<Desc/Clms Page number 1>
WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET KROEZEN VAN DRADEN EN VEZELS.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het kroegen van draden en vezels, in het bijzonder die welke geheel uit synthe-; tisch materiaal bestaan. Hiervoor zijn reeds verschillende methoden voorgesteld, zoals bijv. de toepassing van op speciale wijze gevormde spinmondstukken of getande of gegroefde rollen, behandeling met chemische oplossingen, het doen krimpen van de draden en vezels en soortgelijke maatregelen.
Een andere methode bestaat daarin, dat aan aan dradenbundel een, de normale twist ver te boven gaande ineendraaiing wordt gegeven om aldus de bundel te dwingen een kurketrekkervormige structuur aan te nemen. Men bereikt dit door toepassing van een overmatige twist bij het spinnen in spinpotten of met behulp van ringspillen, vleugelspinmachines of dergl. Fijne dradenbundels worden daarbij getwist met meerdere duizenden ineendraaiingen per meter. Hierdoor verkrijgen de afzonderlijke draden van de bundel een kurketre kervormige gedaante, welke vervolgens door behandeling van de verkregen spinkoeken of spoelen, met doelmatige middelen, bijv. in het geval van kunstzijde met formaldehyde of met stoffen zoals deze bekend zijn voor het geven van een kreukherstellend vermogen, wordt gefixeerd.
Daarna worden de dradenbundels weer, onder terugdraaien der in de spinpotten of op de spillen veroorzaakte twist afgewikkeld. De afzonderlijke, vooraf in hun kurketrekkervormige'structuur gefixeerde dradentlijven daardoor niet meer in hun nauw aaneensluitende, onderling evenwijdige ligging, doch gaan uitstaan en geven daardoor een uit louter, kurketrekkervormig gekroesde draden bestaande, zeer losse en volumineuze dradenbundel. Dit effect kan nog verhoogd worden, door de dradenbundel niet alleen tot op het nulpunt terug te draaien, doch daaraan bovendien nog een zwakke, tegengesteld gerichte draaiing te geven.
De bovenbeschreven methode vereist twee draaibewerkingen n.l. het overmatig ineendraaien en het weer terugdraaien, beide met een groot aantal slagen per eenheid van lengte en eventueel nog een chemische tussenbehandeling,
<Desc/Clms Page number 2>
dus zeer hoge kosten.
Om dit te vermijden heeft men getracht een valse ineendraaiing toe te passen ; zo werd bijv. voorgesteld een voortlopende dradenbundel uit cellulosederivaten, door een, een valse twist teweegbrengende inrichting te voerer.
In of voor deze inrichting bevond zich dan een buis, waardoorheen waterdamp op de dradenbundel werd geleid. Deze methode gaf echter geen bevredigend resultaat en kwam dan ook, niet tot practische toepassing. :daarom zij niet bruikbaar is moge blijken uit de navolgende beschrijving van de onderhavige uitvinding.
Deze verschaft een, in vergelijking met de tot dusver bekend geworden voorstellen, zeer eenvoudige en goedkope werkwijze voor het vervaardigen van gekroesde draden of vezels met behulp van een valse twist, alsmede een inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.
Volgens de uitvinding wordt een voortlopende dradenbundel door een draaizone gevoerd, echter eerst nadat zij vooraf niet alleen week en plastisch is gemaakt, doch daarna weer is gehard. De bundel wordt op deze wijze week gemaakt, gedr@@id en gehard, voordat zij in de draaizone binnentreedt.
Deze werkwijze is dus geheel verschillend van de tot dusver bekende methoden, waarbij men het nodig oordeelde de draaiinrichting aan te brengen op een plaats, waar de bundel zich in weekgemaakte toestand bevind+ en waarbij men trachtte de ineendraaiing eerst na het verlaten van de draaiinrichting te fixeren.
