DE2302363A1

DE2302363A1 - Stauchkraeuselvorrichtung

Info

Publication number: DE2302363A1
Application number: DE2302363A
Authority: DE
Inventors: Bernd Weber
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1973-01-18
Filing date: 1973-01-18
Publication date: 1974-07-25
Also published as: DE2302363B2; GB1408253A; IT1002599B; US3935621A; FR2214765B1; FR2214765A1

Description

A k ζ ο GmbH
Wuppertal

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischem thermoplastischen Fadenmaterial, bei der die Zulieferung des Fadenmaterials in die Stauchkammer mittels zweier aneinandergepreßter Walzen erfolgt.

Bei Stauchkräuselvorrichtungen haben sich zwei prinzipiell unterschiedliche Möglichkeiten der Zulieferung des Fadenmaterials in die Stauchkammer durchgesetzt, nämlich die Zulieferung mittels einer Injektordüse und die mittels zweier aneinandergepreßter Walzen bzw. Galetten. Letztgenannte Möglichkeit wird auch als mechanische Zulieferung bezeichnet.

Es ist bekannt, daB Kräuselgarne, welche in Stauchkräuselvorrichtungen mit mechanischer Zulieferung hergestellt
worden sind, einen unregelmäßigen Volumenausfall zeigen,
welcher zum Teil von den Schwingungen der Maschine verursacht wird, die in der Klemmzone der Galetten zu wechselnden Anpreßdrücken und damit zu Fadenschlupf führen. Eine Vergleichmäßigung des Anpreßdrucks kann durch Vergrößerung der Klemmzone herbeigeführt werden.

Wie beispielsweise aus dem Buch RAYMOND J. ROARK "Formulas for Stress and Strain", Mc Graw-Hill Book Company, 4. Auf-

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lage, Kapitel 13, Tabelle XIV, Belastungsfall 5 bzw. 6 bekannt ist, berechnet sich die Breite der Klemmzone, b, zwischen zwei mit einer Kraft P gegeneinandergepreßten Kreiszylindern mit den Durchmessern D₁ bzw. D₂ für den Fall, daß beide Körper, das gleiche Poisson-Verhältnis und gleiche Elastizitätsmoduln E besitzen, nach folgenden Formeln:

(I) Zylinder gegen Zylinder

\j^{P 0}I * ^D2

b_ = Const. *«- · ;

IE D, + D-

(II) Zylinder in Hohlzylinder (bzw. Mulde)

Const. i|-

Aus Formel (I), welche den Fall einer üblichen Galettenanordnung repräsentiert, ist ersichtlich, daß die Breite der Klemmzone, b, außer durch den Anpreßdruck P, welcher, um eine mechanische Schädigung des Fadenmaterials zu vermeiden, nicht beliebig erhöht werden darf, nur durch Vergrößerung der Galettendurchmesser D, bzw. D₂ vergrößert werden kann.

Au3 Formel (II) ist ersichtlich, daß, für D₂ gegen D, gehend, die Breite der Klemmzone im Gegensatz zum vorher genannten Belastungsfall die Breite der Klemmzone unverhältnismäßig stärker anwächst.

Von dieser Erkenntnis ausgehend, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Galettenanordnung zur Verfügung zu stellen, welche, bei geringen Abmessungen und bei im üblichen Rahmen liegendem Anpreßdruck, eine stark verbreiterte Klemm-

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zone besitzt und somit einen gleichmäßigeren Volumenausfall stauchgekräuselten Fadenmaterials ermöglicht, als dies mit herkömmlichen Galettenanordnungen möglich war.

