EP2057311B1 - Verfahren zur thermischen behandlung eines laufenden garns sowie zwirnmaschine zur durchführung des verfahrens - Google Patents

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EP2057311B1
EP2057311B1 EP07786133A EP07786133A EP2057311B1 EP 2057311 B1 EP2057311 B1 EP 2057311B1 EP 07786133 A EP07786133 A EP 07786133A EP 07786133 A EP07786133 A EP 07786133A EP 2057311 B1 EP2057311 B1 EP 2057311B1
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EP
European Patent Office
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yarn
thermal treatment
twisting machine
delivery
change
Prior art date
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EP07786133A
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English (en)
French (fr)
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EP2057311A1 (de
Inventor
Siegfried Brenk
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06BTREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B3/00Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/04Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of yarns, threads or filaments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/28Heating or cooling arrangements for yarns
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/30Moistening, sizing, oiling, waxing, colouring, or drying yarns or the like as incidental measures during spinning or twisting
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/30Moistening, sizing, oiling, waxing, colouring, or drying yarns or the like as incidental measures during spinning or twisting
    • D01H13/304Conditioning during spinning or twisting
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/001Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass in a tube or vessel
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/006Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass in a fluid bed

Definitions

  • the invention relates to a method for the treatment of a running yarn according to claim 1 and to a twisting machine for carrying out the method according to claim 5.
  • Both the EP 1 348 785 A1 and the DE 103 48 278 A1 show a device for thermal treatment, which is traversed by the yarn straight. In a Filtration chamber is blown for the thermal treatment of a pressurized gas or vapor treatment medium. The subsequent process of cooling leads to the fixation of the yarn.
  • the opposite inlet and outlet openings have thread locks, which serve to seal the thread treatment chamber to the environment.
  • the passage of the yarn through the device is achieved by a respective upstream of the device and a device downstream of the delivery mechanism.
  • the two delivery mechanisms of the respective work station are controlled in such a way that the yarn passing through the device is held essentially without tension.
  • the yarn like the DE 103 48 278 A1 shows, wound on a spool to be further processed to a secondary product, such as a carpet or the like.
  • the quality of a derived product produced from such a produced and treated yarn is determined inter alia on the basis of bulkiness.
  • the bulkiness should be for high-quality carpets, for example, the quality of Saxony, particularly high and, above all, even.
  • the influence on the bulkiness of the yarn fixed in the manner described above is determined in accordance with EP 1 348 785 A1 influenced by predetermined differential speeds of delivery mechanisms when passing through the device. For this purpose, a defined differential speed between the two delivery mechanisms is preset in order to achieve the achievement of predetermined property values of the yarn. A control that intervenes in case of deviations of the set speed difference due to interference, is not described.
  • the object is achieved by the method according to claim 1 and by the twisting machine according to claim 5.
  • the continuous yarn is applied by positionally variable means with a defined force, which caused by a change in the yarn tension due to disturbing influences during the thermal treatment of the yarn position change is used as a control variable for controlling at least one of the delivery mechanisms.
  • the application of a defined force to the continuous yarn causes the means to change as the speed of the delivery mechanisms changes due to disturbing influences resulting in a corresponding change in yarn tension Changes position experiences.
  • the change in the position of the funds is carried out according to the speed change of the delivery works. That is, with an increasing speed difference and an associated increase in the yarn tension or shortening of the yarn length, the position of the means is changed by one of the direction of action of the force applied to the yarn opposing movement of the means.
  • a reduction in the speed difference of the delivery mechanisms leads to a decrease in the yarn tension or an increase in the yarn length, which can lead to looping or winding formation.
  • the decrease in the yarn tension causes a dynamic change in position of the means such that the means changes its position in the direction of action of the applied force.
  • the position change of the means is used as a manipulated variable for controlling the speed of at least one of the delivery mechanisms.
  • the change in position of the means as a manipulated variable for controlling at least one of the delivery mechanisms, it can be ensured that the yarn guided through the thermal treatment device is always kept substantially constantly de-energized throughout the treatment process.
  • a change in the delivery speed of at least one of the two delivery mechanisms corresponding to the change in position is made in order to compensate for the occurring speed difference.
  • the control of at least one of the delivery mechanisms as a function of an occurring change in position of the means for influencing the yarn tension enables the elimination of disturbing influences such as the speed deviation of the delivery mechanisms or a production-related or wear-related diameter deviation of the delivery work rolls.
  • can be different pressure forces a resilient delivery role or different entrainment of the yarn through the Compensating delivery rolls of one or both delivery mechanisms, as well as different yarn shrinkage stresses, which lead to different strains of the yarn.
  • the compensation of the speed difference due to a speed deviation of the two delivery mechanisms and / or other aforementioned disturbing influences by the inventive method avoids winding due to loose yarn and thus the contact with hot surfaces of the device for thermal treatment, resulting in yarn breaks, a reduction in yarn quality or the like can lead.
  • the method can prevent the yarn from being fed too tightly through the device, thereby avoiding a bulking due to excessive yarn tension during the treatment of the yarn.
  • a wrong preset shrinkage of the yarn between the suppliers can be avoided, since the preset shrinkage is automatically adaptable to the corresponding material properties of the yarn to be treated by the inventive control of at least one of the two delivery mechanisms.
  • the setting of a safety cut at a preset maximum value for the shrinkage of the yarn may be dispensed with, since the preset value for the shrinkage, as already stated, is automatically adaptable to the properties of the yarn to be treated.
  • the magnitude of the force applied by the means may be up to 1 cN.
