehung, das
Aggregat passieren. Dies führt zu kurzen, untextu
rierten Garnabschnitten, sogenannten "tight spots".
Die Qualität des texturierten Garns wird im allge
meinen durch stichprobenartige Prüfung des fertig
texturierten Garns kontrolliert. Dabei kann nur ein
sehr kleiner Bruchteil der gesamten Produktions
menge geprüft werden. In den letzten Jahren wurden
sogenannte On-Line-Produktionskontrollen beim Tex
turieren eingeführt, so daß weitgehend die gesamte
Produktionsmenge auf ihre Qualität hin kontrolliert
werden kann. Dabei werden jedoch die Garne nicht
lückenlos meßtechnisch erfaßt, weil die verwendeten
Meßsensoren und die Abtastraten niedrigfrequent ar
beiten, und so unerwünschte, kurze Störstellen
("tight spots") häufig nicht erkannt werden. Die
On-Line-Kontrolle im Texturierprozeß wird im allge
meinen mittels Fadenzugkraftmessung durchgeführt.
Bekannt sind Kontrollsysteme, die niedrigfrequente
Fadenzugkraftschwankungen- beziehungsweise spitzen
erfassen können. Die Erfassung von kurzen Störungen
und Fehlstellen ist mit diesen Systemen nicht mög
lich.
Der vorliegenden Erfindung liegt also das techni
sche Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zum Nachweis von unerwünschten, untexturierten be
ziehungsweise fehlerhaft texturierten Garnabschnit
ten insbesondere kurzer Längen in insbesondere nach
dem Friktionsfalschdraht-Verfahren hergestellten
texturierten Filamentgarnen bereitzustellen, das
während des Texturierens durchgeführt wird.
Die Lösung dieses technischen Problemes liegt in
der Bereitstellung eines Verfahrens gemäß Haupt
anspruch, insbesondere eines Verfahrens zum Nach
weis von untexturierten beziehungsweise fehlerhaft
texturierten Garnabschnitten in texturierten Fila
mentgarnen während des Texturierprozesses, wobei
die Garndicke optisch oder laseroptisch bestimmt
und anschließend ausgewertet wird. Die Überprüfung
der Garndicke gibt in vorteilhafter Weise Aufschluß
über den Texturierprozeß und die Qualität des er
haltenen Garnes, da optisch oder laseroptisch er
kennbare vergleichsweise dünne Garnstellen auf un
texturierte, beziehungsweise fehlerhaft textu
rierte, nicht aufgedrehte Garnabschnitte hinweisen.
Erfindungsgemäß deuten insbesondere Garndickenab
weichungen von mehr als 20% auf kurze, untextu
rierte Garnstellen hin. Insbesondere kurze Stör
stellen konnten mit den bisher bekannten Verfahren
nicht nachgewiesen werden, was nun mit Hilfe der
vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise mög
lich ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Er
findung wird unter kurzen Störstellen ein Garnab
schnitt der Länge von maximal 50 mm, vorzugsweise
1 mm bis 20 mm, verstanden. In vorteilhafter Weise
können also kurze Instabilitäten, beispielsweise
das Rutschen des Fadens auf einer Scheibe des Frik
tionsaggregates, die zu "tight spots" führen, nach
gewiesen werden.
Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Nachweis
von untexturierten beziehungsweise fehlerhaft tex
turierten Garnabschnitten in texturierten Filament
garnen während des Texturierprozesses vor, wobei
die Garnposition und/oder Garnpositionsveränder
ungen, insbesondere Garnquerlaufschwankungen op
tisch und/oder laseroptisch bestimmt und aus
gewertet werden. Die Verwendung optischer oder la
seroptischer Vorrichtungen ermöglicht es, auch in
dieser Ausführungsform der Erfindung kurzzeitige
Instabilitäten, die zu unerwünschten, kurzen Stör
stellen führen, nachzuweisen. Die vorliegende Er
findung beruht also unter anderem darauf, erkannt
zu haben, daß die Garnposition beziehungsweise die
Veränderung der Garnposition beim Lauf über eine
Scheibenoberfläche des vorzugsweise als Friktions
aggregates ausgeführten Drallgebers den Nachweis
von kurzen, untexturierten beziehungsweise fehler
haft texturierten Garnabschnitten ermöglicht. Er
findungsgemäß ist besonders bevorzugt vorgesehen,
das Garnlaufverhalten auf der Ausgangsscheibe, also
der letzten Friktionsscheibe - meist ist diese eine
Fadenführungsscheibe - des Friktionsaggregates zu
bestimmen. Bei einem stabilen Texturierprozeß, das
heißt einem Texturierprozeß ohne Bildung von Stör
stellen, läuft der Faden an der Ausgangsscheibe auf
einer stärker gekrümmten Kurve, die anzeigt, daß
auf den Faden eine Reibkraft einwirkt. Die Krümmung
des Garnlaufs verkleinert sich bei einem leicht in
stabilen Prozeß, wobei bei einem sehr instabilen
Prozeß der Faden fast gerade über die letzte
Scheibe läuft, was anzeigt, daß die einwirkende
Reibkraft gegen 0 geht. Bei einem instabilen Prozeß
treten insbesondere Veränderungen des Garnlaufwegs
auf der Ausgangsscheibe auf, die wie eine Welle er
scheinen. Daraus ist erkennbar, daß beim instabilen
Prozeß der Faden über die Scheibenoberfläche
springt. Dieser Drallschlupf führt zu einem Dre
hungsdefizit innerhalb der Drallzone. Tritt diese
Welle auf der Ausgangsscheibe auf, kann hochge
drehtes Garn kurzzeitig, ohne Auflösung der Dre
hung, das Aggregat passieren und "tight spots" bil
den.