Der eingeschlagene Lösungsweg, der anstelle der beiden gegeneinander gepreßten kreiszylindrischen Galetten den Einsatz einer in einem Hohlzylinder gegen dessen Innenwand abrollenden kreiszylindrischen Walze oder Scheibe vorsieht, hat zu einer neuen Stauchkammerkonzeption geführt, welche nachfolgend im » einzelnen beschrieben wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischem thermoplastischen Fadenmaterial, bei der die Zulieferung des Fadenmaterials mittels zweier aneinandergepreßter Walzen erfolgt, ist gekennzeichnet durch ein angetriebenes Hohlrad mit einer inneren Abrollfläche und durch ein mit einer äußeren Abrollfläche versehenes Innenrad, welches derart exzentrisch zur Achse des Hohlrades gelagert ist, das seine Abrollfläche gegen dessen Abrollfläche gepreßt wird, und welches im gleichen Drehsinn und mit im wesentlichen der gleichen Abrollflächen-Geschwindigkeit antreibbar ist wie das Hohlrad.

Auf diese Art bildet sich hinter der Klemmzone zwischen den Abrollflächen des Hohlrades und des Innenrades ein sichelförmiger Raum aus, der als Stauchkammer verwendet werden kann, sofern man die offenen Seiten dieses Raumes abdeckt.

Diese Abdeckung geschieht einerseits vorzugsweise dadurch, daß das Hohlrad, ein Scheibenrad ist, ein Rad also, bei welchem die Antriebswelle mit dem die innere Abrollfläche bildenden Ring durch eine ununterbrochene Scheibe verbunden ist.

Zur besseren Führung des in die Klemmzone einlaufenden glatten Fadenmaterials und des aus der Stauchkammer austretenden

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gekräuselten Fadenmaterials wird eine Vorrichtung bevorzugt, bei der in dem vor der Kleramzone zwischen Hohlrad und Innenrad 'liegenden Keilspalt ein Fadenführer angeordnet ist, während in dem hinter der Klemmzone zwischen Hohlrad und Innenrad liegenden sichelförmigen Raum, vorzugsweise zur Klemmzone diametral, ein Fadenabweiser angeordnet ist.

Dabei sind in besonderer Ausgestaltung der Erfindung der Keilspalt, die Klemmzone und der sicherlförmige Raum bis zum Fadenabweiser von einer vorzugsweise abschwenkbaren Abdeckplatte abgedeckt. An dieser Abdeckplatte können dann der obengenannte Fadenführer und der obengenannte.Fadenabweiser befestigt sein. Vorzugsweise sind Fadenführer und Fadenabweiser jedoch gesondert befestigt.

Ebenfalls an der Abdeckplatte, innerhalb des sichelförmigen Raumes, ist vorzugsweise noch zusätzlich eine gegen das scheibenradförmige Hohlrad wirkende Federklappe befestigt. Diese dient als Mittel zur Regelung des Stauchdruckes.

Der Antrieb des Innenrades kann über eine separate Antriebswelle erfolgen. Vorzugsweise erfolgt er jedoch durch Mitnahme durch das Hohlrad, indem die Abrollfläche des Innenrades mit einer Kraft gegen die Abrollfläche des Hohlrades gepreßt wird, die zwar hinreichend groß ist, um die Mitnahme des Innenrades zu bewirken, aber nicht so groß, um eine fadenschädigende Wirkung auszuüben.

Um die Anpreßkraft des Innenrades gegen das Außenrad verstellen zu können, soll das Innenrad insbesondere derart gelagert sein, daß eine gegen die Klemmzone gerichtete Kraft angreifen kann.

Wenn das Innenrad eine eigene Antriebswelle besitzt, so kann

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nach der Erfindung die Antriebswelle des Hohlrades in eine der Antriebswelle des Innenrades entgegengesetzte Richtung weisen. Vorzugsweise ist jedoch die Antriebswelle des Kohlrades eine Hohlwelle, durch welche die Antriebswelle des Innenrades geführt ist.

Um dem Fadenmaterial die für die Fixierung der Krause!bögen erforderliche Aufwärmung zu geben, kann dieses vor dem Einlauf in die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgeheizt werden, beispielsweise an einer vorgeschalteten Heizplatte.

Vorzugsweise sind das Hohlrad und/oder das Innenrad und/oder die Abdeckplatte beheizt, um beim Fadenmaterial eine schonende Fixierung zu ermöglichen.