  • the force applied to the yarn is sufficiently large to cause a slight change in position of the yarn tensioning means even when a slight counterforce occurs, caused by a change in yarn tension due to the above-described disturbing influences.
  • the applied force is so low that the substantially de-energized state of the yarn in the thermal treatment apparatus during the treatment of the yarn is maintained at all times unless a malfunction occurs which breaks the entire production process.
  • the magnitude of the force applied by the means to the yarn can be kept constant. Due to the constant load on the running yarn by the force applied by the means in an order of magnitude smaller than 1 cN, the means and the control are simplified in their design.
  • saturated steam or superheated steam can be used for the thermal treatment of the yarn.
  • hot air can be used as a medium for thermal treatment.
  • a device for influencing the yarn tension which comprises means which are at least partially positionally variable, to act on the yarn with a defined force, wherein the device with a Control device is connected, which is set up to use the change in position of the means of the control device as a manipulated variable for controlling the speed of at least one of the delivery mechanisms.
  • the yarn acting on the force of a means of the device may be formed in its position changeable, which simplifies the structure of the device and thus makes it cheaper.
  • control device can be embodied as a central control device, as a control device operating in a sectional manner or as a control device which is provided at each workstation of the twisting machine which, among other things, controls at least one of the delivery mechanisms of each workstation of the twisting machine.
  • each workstation may have a sensor that determines the magnitude of the change in position of the device and forwards it to the control device.
  • This allows the dynamic adaptation of the delivery speed at each individual device for the thermal treatment of the yarn of a workstation of the twisting machine. As a result, it is possible to respond flexibly automatically to occurring, in particular also different, disturbing influences.
  • the device can be arranged in the region of one of the delivery mechanisms.
  • the device can be connected directly upstream of the delivery device downstream of the device or else already in the cooling zone upstream of this delivery device.
  • the device can be arranged pivotably on a delivery roller of one of the two delivery mechanisms about its axis of rotation.
  • the arrangement of the device takes place on one of the delivery rollers of the device for thermal Treatment downstream delivery plant.
  • the device is arranged in the region of at least one delivery mechanism such that the yarn is subjected to a force before it leaves the downstream delivery mechanism or before it enters the apparatus for thermal treatment.
  • the device may have a lever pivotable about the axis of rotation of a delivery roller with a deflection roller rotatably mounted on the lever.
  • the deflection of the lever is detected by means of the sensor system.
  • the data detected by the sensor data are forwarded to the control device and evaluated there.
  • at least one of the delivery mechanisms is influenced in its delivery speed in order to keep the running yarn substantially even without tension during its treatment.
  • the lever serves both to determine the change in position of the device, but can also serve to adjust the size of the force applied to the yarn, since the lever can also be used as a counterweight to the diverting pulley which directs the yarn with a direction perpendicular to the yarn direction defined force applied.
  • the device may be formed as an axially movable bolt.
  • the bolt is axially movably mounted in a bearing device, which is arranged in the region of at least one of the delivery mechanisms.
  • the bolt and the bearing device may also be accommodated in a housing which protects the bolt and the bearing device from influences that may affect the axial mobility of the bolt.
  • the arrangement of the bolt and its bearing device or the housing takes place in the region of at least one of the delivery mechanisms that the bolt continuous yarn can act with a directed perpendicular to the yarn direction defined force.
  • the device for thermal treatment of the yarn may be a steam fixing device. Thermofixing takes place by applying saturated steam or superheated steam to the running yarn in a steam treatment space arranged downstream of the yarn source and subsequent cooling.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a workstation 29 of a twisting machine.
  • the twisting machine is a textile machine with a plurality of adjacent workstations 29.
  • On each longitudinal side of the textile machine a number of identical workstations 29 is arranged in each case.
  • Each workstation 29 has a steam fixing device 1, which serves to fix the yarn 14 withdrawn from the twisting device.
  • each workstation 29 has a control device 13 which serves to control the components of the workstation 29.
  • a withdrawn from a twist pot 15 thread 17, a gate thread 18 is fed, which is twisted with this to a yarn 14.
  • the yarn 14 is pulled off by a merely indicated Garnabzugsvorraum 16.
  • the withdrawn yarn 14 leaves the region of the twisting device and is fed via deflection means 22 to a device for thermal treatment of the yarn.
  • the device is designed as a steam fixing device 1 which is operable with saturated steam or superheated steam.
  • the yarn 14 is guided via further deflection means to a winding device at the work station 29 and wound up into a cross-wound bobbin 20.
  • the cross-wound bobbin 20 is rotatably supported by a pivotable creel and rests on a winding roller 19, from which it is driven and rotated to wind the yarn 14.
  • the supply of steam to the steam fixing 1 is carried out by a steam line of the twisting machine via a steam supply 4.
  • the supply of steam can be interrupted by a designed as a steam valve shut-off device.
  • the steam fixing device 1 has an upstream delivery mechanism 2 and a downstream delivery mechanism 3, which serve for the supply of the yarn 14 to be treated or the discharge of the treated yarn 14.
  • the two delivery mechanisms 2, 3 are driven in such a way that the yarn 14 passing through the steam-fixing device 1 is kept essentially constant in tension.
  • a respective yarn lock 21, 23 is arranged, through which the entry or exit of the yarn 14 from the steam fixing device 1 takes place.
  • the delivery mechanisms 2, 3 have delivery rollers 8, 9, wherein at least one of Delivery rollers 8, 9 of the respective delivery plant 2, 3 is preferably driven single motor.
