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Vorrichtung zur Behandlung laufender Einzelfäden mit Fadenführung
in schraubenförmigen Windungen Es - ist bereits bekannt, laufende Einzelfäden zum
Zwecke der Behandlung mit Flüssigkeiten u. dgl. in schraubenförmigen Windungen über
umlaufende Walzen zu führen. Es ist auch bereits bekannt, zwei zusammenarbeitende
Walzen zu diesem Zwecke geschränkt anzuordnen, wobei je nach dem Winkel, welchen
diese Walzen miteinander einschließen, die Steigung der Fadenwindungen im Schraubengang
in gewissem :Maße zu-oder abnimmt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung dieser Art, bei welcher
die gewünschte # nderung der Steigung der Fadenwindungen dadurch erreicht wird,
daß zwischen zwei oder mehreren Behandlungswalzen eine besondere feste Führungsstange
angeordnet ist, deren Achse-die Axialebene der umlaufenden Walzen schneidet. Die
Achsen der letzteren können dabei parallel oder leicht geneigt zueinander liegen,
da durch die Zwischenschaltung der festen Führungsstange eine vollständig gleichmäßige
Ab- oder Zunahme des Windungsabstandes auf beiden Walzen sichergestellt werden kann,
die nach Bedarf genau eingestellt werden kann. Dabei kann infolge der Führung an
einer festen Stange der Auflauf-Winkel beliebig spitz gewählt werden, wogegen bei
einer umlaufenden Führungswalze die Fäder. an deren Oberfläche entlang gleiten und
zusammenstoßen würden. Bei Verwendung nur zweier geschränkt angeordneter Aufwikke?walzen
andererseits kann eine merkliche lnderung der Steigung überhaupt nur dann erzielt
werden, wenn die beiden Walzenachsen unter einem sehr großen Winkel zueinander geneigt
sind; auch in diesem Falle aber wird die Steigung sehr ungleichmäßig, -da der Verlauf
lediglich von dem axialen Schlupf auf der Walze abhängt und dieser infolge der Reibung
nie gleichmäßig wird. Das Aufwickeln vollzieht sich hierbei rückartig, so daß von
einer gleichmäßigen, den verfügbaren Raum -voll ausnutzenden Aufwicklung . nicht
die Rede sein kann.
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Gegenüber bekannten Vorrichtungen, bei weichen die Fäden über nur
eine umlaufende Walze und einen zur Längsachse dieser Walze geneigt angeordneten,
feststehenden oder umlaufenden Stab laufen, ist durch die Verwendung zweier umlaufender
Walzen mit einer zwischen diesen angeordneten Führungsstange jedes-gewünschte Maß
der selbsttätigen Rege!ung des Fadenabstandes ohne unzulässige
Streckung
des Fadens erzielbar. Da bei den erstgenannten Anordnungen der Faden an der feststellenden
Stange einen sehr spitzen Winkel bilden und deshalb längs einer großen Strecke an
diesem anliegen muß, treten hier unvermeidlich große Reibungswiderstände auf, welche
ein Strecken des Fadens und eine Schleifenbildung zur Folge haben. Dem kann auch
nicht dadurch ausreichend begegnet werden, daß die beiden Führungsteile -einander
möglichst weit genähert werden, da auch in diesem Falle der Anlagewinkel an der
dünnen Stange immer noch ziemlich groß bleibt, die Reihungsverluste daher nach wie
vor beträchtlich sind; ganz abgesehen davon, d.aß `dcrAnnäherung gewisse Grernzen
gesetzt sind. Dagegen kann bei Verwendung zweier umlaufender Walzen mit daz«ischenliegender
fester Führungsstange die Führungslänge zwischen Faden und Führungsstange sehr kurz
bemessen und dadurch auch die auf den Faden ;virkende Spannung sehr niedrig gehalten
werden. Der Abstand der Fadenwindungen hängt hierbei nur von der Neigung der Führungstange
gegenüber der mittleren Ebene der Achsen der beiden üinlaufenden Walzen und von
der gegenseitigen Entfernung. .der beiden Walzenachsen ab, kann also den jeweiligen
:Anforderungen entsprechend genau geregelt werden.
