DE3530936A1 - Einrichtung zum verarbeiten eines fadens aus synthesefasern, verwendung der einrichtung und verfahren zum herstellen eines gebrauchsfertigen naehzwirnes - Google Patents
Einrichtung zum verarbeiten eines fadens aus synthesefasern, verwendung der einrichtung und verfahren zum herstellen eines gebrauchsfertigen naehzwirnesInfo
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Description
Einrichtung zum Verarbeiten eines Fadens aus Synthesefasern, Verwendung der Einrichtung und Verfahren zum
Herstellen eines gebrauchsfertigen Nähzwirnes
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, auf eine Verwendung der Einrichtung
nach Anspruch 8 sowie auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Ein qualitativ optimales Chemiefasernähzwxrn muss eine einwandfreie Vernähbarkeit aufweisen und eine unverzogene
Naht garantieren. Die Vernähbarkeit wird im wesentlichen durch das Kraft-Dehnungsverhalten des Nähzwirnes und durch
einen Avivageauftrag bestimmt. Die Qualität der Naht richtet
sich insbesondere nach den Kochschrumpfwerten, welche denen
des zu vernähenden Gewebes entsprechen sollen.
Zur Erzielung eines optimalen Kraft-Dehnungsverhaltens ist ein Verstrecken des Fadens erforderlich, um seine Dehnbarkeit
beim Nähen herabzusetzen. Die beim Verstrecken erfolgende Längsverschiebung der Moleküle erfordert deren
Fixierung in diesem Zustand, um das Schrumpfverhalten des
fertigen Garnes oder Zwirnes in vorbestimmten Grenzen zu halten.
Zum Verstrecken des Fadens läuft dieser bekanntlich über mindestens eine als Galette bezeichnete Abzugsrolle, deren
Umfangsgeschwindikgeit grosser als die Zuführgeschwindigkeit
des Fadens ist. Das anschliessende Fixieren erfolgt durch eine Wärmebehandlung. Die Vernähbarkeit wird ferner
durch die Gleitfähigkeit des Nähzwirnes bestimmt, wozu
dieses mit einem Avivagemittel, beispielsweise mit Silikonöl, behandelt wird.
Eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist
aus der DE-AS 16 60 481 bekannt. Dabei wird der Faden zwischen einem Einzugswalzenpaar und einer Galette über
einen Streckstift gezogen und dabei verstreckt. Nach dem Verlassen der Galette wird der Faden entspannt (relaxiert)
und fixiert, wozu er in direktem Kontakt über ein ortsfestes Heizelement gezogen wird. In einer Variante ist dem
Heizelement eine weitere Galette zur positiven Anlieferung des Fadens an eine Ringzwirnspindel nachgeordnet. Da diese
bekannte Einrichtung lediglich zum Verstrecken, Relaxieren und Fixieren dient, sind für die weiteren Arbeitsgänge,
wie beispielsweise Avivieren, weitere Einrichtungen erforderlich, auf denen der Faden erneut umgespult werden
muss.
Eine weitere, aus der DE-AS 21 49 793 bekannte Einrichtung dient der Reihe nach zum Avivieren und Verstrecken,
wobei zum Avivieren zwei Bäder mit avivagehaltigem Wasser erforderlich sind, von denen das erste ein Benetzungsbad
und das zweite ein temperiertes Bad ist. Ein zwischen den beiden Bädern im Fadenlauf angeordnetes Einlaufwalzenwerk
benötigt eine Quetschwalze, um den überschüssigen Wassergehalt aus dem Faden herauszuquetschen. Dem zweiten Bad
folgen im Fadenlauf zwei Streckfelder, wobei der Faden im zweiten Streckfeld eine Dämpfungskammer durchläuft, in
der eine Nachverstreckung in Form einer WarmverStreckung
erfolgt. Ob diese WarmverStreckung auch zum Fixieren dient,
geht aus der genannten Druckschrift nicht hervor. Nachteilig ist bei dieser bekannten Einrichtung insbesondere, dass zum
Avivieren zwei Bäder und zum Verstrecken zwei Streckfelder sowie eine Vielzahl von Walzen erforderlich sind.