  • the passage of the yarn 14 through the steam zone 7 of the steam fixing device 1 is substantially constant stress-free, in order to achieve the greatest possible bulkiness of the yarn 14 during the thermal treatment.
  • a compressed air supply 5 is arranged, which is connected upstream of the steam zone 7.
  • a further compressed air supply 6, which is upstream of the delivery unit 3.
  • the delivery mechanism 3 has, in addition to the delivery rollers 8, 9, a device 10 for acting on the yarn 14 with a defined force.
  • the device 10 comprises means which are formed at least partially positionally variable.
  • the means are in the embodiment according to Fig. 1 is formed as a deflection roller 25, which is arranged about a lever arm 24 on a rotational axis 12 of the delivery roller 8 to this pivotable.
  • Such an arrangement of guide roller 25 and lever arm 24 is known for example under the term dancer roll.
  • the device 10 is arranged upstream of the delivery mechanism 3 and acts upon the treated yarn 14 after it leaves the steam zone 7 but before it enters the delivery mechanism 3 with a defined force directed perpendicular to the yarn withdrawal direction. This force is preferably less than 1 cN.
  • This force is preferably less than 1 cN.
  • greatly exaggerated deflection of the yarn 14 by the guide roller 25 of the device 10 is merely a better illustration of the operation. The actual deflection of the yarn 14 is low due to the small force applied by the device 10 to the yarn 14.
  • the lever arm 24 is connected to a sensor 11 in connection, which detects any changes in position of the means of the device 10, in particular of the lever arm 24 by the deflection roller 25 located thereon, and forwards it to the control device 13.
  • the change in position is caused by a deflection of the deflection roller 25 due to a changing yarn tension or yarn length between the two delivery mechanisms 2, 3.
  • the change in the yarn tension can have a variety of causes, for example, a speed deviation of the delivery mechanisms 2, 3, different yarn inlet tensions or a diameter deviation of the delivery rollers 8, 9 due to wear.
  • a speed deviation from the delivery mechanism 3 with respect to the delivery mechanism 2 leads to a speed difference which causes an increase or decrease in the yarn tension according to its sign.
  • An increase in the yarn tension ie a reduction in the yarn length, causes a counterforce that changes the position of the device 10 counter to its load direction.
  • the change in position of the deflection roller 25 is detected as a deflection of the lever arm 24 of the sensor 11 and can be forwarded to a Meßwertumwandler 26.
  • the measured value converter 26 transmits a signal proportional to the deflection to the control device 13, which in turn serves to regulate the speed of the delivery mechanisms 2, 3. In the case described above, this leads to a reduction in the speed difference of the delivery mechanisms 2, 3, in order to keep the yarn 14 substantially de-energized.
  • the measurement and control takes place dynamically during the running process, ie during the passage of the yarn 14 through the steam fixing device 1 at each workstation 29. This allows a maximum bulkiness of the yarn 14 can be achieved because Disturbing influences, which negatively influence the development of bows, can be taken into account dynamically at any time.
  • the means of the device 10 is formed as a pin or bolt 27 which is mounted axially movable in a housing 28 preceded by the delivery mechanism 3.
  • the housing 28 is arranged in the area of the delivery mechanism 3 in such a way that the pin or the bolt 27 can exert a defined force directed perpendicular to the passing yarn 14, as already described above.
  • the change in the position of the pin or the bolt 27 by its axial movement due to a change in the yarn tension is detected in the manner already described by the sensor 11 and forwarded as a signal corresponding to the change to the control device 13.
  • the signal serves the control device 13 as a manipulated variable for controlling at least one of the delivery mechanisms 2, 3 in order to dynamically compensate for the change in yarn tension of the yarn 14 between the two delivery mechanisms 2, 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines laufenden Garnes nach Anspruch 1 sowie eine Zwirnmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5.
  • Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Behandlung eines Garnes sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens bekannt, die zur Verbesserung der Garnqualität nach dem Zwirnen beziehungsweise dem Kablieren von Garnen verwendet werden. So ist es üblich, das Garn nach Zwirnprozessen einer thermischen Behandlung zu unterziehen. Die thermische Behandlung stabilisiert den Zustand, in dem sich das Garn nach dem Zwirnen befindet und macht das Garn von inneren Torsionskräften frei. Zudem führt die thermische Behandlung zu einem Schrumpfbauschen des Garnes, was eine Volumenerhöhung des Garnes bewirkt.
  • Es ist seit langem üblich, zur thermischen Behandlung das auf Spulen oder Kopse aufgewickelte Garn chargenweise in Dämpfanlagen, sogenannten Autoklaven, zu behandeln. Dabei wird jeweils eine Vielzahl von Spulen oder Kopsen gleichzeitig fixiert.
