DE2424302C2

DE2424302C2 - Verfahren zum Regeln der Fadenspannung

Info

Publication number: DE2424302C2
Application number: DE2424302A
Authority: DE
Inventors: Ingolf Dr. 8901 Bobingen Jacob; Hans-Jürgen Dr. Strutz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1974-05-18
Filing date: 1974-05-18
Publication date: 1983-09-15
Also published as: GB1469071A; FR2271162B1; ATA375075A; AT359399B; FR2271162A1; US4010915A; DE2424302A1; NL7505592A

Description

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Die vorliegende Erfindung bet! .Tt ein Verfahren zum Regeln der Fadenspannung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei unter fadenartigem Gut Fäden, Garne aber auch Fadenpakete, wie sie bei der Stauchkräuselung und insbesondere der Blasstauchkräuselung anfallen, verstanden werden sollen.

Bei der Herstellung und Verarbeitung von fadenartigem Gut ist oft eine konstante Fadenspannung notwendig. Diese konstante Fadenspannung soll auch tu frech t erhalten bleiben, wenn z. B. die Dehnung, die Faden-Metall-Reibung, der Schrumpf oder die Kräuselung des Gutes schwanken.

Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt. Fadenbremsen, wie z. B. Tellerbremsen oder Fingerbremsen, einzusetzen, die mit einem Fühler verbunden sind, der die Spannung des fadenartigen Gutes mißt und von dem ein entsprechendes Signal ausgeht, wenn die Fadenspannung außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt. Eine Regelung bzw. Konstanthaltung der Fadenspannung ist mit Hilfe eines solchen Fühlers möglich, er gibt ein entsprechendes Steuersignal oder wirkt selbst auf die Bremse ein, um die Fadenspannung zu korrigieren. Eine solche Vorrichtung wird z. B. in der DE-AS 13 03 823 beschrieben. Hier greift der Fadenspannungsfühler, der die Fadenspannung nach der Bremse mißt, mechanisch auf eine Tellerbremse ein und führt so zu einer Regelung bzw. Konstanthaltung der Fadenspannung nach der Bremse.

Diese Art der Spannungskonstanthaltung bei einem laufenden fadenaritgem Gut ist in einer Reihe von Anwendungsfällen nicht einsetzbar, z. B. weil die Fadenspannung auf einer Strecke des laufenden Gutes konstant gehalten werden soll, die sich diiekt an ein

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⁶⁵ Förderorgan anschließt, oder weil geometrische Gründe, wie z. B. räumliche Enge oder aber die Empfindlichkeit des Gutes, zu diesem Zeitpunkt den Einsatz einer Bremse nicht gestatten. Darüber hinaus führt der Einsatz jeder Bremse zu einer Erhöhung der Fadenspannung nach der Bremse. Diese Bremseinrichtungen versagen, wenn die Spannungen Jes fadenartigen Gutes auf sehr niedrigen Werten konstant gehalten werden sollen z. B. Spannungen, die nicht susreichen, die Kräuselung eines texturierten Fadens heraaszuziehen. Es ist bekannt, daß in einigen Fallen eine Spannungskonstanthaltung von fadenartigem Gut auch dann möglich ist wenn an dieser Stelle der Einsatz von Bremsen nicht möglich oder aber mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist Eine solche Spannungskonstanthaltung ist möglich durch die Förderung des Gutes über Förderorgane, deren Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Spannung des Gutes zwischen den Förderorganen geregelt werden kann. Entsprechende Vorrichtungen sind beispielsweise in der DE-AS 19 57 782 und der US-PS 30 91 912 beschrieben. Eine Regelung der Fadenspannung mit Hilfe der Geschwindigkeit von Lieferorganen vor und/oder nach der Strecke, in der das Gut bei konstanter Spannung gehalten wird, sind technisch sehr aufwendig. Dies gilt insbesondere, wenn entsprechende Regeleinrichtungen an Maschinen benötigt werden, die mehrere oder viele gleichartige Aggregate nebeneinandet aufweisen. Hier sei auf die Falschdrahttexturier-Einrichtungen hingewiesen, wie sie beispielsweise in der US-PS 30 91 912, Figur 6 und 7, wiedergegeben sind. Es ist üblich, bis zu lOOTexturiersteflen einer Maschine mit gleichen Galetten und Abzugseinrichtungen auszurüsten, die jeweils über einen gemeinsamen Antrieb angetrieben werden. Eine Regelung der Fadenspannung des fadenartigen Guts bei seinem Lauf über den 2. Heizer ist nur möglich, wenn die Aufwickelgeschwindigkeit jeder einzelnen Texturierstelle individuell geregelt werden kann.