Aus der DE-OS 24 16 927 ist eine weitere Einrichtung zum
Verstrecken und Wärraebehandeln eines Polyestergarnes bekannt , welche zwei aufeinanderfolgende Streckzonen aufweist,
denen je eine beheizte Zugwalze nachgeordnet ist. Zwischen der zweiten beheizten Zugwalze und einer nachgeordneten
ungeheizten Aufnahmewalze erfolgt eine Schrumpfung des Garnes. Eine solche Einrichtung ist mit dem nur schwer
zu lösenden Problem behaftet, die Temperatur von rotierenden Elementen, nämlich den beheizten Zugwalzen, möglichst
genau einzuhalten. Auch wie bei der ersten, zum Stand der Technik genannten Einrichtung ist beispielsweise zum Avivieren
mindestens eine weitere Einrichtung, auf der erneut umgespult werden muss, erforderlich.
Ueblicherweise waren zur Herstellung eines hochwertigen Polyester-Nähzwirnes beispielsweise folgende Arbeitsgänge
erforderlich:
a) Zwirnen
b) Unter Fadenspannung auf Fixiertrommeln wickeln
c) Fixieren
d) Färbespulen wickeln
e) Färben
f) Zentrifugieren
g) Trocknen
g) Trocknen
h) Umspulen mit Avivageauftrag
i) Endaufmachung wickeln
i) Endaufmachung wickeln
Im Gegensatz zu den Arbeitsgängen der bekannten, vorher erwähnten Einrichtungen erfolgte das Fixieren beim vorstehend
aufgeführten Arbeitsgang c) auf der Fixiertrommel in einem Ofen, welcher bezüglich Einhaltung einer bestimmten Temperatur
kaum Probleme verursachte.
Wie die vorstehend aufgeführten bekannten Einrichtungen erkennen lassen, wurde bereits versucht, beispielsweise
das Fixieren während eines Umspulvorganges durchzuführen,
um die Bearbeitungszeit zu verkürzen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen und ein Verfahren anzugeben, um bisher
auf getrennten Maschinen durchgeführte Arbeitsgänge auf einer einzigen Maschine durchzuführen, wofür ferner
eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit des Fadens und eine Verkürzung der Trocknungszeit nach dem Färben ermöglicht
werden soll.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in
den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 9 angegebenen Merkmale gelöst. Anspruch 8 gibt eine erfindungsgemässe
Verwendung der erfindungsgemässen Einrichtung an.
Die erfindungsgemässe Anordnung nach Anspruch 1 ermöglicht
nicht nur die gleichzeitige Verstreckung und Thermofixierung
des Fadens, sondern auch auch noch dessen Trocknung nach dem Färben. Ferner kann der nachgeschalteten Aviviervorrichtung
der Faden in noch warmem Zustand zugeführt werden, so dass er rascher das Avivagemittel aufsaugt, dadurch eine
höhere Durchlaufgeschwindigkeit ermöglicht und zudem vermieden wird, dass Avivagemittel durch Abschleudern verlorengeht.
Die in den Fadenlauf eingeschaltete Aviviervorrichtung bewirkt auch eine beschleunigte Abkühlung
des Fadens, so dass dieser beim Aufspulen kaum noch eine über der Raumtemperatur liegende Temperatur aufweist. Die
erfindungsgemässe Einrichtung lässt eine Durchlaufgeschwindigkeit von 400 bis 500 m/min zu.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach
Anspruch 2 ist es möglich, den Faden in einem einzigen Durchlauf, ausgehend von der noch feuchten Färbespule,
zu einer fertigen Lieferspule als Präzisionswicklung aufzuspulen.
Eine bevorzugte Ausführungsform nach Anspruch 3 bewirkt eine Reinhaltung der Umgebungsluft, ermöglicht eine
Beschleunigung beim Trocknen des Fadens und spart Heizenergie durch Verhinderung der Wärmeabstrahlung vom Heizelement
.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 4 tangiert der zu
behandelnde Faden die in das Avivagebad teilweise eingetauchte Abgabewalze, so dass sich ein übermässiger Avivageauftrag
vermeiden lässt, wie das beispielsweise bei einem durch ein Bad gezogenen Faden der Fall ist. Eine Ausführungsform
nach Anspruch 5 ermöglicht eine fein abstimmbare Dosierung des Avivageaufträges.
