EP0982418A2

EP0982418A2 - Vorrichtung und Verfahren zum Stauchkräuseln eines synthetischen Fadens

Info

Publication number: EP0982418A2
Application number: EP99116107A
Authority: EP
Inventors: Jörg Hegenbarth; Klaus Gerhards; Frank Bäcker
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2000-03-01
Anticipated expiration: 2019-08-17
Also published as: US6141843A; EP0982418B1; DE59912950D1; EP0982418A3; ATE313652T1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stauchkräuseln eines synthetischen multifilen Fadens. Hierbei wird der Faden mittels einer Förderdüse durch ein heißes Fördermittel in eine Stauchkammer gefördert und zu einem Fadenstopfen verdichtet. Am Auslaß der Stauchkammer ist ein Walzenpaar zur Förderung des Fadenstopfens angeordnet. Hierbei bildet das Walzenpaar einen Förderspalt mit einer Breite, die kleiner ist als der aus der Stauchkammer austretende Stopfenquerschnitt. Die Stauchkammer ist dabei derart mit in Förderrichtung zunehmendem Querschnitt ausgebildet, daß keine wesentliche Haltekraft am Fadenstopfen entsteht und nur die aufgrund der Stauchung im Förderspalt erzeugte Kraft dem Förderdruck des Fördermittels in der Stauchkammer entgegenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines synthetischen multifilen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Stauchkräuseln eines synthetischen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.

Die Vorrichtung und das Verfahren sind aus der DE 26 32 082 bekannt.

Beim Stauchkräuseln wird ein multifiler Faden mittels einer Förderdüse in eine Stauchkammer gefördert, zu einem Fadenstopfen gestaucht und dabei gekräuselt. Die Förderdüse wird hierzu mit einem Fördermittel, vorzugsweise einem heißen Gas, beaufschlagt, welches den Faden innerhalb eines Fadenkanals zur Stauchkammer fördert. Innerhalb der Stauchkammer wird der Fadenstopfen gebildet. Hierbei legt der Faden sich in Schlingen auf der Oberfläche des Fadenstopfens ab und wird durch das Fördermittel verdichtet, welches oberhalb des Fadenstopfens aus der Stauchkammer durch Schlitze entweichen kann. Der Fadenstopfen wird sodann aus der Stauchkammer geführt und mittels einer anschließenden Kühleinrichtung abgekühlt. Nach der Kühlung wird der Fadenstopfen zu dem gekräuselten Faden aufgelöst.

Die Kräuselung des Fadens wird in ihrer Intensität hierbei maßgeblich durch die Stopfenbildung und durch die thermische Behandlung des Fadenstopfens beeinflußt. Zur Bildung des Fadenstopfens in der Stauchkammer wird daher gegenüber dem Förderdruck des Fördermittels eine Haltekraft bzw. Gegenkraft am Fadenstopfen erzeugt. Um eine möglichst gleichbleibende Ausbildung und Behandlung des Fadenstopfens zu ermöglichen, muß nun ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem Förderdruck und der Gegenkraft eingehalten werden.

Aus der DE 26 32 082 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren bekannt, bei welchen die Gegenkraft sich aus der Reibung zwischen dem Fadenstopfen und der Stauchkammerwand sowie aus der Fördergeschwindigkeit des am Ausgang der Stauchkammer angeordneten Walzenpaares bestimmt. Hierbei tritt das Problem auf, daß die Oberflächen der Stauchkammerwand mit fortschreitender Laufzeit sich aufgrund von Verschleiß in ihrem Reibungsverhalten verändern, was zwangsläufig eine Veränderung der Gegenkraft zur Folge hat.