Zu dem erheblichen technischen Aufwand, den die Regelung der Fadenspannung übrr die Geschwindigkeit der Lieferorgane bewirkt, kommt jedoch noch häufig dazu, daß aufgrund vorgeschalteter oder nachgeschalteter Behandlungsprozesse die entsprechenden Geschwindigkeiten der Transportorgane, wie z. B. Galetten, gar nicht verändert werden dürfen, da dadurch die Verweilzeit des fadenartigen Gutes in den vor- und nachgeschalteten Prozessen unzulässig verändert wird. Bei thermischen Behandlungen von Fäden ist z. B. eine konstante Verweilzeit in einer solchen vor- oder nachgeschalteten Behandlungszone unbedingt erforderlich, um eine gleichmäßige Anfärbung, Kräuselung und einen gleichmäßigen Schrumpf usw. zu erreichen.

Besondere Schwierigkeiten sind beispielsweise bei der Auflösung von heißen gekräuselten Fadenpaketen beobachtet worden, wie sie z. B. nach einem Verfahren der DE-OS 21 55 094 anfallen. Zur Einhaltung einer konstanten Verweilzeit ist es erforderlich, die gekräuselten Garne mit konstanter Geschwindigkeit aus dem Stauraum abzuführen. Das gleichzeitig damit verbundene Auflösen des heißen Garnpaketes in gekräuselte Garne muß unter einer sehr konstanten Fadenspannung erfolgen, da sonst die noch heißen Fäden in ungleichmäßiger Art und Weise irreversibel beeinflußt werden.

Es sind zwar Verfahren bekannt, das Fadenpaket in einer an die Fixierzone angeschlossenen Kühlzone abzukühlen, wie es z.B. in der FR-PS 12 79 122 beschrieben wird. Die Abkühlungsdauer eines dicht gepackten gekräuselten Fadenpaketes ist jedoch bedeu-

tend länger als die Abkühlungsdauer eines gestreckten Garnes. Die Kühlzone für ein gekräuseltes Fadenpaket muß also bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten sehr lang gewählt werden, die Handhabung wird dadurch zunehmend schwieriger.

Es ist ferner bekannt, das gestaute Fadenpaket auf einem Transportband abzukühlen und sodann das kalte und damit unempfindlicher gewordene Fadenpaket aufzulösen (DE-OS 21 51 5581 Auch hier ergeben sich lange Abkühlungszeiten. Es hat sich ferner gezeigt, daß bei hohen Fadenzulaufgeschwindigkeiten von über ca. 1000 m/min zur Stauchkräuselkammer das Auflösen des abgelegten Fadenpaketes immer wieder zu Störungen im Betrieb führt

Auch bei geringerer Geschwindigkeit wäre es vorteilhaft, wenn das Fadenpaket im heißen Zustand aufgelöst werden könnte, da durch die Wahl der benutzten Fadenspannung die Kräuseldaten beeinflußt werden könnten, sofern es gelingen sollte, die Auflösung des heißen Fadenpakets unter konstanter Fadenspannung bzw. Auflösespannung durchzuführen. In diesem Fall stände ein weiterer Verfahrensparameter zur Verfügung, mit dem die Kräuselung des endgültigen Materials beeinflußt werden könnte

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, die Fadenspannung eines fadenartigen Gutes auf einer bestimmten Strecke zu regeln bzw. konstant zu halten, ohne die Liefergeschwindigkeit der Transportorgane regeln und damit verändern zu müssen, und ohne die Möglichkeit eines Einsatzes einer Fadenbremse vor der Strecke, in der die Fadenspannung konstant gehalten werden soll.