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Die obenerwähnten Nachteile sind auch anderen bekannten Vorrichtungen
eigentümlich, bei welchen die schraubenförmigen Windungen des Fadens durch Führung
des Fadens über einen schräg zur Achse der umlaufenden Führungswalze angeordneten,
führungsstangetiartigeil Teil erzielt «erden.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist von besonderem Vorteil in
jenen Fällen: in welchen der auf die Walze aufgewundene Faden sehr feucht ist oder
eine große Menge von Flüssigkeit finit sich führt, besonders wenn diese Flüssigkeit
eine geringe C)berflä chen-.,pannung besitzt. In diesem Falle kann dank (ter Zuverlä
ssiglceit der Fadenführung unter entsprechenden Winkeln zu Beginn des AufwIckeIns
ein verhältnismäßig großer Fadenabstand gewählt «erden,. durch welchen ein Zusammenlaufen
der Fasern mit Sicherheit verhindert wird; dagegen können die Abstände gegen das
Ende zti beliebig verengt werden, wie dies zur I.'rocknung erwünscht ist, besonders
wenn die Walzen zu diesem "Zwecke geheizt «-erden. Die engere Lage der Fäden gestattet
hierbei eine wirksamere Ausnutzung der «'ärine und eine geringere Abgabe von Wärilie
durch die Walzen an die Duft.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung bestellt vorzugsweise aus einem
Paar in gleicher Richtung umlaufender `'Falzen, zwischen welchen eine feste Führungsstange
angeordnet ist, die leicht geneigt zu den Walzenachsen 'verläuft und beispielsweise
aus einem fest gelagerten Glasstab o. dgl. besteht. Sind die beiden Walzen übereinander
angeordnet, so kann diese Glasstange fest in einer zwischen diesen Walzen liegenden
Horizontalebene verlegt sein. An dein Abgabeende liegt sie knapp außerhalb der gemeinsamen
Tangente der beiden Aufwickelwalzen, während sie an dein Auflaufende etiv:3s weiter
voll dieser entfernt ist.
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Die beiden umlaufenden Walzen können parallel oder leicht zueinander
geneigt liegen. Die feste Führungsstange kann gerade oder gekrümmt ausgeführt «-erden
unrl. wie erw ähnt, a entweder in einer waagerechten Z-, Ebene zwischen den Walzen
oder auch in einer zii diesen geneigten Ebene liegen. Die Walzen werden an beiden
Enden abgestützt. Die Behandlungsflüssigkeit wird auf die Walzen aufgespritzt. Letztere
können von innen her durch Gasbrenner oder finit Dampf oder durch elektrische Heizelemente
beheizt -,werden.
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:1fit Hilfe dieser Anordnung «-ird ein völlig zuverlässiges, gesetzmäßiges,
spiralförmiges Aufwinden des Fadens auf den Walzen erzielt.
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Der Abstand der einzelnen Fäden voneinander an der Stelle, all welcher
sie am weitesten voneinander entfernt sind, kann etwa 3,2 min betragen; die Walzen
können beirpielsweise mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 6o in in der -l#linute.
umlaufen.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung
kurz beschrieben, in welcher Fsg. i eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles
zeigt, Fig. 2 eine Draufsicht zu 1# ig. i, Fig. 3 ,eine Seitenansicht eine: anderen
Ausführungsbeispieles, Fig. ,4« eine Draufsicht zu Fig. 3.
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Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer Führungseinrichtung,
Fig. G eine Draufsicht zu F:-. 5, Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer anderen
Ausführungsform, Fig. 8 eine Draufsicht zu I# ig. ; .
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Fig. 9 und io Ansicht und Draufsicht einer weiteren Ausführungsform,
Fig. i i eine Darstellung des Fadenlaufes uni die Führungsstange.
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In Fig. i und 2 sind die Walzen mit i und 2 bezeichnet, mit 3 der
Faden und mit .1 die Glasstange, die entweder in den zu den «'alzenachsen parallelen
Ebenen oder, wie bei .a' gezeigt, schräg zu diesen liegen kann. Beim Ablauf von
den Walzen wird der Faden von einer Spule aufgenommen.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen die Anwendung der
Erfindung
bei. schräg zueinander -liegenden Walzen. Diese sind mit 5 und 6 bezeichnet. Hierbei
sind zwei Führungsstangen 7 und 8 notwendig, die geneigt ztt den durch die Achsen
der Walzen 5 und 6 gehenden Ebenen liegen.
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Soll die Vorrichtung zum Trocknen von Fasern oder Garnen verwendet
werden, so wird eine ähnliche Anordnung verwendet, wobei jedoch die Walzen beheizt
werden.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung kann ferner auch zum Färben von
Garnen dienen, in welchem Falle eine der beiden Walzen oder beide in ein Farbbad
eingetaucht werden.
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Bei der Anordnung nach den Fsg. 5 und 6 wird der zu behandelnde Faden
i i fortlaufend über eine Lenkstange 12 und sodann über die Oberfläche einer umlaufenden
Walze 13 geführt, wobei ihre Berührungslinie mit der Walze 13 in einer senkrecht
zur Walzenachse 1?egenden Ebene verläuft. Von hier wird,der Faden über eine feststehende
Führungsstange 14 und von dieser auf die umlaufende Walze 15 geführt, wobei die
Walzen 13 und 15- mit' genau übereinstimmenden Umfangsgeschwindigkeiten umlaufen.