Aus der EP 0 554 642 ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Gegenkraft zur Stopfenbildung ausschließlich aus der Reibung zwischen dem Stopfen und der Stauchkammer resultiert Das führt jedoch dazu, daß bereits nach kurzer Laufzeit sich die Gegenkraft verändert. Ständige Anpassungsmaßnahmen sind hierbei unumgänglich.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, die bekannte Vorrichtung und das bekannte Verfahren zum Stauchkräuseln eines synthetischen multifilen Fadens derart weiterzubilden, daß eine gleichmäßige Bildung des Fadenstopfens und eine gleichmäßige thermische Behandlung des Fadenstopfens gewährleistet ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Fadenstopfen mit einem flusenfreien Filamentverbund herzustellen.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 16 gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit und vom Verschleiß der fadenführenden bzw. stopfenführenden Bauteile im wesentlichen immer gleiche Bedingungen zur Behandlung des Fadenstopfens vorliegen. Um den Einfluß der Reibung zwischen dem Fadenstopfen und der Stauchkammerwand zu minimieren, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Stauchkammer mit in Förderrichtung zunehmendem Querschnitt auf. Damit wird der Stopfen im wesentlichen widerstandsfrei ohne wesentliche Haltekraft durch die Stauchkammer geführt. Die Querschnittsvergrößerung kann dabei stufenlos oder in Stufen erfolgen. Um den zur Stopfenbildung erforderlichen Gegendruck aufzubauen, weist das Walzenpaar am Ausgang der Stauchkammer einen Förderspalt auf, der eine Breite s besitzt, die kleiner ist als der Stopfendurchmesser D beim Austritt aus der Stauchkammer. Der Stopfendurchmesser D wird dabei durch den Querschnitt der Stauchkammer im Einlaufbereich bestimmt. Der Einlaufbereich der Stauchkammer erstreckt sich im wesentlichen vom Eintritt in die Stauchkammer bis zum Beginn der Luftaustrittsöffnungen, die vorzugsweise als Längsschlitze in der Kammerwand ausgebildet sind. Im Verhältnis zur Gesamtlänge der Stauchkammer befindet sich der Einlaufbereich in der oberen Hälfte, vorzugsweise im oberen Drittel oder oberen Viertel der Stauchkammer. Durch den engen Förderspalt zwischen den Walzen wird der Stopfen im wesentlichen quer zu seiner Förderrichtung gestaucht. Die Gegenkraft hängt somit neben der Umfangsgeschwindigkeit des Walzenpaares von der Querschnittsveränderung des Fadenstopfens ab. Bei gleichmäßigem Förderdruck und gleichmäßiger Umfangsgeschwindigkeit des Walzenpaares wird somit ein im wesentlichen konstanter Gegendruck zur Stopfenbildung erzeugt, der im wesentlichen unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit und vom Verschleiß der stopfenführenden Bauteile ist.

Durch die zusätzliche Stauchung des Fadenstopfens wird zudem die Kräuselung im Faden in ihrer Intensität positiv beeinflußt. Bereits bei einer Stauchung von mindestens 10% läßt sich dieser Effekt erkennen. Hierbei besitzt der Förderspalt des Walzenpaares eine Mindestbreite s von ca.90% des Stopfendurchmessers. Vorzugsweise wird der Förderspalt des Walzenpaares auf eine Breite s eingestellt, die kleiner 60% des Stopfendurchmessers D ist, also s < 0,6*D. Damit können Stauchungen des Stopfens im Förderspalt von über 30% erreicht werden.

Um die im Bereich der Stauchkammer auf den Stopfen durch Reibung wirkende Haltekraft zu minimieren ist die Stauchkammer vorteilhaft kegelförmig ausgeführt, so daß der Querschnitt der Stauchkammer kontinuierlich anwächst. Hierbei ist ein Öffnungswinkel der Stauchkammer von mindestens 2°, vorzugsweise mindestens 5°, jedoch vorzugsweise kleiner 10° vorzusehen.

Um einen relativ hohen Gegendruck zur Bildung des Fadenstopfens aufzubauen, ist die Ausbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 besonders vorteilhaft.