Diese Aufgabe wurde gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst Die Regelung muß dabei, im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren, entgegengesetzt arbeiten, d. h. z. B. wenn der Fadenspannungsfühler einen Anstieg der Fadenspannung innerhalb der zu regelnden Strecke meldet, ist die Bremswirkung der Bremse so lange zu erhöhen, bis der eingestellte Sollwert der Fadenspannung innerhalb der zu regelnden Strecke wieder erreicht ist. Entsprechend ist die Bremswirkung herabzusetzen, wenn die gemessene Fadenspannung sinkt Es wurde gefunden, daß es bei konstanter Zulieferungs- und Abzugsgeschwindigkeit des fadenartigen Gutes möglich ist, in überraschend einfacher Weise die Fadenspannung nach einem Lieferorgan dadurch zu regeln, daß am Ende der zu regelnden Strecke eine Bremse angeordnet wird, die in Zusammenarbeit mit entsprechenden Meßeinrichtungen eine Konstanthaltung der Fadenspannung bewirkt. Zwischen der Fadenbremse und dem Abzugsorgan steht eine weitere Wegstrecke zur Verfügung, die so zu bemessen is', daß Spannungrspitzen durch die Regelung der ersten Wegstrecke im elastischen Bereich des laufenden fadenartigen Gutes aufgefangen werden können.

Bei der Auflösung heißer Fadenpakete aus Stauchkräuselvorrichtungen ist die Bremse vorzugsweise an einem Punkt der Laufstrecke des Garnes anzuordnen, an dem die gekräuselten Garne bereits sow eit abgekühlt sind, daß sie unempfindlich gegen Spannungsschwankungen sind.

Das erfindungsgemiiße Verfahren ist besonders zur Regelung bzw. Konstanthaltung der Fadenspannung von gekräuseltem oder texturiertem fadenartigen Gut geeignet, wobei die Fadenspannungen unterhalb der Werte liegen, die für eine Entkräuselung des Gutes sind. Darüberhinaus gestattet dns erfindungsgemäße Verfahren auch die Fadenspannungen nach einem vorgegebenen Programm zu steuern oder nach weiteren Kennwerten zu regeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Spannungsregelung von texturierten Fäden, die aufgrund ihrer Kräuselung bei geringen Spannungsänderungen bereits große Längenänderungen zeigen. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens sollte bevorzugt dann erfolgen, wenn die vor und nach der

ίο Bremse auftretenden Fadenspannungen zu keiner bleibenden, ungewünschten Veränderung der Fadeneigenschaften führen dürfen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung (Fig. 1) näher erläutert:

Ein Faden 1 wird von einem Lieferorgan 2 mit konstanter Geschwindigkeit gefördert, läuft über einen Fadenspannungsfühler 3 und eine Bremse 4 und wird von einem Abzugsorgan 5 mit ebenfalls konstanter Geschwindigkeit abgezogen. Die Fadenspannung ist vor der Bremse 4 stets niedriger als nach der Bremse. Die Fadenspannung zwischen li.ierorgan 2 und Bremse 4 soll konstant gehalten werden, ohne daß die Zuliefer- oder Abzugsgeschwindigkeit geändert wird.

Steigt die Fadenspannung zwischen dem Lieferorfran 2 und der Bremse 4 aufgrund sich ändernder Fadeneigenschafter. an, muß der Bremsfaktor der Bremse erhöht werden. Der Bremsfaktor wird erhöht indem der Umschlingungswinkel des Fadens 1 um die Bremsstäbe 7 durch Verdrehen des Tellers 6, auf dem die Bremsstäbe 7 fest montiert sind, im Uhrzeigersinn vergrößert wird.

Die Steuerung der Drehbewegung des Tellers 6 wird z. B. von einer Regelelektronik 8 bewirkt, die an den

α Fadenspannungsfühler 3 angeschlossen ist Hier sind jedoch auch andere bekannte Ausführungsformen denkbar wie z. B. eine pneumatische Steuerung der Stellung der Bremse in Abhängigkeit von dem Meßwert des Fühlers 3, bei günstigen Verhältnissen ist sogar eine direkte mechanische Kupplung von Fühler 3 uno dem verstellbaren Teil der Bremse 4 denkbar.

Bei Zunahme der Fadenspannung innerhalb der geregelten Wegstrecke zwischen dem Lieferorgan 2 und der Bremse 4 wird der Bremsfaktor erhöht, damit steigen Fadenspannung und -dehnung des fadeoartigen Gutes nach der Bremse 4 an. Dir zusä'zliche Fadenlängung nach der Bremse 4 führt zu einem Längenüberschuß des Gutes vor der Bremse 4, das Gut kann sich wieder bis auf den geforderten Spannungs_wert entspannen. Entsprechend umgekehrt wird eine zu niedrige Fadenspannung vor der Bremse durch Verringerung der Bremskraft der Bremse 4 wieder aufgehoben.