Die optische oder laseroptische Überprüfung des
Garnlaufverhaltens, insbesondere auf der Ausgangs
scheibe, ermöglicht also den Nachweis von kurzen
Störstellen im texturierten Garn. Der Nachweis kur
zer untexturierter Garnabschnitte durch Bestimmung
und Auswertung der Garnposition und des Garnlauf
verhaltens kann sowohl alleine als auch in Kombina
tion mit der bereits beschriebenen Garndicke-Nach
weismethode zur Bestimmung kurzer untexturierter
Garnabschnitte verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung sieht in besonders bevor
zugter Weise ein Verfahren zum Nachweis kurzer, un
texturierter beziehungsweise fehlerhaft texturier
ter Garnabschnitte in texturierten Filamentgarnen
während des Texturierprozesses vor, die sowohl für
die Bestimmung der Garndicke als auch für die Be
stimmung der Garnposition und/oder des Garnlaufver
haltens optische und/oder laseroptische Vorrich
tungen verwendet, die in der Lage sind, kurze Stör
stellen im Garn nachzuweisen, also hohe Abtastra
ten, vorzugsweise < 10 kHz, aufweisen. Erfindungs
gemäß sind insbesondere Abtastraten zu wählen, die
so hoch sind, daß bei der gewählten Produktionsge
schwindigkeit die Garndicke in 1 mm-Abständen abge
tastet wird und Garnpositionsschwankungen von 6 kHz
und mehr erfaßt werden können. Je höher die Ab
tastraten und die Auflösung der verwendeten opti
schen und/oder laseroptischen Vorrichtungen sind,
desto kürzere Störstellen können erfaßt und/oder
bei desto höheren Produktionsgeschwindigkeiten kann
das Verfahren angewandt werden. Die Garndicke kann
mit Hilfe einer Photozelle, die Veränderung der
Garnposition mittels einer Photozellenleiste (CCD-
Zeile) bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, sowohl die Bestimmung
der Garndicke, als auch die Bestimmung der Garnpo
sition und/oder des Garnlaufverhaltens während der
Drallerteilung im Bereich der Friktionsscheiben des
Scheibenfriktionsaggregates durchzuführen, insbe
sondere die Bestimmung auf oder an der letzten Ar
beitsscheibe oder der letzten Fadenführungsscheibe,
das heißt der Ausgangsscheibe, durchzuführen. Ins
besondere das Garnlaufverhalten weist, je nach In
stabilität des Texturierprozesses, deutliche Unter
schiede an beziehungsweise auf der Ausgangsscheibe
auf, so daß die optischen oder laseroptischen Mes
sungen vorzugsweise dort durchzuführen sind. Die
Erfassung der Garndicke kann jedoch auch auf der
gesamten Strecke von der Ausgangsscheibe des Drall
gebers 13 bis zur Aufwindung des texturierten Garns
auf der Spule 19 erfolgen.