  • Aus der EP 1 348 785 A1 und der DE 103 48 278 A1 ( EP 1528129 ) ist es bekannt, die Fixierung kontinuierlich am laufenden Garn an jeder Arbeitsstelle der Zwirnmaschine vorzunehmen. Damit soll der Fixiervorgang kostengünstiger und effizienter durchgeführt werden. Sowohl die EP 1 348 785 A1 als auch die DE 103 48 278 A1 zeigen jeweils eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung, die von dem Garn gradlinig durchlaufen wird. In eine Fadenbehandlungskammer wird zur thermischen Behandlung ein unter Druck stehendes gas- oder dampfförmiges Behandlungsmedium eingeblasen. Der sich daran anschließende Vorgang der Abkühlung führt zur Fixierung des Garnes. Die sich gegenüberliegenden Einlauf- und Auslauföffnungen weisen Fadenschleusen auf, die der Abdichtung der Fadenbehandlungskammer zur Umgebung hin dienen. Die Hindurchführung des Garnes durch die Vorrichtung wird durch jeweils ein der Vorrichtung vorangestelltes und ein der Vorrichtung nachgeordnetes Lieferwerk erreicht. Hierzu werden die beiden Lieferwerke der jeweiligen Arbeitsstelle derart angesteuert, dass das die Vorrichtung durchlaufende Garn im Wesentlichen spannungslos gehalten wird. Unmittelbar nach dem Verlassen der Behandlungsvorrichtung wird das Garn, wie die DE 103 48 278 A1 zeigt, auf eine Spule aufgewickelt, um zu einem Folgeprodukt, beispielsweise einem Teppich oder dergleichen, weiterverarbeitet zu werden.
  • Die Qualität eines aus einem derart produzierten und behandelten Garn hergestellten Folgeproduktes bestimmt sich unter anderem anhand der Bauschigkeit. Die Bauschigkeit soll für qualitativ hochwertige Teppiche, beispielsweise der Qualität Saxony, besonders hoch und vor allem gleichmäßig sein. Die Beeinflussung der Bauschigkeit des auf zuvor beschriebene Weise fixierten Garns wird gemäß der EP 1 348 785 A1 durch vorgebbare Differenzgeschwindigkeiten der Lieferwerke beim Durchlaufen der Vorrichtung beeinflusst. Hierzu wird eine definierte Differenzgeschwindigkeit zwischen den beiden Lieferwerken voreingestellt, um die Erzielung vorbestimmter Eigenschaftswerte des Garnes zu erreichen. Eine Regelung, die bei Abweichungen der eingestellten Geschwindigkeitsdifferenz aufgrund von Störeinflüssen eingreift, ist nicht beschrieben.
  • Auch der DE 103 48 278 A1 ist keine dezidierte Regelung der Lieferwerke zu entnehmen, so dass die Bauschigkeit während des Behandlungsvorganges nicht beeinflusst werden kann. Während der Behandlung auftretende Störeinflüsse, wie zum Beispiel eine ungewollte Drehzahlabweichung der Lieferwerke, unterschiedliche Fadeneinlaufspannungen, Durchmesserabweichungen der Lieferwerksrollen aufgrund von Abnutzung oder unterschiedlicher Andruck der Lieferwerksrollen während der thermischen Behandlung des Garnes oder Ungleichmäßigkeiten im Vorlagematerial werden nicht ausgeglichen. Alle diese Faktoren beeinflussen jedoch maßgeblich die Bauschigkeit des Garnes und somit die Qualität des Folgeproduktes.
  • Weitere Verfahren zur Behandlung von Garnen sind aus WO-A-98/339963 , US-A-5 802 832 und EP-A-1 609 897 bekannt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, dass die Behandlung eines Garns effektiver gestaltet sowie eine Zwirnmaschine bereitzustellen, die zur einfachen und kostengünstigen Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.
  • Die Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und durch die Zwirnmaschine nach Anspruch 5 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass das durchlaufende Garn durch positionsveränderliche Mittel mit einer definierten Kraft beaufschlagt wird, deren durch eine Änderung der Garnspannung aufgrund von Störeinflüssen während der thermischen Behandlung des Garnes hervorgerufene Positionsänderung als Stellgröße zur Steuerung mindestens eines der Lieferwerke verwendet wird. Die Beaufschlagung des durchlaufenden Garns mit einer definierten Kraft bewirkt, dass die Mittel bei einer Veränderung der Geschwindigkeit der Lieferwerke aufgrund von Störeinflüssen, was zu einer entsprechenden Änderung der Garnspannung führt, eine Positionsänderung erfährt. Die Änderung der Position der Mittel erfolgt entsprechend der Geschwindigkeitsänderung der Lieferwerke. Das heißt, mit einer zunehmenden Geschwindigkeitsdifferenz und einer damit einhergehenden Erhöhung der Garnspannung respektive Verkürzung der Garnlänge wird die Position der Mittel durch eine der Wirkungsrichtung der auf das Garn aufgebrachten Kraft entgegen gerichtete Bewegung der Mittel verändert. Hingegen führt eine Verringerung der Geschwindigkeitsdifferenz der Lieferwerke zu einer Abnahme der Garnspannung beziehungsweise Erhöhung der Garnlänge, was zu einer Schlaufen- oder Wickelbildung führen kann. Die Abnahme der Garnspannung bewirkt eine dynamische Positionsänderung der Mittel derart, dass die Mittel ihre Position in Wirkungsrichtung der aufgebrachten Kraft verändert.
  • Die Positionsänderung der Mittel wird als Stellgröße zur Steuerung der Geschwindigkeit mindestens eines der Lieferwerke verwendet. Durch die Verwendung der Positionsänderung der Mittel als eine Stellgröße zur Ansteuerung mindestens eines der Lieferwerke kann sichergestellt werden, dass das durch die Vorrichtung zur thermischen Behandlung geführte Garn während des gesamten Behandlungsvorganges stets im Wesentlichen konstant spannungslos gehalten wird. Hierzu wird eine der Positionsänderung entsprechende Veränderung der Lieferwerksgeschwindigkeit zumindest eines der beiden Lieferwerke vorgenommen, um die auftretende Geschwindigkeitsdifferenz auszugleichen. Die Steuerung mindestens eines der Lieferwerke in Abhängigkeit von einer auftretenden Positionsänderung der Mittel zur Beeinflussung der Garnspannung ermöglicht die Ausschaltung von Störeinflüssen wie die Drehzahlabweichung der Lieferwerke oder eine fertigungstechnisch oder verschleißtechnisch bedingte Durchmesserabweichung der Lieferwerksrollen. Ebenso lassen sich unterschiedliche Andruckkräfte einer federnden Lieferwerksrolle oder eine unterschiedliche Mitnahme des Garnes durch die Lieferwerksrollen eines oder beider Lieferwerke kompensieren, wie auch unterschiedliche Garneinlaufspannungen, die zu unterschiedlichen Dehnungen des Garnes führen.