Eine Ausführungsform nach Anspruch 6 ermöglicht das Aufstecken einer weiteren Vorlagespule, um durch Verknoten
einen endlosen Fadendurchlauf zu ermöglichen.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 7 ermöglicht das ortsfeste Heizelement eine exaktere Temperaturregelung,
als dies bei einer rotierenden Walze der Fall ist. Das Heizelement kann beispielsweise vom Faden zehn- bis zwan-0
zigmal umschlungen sein, wodurch die Verweilzeit des Fadens am Heizelement festlegbar ist. Durch die Anzahl der
Umschlingungen lassen sich sowohl der Trocknungsgrad als auch der Grad der Fixierung des Fadens an gegebene Verhältnisse
anpassen.
Wird die erfindungsgemässe Einrichtung nach Anspruch 8 verwendet,
dann werden ihre Vorteile voll ausgenutzt, weil dann die Trocknung des noch feuchten Fadens in den Arbeitsablauf miteinbezogen ist.
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Bei dem erfindungsgemässen Verfahren nach Anspruch 9 ist von der gefärbten Spule ausgehend ein kontinuierlicher
Verfahrensablauf bis zur fertigen Lieferspule gewährleistet.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch
die Anordnung der einzelnen Elemente einer Einrichtung zum Verarbeiten eines Fadens aus Synthesefasern zu einem gebrauchsfertigen
Garn oder Zwirn in Verbindung mit dem Fadenlauf durch die Elemente.
Als gemeinsamer Träger der nachfolgend zu beschreibenden Elemente dient ein Maschinenrahmen 10. Eine Vorlagespule
12, vorzugsweise eine frisch gefärbte und geschleuderte
Färbespule, befindet sich auf einer Aufsteckvorrichtung
14, so dass ihr Faden 16 über Kopf abgezogen werden kann. Der Faden 16 durchläuft sodann nacheinander eine Fadenbremse
18 und eine Fadenüberwachungseinrichtung bzw. einen Fadenschneider 20.
Zum Abziehen des Fadens dient eine erste Galette 22 als Eingangslieferwerk, welcher eine Umlenkrolle 24 zugeordnet
zugeordnet ist. Die Galette 22 und die Umlenkrolle 24 werden üblicherweise vom Faden 16 mehrfach umschlungen.
Nach der Umlenkrolle 24 ist ein mehrfach vom Faden umschlungenes Heizelement (26) im Fadenlauf angeordnet. Das
Heizelement 26 weist eine erste Heizfläche 26' und eine
zweite Heizfläche 26" auf. Beide Heizflächen sind nach aussen gewölbt und an ihren beiden Enden durch je eine
frei drehbare Rolle 28 bzw. 3Ö überbrückt. Der Faden 16 umschlingt das ortsfeste Heizelement 26 vorzugsweise zehnbis
zwanzigmal. Dabei wird der Faden 16 über die Heizflächen 26' und 26" hinweggezogen.
Nach dem Verlassen des Heizelementes 26 umschlingt der Faden 16 eine zweite Galette 32 als Ausgangslieferwerk
sowie eine zugehörige Umlenkrolle 34. Auch diese zweite Galette 32 sowie die Umlenkrolle 34 werden vom Faden
16 mehrfach umschlungen. Die zweite Galette 32 ist mit einer grösseren Umfangsgeschwindigkeit als die erste Galette
22 angetrieben, um die erwünschte VerStreckung des Fadens im Bereich des Heizelementes 26 zu erzielen. Der
zwischen den beiden Galetten 22 und 32 liegende Bereich wird als Streckzone 36 bezeichnet.
Nach der zweiten Galette 32 ist der verstreckte Faden 16"
über einen Fadenwächter 38 und einen Tänzerarm 40 geführt, bevor er in eine Avxviervorrichtung 42 gelangt. Die Aviviervorrichtung
42 weist einen Badbehälter 44 auf, in welchem eine rotierend angetriebene Abgabewalze 46 teilweise in
ein Avivagebad 48 eintaucht. Der Faden 16' tangiert dabei die Abgabewalze 46 auf einem Teilbereich ihres nach oben
gerichteten Umfanges, wobei er, ohne in das Avivagebad 48 einzutauchen, um zwei feststehende Dorne 50 geführt ist.