Eine besonders bevorzugte Ausbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 oder 6 besitzt den Vorteil, daß der Fadenstopfen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit ohne Schlupf zwischen dem Walzenpaar und dem Fadenstopfen aus der Stauchkammer gefördert wird. Zudem wird durch die rauhe Oberflächenstruktur am Umfang der Walzen ein sicherer Eingriff an den Fadenstopfen erreicht. Der Fadenstopfen wird gleichmäßig im Querschnitt gestaucht und sicher durch das Walzenpaar gefördert ohne das ein Schlupf zwischen dem Fadenstopfen und einer der Walzen des Walzenpaares auftritt.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher die Oberflächenstruktur der Walzen als eine Verzahnung ausgebildet ist. Es kann sich hierbei sowohl um eine Gerad- als auch eine Schrägverzahnung handeln. Damit wird zusätzlich die Oberfläche des Fadenstopfens aufgebrochen, was insbesondere die nachfolgende Kühlung des Fadenstopfens verbessert.

Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 8 ist insbesondere zur Einstellung der Förderrichtung geeignet. Bei Walzen mit gleich groß ausgebildeten Umfang im Kontaktbereich zum Fadenstopfen wird bei gleicher Antriebsdrehzahl der Walzen eine besonders gerade Förderrichtung des Stopfens erreicht. Dagegen kann durch ungleich groß ausgebildete Umfangsbereiche er Walzen ein abknickender Lauf des Fadenstopfens erzielt werden. Zusätzlich wird bei Förderung des Stopfen mit unterschiedlichen Durchmessern der Walzen der Fadenstopfen aufgrund der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten und Umschlingungen aufgelockert, was insbesondere bei der anschließenden Kühlung zu einer gleichmäßigen und intensiveren Kühlung des Fadenstopfens führt.

Um die Fadenstopfenbildung bei Anlauf des Prozesses optimal einstellen zu können, bietet die Vorrichtung gemäß Anspruch 9 die Möglichkeit, die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen zu verändern. Damit läßt sich im wesentlichen die Verweilzeit des Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer beeinflussen. Hierbei besteht auch die Möglichkeit, beide Walzen mit gleichen oder unterschiedlichen Drehzahlen anzutreiben.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausbildung der Vorrichtung gemäß Anspruch 11 besteht die Möglichkeit, den Gegendruck zu verändern. Hierzu ist zumindest eine der Walzen des Walzenpaares in ihrer Lage veränderbar. Damit kann die Breite des Förderspalts zur Erhöhung des Gegendrucks verkleinert oder zur Senkung des Gegendrucks vergrößert werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Vorrichtung gemäß Anspruch 12 kann der Faden mit einer sehr hohen Strömungsgeschwindigkeit in die Stauchkammer gefördert werden. Wird beispielsweise in der engsten Stelle des Fadenkanals das Fördermittel auf eine Geschwindigkeit von annähernd Schallgeschwindigkeit beschleunigt, so ermöglicht die Ausbildung des Fadenkanals, daß die Strömungsgeschwindigkeit annähernd bis zum Erreichen der Stauchkammer anhält. Innerhalb der Stauchkammer erfolgt dann eine Expansion des Fördermittels. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit wird zudem erreicht, daß innerhalb der Stauchkammer der Stopfen den in Förderrichtung zunehmenden Querschnitt der Stauchkammer gleichmäßig ausfüllt.

Die Erfindung gemäß Anspruch 14 zeigt eine besonders bevorzugte Ausbildung der Vorrichtung. Hierbei wird die Stauchkammer durch eine Wand mit in Förderrichtung zunehmender Wandstärke gebildet, so daß die Stauchkammer nach außen eine kegelige Form aufweist. In der Wand sind mehrere gleichmäßig am Umfang verteilt eingebrachte Längsschlitze angeordnet, die die Wand parallel zur Förderrichtung durchdringen. Durch diese Ausbildung der Stauchkammer wird insbesondere die Herstellung eines flusenfreien Garns ermöglicht. Es ist bekannt, daß bei der Expansion des Fördermittels unmittelbar beim Eingang in die Stauchkammer Einzelfilamente des Fadens in die Längsschlitze eingeblasen werden. Durch die kegelförmige Stauchkammer mit in Förderrichtung zunehmender Wandstärke werden bei fortschreitendem Fadenstopfen die Einzelfilamente sicher und gleichmäßig in den Fadenstopfen eingezogen. Der aus der Stauchkammer austretende Fadenstopfen besitzt somit keine abstehenden Einzelfilamente und zeichnet sich besonders durch einen stabilen Filamentverbund aus.