Voor een valse twist is het juist karakteriserend, dat deze na het verlaten van de draaiinrichting, vanzelf terugspringt. De in de draaizone weekgemaakte en ineengedraaide dradenbundels moesten derhalve na het verlaten van de draaiinrichting, hun kurketrekkervorm onmiddellijk weer verliezen, omdat zij de draaiinrichting in nog plastische toestand verlieten en door het automatisch terugspringen van de ineendraaiing, vanzelf weer gestrekt werden. Ook door gelijktijdig ineendraaien en harden kan het beoogde doel niet worden bereikt ; immers door het harden of fixeren gaat de plasticiteit, die nodig is om aan de bundel een kurketrekkervormige draaiing te geven verloren of wordt deze althans verminderd.
Men heeft nu gevonden, dat de enige bruikbare methode om de valse twist in de afzonderlijke draden te fixeren, de navolgende is :
Men leidt de dradenbundel eerst door een zone, waarin zij week en plastisch gemaakt wordt, vervolgens door een zone waarin de draden van de bundel weer verharden en eerst daarna door een draaizone welke de ineendraaiing geeft- Daarbij loopt de ineendraaiing, die -de bundel in de draaizone krijgt, tegengesteld aan de voortbewegingsrichting van de dradenbundel, door de verhardingszone en de verwekingszone heen, terug. In werkelijkheid nemen dus de weke draden reeds in de laatstgenoemde zone de ineendraaiing op, welke zone derhalve als de "twistopneemzone" kan worden aangeduid. De in deze zone opgenomen twist wordt vervolgens in de "verhardingszone" gefixeerd en de bundel komt eerst daarna in de "twist-gevende zone".
De uitvinding berust derhalve daarop, dat de "twistopneemzone" voor de "twistgevende zone" ligt en dat tussen deze beide zones de ineendraaiing bovendien nog gefixeerd wordt. Uit het voorgaande blijkt, dat men ook vers gesponnen, dus nog plastische dradenbundels kan verwerken, wanneer men deze in de lopende bundel fixeert, voordat deze de twistgevende zone bereikt.
Om echter deze volgorde van behandeling mogelijk te maken, moet men de dradenbundel in een rechte richting door de drie zones laten lopen, omdat anders het teruglopen van de ineendraaiing gestoord word. Immers elke verandering in de looprichting van de dradenbundel zal het teruglopen van de twist meer of minder storen.
Mocht het echter om apparatieve of andere redenen nodig zijn de dradenbundel af te buigen, bijv. omdat geen voldoend lange ruimte ter beschikking staat, dan kan op een willekeurige plaats in de loop van de bundel, bijv. in de verhardingszone, een tweede draaiinrichting worden geplaatst, welke met dezelfde snelheid beweegt als de eerste. Het is n.l. op verrassende wij-
<Desc/Clms Page number 3>
ze gebleken , dat een valse twist niet door richtingsverandering in de loop van de dradenbundel, bijv. door het omleiden van de bundel om een rol, wordt gestoord wanneer deze richtingsverandering tussen twee draaiinrichtingen ligt.
De uitvinding zal hieronder aan de hand van de tekeningen nader worden toegelicht.
De fig. 1 en la tonen achtereenvolgende stadia van de werkwijze.
De fig. 2 t/m 8 tonen verschillende utivoeringsvormen van de draai- inrichtingen voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding. Daar- bij toont meer in het bijzonder :
Fig. een inrichting, waarbij een dradenbundel of een draaibuis- je tussen twee in verschillende richtingen lopende riemen gerold wordt.
De fig. 3, 4 en 4a tonen soortgelijke inrichtingen, waarbij de rollende beweging door twee parten van een enkele riem teweeggebracht wordt.
Fig. 5 toont een inrichring, waarbij twee dradenbundels tussen een aantal naast elkander lopende, door rollen aangedreven riemen worden gerold.
Fig. 5a is een bovenaanzicht van een der rollen volgens fig. 5 en toont de evenwijdige ligging van de riemen.
Fig. 6 toont een uitvoeringsvorm waarbij een aantal dradenbundels of draaibuisjes tussen een rol en een riem worden gerold.
Fig. 6a geeft een uitvoeringsvorm waarbij een aantal dradenbundels of draaibuisjes tussen het heengaande en het terugkerende part van een enkele riem zonder eind worden gerold.
De fig. 7, 7a en 7b tonen een gewijzigde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens fig. 2, waarbij de riemen niet evenwijdig doch onder een hoek met elkander lopen.
