Verfahren zum Ausgleichen der Spannung in einem Garn und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleichen der Spannung in einem Garn, z. B. beim Abziehen von Garn von mit Querverlegung bewickelten Spulen, z. B. Kreuzspulen, zwecks möglichst weitgehender Ausgleichung der Garnspannung, insbesondere bei makromolekularorientierbaren Garnen zum anschliessenden Verstrecken zwecks Verbesserung der Makroorientierung und gegebenenfalls auch zum anschliessenden Kräuseln.
Es ist wohl bekannt, dass es schwierig ist, ein Garn mit konstanter Spannung von einer mit Querverlegung bewickelten Spule abzuziehen, weil die abgezogene Garnlänge in der Mitte der Querver- legung kleiner ist als an den beiden Seiten. An den Umkehrstellen der Querverlegung, also an den Enden der Spule, tritt jeweils eine Spannungsspitze, auf, wogegen in der Mitte jeweils ein Spannungsminimum vorliegt. Es ist praktisch nicht angängig, die Drehgeschwindigkeit der Spule so zu variieren, dass diese Spannungsvariationen wegfallen, und die üblichen Kompensationsvorrichtungen, etwa solche mit gewichts-und federbelasteten Armen oder Führern, führen zusätzliche Variationen ein, obwohl sie die Spannungsspitzen an den Enden der Querverlegung auszuglätten vermögen.
Ungleichmässig verstrecktes Garn und in gewissen Fällen auch anschliessend an das Verstrecken ungleichmässig gekräuseltes Garn zeigt aber, wenn es nachträglich gefärbt wird, unerwünschte Unregelmässigkeiten der Farbaufnahme, die sich in Variationen der Färbung bzw. Tönung auswirken.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausgleich der Spannung in einem Garn, das dadurch gekennzeichnet ist, dal3 man das Garn von einer Quelle von Garn abzieht und durch eine Folge von abwechselnd geradlinigen und gekrümmten Wegabschnitten zieht, das Ganze derart, idass jeder ge krümmte Wegabschnitt eine feststehende Zentralachse hat und eine Mehrzahl von solchen gekrümm- ten Wegabschnitten längs ihrer Achsen beweglich sind, wodurch die benachbarten geradlinigen Wegabschnitte auch seitlich beweglich und ferner in ihrer Länge veränderlich sind.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist ein Verfahren zur Garnbehandlung, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Garn von einer mit Querverlegung bewickelten Spule abzieht und über eine Mehrzahl von Walzen hinweg leitet unter Gewährleistung einer Reibberührung mit denselben, wobei alle diese Walzen um feststehende Achsen drehbar gelagert sind, welche sich parallel zur Drehachse der Spule erstrecken, und dass man dann das Garn durch einen reibungsfreien Führer hindurchleitet, der an einer Stelle zwischen den Enden der Spule gelegen ist, wobei, das Garn einen Winkel von mindestens einem Viertelkreis durchläuft zwischen der Stelle, an der es die Spule verlässt und jener, bei der es beim Führer eintrifft und wobei es frei ist, sich in Längs- richtung der Walzen zu bewegen zwischen der Spule und dem Führer.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I zum Ausgleichen der Spannung im Garn, mit Mitteln zum Abzilehen von Garn von einer Quelle und zum Abgeben desselben an eine andere Stelle, z. B. an eine Aufwickel-oder eine Verarbei tungsstelle, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von parallelen Walzen, die um feststehende Achsen frei drehbar gelagert sind und durch einen im wesentli- chen reibungsfreien Garnführer, der auf einer fest- stehenden Achse und an faststehender Stelle im Garnweg zwischen der Abzieh-und der anderen Stelle angeordnet ist.
Vorteilhaft ist jenes Einrichtungsbeispiel zur Durchführung dieses Verfahrens, welches gekennzeichnet ist durch Mittel zur drehbaren Lagerung einer mit Querverlegung bewickelten Spule von Garn, eine Anzahl von Walzen, die um feststehende, zur Spulendrehachse parallele Achsen drehbar gelagert sind, wobei die Achsen der Spule und diejenigen der Walzen in Endansicht in den Ecken eines Polygons angeordnet sind, und eine an feststehender Stelle angeordnete Führungsrolle.
Beiliegende Zeichnung dient zur beispielsweisen Veranschaulichun, der Erfindung.
Fig. 1 ist ein schematischer Aufriss einer Ausführungsform der Einrichtung.
Fig. 2 ist ein Seitenriss der speziell zum Garnabziehen dienenden Teile der Einrichtung nach Fig. 1, mit Blickrichtung nach II-II von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der speziell zum Garnverstrecken dienenden Teile derselben Einrichtung, und
Fig. 4 ist ein Aufriss von speziell zum Kräuseln dienenden Teilen derselben Einrichtung mit Blickrichtung nach IV-IV von Fig. 1.