Um nach der Wärmebehandlung den Fadenstopfen gleichmäßig zu kühlen und somit die Kräuselung zu fixieren, wird der Fadenstopfen mit einer durch die Walzenoberfläche gebildete Stauchfläche über die Kühloberfläche der Kühltrommel geführt. Dadurch wird zum einen eine über den gesamten Fadenquerschnitt gleichmäßige Anlage an der Kühleinrichtung erreicht und zum anderen ein gleichmäßiges Durchströmen des Stopfens mit einem Kühlmedium.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1: schematisch eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2: eine Draufsicht auf ein Walzenpaar zum Stauchen eines Fadenstopfens;
Fig. 3: schematisch eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Kühleinrichtung;
Fig. 4: schematisch eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines synthetischen Fadens dargestellt. Die Vorrichtung besteht zunächst aus einer Förderdüse 1 mit einem zentralen Fadenkanal 3. Der zentrale Fadenkanal 3 ist hierbei wie bei der aus der EP 0 539 808 bekannten Vorrichtung aufgebaut. Insoweit wird auf diese Druckschrift Bezug genommen.

Der Fadeukanal besteht hierbei im wesentlichen aus zwei Abschnitten, die durch einen engsten Querschnitt voneinander getrennt sind. In dem ersten Abschnitt kurz vor dem engsten Querschnitt münden mehrere Düsenbohrungen 5 in den Fadenkanal 3. Die Düsenbohrungen 5 sind mit einer Ringkammer 6 verbunden. Die Ringkammer 6 ist über die Zufuhrleitung 4 mit einer Druckmittelzufuhr (hier nicht gezeigt) verbunden.

Im zweiten Abschnitt unterhalb des engsten Querschnitts erweitert sich der Fadenkanal 3 mit einem sehr kleinen Öffnungswinkel, der vorzugsweise im Bereich von 0,5° bis 5° liegt. Am Ende des Fadenkanals 3 schließt sich unmittelbar die Stauchkammer 7 an. Die Stauchkammer 7 wird durch die Stauchkammerwand 8 gebildet. Hierbei weist die Stauchkammer im Eingangsbereich einen im Vergleich zum Fadenkanal etwas größeren Querschnitt, der sich in Förderrichtung bis zum Austritt des Fadenstopfens im wesentlichen kontinuierlich erweitert. Hierzu ist die Stauchkammerwand im Innenbereich kegelförmig ausgeführt mit einem Öffnungswinkel von >2°, vorzugsweise >5°. Die Stauchkammerwand 8 wird durch eine Vielzahl von gleichmäßig am Umfang verteilten Längsschlitzen 14 durchdrungen. Die Längsschlitze 14 erstrecken sich hierbei im wesentlichen über die gesamte Länge der Stauchkammer 7. Nach außen hin ist die Stauchkammerwand 8 ebenfalls derart kegelförmig ausgebildet, daß sich eine Wandstärke einstellt, die in Förderrichtung sich vergrößert. Die Wandstärke kann hierbei sowohl kontinuierlich als auch stufenförmig in ihrer Stärke zunehmen.

Unterhalb der Stauchkammer ist ein Walzenpaar 10 angeordnet. Das Walzenpaar 10 besteht aus den Walzen 11 und 12. Zwischen den Walzen 11 und 12 ist ein Förderspalt 15 gebildet. Der Förderspalt 15 ist mit einer Breite s ausgeführt, die kleiner ist als der Stopfendurchmesser D (vgl. Fig. 2). Der Förderspalt wird hierbei auf eine Breite eingestellt, die im Bereich von s<(0,9 * Stopfendurchmesser D), vorzugsweise s < 0,6 * Stopfendurchmesser D, liegt. Die Walzen 11 und 12 werden hierbei mit gleicher Drehzahl angetrieben.