De fig. 8 en 8a tonen hoe de buisjes of bundels tussen de buitenzijde van een rol en de binnenzijde van een andere rol worden gerold.
Fig. 9 is een perspectievische afbeelding van een gedeelte van een draaibuisje.
Bij de uitvoering volgens fig. 1 wordt de voorlopende, onderbrokm dradenbundel 1 uit thermoplastische kunststoffen of dergl. door een aangedreven rollenpaar 3 afgetrokken van een spoel 2 en in een verhittingszone (twistopneemzone) 4 gevoerd. In deze verhittingszone wordt de voortlopende bundel verwarmd tot op een temperatuur, waarbij de vezels zo plastisch worden, dat zij gemakkelijk een ineendraaiing kunnen opnemen. In het geval van nylondraden (polyamide- of superpolyamidedraden) ligt deze temperatuur bijv. boven 100 , tot 2000 of meer. Zij richt zich ook naar de, voor het maken van de draden toegepaste grondstof. Nadat in deze zone de ineendraaiing op nog nader te beschrijven wijze aan de draden is meegedeeld, doorloopt de dradenbundel de koelzone (verhardingszone) 5 waarin de bundel zover afgekoeld wordt, dat de draden hun plasticiteit verliezen.
Door dit afkoelen wordt de kurketrekkervormige structuur, die in de twistopneemzone aan de afzonderlijke draden is gegeven, gefixeerd, zodat de draden hun vroegere gestrekte vorm niet weer kunnen aannemen.
De afgekoelde bundel komt nu in de draaiinrichting 6 (twistgevende zone) welke de bundel om haar eigen as draait, waarna deze tussen een paar rollen 7 komt, tussen welke en de rollen 3 de bundel gespannen gehouden wordt.
De tussen het rollenpaar 3 en de rollen 7 teweeggebrachte ineendraaiing is een valse twist; de bundel wordt daarbij over de gehele weg vanaf de rollen 3 tot aan de draaiinrichting 6 in de ene richting (rechtsom) ineengedraaid, daarentegen op de weg van de draaiinrichting 6 tot aan het paar rollen 7, in tegengestelde richting (linksom). De rechtse ineendraaiing loopt tegen de bewegingsrichting van de dradenbundel in, tot aan de rollen 3 terug. Ofschoon dus de impuls voor de valse twist eerst in de draaiinrichting 6 aan de voortlopende dradenbundel wordt gegeven, wordt de twist zelf, toch reeds in de opneemzone 4 in de daar week gemaakte dradenbundel opgenomen. Zij wordt dan in
<Desc/Clms Page number 4>
de koelzone gefixeerd en de voortlopende bundel treedt reeds ineengedraaid, gekoeld en gefixeerd in de "twistgevende zone" binnen.
Wanneer de bundel op haar verdere weg vanaf de inrichting 6 de aangedreven rollen 7 bereikt, wordt de ineendraaiing van de bundel, aangezien het daarbij om een valse ineendraaiing gaat, opgeheven. De bundel heeft dan alleen nog de ineendraaiing, welke zij vÎÎr het paar rollen 3 had. De afzonderlijke vezels van de bundel behouden echter de daaraan gegeven en gefixeerde kurketrekkervorm. Dientengevolge is de bundel volumineuzer dan vÎÎr haar intrede tussen de rollen 3 ; zij is zeer elastisch en heeft het uiterlijk van wol.
Het verdient de voorkeur de voortlopende bundel vÎÎr de rollen 3 over e@n rol 3a in een voorverwarmingszone 3b te voeren, zoals afgebeeld is in fig. la. De dradenbundels zijn tot aan de rollen 3 nog niet ineengedraaid en derhalve nog losser dan na de latere overmatige twist achter het rollenpaar 3. Zij nemen derhalve ook de warmte gemakkelijker op en worden dientengevolge gelijkmatiger verwarmd dan zonder doorvoering door een voorverwarmingszone.