Wenn eine Kräuselung gewünscht wird, bei der sich gröbere und feinere Bögen überlagern, so ist es nach der Erfindung möglich, Hohlrad und Innenrad mit Abrollflächen, welche mit einer ineinandergreifenden Profilierung, insbesondere einer Verzahnung, versehen sind, auszustatten. In diesem Fall erfährt das Fadenmaterial erst eine Zahnradkräuselung (Formfixiertexturierung), anschließend eine Stauchkräuselung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert nur einen geringen Platzbedarf. Sie eignet sich deshalb besonders dazu, an bereits vorhandenen Maschinen eingebaut zu werden und den Stauchkräuselprozeß mit anderen Prozessen zu integrieren. So ist es möglich, den Streckprozeß mit dem Stauchkräuselprozeß zu kombinleren, indem die erfindungsgemäße Vorrichtung an einer Streckspulmaschine installiert wird. Arbeitsgeschwindigkeiten bis zu 2000 m/Min oder mehr werden von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Schwierigkeiten bewältigt.

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Neben raumsparendem Anordnungsprinzip bietet die Vorrichtung nach der Erfindung noch weitere Vorteile. So bewirkt die relativ breite Klemmzone einen schlupffreien Fadeneinzug. Die resultierende schonende Fadenklemmung wirkt sich in einer höheren Fadenfestigkeit aus. Die regelmäßige Kräuselung führt zu gleichmäßigem Volumenausfall. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden die Galetten zugleich die Stauchkammer, was ebenfalls wieder Platzersparnis bedeutet.

Die Vorrichtung eignet sich zur Verarbeitung aller thermoplastischen Synthesefäden praktisch aller Gesamttiter. Insbesondere ist sie für die Verarbeitung von Polyester- und Polyamidfäden mit einem Gesamttiter von etwa dtex 80 bis etwa dtex 2500 gedacht.

Die Form der Stauchkammer wird durch die Wahl der Durchmesser von Hohlrad und Innenrad bestimmt. Vorzugsweise soll das Verhältnis des Innendurchmessers des Hohlrades zum Außendurchmesser des Innenrades 1 : 0,85 bis 1 : O,98 betragen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Darin ist

Fig. 1 die Vorderansicht der Galettenanordnung aus Hohlrad und Innenrad,

Fig. 2 der Längsschnitt durch diese Anordnung,

Fig. 3 der Längsschnitt durch eine abgewandelte Form einer Stauchkräuselvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 die dazu gehörende Vorderansicht,

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Fig. 5 die Ansicht eines geeigneten Fadenführers,

Fig. 6 eine Darstellung des Bereiches um die Klemmzone zwischen Hohlrad und Innenrad,

Fig. 7 die schematische Darstellung des Fadenlaufs an einer Streckspulmaschine mit erfindungsgemäßer Stauchkräuselvorrichtung und

Fig. 8 eine Abwandlung des Fadenlaufs nach Fig. 7 mit beheizter Stauchkräuselvorrichtung.

In Fig. 1 und 2 sind lediglich die wesentlichen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, nämlich das Hohlrad 1 mit Abrollfläche 3 sowie das Innenrad 2 mit Abrollfläche 4. Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, bilden Hohlrad 1 und Innenrad 2 eine Klemmzone 5, vor der sich ein Keilspalt 6 und hinter der sich ein sichelförmiger Raum 8 bildet. Im Beispiel der Fig. 1 und 2 sind Antriebswellen 12 bzw. 13 für das Innenrad 2 und das Hohlrad 1 vorgesehen, welche in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind.

Fig 3. zeigt eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die Antriebswelle 13 des Hohlrades 1 als Hohlwelle ausgebildet ist, durch welche die Antriebswelle 12 des Innenrades 2 geführt wird. Abdeckplatte IO, welche vorzugsweise abschwenkbar ist, bildet die eine Seitenwand der im sichelförmigen Raum 8 befindlichen Stauchkammer; die Scheibe zwischen dem die Abrollfläche 3 bildenden Ring und der Hohlwelle .bildet die andere Seitenwand der Stauchkammer.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, überdeckt die Abdeckplatte 10 nur den zwischen Fadenführer 7 und Klemmzone 5 (vergleiche auch

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Fig» 6!) liegenden Keilspalt 6, die Kleramzone selbst und den zwischen Klemmzone und Fadenabstreifer 9 liegenden sichelförmigen Raum 8. An ihr ist noch eine gegen die Scheibe des Hohlrades 1 wirkende Federklappe 11 befestigt, welche zur Einstellung des Stauchdrucks dient*

Fig. 5 zeigt eine beispielsweise Ausfuhrungsform des Fadenführers 7, der einen Fadeneinfädelschlitz besitzt, durch den der Faden 14 eingelegt v/erden kann.