Zur weiteren Verdeutlichung der Wirksamkeit der voi lieg ir/den Erfindung soll das folgende Beispiel dienen.

Beispiel

Es wird gezeigt, daß beim Auflösen eines heißen gekräuselten Fadenpakets durch die Wahl der Fadenspannung beim Auflösen die Kräuselung stark beeinflußt werden kann, zur Erzielung konstanter Fadenwerte also diese Fadenspannung außerordentlich konstant gehalten werden muß. In einer Blas-lexturier-Einheit, wie sie beispielsweise in der DE-OS 20 36 856 wiedergegeben ist, wr-den vier verstreckte Polyamid-6-Teppichfäden vom Titer dtex 1100 f 67 mit Hilfe einer Einzugdüse entsprechend DE-OS 22 17 109 eingezogen

und texturiert.

Die für die Texturierung verwendeten Wasserdampfdrücke waren p\ = 5,0 atü und p_: = 1.0 atü (Definition der Bezeichnung p, und p₂ siehe DE-OS 22 I 7 109). Der Durchmesser der verwendeten Stauchkammer betrug 8 mm. Das aus den Austragswalzen auslaufende gestauchte Fadenpaket wurde mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min ausgestoßen und direkt danach durch Anwenden einer geeigneten Spannung aufgelöst, wobei die gekräuselten Fäden über Spannungsfühler zu regelbaren Bremsen entsprechend Fig. I geführt und von dort weiter von Galettcn abgezogen und auf Spulaggregaten aufgewickelt wurden. Die Fadenspannung im Moment des Auflösens des noch heißen Fadenpaketes wurde variiert. Die Kräuseldaten Kräuselkontraktion (II) und Elastikpuil(EP) — zur Definition siehe DE-OS 22 17 109 - wurden an den erhaltenen Faden bestimmt und in Abhängigkeit von der angewandten Fadenspannung im Moment des Auflösens aufgetragen. Die gefundene Abhängigkeit dieser Kräuseldaten von der Auflöse-Fadenspannung ist in der Fig. 2 wiedergegeben. Selbst bei Einsat/ eines Spannungsfiihlers, Jer nur mechanisch auf die verstellbare Bremse einwirkt, konnten die gewählten Spannungswer :e auf ± 10% relativ konstant gehalten werden.

Aus der F i g. 2 ist deutlich zu ersehen, daß bereits geringe absolute Änderungen der Fadenspannung zu einer deutlichen Änderung der Kräuseldaten führen. Eine Konstanthaltung der Auflöse-Spannung ist also zur Erzielung einer Ware mit möglichst gleichmäßigen Eigenschaften unbedingt erforderlich. Diese Konstanthaltung ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens betriebssicher und mit außerordentlich geringem Aufwand zu bewerkstelligen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln der Fadenspannung von laufendem fadenartigen Gut auf einer bestimmten Wegstrecke unter Verwendung eines Fadenspannungsfühlers und einer Fadenbremse, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung des texturierten fadenartigen Gutes durch den Einsatz der Fadenbremse in Laufrichtung nach dieser Wegstrecke erzielt wird und diese Fadenbremse mit dem Fadenspannungsfühler zusammenarbeitet, der die Fadenspannung vor der Bremse mißt und bei steigender Fadenspannung im fadenartigen Gut innerhalb der geregelten Wegstrecke eine höhere Bremskraft der Fadenbremse und bei sinkender Fadenspannung im fadenartigen Gut innerhalb dieser Wegstrecke eine geringere Bremskraft der Fadenbremse bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung des laufenden fadenaöi^en Gutes innerhalb der geregelten Wegstreckekirtistant gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung des laufenden fadenartigen Gutes in der geregelten Wegstrecke nach einem vorgegebenen Programm veränderbar ist

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als texturiertes fadenartiges Gut Fadenpakete, wie sie bei gemeinsamer Kräuselung mehrerer Multifilgarne anfallen, eingesetzt werden.