Zur seitlichen Führung des Fadens dienen in den Dornen 50 angeordnete nicht dargestellte Nuten, welche in axialer
Richtung gegeneinander versetzt sind, so dass der Faden die Abgabewalze 46 in einem Winkel tangiert, welcher um einige
Grad von einem rechten Winkel, bezogen auf deren Rotationsachse, abweicht. Durch eine solche Anordnung ist gewähr-
leistet, dass der Faden 16' sich auf der Oberfläche der
Abgabewalze 46 geringfügig abwälzt, um an seinem ganzen Umfang vom Avivagemittel benetzt zu werden.
5
Nach dem Verlassen der Avivagevorrichtung 42 gelangt der avivierte Faden 16" über eine Führung 52 zu einer Aufspuleinrichtung
54, um in Form eines Präzisionswickels zu einer Lieferspule 56 aufgespult zu werden.
Das Heizelement 26 befindet sich in einer Kammer 58, die über eine Leitung 60 mit einer ein Gebläse 64 aufweisenden
Absaugvorrichtung 62 verbunden ist. Die Absaugvorrichtung 62 dient nicht nur zum Absaugen der sich im Bereich des
Heizelementes bildenden Dämpfe, sondern auch zur Niederschlagsanregung. Bei den abzusaugenden Dämpfen handelt es
sich einerseits um die Feuchtigkeitsreste vom Färben und andererseits um die beim Aufheizen des Polyestermaterials
entstehenden Dämpfe. Die Kammer 58 ist durch ein leicht zu öffnendes, unten teilweise offenes Gehäuse 66 begrenzt.
Das Gehäuse 66 erfüllt seinen Zweck nicht nur in der Umschliessung der für die Absaugung erforderlichen Kammer 58,
sondern es verhindert auch in weiten Grenzen eine Wärmeabstrahlung des Heizelementes 26 zur Einsparung von Energie.
Durch die in der Zeichnung dargestellte räumliche Anordnung der einzelnen Elemente zueinander lässt sich eine
relativ niedrige Bauhöhe erzielen, so dass eine damit ausgerüstete Maschine übersichtlich und bedienungsfreundlieh
ist. Das Einziehen des Fadens bzw. Zwirns kann ohne Hilfsmittel, wie beispielsweise Hacken, Stangen, Antritte
usw. unmittelbar von Hand durchgeführt werden.
Von der dargestellten und beschriebenen Einrichtung werden mehrere solcher Einheiten nebeneinander angeordnet und zu
einer einzigen Maschine zusammengefasst, die eine gemeinsame Absaugvorrichtung für alle Einheiten aufweisen kann.
Dabei kann jede Einheit zwei Aufsteckvorrichtungen 14 für je eine Färbespule 12 aufweisen, um durch Verknoten einen
Endlosbetrieb zu ermöglichen. Die Temperatur der Heizelemente kann zentral für die ganze Maschine einstellbar sein,
wobei jedoch jedes Heizelement einen eigenen PID-Regler aufweist. Die Drehzahl der Abgabewalzen 46 kann stufenlos
verändert werden, wobei eine zentrale Einstellung für die ganze Maschine zweckmässig ist. Das Avivagemittel, beispielsweise
ein OeI, kann mittels einer Zahnradpumpe zu jeder Spulstelle gefördert werden. Ein Ueberlauf mit einem
Rückflussrohr garantiert immer gleichen Flüssigkeitsstand des Bades 48. Bevor das Avivagemittel in einen Vorratsbehälter
zurückfliesst, wird es durch eine einfache Filtereinrichtung gefiltert.
Falls für bestimmte Zwirne oder Garne das Avivieren nicht
erforderlich oder unerwünscht ist, kann die Aviviervorrichtung 42 übersprungen werden, indem der Faden 16' beispielsweise
nur um einen der Dorne 50 geführt wird.