Der Faden kann dann unmittelbar wieder über die Walze 13 und von dieser über. die
Stange 14 usw. geführt werden. Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, ist die Führungsstange
14 so geneigt, daß jede beliebige, an ihrer Oberfläche axial verlaufende Linie,
also die Erzeugende der Oberfläche, nicht nur die Ebene der Achsen der Walzen 13
und 15 schneidet, sondern auch eine zur Axialebene der Walzen senkrechte Ebene.
Dadurch wird erreicht, daß infolge des verschieden- großen keibungs-viderstandes,
der von der Führungsstange 14 auf den Faden übertragen wird, letzterer sich auf
der'Walze 15 im Vergleich zu seiner Lage auf der Walze 13 verschiebt; dabei läuft
der Faden so, daß die Entfernung zwischen dem Ablauf von der Walze 13 bis zu einem
Punkt der gemeinsamen Tangente der Stange 14 und der Walze 15 zwischen den Punkten
16 und 18 so kurz als möglich wird. Daraus folgt, daß die Fadenwindungen sich allmählich
einander nähern, d. h. die Steigung der Wündungen auf ihrem Weg längs der Walzen
13 und 14 wird immer dichter.
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Bei der Anordnung nach den Fig. 9 und io arbeitet ein Paar von Hauptwalzen
23, 24 mit feststehenden Führungsstangen 25, 26 zusammen, die gegen erstere in der
dargestellten Weise geneigt verlegt sind, wobei ein Führungshaken oder Führungsauge
erforderlich ist; um den Faden nach Verlassen der Stange 25 von der Walze 24 zu
der Stange 26 zwecks Weiterführung überzuleiten.
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Bei der etwas geänderten Ausführung nach den Fig. 7 und 8 sind zwei
feststehende Staugen i9, 2o verwendet, welche mit zwei windschief zuesna:ader liegenden
Wälzen so zusammenarbeiten, daß der Faden zunächst in seiner Steigung abnimmt, d.
h. daß. die aufeinanderfolgenden Windungen sich einander nähern, während sich der
Faden auf den Walzen 2r, 22 aufwickelt. Dies wird durch das Zusammenwirken der Stange
i9 und der schräg liegenden Walzen bewirkt. Sobald die .Oberfläche der Stange i9
innerhalb der gemeinsamen Tangente der beiden Walzen 21, 22 liegt, wird der Unterschied
in der Steigung der Windungen nur mehr durch die Schräge des Walzensatzes 21, 22
bestimmt. .Wenn sodann der Faden auf die zweite Führungsstange 20 gelangt, so nehmen
die Abstände der aufeinanderfolgenden Windungen wieder zu unter dem Einfluß der
schrägen Lage der Walzen sowohl als auch der Stange 2o. Diese Anordnung bietet den
Vorteil, daß der zunächst zum Zwecke der Trocknung mit abnehmenden Windungsabständen
aufgewundene Faden nach der Trocknung wieder etwas aus-'einandergezogen wird und
dadurch besser nachgeprüft werden kann, was besonders im Hinblick auf die Einhaltung
einer gleichmäßigen Fadenstärke beispielsweise bei Iiunstseidefäden erwünscht ist.
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Wie aus dem Diagramm in Fig. 11 hervorgeht, ist bei der Überleitung
eines Fadens A über eine .feste Führungsstange die Fadenlänge von dem Punkt gemessen,
an welchem er die eine Walze v erläßt, bis zu dem Punkt, an welchem er auf die andere
Walze aufläuft, stets so kurz wie möglich. In der obersten Darstellung B in Fig.
i i ist eine Stange angenommen, deren Achse parallel zu den Walzen verläuft; wenn
diese beispielsweise kreisförmig ist, so stellt! die Berührungsstrecke zwischen
dem Faden und der Stange einen Kreisbogen cl, c2 dar. Wenn nun die gleiche Stange
zu der Axialebene der Walzen geneigt ist, so verläuft die Berührungsstrecke zwischen
Faden und Stange elliptisch, wie dies in der Darstellung D bei dl,
d° gezeigt ist. Ist dagegen die Stange auch noch in einer zweiten Richtung,
wie oben beschrieben, gegenüber denWalizenachsen verschoben (vergleiche Darstellung
Ein Fig. ii), so stellt die Berührungsstrecke ein Hyperboloid e1, e= von größerer
linearer Länge als die Strecke dl, d= dar.