Selbstverständlich ist es auch möglich, mittels der
beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren, lange
untexturierte Garnabschnitte (sogenannte "Surging-
Stellen") nachzuweisen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbei
spiels und der dazugehörigen Figuren näher erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Anordnung zum Textu
rieren von Multifilamentgarnen;
Fig. 2 ein Friktionsaggregat und
Fig. 3 schematisch die Fadenlaufgeometrie auf
der Ausgangsscheibe eines Friktionsaggre
gates.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1
zum Texturieren von Filamentgarnen mittels eines
Friktionsfalschdraht-Verfahrens. Die Vorrichtung 1
weist eine Spule 3 auf, von der das Multifilament
garn 5 abgespult wird und durch ein Lieferwerk 7 in
einen Heizer 9 geführt wird. Das Multifilamentgarn
5 wird aus dem Heizer 9 über eine Kühlschiene 11
und durch einen als Scheibenfriktionsaggregat aus
geführten Drallgeber 13 in ein Abzugslieferwerk 17
und von dort auf die Garnspule 19 geführt. Zwischen
Drallgeber 13 und Abzugslieferwerk 17 befindet sich
eine Vorrichtung 15 zum Nachweis von unstrukturier
ten Garnabschnitten in texturierten Filamentgarnen.
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß die
Vorrichtung 15 stromabwärts, das heißt hinter dem
Abzugslieferwerk 17 und vor der Garnspule 19 ange
ordnet ist.
Die Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines als
Friktionsaggregat 48 ausgebildeten Drallgebers 13.
Die Fig. 2 verdeutlicht den Aufbau des drei Achsen
50, 52, 54 aufweisenden Scheibenfriktionsaggregates
48. Auf jeder der drei Achsen 50, 52, 54 sind konzen
trisch Friktionsscheiben 56 angeordnet. Die Garn
laufrichtung VF ist durch einen Pfeil dargestellt.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Bestimmung der
Garndicke beziehungsweise des Garnlaufverhaltens
wird bevorzugt an oder auf der letzten Ar
beitsscheibe 56′ oder der Ausgangsscheibe 56′′
durchgeführt.
Die Fig. 3 stellt schematisch die Garnlaufgeome
trie auf der Ausgangsscheibe 56′′ bei unterschied
lichen Prozeßbedingungen dar. Die Figur verdeut
licht den Verlauf des Garns in Richtung VF vom Ein
laufspunkt E über die Ausgangsscheibe 56′′ mit de
ren Äquator M (Scheibenmitte) in Richtung Auslaufs
punkt A des Aggregates 48. Dargestellt ist ferner
die Scheibendrehachse 58. Das Garnlaufverhalten und/oder
die Garndicke auf der Ausgangsscheibe 56′′
wurde mittels einer High-speed-Videokamera mit Aus
wertesystem bestimmt, die bis maximal 6 000 Bilder/s
aufnehmen kann. Die optische oder laseroptische
Bestimmung der Garndicke und/oder des Garnlauf
verhaltens läßt sich auf (beispielsweise Feld 60)
oder hinter der Ausgangsscheibe 56′′ (beispiels
weise Feld 62) durchführen. Den Aufnahmen der High
speed-Videokamera läßt sich entnehmen, daß sich der
Faden grundsätzlich auf der Scheibe 56′′ quer zur
Fadenlaufrichtung VF, das heißt in der Richtung VD
bewegt, und zwar sowohl bei einem stabilen Prozeß
als auch bei einem instabilen, das heißt zu Stör
stellen führendem, Texturierungsprozeß. Bei einem
stabilen Prozeß, das heißt einem Prozeß, bei dem
keine Störstellen auftreten, verläuft der Faden auf
einer stark gekrümmten Kurve (Position 1). Die Am
plitude der Garnquerbewegung ist klein. Die maxi
male Amplitude der Garnquerbewegung in der Schei
benmitte M liegt bei ca. 0,2 mm (Durchmesser des
verwendeten PES-Garns 50 dtext f 80 im Friktions
aggregat liegt bei 0,09 mm, Garnlaufgeschwindigkeit
beispielsweise 600 m/min).
Bei einem leicht instabilen Prozeß tritt eine rela
tiv große Garnquerbewegung auf, wobei die maximale
Amplitude der Garnquerbewegung bei 0,5 mm liegt.
Der Faden schwingt periodisch mit niedriger Fre
quenz zwischen den Positionen 1 und 3 hin und her.
Bei einem ausgesprochen instabilen Prozeß befindet
sich der Faden meistens in der Position 4. Der Fa
den schwingt periodisch mit niedriger Frequenz zwi
schen den Positionen 4 und 2 hin und her, wobei die
maximale Amplitude der Garnquerbewegungen bei ca.
1 mm liegt.
Unerwünschte kurze, untexturierte Stellen des Garns
("tight spots") treten auf, wenn der Prozeß insta
bil ist.