Es ist ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemässen
Einrichtung, dass sie nicht mit einer Zwirnvorrichtung kombiniert ist, da bei einer solchen die Verarbeitungsgeschwindigkeit
im allgemeinen auf etwa 50 m/min begrenzt ist, während die erfindungsgemässe Einrichtung eine Durchlaufgeschwindigkeit
von 400 bis 500 m/min zulässt.
Der Grad der Verstreckung des Fadens 16 in der Streckzone
36 ist durch Auswechseln von nicht dargestellten Zahnscheiben möglich, durch welche die Galetten 22 und
32 über Zahnriemen angetrieben werden. 5
Nachfolgend sollen noch einmal die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemässen Einrichtung aufgezählt werden:
- Einsparung von vier Prozessstufen gegenüber bisher üblichen
Verfahren.
- Optimaler Silikonölauftrag, weil das OeI auf den noch
warmen Faden aufgebracht wird.
- Kein Verlust von Silikonöl, weil ein geschlossener OeI-Kreislauf
verwendet werden kann.
- Optimale Prozessflexibilität durch wählbares Kraft-Dehnungsverhalten,
wählbaren Kochschrumpf und Silikonölauftrag .
- Durch das Verstrecken des Nähzwirnes kann pro Kilogramm
Nähzwirn eine um das Streckverhältnis grössere Zwirn-
20
länge produziert werden (das Nähzwirn wird nach Länge verkauft).
- Je nach Kochschrumpfwerten ist eine Durchlaufgeschwindigkeit bis zu max. 600 m/min möglich.
- Durch das Fixieren nach dem Färben ist eine bis zu
25
8% grössere Länge des Nähzwirnes erzielbar.
Claims (9)
1. Einrichtung zum Verarbeiten eines Fadens aus Synthesefasern zu einem gebrauchsfertigen Garn oder Zwirn, insbesondere
Nähzwirn, mit einem zum Thermofixieren des Fadens bestimmten Heizelement (26), dem im Fadenlauf eine erste
Galette (22) vor- und eine zweite Galette (32) nachgeschaltet ist, sowie mit einer Streckzone (36) zum Verstrecken
des Fadens (16) und mit einer Aufspuleinrichtung (54), dadurch gekennzeichnet, dass sich die zwischen der
ersten und der zweiten Galette (22, 32) liegende Streckzone (36) im Bereich des Heizelementes (26) befindet und dass
der zweiten Galette (32) eine wahlweise in den Fadenlauf einschaltbare Aviviervorrichtung (42) nachgeschaltet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Aufstecken einer Vorlagespule (12) bestimmte
Aufsteckvorrichtung (14), die Galetten (22, 32), das Heizelement (26), die Aviviervorrichtung (42) und die Auf spüleinrichtung
(54) an einem gemeinsamen Maschinenrahmen (10) montiert sind.
20
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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (26) in einer mit einer Absaugvorrichtung
(62) verbundenen Kammer (58) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aviviervorrichtung (42) einen
ein Avivagemittel enthaltenden Badbehälter (44) aufweist, wobei eine angetriebene Abgabewalze (46) teilweise in das
Avivagebad (48) eingetaucht ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass
die Drehzahl der Abgabewalze (46) und/oder deren Eintauchtiefe einstellbar ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Aufsteckvorrichtung zur
Aufnahme einer nachfolgenden Vorlagespule vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (26) ein vom
Faden (16) mehrfach zu umschlingendes ortsfestes Heizelement ist.
8. Verv/endung der Einrichtung nach einem der vorstehenden
Ansprüche zum Herstellen eines gebrauchsfertigen Nähzwirnes ausgehend von einem von einer geschleuderten Färbespule (12)
abgezogenen, noch feuchten, gefärbten Garn (16).
9. Verfahren zum Herstellen eines gebrauchsfertigen gefärbten Nähzwirnes aus Synthesefasern, insbesondere aus
Polyesterfasern, ausgehend von einem Rohgarn, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Färbespulen gewickelte Garn zunächst
gefärbt und zentrifugiert wird, sodann in feuchtem Zustand und in einem Durchlauf von der Färbespule (12) abgezogen,
gestreckt, gleichzeitig thermofixiert, gegebenenfalls
aviviert und zu einem Präzisionswickel (56) aufgespult wird.
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