Fig» 6 stellt den Bereich der Klemmzone dar, welche die Breite "b" besitzt, berechenbar nach Formel (II).

Flg. 7 zeigt schematisch den Fadenlauf beim Strecken und Texturieren eines ursprünglich unverstreckten Fadens. Dieser Faden 14 wird von der Spinnspule 15 über ein Leitorgan 16 abgezogen, zwischen den Streckgaletten 17 und 18 verstreckt, wobei er über einen beheizten Streckstift 19 od.dgl. geführt werden kann, über ein weiteres Leitorgan 20 der Heizvorrichtung 21 zugeführt und gelangt in die erfindungsgemäße Stauchkräuselvorrichtung 22. Von dort aus wird der Faden über eine Fadenbremse 23 der Spulvorrichtung 24 zugeführt. Form und Größe der Heizvorrichtung 21 richten sich nach Fadenmaterial, Titer und Abzugsgeschwindigkeit.

Fig* 8 schließlich zeigt eine Modifizierung des Schemas nach Fig. 7, bei der anstelle einer Heizvorrichtung eine beheizte Stauchkräuselvorrichtung 25 benutzt wird.

Die Ausführungsbeispiele dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, diese Beispiele im Rahmen des Erflndungsgedankens zu modifizieren.

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Claims

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Patentansprüche

Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischem thermoplastischen Fadenmaterial/ bei der die Zulieferung des Fadenmaterials in die Stauchkammer mittels zweier aneinander gepreßter Walzen erfolgt, gekennzeichnet durch ein angetriebenes Hohlrad (1) mit einer inneren Abrollfläche (3) und durch ein mit einer äußeren Abrollfläche (4) versehenes Innenrad (2), welches derart exzentrisch zur Achse des Eohlrades (1) gelagert ist, daß seine Abrollfläche (4) gegen dessen Abrollfläche (3) gepreßt wird, und welches im gleichen Drehsinn und mit der gleichen Abrollflächen-Geschwindigkeit angetrieben wird wie das Hohlrad (1).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (1) ein Scheibenrad ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vor der Klemmzone (5) zwischen Hohlrad (1) und Innenrad (2) liegenden Keilspalt (6) ein Fadenführer (7) angeordnet ist, während in dem hinter der Klemmzone (5) zwischen Hohlrad (1) und Innenrad (2) liegenden sichelförmigen Raum (8), vorzugsweise zur Klemmzone (5) diametral, ein Fadenabweiser (9) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilspalt (6), die Klemmzone (5) und der sichelförmige

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Raum (8) bis zum Fadenabweiser (9) von einer vorzugsweise abschwenkbaren Abdeckplatte (10) abgedeckt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des sichelförmigen Raumes (8), an der Abdeckplatte (10), eine gegen das scheibenradförmige Hohlrad

(1) wirkende Federklappe (11) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bi 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (12) des Innenrades (2) derart gelagert ist, daß eine gegen die Klemmzone (5) gerichtete Kraft angreifen kann.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (13) des Hohlrades (1) eine Hohlwelle ist, durch welche die Antriebswelle (12) des Innenrades (2) geführt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (1) und/oder das Innenrad

(2) und/oder die Abdeckplatte (10) beheizt sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlrad (1) und Innenrad (2) Abrollflächen (3 bzw. 4) mit einer ineinandergreifenden Profi-· lierung, insbesondere einer Verzahnung, aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Innendurchmessers des Hohlrades (1) zum Außendurchmesser des Innenrades (2) 1 : 0,85 bis 1 : 0,98 beträgt.

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