Der Ausgleich der Spannung wird erreicht durch Abziehen eines Garnes von einer mit Querverle- gung bewickelten Spule über eine Mehrzahl von Walzen hinweg, die um Achsen drehbar sind, welche sich zur Spulenachse parallel erstrecken, und durch einen reibungsfreien Führer hindurch, der an einer zwischen den Spulenenden gelegenen Stelle angeordnet ist, wobei das Garn auf seinem Weg von der Spule zum Führer einen Winkel von mindestens einem Viertelkreis zurückgelegt und sich zwischen der Spule und dem Führer längs den Walzen in Axialrichtung derselben frei bewegen kann. Es erfolgt ein kontinuierliches Abziehen von Textilgarn, welches dann kontinuierlich verstreckt und gegebenenfalls auch noch gekräuselt werden kann.
Die Figuren der Zeichnung sind schematisch gehalten, da viele Antriebs-und Lagermittel für den Fachmann naheliegend sind und sich deren Darstel- lung erübrigt.
Die Spule 11, von welcher Garn 10 abgezogen wird, ist auf einer Achse 12 drehbar gelagert. Auf Achsen, die zu dieser Achse 12 parallel sind, befinden sich eine Walze 13, die über und hinter (siehe Fig. 2) der Spule angeordnet ist, die Walze 14, die unter und hinter der Spule angeordnet ist und eine Führungsrolle 15, die vor und unter der Spule angeordnet ist, und zwar in der Quermittelebene derselben (siehe Fig. 2).
Die sowohl aus Fig. 3 wie auch aus Fig. 1 ersichtlichen Einrichtungsteile bilden ein Streckwerk ; zu diesem gehört ein erstes Walzenpaar 21, 22, ein zweites Walzenpaar 24, 25 und ein zwischen diesen Walzenpaaren angeordneter Streckstift 23. Min destens eine Walze und vorzugsweise beide Walzen jedes dieser Walzenpaare ist bzw. sind angetrieben und die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen des zweiten Paares ist grösser als diejenige der Walzen des ersten Paares, damit das durch die Vorrichtung hindurchlaufende Garn verstreckt wird. Das Garn umläuft in einer geschlossenen Schlaufe das Walzenpaar 21, 22, dann in einer geschlossenen Schlaufe den Streckstift 23 und zuletzt in einer geschlossenen Schlaufe das Walzenpaar 24, 25.
Das Verhältnis der geeigneten Umfangsgeschwindigkeiten hängt vom Grad der makromolekularen Orientierung im einlaufenden Garn und von der Zusammensetzung des Garnes ab ; beispielsweise wird ein Verstreckungsverhältnis von 4 : 1 oft für Garne aus Polyamid, beispielsweise aus Nylon-66, zur Anwendung gebracht.
Die sowohl aus Fig. 4 wie auch aus Fig. 1 ersichtlichen Einrichtungsteile bilden eine Kräuselungs- vorrichtung, die im gezeigten spezifischen Beispiel ein Paar von Stauchkammerzuführrollen 31, 32 und eine Stauchkammer 33 aufweist, welch letztere eine durchgehende Längsbohrung besitzt und an dem von den Zuführrollen entfernten Ende mit einer Stauchkammerklappe 34 ausgerüstet ist. Das den Walzenspalt verlassende Garn wird in der Kammer gestaucht, deren Austrittsende durch, die gewichts-oder federbelastete Klappe weitgehend verengt ist ; somit wird das Garn bei seinem Eintritt in die Stauchkammer wegen der Häufung von Garn in dieser Kammer gestaucht und dabei gekräuselt.
Ein Teil der Vorderwand der Stauchkammer 33 ist in Fig. 4 weggebrochen zur andeutungsweisen Veranschaulichung der Garnanhäufung in der Kammer. Das in gekräuselter Form bei der Klappe aus der Stauchkammer austretende Garn wird in im wesentlichen entspannten Zustand auf die Spule 35 aufgewickelt, die durch Berührung mit der Antriebsrolle 36 in Drehung versetzt wird. Die in den Fig. 3 bzw. 4 gezeigten Vorrichtungen sind von üblicher Bauart.
Gemäss Fig. 1 und 2 wird also das Garn 10 durch eine Folge von abwechselnd geradlinigen und gekrümmten Wegabschnitten gezogen, wobei jeder ge krümmte Wegabschnitt eine feststehende Zentralachse hat und eine Mehrzahl von solchen gekrümm- ten Wegabschnitten längs ihrer Achsen beweglich sind, wodurch die benachbarten geradlinigen Wegabschnitte auch seitlich beweglich und ferner in ihrer Länge veränderlich sind.
Es ist leicht ersichtlich, dass beim Abwickeln des Garnes 10 von der Spule 11 der Ort, an welchem das Garn die Spule verlässt, vom einen Ende der Spule zum anderen Ende hin und her wandert, wie dies die Fig. 2 durch die voll ausgezogene Linie, welche das Garn beim Verlassen des Mittelteiles der Spule zeigt, und die beiden gestrichelten, gebrochenen Linien (welche den Verlauf des Garnes beim Abwickeln von den Spulenenden zeigen) angedeutet ist. Zwischenlagen kann man sich leicht vorstellen.