  • Die Kompensation der Geschwindigkeitsdifferenz aufgrund einer Drehzahlabweichung der beiden Lieferwerke und/oder anderer zuvor genannter Störeinflüsse durch das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet eine Wickelbildung durch zu loses Garn und somit auch den Kontakt zu heißen Oberflächen der Vorrichtung zur thermischen Behandlung, was zu Garnbrüchen, einer Minderung der Garnqualität oder dergleichen führen kann.
  • Des Weiteren kann durch das Verfahren vermieden werden, dass das Garn zu straff durch die Vorrichtung geführt wird, wodurch eine Bauschminderung infolge einer zu großen Garnspannung während der Behandlung des Garnes vermieden wird. Ebenso lässt sich ein falsch voreingestellter Schrumpf des Garnes zwischen den Lieferwerken vermeiden, da durch die erfindungsgemäße Steuerung mindestens eines der beiden Lieferwerke der voreingestellte Schrumpf automatisch an die entsprechenden Materialeigenschaften des zu behandelnden Garnes anpassbar wird. Dies ermöglicht die Reduzierung des erforderlichen Untersuchungsaufwandes des Bauschvermögens eines Garnmateriales, wenn dies im Zeitpunkt der Behandlung nicht oder nur näherungsweise bekannt ist. Auf die Einstellung eines Sicherheitsabschlages bei einem voreingestellten maximalen Wert für den Schrumpf des Garnes, wie im Allgemeinen üblich, kann verzichtet werden, da der voreingestellte Wert für den Schrumpf, wie bereits ausgeführt, automatisch an die Eigenschaften des zu behandelnden Garnes anpassbar wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren finden Garneinflussgrößen wie eine unterschiedliche Garnkonstruktion, der Fadentiter oder verschiedene Garnmaterialien bei der thermischen Behandlung Berücksichtigung, um eine größtmögliche und gleich bleibende Bauschigkeit des zu behandelnden Garnes zu erzielen.
  • Insbesondere kann die Größenordnung der von den Mitteln aufgebrachten Kraft bis zu einem 1 cN betragen. Die auf das Garn aufgebrachte Kraft ist hinreichend groß, um bereits bei dem Auftreten einer geringen Gegenkraft, hervorgerufen durch eine Änderung der Garnspannung, die auf die bereits geschilderten Störeinflüsse zurückzuführen ist, eine geringfügige Positionsänderung der Mittel zur Beeinflussung der Garnspannung zu bewirken. Jedoch ist die aufgebrachte Kraft so gering, dass der im Wesentlichen spannungslose Zustand des Garnes in der Vorrichtung zur thermischen Behandlung während der Behandlung des Garnes zu jedem Zeitpunkt erhalten bleibt, sofern es nicht zum Auftreten einer Betriebsstörung kommt, die den gesamten Produktionsablauf unterbricht.
  • Des Weiteren kann die Größenordnung der durch die Mittel auf das Garn aufgebrachten Kraft konstant gehalten werden. Durch die stets gleich bleibende Belastung des laufenden Garnes durch die von den Mitteln aufgebrachte Kraft in einer Größenordnung kleiner als 1 cN werden die Mittel und die Steuerung in ihrer Ausgestaltung vereinfacht.
  • Bevorzugt kann zur thermischen Behandlung des Garnes Sattdampf oder Heißdampf verwendet werden. Alternativ kann auch Heißluft als Medium zur thermischen Behandlung zum Einsatz kommen.
  • Hinsichtlich der Zwirnmaschine wird gemäß Anspruch 5 vorgeschlagen, dass zwischen den beiden Lieferwerken eine Einrichtung zur Beeinflussung der Garnspannung angeordnet ist, die Mittel umfasst, die zumindest teilweise positionsveränderlich ausgebildet sind, um das Garn mit einer definierten Kraft zu beaufschlagen, wobei die Einrichtung mit einer Steuerungseinrichtung verbunden ist, die zur Verwendung der Positionsänderung der Mittel der Steuerungseinrichtung als Stellgröße zur Steuerung der Geschwindigkeit mindestens eines der Lieferwerke eingerichtet ist. Hierbei kann nur das das Garn mit einer Kraft beaufschlagende Mittel der Einrichtung in seiner Position veränderbar ausgebildet sein, was den Aufbau der Einrichtung vereinfacht und somit kostengünstiger macht.
  • Die Steuerungseinrichtung kann hierzu als eine zentrale Steuerungseinrichtung ausgeführt sein, als eine sektionsweise arbeitende Steuereinrichtung oder aber als eine Steuerungseinrichtung, die an jeder Arbeitsstelle der Zwirnmaschine vorgesehen ist, die unter anderem mindestens eines der Lieferwerke jeder Arbeitsstelle der Zwirnmaschine ansteuert.