Zowel in de verhittings- als in de voorverwarmingszone kan de verwarming door hete lucht of oververhitte stoom geschieden, waarbij temperaturen boven 100-200 en meer toegepast kunnen worden mits er slechts voor gezorgd wordt, dat de dradenbundels zo snel door de verhittingszones worden gevoerd, dat zij door de hoge temperaturen van het verhittingsmiddel geen schade leiden. Indien weinig ruimte ter beschikking staat, kan voor het week maken ook hoogfrequentie, ultrageluid of infrarood dienen. Natuurlijk kan men ook gasvormige of vloeibare verwekingsmiddelen gebruiken, bijv. bij cellulosederivaten of dergl. In dat geval dient het effect van de verwekingsmiddelen, door deze in de verhardingszone te verwijderen of te neutraliseren weer opgeheven te worden.
De bundel, welke het paar rollen 7 verlaat, is veel korter dan zij voor de rollen 3 was, omdat zij niet meer onder trekspanning staat en omdat de afzonderlijke draden kurketrekkervormig gekroesd zijn. Men kan de bundel nu verzamelen bijvoorbeeld door opwikkelen op een spoel 8, als afgebeeld in fig. 1. Men kan haar echter ook een zwakke,aan de oorspronkelijke ineendraaiing tegengestelde ineendraaiing geven bijv. met behulp van een roterende spil 8. Door deze tegengestelde ineendraaiing wordt de bundel nog volumineuzer dan tevoren. Deze spil is in fig. 1 afgebeeld. Ook is het doelmatig een links en een rechts getwiste bundel met el@ander te twijnen.
Ofschoon in de voorgaande beschrijving steeds van slechts n dradenbundel is gesproken, kunnen in de hierna beschreven inrichting natuurlijk ook een aantal bundels tegelijkertijd worden behandeld. Ook kan de bundel niet alleen in horizontale richting, doch ook in verticale richting door de verschillende zones voeren.
In vele gevallen is het ook doelmatig het achter het rollenpaar 7 verzamelde product, later nog een tijd lang te verwarmen en weer af te koelen. Het product wordt daardoor nog enigszins verkort en de elasticiteit vergroot.
Een valse twist kan men teweegbrengen door middel van de bekende draaibuisjes, die van inwendige ruggen, profielen of rollen zijn voorzien en daardoor de bundel dwingen met het buisje mee te draaien. Deze buisjes zijn in vaste asblokken gelagerd en stabiel gebouwd en derhalve alleen geschikt voor ongeveer 100 omwentelingen per seconde, omdat bij grotere toerentallen de wrijving in de asblokken en de snelheid van de aandrijf snaren te groot wordt. Aangezien echter dikwijls een twist van 4000 ineendraaiingen per meter moet worden toegepast om voldoende kroeseffecten te verkrijgen; moet de bundel zeer langzaam door het roterende buisje worden getrokken met het gevolg dat de capaciteit te klein en de werkwijze dus te duur wordt.
Ook dit bezwaar wordt door de uitvinding opgeheven en wel op de volgende wijze : De dradenbundel zelf wordt tussen twee machineelementen bijv. tussen twee riemen, die met gelijke snelheid doch in onderling te-
<Desc/Clms Page number 5>
gengestelde richting lopen, om haar as gerold en tegelijkertijd tussen de beide riemen, onder een rechte hoek met de bewegingsrichting daarvan, doorgetrokken. Aangezien bij deze werkwijze de afstand van de oppervlakken der riemen tot de as van de rollende dradenbundel zo klein mogelijk is, is het aantal omdraaiingen van de bundel in verhouding tot de snelheid van de riemen zo groot mogelijk. Op deze wijze krn men derhalve met een riemsnelheid van slechts 1 meter per sec. aan dunne dradenbundels duizenden omdraaiingen per sec. meedelen, hetgeen een volkomen bevredigende en economische productie verzekert.
In plaats van de bundel zelf te rollen, kan men haar ook door een nauw buisje voeren, dat tussen de riemen loopt. Aangezien dit buisje niet gelegerd behoeft te zijn, omdat het vrij tussen de riemen loopt en aangezien het ook niet op buiging of op andere wijze mechanisch belast wordt, kan het een zeer kleine diameter bijv. van 2 mm hebben (In de figuren is het in verhouding veel te groot getekend). Derhalve is ook hier een betrekkelijk kleine riemsnelheid toereikend, om voldoend hoge toerentallen per seconde en daarvoor een grote bewegingssnelheid van de voortlopende dradenbundel te verkrijgen.