Die Führungsrolle 15, die eine Mittelrille hat, ist drehbar gelagert, aber in axialer Richtung unbeweglich, wobei sie in der Quermittelebene der Spule 11 angeordnet ist. Beim Abwickeln von der Spule und Umlaufen der Walzen 13, 14 und der Führungsrolle 15, wandert das Garn auf den aufeinanderfolgenden Walzen und Rollen in abnehmen- dem Ausmass hin und her.
Fig. 4 veranschaulicht, dass jeder durch diese Elemente dem Garn entgegengestellte Widerstand eine Differenz zwischen dem Winkel ergibt, unter welchem das Garn zuerst die betreffende Walze berührt und dem Winkel, unter welchem es die Walze verlässt. Sogar in der Mittellage wird das Garn meistens etwas verschiedene Stellungen auf den Walzen einnehmen (obwohl dies nicht gezeichnet ist, da es die Arbeitsweise weniger gut verständlich machen würde), da nämlich eine Verzögerung in der Bewegung des Garnes auf den Walzen eintritt.
Der Effekt dieser Anordnung, die bewirkt, dal3 das Garn in sukzessiv vermindertem Ausmass auf einem Satz von Walzen hin und her wandert, vermindert die Spannungsänderungen, die für ein Garn charakteristisch sind, das von einer mit Querverle- gung bewickelten Spule abgezogen wird. Das Garn soll mit jeder Walze einen genügend grossen Kontakt haben, damit eine Beeinflussung der Hublänge des Wanderweges eintritt, in Gegenüberstellung zu einem geringen Berührungsgrad, der lediglich eine Ablenkung des Garnes von einer geradlinigen Lauflinie zur Folge hat.
Im allgemeinen ist es erwünscht, dass das Garn im gesamten mindestens einen 90 - Bogen durchläuft, von der Stelle, an der es die Spule verlässt bis zu jener, an welcher es bei der Führungsrolle eintrifft ; eine Ablenkung über einen Bogen von mehr als 360 im gesamten gibt keinen praktischen Vorteil, und der bevorzugte Wert des Winkels bzw. Bogens liegt meistens zwischen den eben angegebenen Höchst-und Mindestwerten.
Es ist aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, dass die Drehachsen der Walzen 13 und 14 zu derjenigen der Spule 11 parallel verlaufen und dass diese Achsen in Stirnansicht in den Ecken eines Dreieckes angeordnet sind. Eine solche Anordnung eignet sich recht wohl zur Erreichung des gesuchten Effektes. Natürlich könnten mehr als zwei Walzen Anwendung finden, die so anzuordnen wären, dass ihre Achsen und diejenige der Spute in Stirnansicht auf den Ecken eines von einem Dreieck verschiedenen Poly- gons gelegen sind. Die Anordnung sollte des weiteren so gewählt sein, dass der minimale Berührungswinkel pro Walze 100 /N beträgt, wobei N die Anzahl von solchen Walzen bedeutet.
Die Abziehkraft kann zur rein mechanischen Verarbeitung durch die Walzen des Streckwerkes oder im Falle des Abziehens eines bereits verstreckten Garnes von einer oder mehreren Rollen oder Walzen geliefert wenden. Diese Walzen können zur Kräuselvorrichtung gehören, was hier aber nur im Zuge der Faserherstellung beansprucht wird. Die Walzen, die den dargestellten Walzen 13 und 14 entsprechen, müssen nicht notwendigerweise angetrieben sein, können aber, besonders, wenn sie massiv sind, mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden, die der Durchlaufgeschwindigkeit des Garnes weit gehend entspricht. Die Spule wird normalerweise leicht gebremst sein und die Führungsrolle völlig ungebremst, also mit möglichst wenig Lagerreibung, umdrehen.
Die erläuterte Arbeitsweise eignet sich bei der Eliminierung von Variationen der Spannung im Garn, das von einer mit Querverlegung bewickelten Spule, einer Streckvorrichtung und anschliessend ge gebenenfalls einer Kräuselvorrichtung zugeführt wird.
So behandeltes Garn ist, wenn es nachträglich gefärbt wird, frei von beanstandbaren Unregelmässig- keiten der Streckung bzw. Kräuselung.
PAIENTANSPRUCH I
Verfahren zum Ausgleichen der Spannung in einem Garn, dadurch gekennzeichnet, dass man das Garn von einer Quelle von Garn abzieht und durch eine Folge von abwechselnd geradlinigen und ge krümmten Wegabschnitten zieht, das Ganze derart, dass jeder gekrümmte Wegabschnitt eine feststehende Zentralachse hat und eine Mehrzahl von solchen gekrümmten Wegabschnitten längs ihrer Achsen beweglich sind, wodurch die benachbarten geradlinigen Wegabschnitte auch seitlich beweglich und ferner in ihrer Länge veränderlich sind.