  • Vorzugsweise kann jede Arbeitsstelle eine Sensorik aufweisen, die die Größenordnung der Positionsänderung der Einrichtung bestimmt und an die Steuerungseinrichtung weiterleitet. Dies ermöglicht die dynamische Anpassung der Lieferwerksgeschwindigkeit an jeder einzelnen Vorrichtung zur thermischen Behandlung des Garnes einer Arbeitsstelle der Zwirnmaschine. Dadurch kann automatisch auf auftretende, insbesondere auch unterschiedliche Störeinflüsse flexibel reagiert werden.
  • Bevorzugt kann die Einrichtung im Bereich eines der Lieferwerke angeordnet sein. So kann die Einrichtung beispielsweise dem der Vorrichtung nachgeordneten Lieferwerk unmittelbar vorgeschaltet sein oder aber bereits in der diesem Lieferwerk vorgeschalteten Kühlzone.
  • Dabei kann die Einrichtung an einer Lieferwerksrolle eines der beiden Lieferwerke um deren Drehachse schwenkbar angeordnet sein. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung der Einrichtung an einer der Lieferwerksrollen des der Vorrichtung zur thermischen Behandlung nachgeschalteten Lieferwerkes. Die Einrichtung ist derart im Bereich mindestens eines Lieferwerkes angeordnet, dass das Garn vor dem Austritt aus dem nachgeschalteten Lieferwerk beziehungsweise vor dem Eintritt in die Vorrichtung zur thermischen Behandlung mit einer Kraft beaufschlagt wird.
  • Vorteilhafterweise kann die Einrichtung einen um die Drehachse einer Lieferwerksrolle schwenkbaren Hebel mit einer an dem Hebel drehbar gelagerten Umlenkrolle aufweisen. Zur Bestimmung der Positionsänderung wird die Auslenkung des Hebels mittels der Sensorik erfasst. Die von der Sensorik erfassten Daten werden an die Steuerungseinrichtung weitergeleitet und dort ausgewertet. Mittels dieser Daten wird mindestens eines der Lieferwerke in seiner Liefergeschwindigkeit beeinflusst, um das laufende Garn während seiner Behandlung möglichst gleichmäßig im Wesentlichen spannungslos zu halten. Der Hebel dient zum einen der Bestimmung der Positionsänderung der Einrichtung, kann aber auch der Einstellung der Größe der auf das Garn aufgebrachten Kraft dienen, da der Hebel zudem als ein Gegengewicht zu der Umlenkrolle verwendet werden kann, die das Garn mit einer senkrecht zur Garnlaufrichtung gerichteten definierten Kraft beaufschlagt.
  • Alternativ kann die Einrichtung als ein axial beweglicher Bolzen ausgebildet sein. Hierzu ist der Bolzen in einer Lagereinrichtung axial beweglich gelagert, die im Bereich mindestens eines der Lieferwerke angeordnet ist. Dabei können der Bolzen und die Lagereinrichtung auch in einem Gehäuse untergebracht sein, das den Bolzen und die Lagereinrichtung vor Einflüssen schützt, die die axiale Beweglichkeit des Bolzens beeinträchtigen können. Die Anordnung des Bolzens und dessen Lagereinrichtung beziehungsweise des Gehäuses erfolgt derart im Bereich mindestens eines der Lieferwerke, dass der Bolzen das durchlaufende Garn mit einer senkrecht zur Garnlaufrichtung gerichteten definierten Kraft beaufschlagen kann.
  • Bei der Vorrichtung zur thermischen Behandlung des Garns kann es sich um eine Dampffixiereinrichtung handeln. Das Thermofixieren erfolgt durch Beaufschlagen des laufenden Garns mit Sattdampf oder Heißdampf in einem stromab der Garnquelle angeordneten Dampfbehandlungsraum und einer sich daran anschließenden ausreichenden Kühlung.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Darstellungen der Figuren erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine schematisierte Prinzipskizze einer Arbeitsstelle einer Zwirnmaschine mit einer Einrichtung zur Beeinflussung der Garnspannung;
    Fig. 2
    eine schematisierte Prinzipskizze einer Arbeitsstelle gemäß Fig. 1 mit einer zweiten Ausführungsform der Einrichtung.
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Arbeitsstelle 29 einer Zwirnmaschine. Bei der Zwirnmaschine handelt es sich um eine Textilmaschine mit einer Vielzahl nebeneinander liegender Arbeitsstellen 29. Auf jeder Längsseite der Textilmaschine ist jeweils eine Reihe von baugleichen Arbeitsstellen 29 angeordnet. Jede Arbeitsstelle 29 weist eine Dampffixiervorrichtung 1 auf, die der Fixierung des aus der Zwirneinrichtung abgezogenen Garnes 14 dient. Des Weiteren weist jede Arbeitsstelle 29 eine Steuerungseinrichtung 13 auf, die der Steuerung der Komponenten der Arbeitsstelle 29 dient.
  • Einem aus einem Zwirntopf 15 abgezogenen Faden 17 wird ein Gatterfaden 18 zugeführt, der mit diesem zu einem Garn 14 verzwirnt wird. Das Garn 14 wird durch eine lediglich angedeutete Garnabzugsvorrichtung 16 abgezogen. Das abgezogene Garn 14 verlässt den Bereich der Zwirneinrichtung und wird über Umlenkmittel 22 einer Vorrichtung zur thermischen Behandlung des Garnes zugeführt. Die Vorrichtung ist als eine Dampffixiervorrichtung 1 ausgebildet, die mit Sattdampf oder Heißdampf betreibbar ist. Nach dem Verlassen der Dampffixiereinrichtung 1 wird das Garn 14 über weitere Umlenkmittel zu einer Aufspulvorrichtung an der Arbeitsstelle 29 geführt und zu einer Kreuzspule 20 aufgewickelt. Die Kreuzspule 20 ist von einem schwenkbaren Spulenrahmen rotierbar gehaltert und liegt auf einer Wickelwalze 19 auf, von der sie angetrieben und zum Aufwickeln des Garns 14 in Rotation versetzt wird.