De inrichting volgens fig. 2 heeft twee riemen 11 en 11' ; de riem 11 loopt over de rollen 12 en de riem 11' over de rollen 13. Deze rollen drijven de riemen in de pijlrichting aan, zodat de dradenbundel of het buisje 14 tussen de riemen wordt gerold. Om de bundel tussen de riemen te leggen, kan men de riem 11 om een van de rollen 12 opklappen, zoals met streeppuntlijnen is aangegeven.
Fig. 3 toont een inrichting met slechts n riem. Een der grote rollen 16 dient voor het aandrijven van de riem 15, terwijl kleinere beweegbare drukrollen 10 de druk over de tussen de beide riemen liggende vezelbundels of buisjes verdelen. Andere mogelijkheden om de druk gelijkmatig te verdelen zijn in fig. 4 weergegeven in de vorm van nlate 18 en fig. 4a in de vorm van meelopende rollen 19, die in de pijlrichting tegen de riemen worden gedrukt.
De fig. 5 en 5a tonen een gewijzigde uitvoeringsvorm, waarbij vier riemen 21, 22, 23 en 24 naast elkander over de rollen 16 en om de buisjes 14 lopen zodanig, dat de riemen 21 en 23 om de bovenzijde van het ene buisje en om de onderzijde van het andere buisje gaan. Op deze wijze worden de buisjes gerold. Het spreekt vanzelf, dat men ook meer dan vier riemen en.meer dan twee buisjes kan toepassen.
Een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding is afgebeeld in fig. 6, waarbij de riem 15, die door de rol 26 wordt aangedreven, om een tweede aangedreven rol 25 loop+,, doch tegengesteld aan de draa richting daarvan. De riem wordt door de drukrollen 19 gespannen en drukt de buisjes of dradenbundels 14 tegen de rol 25. Hierdoor worden de buisjes of dradenbundels gerold. De inrichting volgens fig. 6a is in zoverre verschillend van de voorgaande, dat de rol 26 weggelaten is en de riem 15 dubbel om de grote rol 25 is geslagen. In dat geval ligt het binnenste part van de riem 15 direct op de rol 25 terwijl het buitenste part in een richting tegengesteld aan die van het binnenste part over de buisjes 14 loopt, welk als gevolg daarvan worden gedraaid.
De fig. 6b en 6c tonen uitvoeringsvormen met meerdere leidrollen, welke het mogelijk maken met een enkele riem zonder eind, een nog groter aantal tordeerplaatsen te verschaffen.
Volgens de in de fig. 8 en 8a weergegeven uitvoeringsvorm, bestaat de inrichting uit een aandrijvende rol 20 met een flauw conisch mantelvlak en een ring 27, welke een overeenkomstig conisch binnenvlak heeft en tegengesteld aan de aandrijfrol 20 roteert. Door deze tegengestelde beweging worden de dradenbundels of busijes 14 tussen de rol en de ring gerold.
De rol 20 kan axiaal in de pijlrichting verschoven worden om de tussenruimte tussen de rol en het binnenvlak van de ring 27 te verkleinen en daardoor de druk op de buisjes of dradenbundels te vergroten.
<Desc/Clms Page number 6>
Bij alle hierboven beschreven constructies worden de dradenbundels of buisjes gerold tussen twee riemen of vaste lichamen, welke met gelijke snelheid doch in tegengestelde richting bewegen. Theoretisch blijven derhalve de assen van de buisjes of dradenbundels steeds op dezelfde plaats.
In de praktijk kan dit alleen bereikt worden door leidstaven, kammen, vorken, rollen of dergelijke., welke de buisjes verhinderen zich naar de ene of de andere zijde te verschuiven. Bovendien zijn de buisjes, zij het in zeer gerin- ge mate, aan trek blootgesteld ; immers de dradenbundels die door de buisjes lopen trachten deze mee te nemen. De buisjes moeten derhalve ook tegen axiale verschuiving geborgd worden. Daar echter de drukken in beide gevallen,slechts zeer klein zijn, is de wrijving met de tegenhoudorganen zo gering, dat ook bij duizenden omwentelingen per seconde vrijwel geen wrijvingswarmte van betekenis ontwikkeld wordt.