Da der Nachweis von Störstellen in texturierten
Garnen auch mittels Messung der Fadenzugkraft im
kHz-Frequenzbereich möglich ist, können die erfin
dungsgemäßen Verfahren dazu verwendet werden, Fa
denzugkraftmessungen zu überprüfen oder zu erset
zen. Erfindungsgemäß können Ergebnisse der Garn
laufverhalten oder Garndickenbestimmung mit Ergeb
nissen der Fadenzugkraftmessung korreliert werden,
um "tight spots" nachzuweisen. Der Faden neigt bei
höheren Fadenzugkräften zu einem geraden, schwächer
gekrümmten Lauf über die Scheibe 56′′, das heißt er
versucht, den kürzesten Weg einzuschlagen. Dabei
kann der Faden beispielsweise von Position 1 auf
Position 2 rutschen, wobei Drallschlupf und uner
wünschte "tight spots" entstehen können. Die Garn
dicke ändert sich bei einem stabilen Prozeß in der
M-A-Zone (vgl. Fig. 3) kaum, während ein instabi
ler Prozeß unter Bildung kurzer Störstellen durch
schwankende Garndicke erkennbar wird.
Selbstverständlich ist es mit den erfindungsgemäßen
Verfahren nicht nur möglich, kurze Störstellen,
sondern auch lange, untexturierte Garnabschnitte
("Surging-Stellen") nachzuweisen.
Claims (10)
1. Verfahren zum Nachweis von untexturierten bezie
hungsweise fehlerhaft texturierten Garnabschnitten
in texturierten Filamentgarnen während des Textu
rierprozesses, dadurch gekennzeichnet, daß die
Garndicke beziehungsweise Abweichungen von der
mittleren Garndicke optisch und/oder laseroptisch
bestimmt und anschließend ausgewertet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zusätzlich oder alternativ zur Garndicken
bestimmung optisch und/oder laseroptisch die Garn
position und/oder das Garnlaufverhalten, insbeson
dere die Garnquerbewegung bestimmt und ausgewertet
wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, da
durch gekennzeichnet, daß der Texturierprozeß das
Friktionsfalschdrahtverfahren ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß kurze, untexturierte
Garnabschnitte nachgewiesen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die optische und/oder la
seroptische Bestimmung mittels Vorrichtungen durch
geführt wird, die hohe Abtastraten, vorzugsweise <
10 kHz, aufweisen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die optische und/oder la
seroptische Bestimmung während der im Texturier
prozeß erfolgenden Drallerteilung im Bereich der
Friktionsscheiben eines Scheibenfriktionsaggregates
durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die optische und/oder la
seroptische Bestimmung an oder auf der letzten Ar
beitsscheibe oder der Ausgangsscheibe eines Schei
benfriktionsaggregates durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die optische und/oder la
seroptische Bestimmung auf der Strecke zwischen
Drallgeber und Aufwindegarnspule durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß das Filamentgarn aus ei
nem Thermoplast, wie Polyester, Polyethylen, Poly
amid oder Polypropylen, besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die bestimmten optischen
und/oder laseroptischen Daten mit Ergebnissen von
Fadenzugkraftmessungen korreliert und ausgewertet
werden.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996114026 DE19614026A1 (de) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | Verfahren zum Nachweis untexturierter Garnabschnitte mittels optischer Vorrichtungen |
EP97920623A EP0892925B1 (de) | 1996-04-09 | 1997-04-07 | Verfahren und vorrichtung zum nachweis untexturierter garnabschnitte in texturierten filamentgarnen |
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PCT/EP1997/001729 WO1997038306A1 (de) | 1996-04-09 | 1997-04-07 | Verfahren und vorrichtung zum nachweis untexturierter garnabschnitte in texturierten filamentgarnen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996114026 DE19614026A1 (de) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | Verfahren zum Nachweis untexturierter Garnabschnitte mittels optischer Vorrichtungen |
Publications (1)
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DE19614026A1 true DE19614026A1 (de) | 1997-10-16 |
Family
ID=7790810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1996114026 Withdrawn DE19614026A1 (de) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | Verfahren zum Nachweis untexturierter Garnabschnitte mittels optischer Vorrichtungen |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19939711A1 (de) * | 1999-08-21 | 2001-02-22 | Schlafhorst & Co W | Verfahren und Vorrichtung zur Detektierung von Fremdkörpern in einem längsbewegten Faden |
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1996
- 1996-04-09 DE DE1996114026 patent/DE19614026A1/de not_active Withdrawn
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DE19939711A1 (de) * | 1999-08-21 | 2001-02-22 | Schlafhorst & Co W | Verfahren und Vorrichtung zur Detektierung von Fremdkörpern in einem längsbewegten Faden |
US6380548B1 (en) | 1999-08-21 | 2002-04-30 | W. Schlafhorst Ag & Co. | Method and device for detecting foreign matter in longitudinally traveling yarn |
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