  • Die Zuführung des Dampfes zur Dampffixiereinrichtung 1 erfolgt von einer Dampfleitung der Zwirnmaschine über eine Dampfzuführung 4. Die Zuführung des Dampfes kann durch eine als Dampfventil ausgebildete Absperreinrichtung unterbrochen werden.
  • Die Dampffixiervorrichtung 1 weist ein vorgeschaltetes Lieferwerk 2 und ein nachgeschaltetes Lieferwerk 3 auf, die der Zuführung des zu behandelnden Garnes 14 beziehungsweise der Abführung des behandelten Garns 14 dienen. Hierzu werden die beiden Lieferwerke 2, 3 derart angetrieben, dass das die Dampffixiervorrichtung 1 durchlaufende Garn 14 im Wesentlichen konstant spannungslos gehalten wird. Dabei ist eingangsseitig des Lieferwerkes 2 beziehungsweise ausgangsseitig des Lieferwerkes 3 je eine Garnschleuse 21, 23 angeordnet, durch die der Eintritt in beziehungsweise der Austritt des Garnes 14 aus der Dampffixiervorrichtung 1 erfolgt. Die Lieferwerke 2, 3 weisen Lieferwerksrollen 8, 9 auf, wobei zumindest eine der Lieferwerksrollen 8, 9 des jeweiligen Lieferwerkes 2, 3 vorzugsweise einzelmotorisch angetrieben wird.
  • Die Hindurchführung des Garnes 14 durch die Dampfzone 7 der Dampffixiereinrichtung 1 erfolgt im Wesentlichen konstant spannungslos, um eine größtmögliche Bauschigkeit des Garnes 14 während der thermischen Behandlung zu erzielen.
  • Stromabwärts des Lieferwerkes 2 ist eine Druckluftzuführung 5 angeordnet, die der Dampfzone 7 vorgeschaltet ist. Die Zuführung von Dampf in Form von Heißdampf oder Sattdampf erfolgt über die Dampfzuführung 4. An die Dampfzone 7 schließt sich eine weitere Druckluftzuführung 6 an, die dem Lieferwerk 3 vorgeschaltet ist. Das Lieferwerk 3 weist neben den Lieferwerksrollen 8, 9 eine Einrichtung 10 zur Beaufschlagung des Garnes 14 mit einer definierten Kraft auf. Die Einrichtung 10 umfasst Mittel, die zumindest teilweise positionsveränderlich ausgebildet sind. Die Mittel sind in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 als eine Umlenkrolle 25 ausgebildet, die über einen Hebelarm 24 an einer Drehachse 12 der Lieferwerksrolle 8 um diese schwenkbar angeordnet ist. Eine derartige Anordnung von Umlenkrolle 25 und Hebelarm 24 ist beispielsweise unter dem Begriff Tänzerrolle bekannt. Die Einrichtung 10 ist dem Lieferwerk 3 vorgelagert angeordnet und beaufschlagt das behandelte Garn 14 nach dessen Austritt aus der Dampfzone 7 aber vor dem Eintritt in das Lieferwerk 3 mit einer senkrecht zur Garnabzugsrichtung gerichteten definierten Kraft. Diese Kraft beträgt vorzugsweise weniger als 1 cN. Die in Fig. 1 dargestellte stark übertriebene Auslenkung des Garnes 14 durch die Umlenkrolle 25 der Einrichtung 10 dient lediglich der besseren Veranschaulichung der Funktionsweise. Die tatsächliche Auslenkung des Garnes 14 ist aufgrund der geringfügigen Kraft, die von der Einrichtung 10 auf das Garn 14 aufgebracht wird, gering.
  • Der Hebelarm 24 steht mit einer Sensorik 11 in Verbindung, die etwaige Positionsänderungen der Mittel der Einrichtung 10, insbesondere des Hebelarmes 24 durch der daran befindlichen Umlenkrolle 25, erfasst und an die Steuerungseinrichtung 13 weiterleitet. Die Positionsänderung wird durch eine Auslenkung der Umlenkrolle 25 aufgrund einer sich ändernden Garnspannung respektive Garnlänge zwischen den beiden Lieferwerken 2, 3 hervorgerufen. Die Änderung der Garnspannung kann vielfältige Ursachen haben, beispielsweise eine Drehzahlabweichung der Lieferwerke 2, 3, unterschiedliche Fadeneinlaufspannungen oder eine Durchmesserabweichung der Lieferwerksrollen 8, 9 aufgrund von Abnutzung.