.. De fig. 2-6 en 8 tonen inrichtingen, waarbij riemen of rollende oppervlakken evenwijdig aan elkander lopen en de dradenbundel of het buisje loodrecht op hun as aangegrepen wordt. Daar echter de dradenbundel niet alleen gerold, doch ook in axiale richting voortgetrokken moet worden, oefenen de riemen een remmende werking op deze voortbeweging uit, die weer door een verhoogde trekkracht in axiale richting overwonnen moet worden. Elke trekkracht vermindert echter de mate van ineendraaiing, omdat de dradenbundel door het opnemen van een ineendraaiing verkort wordt en dus elke trekkracht de ineendraaiing tracht terug te draaien, waardoor het effect van de draaiinrichting verkleind wordt.
Wanneer echter twee riemen 12 en 13 niet evenwijdig doch onder een hoek met alkander lopen, zoals in de fig. 7 en 7a, geeft de resul - tante van de riembeweging aan de dradenbundel niet alleen een rollende beweging, doch schuift zij de bundel tevens in de pijlrichting voorwaarts. Om deze vooruitschuivende werking aan de gestelde eisen aan te kunnen passen, kan de hoek welke de riemen met elkander insluiten veranderd worden. De rollen 19 hebben dezelfde functie als die in fig. 4a zij hebben dezelfde schuine stand als de rollen 12 en 13. Indien een aantal dradenbundels naast elkander moet worden gerold, kan men kamvormige draadgeleiders vooren/of achter de riemen aanbrengen om te voorkomen, dat de bundels met elkander verward raken.
Dit kan nog op betere wijze worden verkregen door in plaats van de brede riemen 11 en 11' volgens fig. 7a, een aantal smalle naast elkander lopende riemen 28 en 28' te gebruiken. Men kan dan een groot aantal draadgeleiders 29 door de tussenruimten van de riemen naar de kruisingspunten daarvan voeren.
De riemen kunnen uit leer of rubber zijn vervaardigd. Ook riemen uit kunststoffen zijn met het oog op hun gelijkmatige dikte en gladheid, in het bijzonder geschikt voor het ineendraaien van dunne dradenbundels.
Volgens de uitvinding kan hetin fig. 9 weergegeven buisje 1 uit metaal, kunststof of glas, behalve een axiale langsboring 2 nog een dwa sboring 3 hebben, welke de as van het buisje snijdt. De dradenbundel 4 wordt aan het ene einde van het buisje axiaal ingebracht, vervolgens naar n zijde uit de dwarsboring naar buiten gevoerd en gedeeltelijk om het buisje heen geslagen, waarna zij vanaf de andere zijde weer door de dwarsboring ingebracht en via de axiale boring aan het andere einde van het buisje, naar buiten wordt gevoerd. Het om het buisje geslagen gedeelte van de bundel dwingt dan de dradenbundel de draaiing van het buisje-te volgen. Gedurende het bedrijf wordt de bundel in de pijlrichting door het buisje heen getrokken.
Het door een gedeelte van de bundel omgeven einde van het buisje steekt vrij tussen de rollende oppervlakken der in de voorgaande figuren afgebeelde toestellen uit.
Het is duidelijk, dat de uitvinding wat betreft de constructie van de draaiinrichtingen, niet tot de beschreven uitvoeringsvormen is beperkt, aangezien binnen het kader van de uitvinding, ook velerlei andere uitvoeringsvormen mogelijk zijn. Verder kunnen de beschreven werkwijze en inrichtingen ook met voordeel toegepast worden bij andere spinsels, paardehaar of dergl. spinsels uit andere materialen en gemengde garens uit natuurlijke en kunstmatige draden en vezels, alsmede bij kunstzijde en andere kunstdraden op cellulose basis. Met behulp van de beschreven werk-
<Desc/Clms Page number 7>
wijze en inrichtingen kunnen ook kro zingen door impregnering en dergl. ge- fixeerd worden.