Unterhalb des Walzenpaares 10 ist eine Kühleinrichtung 13 vorgesehen. Die Kühleinrichtung 13 ist hierbei als drehende Kühltrommel ausgebildet, an deren Umfang der Fadenstopfen 9 zum Zwecke der Kühlung geführt wird bis zu einem Ablaufpunkt. An dem Ablaufpunkt wird der Fadenstopfen 9 zu einem Faden aufgelöst.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wird der Faden 2 mittels eines heißen Fördermittels durch den Fadenkanal 3 in die Stauchkammer 7 gefördert. Hierzu wird das heiße Fördermittel, vorzugsweise als heiße Luft oder Dampf, über die Düsenbohrungen 5 in den Fadenkanal 3 eingeleitet. Zu Prozeßbeginn wird zunächst die Stauchkammer 7 auf der Auslaßseite verschlossen, so daß sich ein Stopfen 9 durch Ablage des Fadens 2 in Schlingen und Schlaufen bildet. Das aus dem Fadenkanal 3 mit annähernder Schallgeschwindigkeit austretende Fördermittel kann über die in der Stauchkammerwand 7 eingebrachten Längsschlitze 14 oberhalb des Fadenstopfens austreten. Nachdem sich ein Fadenstopfen in der Stauchkammer 7 gebildet hat, wird die Stauchkammer geöffnet und der Prozeß kann beginnen. Hierbei pflanzt sich der Fadenstopfen zunächst bis zum Förderspalt 15 des Walzenpaares 10 fort. Im Förderspalt 15 wird der Fadenstopfen 9 nun zwischen den Oberflächen der Walzen 11 und 12 gestaucht. Durch die Stauchung, die mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 30%, beträgt, wird die zur Bildung des Fadenstopfens 9 in der Stauchkammer 7 erforderliche Gegenkraft aufgebracht. So konnte beispielsweise ein Faden aus Polypropylene bei einem Fadenstopfendurchmesser von 5 mm und einer Förderspaltbreite von 2mm vorteilhaft texturiert werden. Bei einem Faden aus Polyamid wurde beispielsweise der Fadenstopfen mit einem Durchmesser von 4 mm zur Kräuselung durch einen Spalt von 2 mm geführt.

Das Walzenpaar 10 fördert sodann den Fadenstopfen 9 zu der Kühltrommel 13. Der Fadenstopfen 9 umschlingt die Kühltrommel 13 am Umfang. Die Kühltrommel 13 weist im Mantel Öffnungen auf, um Kühlluft einsaugen zu können. Die Kühlluft durchströmt dabei den Stopfen. Am Ende der Kühlstrecke wird der Fadenstopfen 9 zu dem gekräuselten Faden aufgelöst, der mittels eines Lieferwerks (hier nicht gezeigt) abgezogen wird und beispielsweise einer Aufspulvorrichtung zugeführt.

In Fig. 2 ist schematisch eine Draufsicht auf ein Walzenpaar dargestellt, wie es beispielsweise in der Vorrichtung aus Fig. 1 einsetzbar wäre. Das Walzenpaar besteht aus den Walzen 11 und 12. Die Walze 11 ist über eine Welle 19 mit dem Antrieb 17 verbunden. Die Walze 12 ist in einer Welle 20 mit einem Antrieb 18 verbunden. Die Walzen 11 und 12 sind in einer Ebene gegenüberliegend angeordnet und bilden zwischen sich einen Förderspalt 15. Die Walzen 11 und 12 sind zylindrisch ausgebildet, so daß der Förderspalt über die Walzenlänge eine im wesentlichen konstante Breite s aufweist.

An dieser Stelle sei vermerkt, daß durch konische oder profilierte Formgebung der Walzen der Förderspalt über der Walzenlänge mit unterschiedlicher Breite ausführbar ist.

Die in Fig. 2 dargestellten Walzen weisen an der Umfangsfläche mehrere in axialer Richtung verlaufende Nuten 16 auf. Die Nuten 16 sind gleichmäßig am Umfang der Walzen 11 und 12 verteilt in die Oberfläche eingebracht. Durch die profilierte Oberflächenstruktur der Walzen 11 und 12, die unabhängig voneinander durch die Antriebe 17 und 18 angetrieben werden, wird der Fadenstopfen 9 sicher an seiner Oberfläche erfaßt und in den Förderspalt 15 eingezogen. Der Fadenstopfen 9 besitzt nach dem Verlassen der Stauchkammer einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit dem Durchmesser D. Aufgrund des engen Förderspalts wird der Fadenstopfen durch das Walzenpaar gestaucht. Hierbei wird eine Änderung der Stopfendichte erreicht, die die nachfolgende Kühlung verbessert.