  • So führt beispielsweise eine Drehzahlabweichung vom Lieferwerk 3 gegenüber dem Lieferwerk 2 zu einer Geschwindigkeitsdifferenz, die entsprechend ihres Vorzeichens eine Zunahme oder Abnahme der Garnspannung bewirkt. Eine Zunahme der Garnspannung also eine Verringerung der Garnlänge bewirkt eine Gegenkraft, die die Position der Einrichtung 10 entgegen ihrer Belastungsrichtung verändert. Die Positionsänderung der Umlenkrolle 25 wird als eine Auslenkung des Hebelarmes 24 von der Sensorik 11 erfasst und kann an einen Messwertumwandler 26 weitergeleitet werden. Der Messwertumwandler 26 gibt ein der Auslenkung proportionales Signal an die Steuerungseinrichtung 13 weiter, das wiederum zur Regulierung der Geschwindigkeit der Lieferwerke 2, 3 dient. Bei dem zuvor beschriebenen Fall führt dies zu einer Reduzierung der Geschwindigkeitsdifferenz der Lieferwerke 2, 3, um das Garn 14 im Wesentlichen spannungslos zu halten.
  • Die Messung und Regelung erfolgt dynamisch während des laufenden Prozesses, also beim Durchlauf des Garnes 14 durch die Dampffixiereinrichtung 1 an jeder Arbeitsstelle 29. Dadurch kann eine maximale Bauschigkeit des Garnes 14 erreicht werden, da Störeinflüsse, die die Bauschentwicklung negativ beeinflussen, zu jedem Zeitpunkt dynamisch berücksichtigt werden können.
  • In einer alternativen Ausführung der erfindungsgemäßen Zwirnmaschine gemäß Fig. 2 ist die Mittel der Einrichtung 10 als ein Stift oder Bolzen 27 ausgebildet, der in einem dem Lieferwerk 3 vorangestellten Gehäuse 28 axial beweglich gelagert ist. Das Gehäuse 28 ist derart im Bereich des Lieferwerkes 3 angeordnet, dass der Stift oder der Bolzen 27 eine senkrecht zum durchlaufenden Garn 14 gerichtete definierte Kraft auf dasselbe ausüben kann, wie bereits zuvor beschrieben. Die Veränderung der Position des Stiftes oder des Bolzens 27 durch dessen axiale Bewegung aufgrund einer Änderung der Garnspannung wird in bereits beschriebener Weise durch die Sensorik 11 erfasst und als ein mit der Änderung korrespondierendes Signal an die Steuerungseinrichtung 13 weitergeleitet. Das Signal dient der Steuerungseinrichtung 13 als Stellgröße zur Ansteuerung mindestens eines der Lieferwerke 2, 3, um die Veränderung der Garnspannung des Garnes 14 zwischen den beiden Lieferwerken 2, 3 dynamisch zu kompensieren.

Claims (10)

  1. Verfahren zur thermischen Behandlung eines laufenden Garns (14) an einer Zwirnmaschine mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen, die jeweils eine Vorrichtung (1) zur thermischen Behandlung des laufenden Garns (14) aufweisen, der je ein Lieferwerk (2, 3) vorangestellt beziehungsweise nachgeordnet ist, mittels derer das Garn (14) die Vorrichtung (1) im Wesentlichen spannungsfrei durchläuft, und dass das Garn (14) nach dem Passieren des nachgeschalteten Lieferwerkes (3) aufgespult wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das durchlaufende Garn (14) durch positionsveränderliche Mittel (24, 25, 27) mit einer definierten Kraft beaufschlagt wird, deren durch eine Änderung der Garnspannung aufgrund von Störeinflüssen während der thermischen Behandlung des Garnes (14) hervorgerufene Positionsänderung als Stellgröße zur Steuerung mindestens eines der Lieferwerke (2, 3) verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größenordnung der aufgebrachten Kraft bis zu 1 cN beträgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größenordnung der auf das Garn (14) aufgebrachten Kraft konstant gehalten wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur thermischen Behandlung des Garns (14) Sattdampf oder Heißdampf verwendet wird.
  5. Zwirnmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend eine Vielzahl von Arbeitsstellen, die jeweils eine Vorrichtung (1) zur thermischen Behandlung eines laufenden Garns (14) aufweisen, der jeweils ein Lieferwerk (2, 3) vorangestellt beziehungsweise nachgeordnet ist, wobei das Garn (14) während der thermischen Behandlung in der Vorrichtung (1) zwischen den beiden Lieferwerken (2, 3) im Wesentlichen spannungslos gehaltenen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen den beiden Lieferwerken (2, 3) eine Einrichtung (10) zur Beeinflussung der Garnspannung angeordnet ist, die Mittel (24, 25, 27) umfasst, die zumindest teilweise positionsveränderlich ausgebildet sind, um das Garn (14) mit einer definierten Kraft zu beaufschlagen, wobei die Einrichtung (10) mit einer Steuerungseinrichtung (13) verbunden ist, die zur Verwendung der Positionsänderung der Mittel (24, 25, 26) der Steuerungseinrichtung (13) als Stellgröße zur Steuerung der Geschwindigkeit mindestens eines der Lieferwerke (2, 3) eingerichtet ist.
  6. Zwirnmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Arbeitsstelle eine Sensorik (11) aufweist, die die Größenordnung der Positionsänderung der Einrichtung (10) bestimmt und an die Steuerungseinrichtung (13) weiterleitet.
  7. Zwirnmaschine nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) im Bereich eines der Lieferwerke (2, 3) angeordnet ist.
  8. Zwirnmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) an einer Drehachse (12) einer Lieferwerksrolle (8, 9) eines der beiden Lieferwerke (2, 3) um diese schwenkbar angeordnet ist.
  9. Zwirnmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) einen um die Drehachse (12) schwenkbaren Hebel (24) mit einer an dem Hebel (24) drehbar angeordneten Umlenkrolle (25) aufweist.
  10. Zwirnmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) als ein axial beweglicher Bolzen (27) ausgebildet ist.
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