Die Walzen 11 und 12 des in Fig. 2 dargestellten Walzenpaares sind gleich groß ausgeführt und werden in der Regel mit gleicher Drehzahl angetrieben. Dadurch wird eine gleichmäßige im wesentlichen geradlinige Förderung des Fadenstopfens 9 bewirkt. Es ist jedoch auch möglich, die Walzen 11 und 12 mit unterschiedlichen Drehzahlen anzutreiben. In diesem Fall wird der Fadenstopfen beim Austritt aus dem Förderspalt in Richtung zu der Walze, die mit kleinerer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, umgelenkt.

In Fig. 3 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Die Förderdüse 1 und die anschließende Stauchkammer 7 sind identisch zu dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ausgeführt. Insoweit wird aufdie Beschreibung zu Fig. 1 Bezug genommen.

Die Förderdüse 1 mündet mit dem Fadenkanal 3 in die Stauchkammer 7. Der Fadenkanal 3 ist gegenüber der Stauchkammer 7 mit in Förderrichtung zunehmendem Querschnitt aus geführt. Hierbei ist der Öffnungswinkel β im Bereich von 0.5° bis 5°, vorzugsweise bis 2°, ausgeführt. In Fig. 3 ist der Öffnungswinkel im Querschnitt des Fadenkanals mit ½β eingetragen. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Fördermittels im wesentlichen entlang des Fadenkanals beibehalten wird. Damit können hohe Zugkräfte an dem Faden aufgebaut werden. In der anschließenden Stauchkammer 7 wird der Faden auf der Stopfenoberfläche abgelegt und durch das einströmende Fördermittel in der Stauchkammer 7 komprimiert.

Die Stauchkammer 7 wird durch die Stauchkammerwand 8 gebildet. In Fig. 3 ist die Stauchkammer 7 im Halbschnitt dargestellt. Die Stauchkammer 7 weist vom Einlaß bis zum Auslaß einen zunehmenden Querschnitt auf. Der Fadenstopfendurchmesser D wird somit durch den Querschnitt der Stauchkammer 7 gebildet. Hierzu ist die Stauchkammerwand 8 in einem Öffnungswinkel α angeordnet. Der Öffnungswinkel α ist in dem Halbschnitt in Fig. 3 mit α/2 eingetragen. Der Öffnungswinkel α ist nun derart ausgebildet, daß zwischen der Stauchkammerwand 8 und dem Fadenstopfen 9 keine wesentlichen Haltekräfte durch Reibung aufgebaut werden.

Die Stauchkammerwand 8 ist luftdurchlässig ausgebildet, so daß das Fördermittel oberhalb des Fadenstopfens aus der Stauchkammer 7 ausströmen kann. Hierzu sind mehrere im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Längsschlitze 14 in der Stauchkammerwand 8 eingebracht. Die Längsschlitze 14 durchdringen die Stauchkammerwand 8 zumindest über eine Teillänge der Stauchkammer 7.

Durch das ausströmende Fördermittel werden einzelne Filamente zum Teil mit in die Längsschlitze 9 eingezogen werden. Damit die Filamente sicher in den Fadenstopfen eingezogen werden können, ist die Stauchkammerwand 8 mit zunehmender Wandstärke ausgebildet.

Der Fadenstopfen 9 wird über das Walzenpaar 10 aus der Stauchkammer gefördert und zu einer in Fig. 3 nicht gezeigten Kühleinrichtung weiter gefördert. Das in Fig. 3 dargestellte Walzenpaar 10 besteht wiederum aus den Walzen 11 und 12. Die Walze 11 weist in diesem Ausführungsbeispiel an der Oberfläche eine Verzahnung 23 auf Ebenso ist am Umfang der Walze 12 eine Verzahnung 24 ausgebildet. Die Walzen bilden zwischen sich den Förderspalt 15, der aufgrund der zylindrischen Form der Walzen 11 und 12 eine im wesentlichen gleichbleibende Breite s aufweist. Die Walze 12 ist mit einer Verstelleinrichtung 21 gekoppelt und derart in einer Führung 22 gelagert, daß durch die Verstelleinrichtung ein Verschieben der Förderwalze quer zur Förderrichtung ausführbar ist. Damit läßt sich der Förderspalt in seiner Breite s verändern.

Durch die Verzahnungen 23 und 24 an den Umfangsflächen der Walzen 11 und 12 wird der Fadenstopfen trotz der Stauchung an seinen Stauchflächen 28 und 29 aufgebrochen. Bei der anschließenden Kühlung wird ein Kühlluftstrom quer zu den Stauchflächen auf den Stopfen gerichtet. Aufgrund der aufgebrochenen Stauchflächen tritt eine wesentlich intensivere Kühlwirkung am Fadenstopfen ein, was eine Verkürzung der Kühlstrecke zur Folge hat.

In Fig. 4 ist schematisch ein Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Förderdüse 1 und die Stauchkammer 7 sind hierbei identisch zu dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ausgeführt. Insoweit wird auf die Beschreibung zu der Fig. 1 Bezug genommen.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist unmittelbar am Ausgang der Stauchkammer 7 ein Rohr 25 zwischen der Stauchkammer 7 und dem Walzenpaar 10 angeordnet. Auf der Austrittsseite des Rohres 25 ist das Walzenpaar 10 angeordnet. Das Walzenpaar 10 besteht aus den Walzen 26 und 27. Die Walzen bilden zwischen sich den Förderspalt 15. Die Walze 27 ist im Durchmesser kleiner ausgebildet als die Walze 26. Beide Walzen werden mit gleicher Drehzahl angetrieben. Aufgrund des kleineren Umfangs der Walze 27 wird der Fadenstopfen auf der Seite der Walze 27 mit kleinerer Geschwindigkeit gefördert. Auf der gegenüberliegenden Seite wird der Fadenstopfen mit der durch die Walze 26 bestimmte Umfangsgeschwindigkeit gefördert. Die Differenz zwischen den beiden Umfangsgeschwindigkeiten führt dazu, daß der Fadenstopfen bei Austritt aus dem Förderspalt 15 umgelenkt wird. Diese Umlenkung ist insbesondere von Vorteil, um den Fadenstopfen mit seiner Stauchfläche auf eine anschließende sich drehende Kühltrommel abzulegen. Die Geschwindigkeitsdifferenz an beiden Stauchflächen des Fadenstopfens führt zudem zum Auflockern des Fadenstopfens.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dient das Rohr 25 dazu, die Verweilzeit des heißen Fadenstopfens zu erhöhen. Insbesondere um eine Schrumpfbehandlung des Garnes durchzuführen. Hierbei könnte beispielsweise zusätzlich das Rohr 25 beheizt sein. Es ist jedoch auch möglich, eine quer zur Förderrichtung strömende heiße Luft durch ein Rohr mit porösen Wänden zur thermischen Behandlung des Fadenstopfens zu leiten.

Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind alle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Hierbei können Fäden, insbesondere Teppichgarne, aus Polyamid, Polypropylene oder Polyester gekräuselt werden. Die Garne zeichnen sich insbesondere durch eine intensive und homogene Kräuselung aus.

Bezugszeichenliste

1: Förderdüse
2: Faden
3: Fadenkanal
4: Zufuhrleitung
5: Düsenbohrung
6: Ringkammer
7: Stauchkammer
8: Stauchkammerwand
9: Fadenstopfen
10: Walzenpaar
11: Walze
12: Walze
13: Kühltrommel
14: Längsschlitz
15: Förderspalt
16: Nuten
17: Antrieb
18: Antrieb
19: Welle
20: Welle
21: Verstelleinrichtung
22: Führung
23: Verzahnung
24: Verzahnung
25: Rohr
26: Walze
27: Walze
28: Stauchfläche
29: Stauchfläche

Claims

Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines synthetischen multifilen Fadens (2) mit einer Förderdüse (1), welche einen Fadenkanal (3) zur Führung und Förderung des Fadens (2) aufweist, mit einer am Ende des Fadenkanals (3) ausgebildeten Stauchkammer (7) zur Aufnahme eines Fadenstopfens (9), mit einem am Ausgang der Stauchkammer (7) angeordneten Walzenpaar (10) zur Förderung des Fadenstopfens (9) und mit einer Kühleinrichtung (13), dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchkammer (9) derart mit in Förderrichtung zunehmendem Querschnitt ausgebildet ist, daß keine wesentliche Haltekraft am Fadenstopfen (9) entsteht, wobei der Fadenstopfen (9) die Stauchkammer (7) mit einem durch den Querschnitt im Einlaufbereich der Stauchkammer (7) bestimmten Stopfendurchmesser (D) verläßt, und daß das Walzenpaar (10) einen Förderspalt (15) mit einer Breite (s) kleiner als der Stopfendurchmesser (s < D) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderspalt (15) eine Breite (s) im Bereich von s < 0,9 * D, vorzugsweise s < 0,6 * D aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchkammer (7) kegelförmig mit einem Öffnungswinkel von größer 2°, vorzugsweise größer 5° ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderspalt (15) durch gegenüberliegende zylindrische Walzen (11, 12) des Walzenpaares gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (11, 12) des Walzenpaares (10) am Umfang gegenüber dem Fadenstopfen (9) eine rauhe Oberflächenstruktur aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rauhe Oberflächenstruktur durch eine Vielzahl von längsgerichteten Nuten (16) in der Walzenoberfläche gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rauhe Oberflächenstruktur durch eine Verzahnung (23) in der Walzenoberfläche gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (11, 12; 26, 27) des Walzenpaares (10) im Kontaktbereich zum Fadenstopfen (9) in ihrem Umfang gleich groß oder ungleich groß ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Walze (11, 12; 26, 27) des Walzenpaares (10), vorzugsweise beide Walzen (11, 12; 26, 27) des Walzenpaares (10) mit veränderbarer Umfangsgeschwindigkeit antreibbar ist/sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen des Walzenpaares (10) mit gleicher oder ungleicher Drehzahl antreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Walze (12) des Walzenpaars (10) zur Veränderung der Breite des Förderspaltes (15) in ihrer Lage veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenkanal (3) von einer engsten Stelle bis zu der Stauchkammer (7) einen kontinuierlich mit im wesentlichen konstantem Öffnungswinkel zunehmenden Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel 0,5° bis 5°, vorzugsweise 0,5 bis 2° beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei welcher die Wand (8) der Stauchkammer (7) mehrere gleichmäßig am Umfang verteilt eingebrachte Längsschlitze (14) aufweist, die die Wand (8) parallel zur Förderrichtung durchdringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (8) der Stauchkammer (7) mit in Förderrichtung zunehmender Wandstärke ausgebildet ist, so daß die Stauchkammer (7) nach außen eine im wesentlichen kegelige Form aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung eine Kühltrommel (13) ist, und daß der Fadenstopfen (9) mit einer der zur Walzenoberfläche gewandten Stauchflächen über die Kühloberfläche der Kühltrommel (13) führbar ist.
Verfahren zum Stauchkräuseln eines synthetischen Fadens, bei welchem der Faden mit einem heißen Gas in eine Stauchkammer gefördert wird, bei welchem der Faden innerhalb der Stauchkammer zu einem Fadenstopfen verpreßt wird, bei welchem der Fadenstopfen aus der Stauchkammer gefördert und auf einer Kühleinrichtung abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenstopfen nach Verlassen der Stauchkammer und vor Ablage auf der Kühleinrichtung im wesentlichen quer zu seiner Förderrichtung gestaucht wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenstopfen zwischen zwei Flächen um mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 30% gestaucht wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der gestauchte Fadenstopfen einen Querschnitt mit zwei Stauchflächen aufweist, und daß der Fadenstopfen mit einer der Stauchflächen in Kontakt über die Kühleinrichtung geführt wird.