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.
Method for equalizing the tension in a yarn and device for carrying out the method
The invention relates to a method for equalizing the tension in a yarn, e.g. B. when pulling yarn from transversely wound bobbins, z. B. cheeses, for the purpose of equalizing the yarn tension as much as possible, especially in macromolecularly orientable yarns for subsequent stretching in order to improve the macroorientation and possibly also for subsequent crimping.
It is well known that it is difficult to withdraw a constant tension yarn from a transversely wound bobbin because the withdrawn length of yarn is less in the middle of the transversal winding than on either side. A voltage peak occurs at the reversal points of the transverse installation, i.e. at the ends of the coil, while a voltage minimum is present in the middle. It is practically impractical to vary the speed of rotation of the spool in such a way that these voltage variations are eliminated, and the usual compensation devices, such as those with weight- and spring-loaded arms or guides, introduce additional variations, although they smooth out the voltage peaks at the ends of the transverse installation capital.
Unevenly drawn yarn and, in certain cases, unevenly crimped yarn following the drawing, however, when it is subsequently dyed, shows undesirable irregularities in the absorption of the color, which result in variations in the color or shade.
The subject of the invention is a method for equalizing the tension in a yarn, which is characterized in that the yarn is drawn from a source of yarn and drawn through a series of alternating straight and curved path sections, the whole in such a way that each curved path section has a fixed central axis and a plurality of such curved path sections can be moved along their axes, as a result of which the adjacent straight path sections are also laterally movable and furthermore variable in length.
An advantageous embodiment is a method for treating yarn, characterized in that a yarn is withdrawn from a transversely wound bobbin and passed over a plurality of rollers while ensuring frictional contact therewith, all of these rollers being rotatably mounted about fixed axes which extend parallel to the axis of rotation of the bobbin, and in that the yarn is then passed through a frictionless guide located at a point between the ends of the bobbin, the yarn making an angle of at least a quarter circle between the point at which it is leaves the reel and the one at which it arrives at the guide and where it is free to move in the longitudinal direction of the rollers between the reel and the guide.
Furthermore, the invention relates to a device for performing the method according to claim I for equalizing the tension in the yarn, with means for removing yarn from a source and delivering it to another location, e.g. B. to a winding or processing point, characterized by a plurality of parallel rollers, which are freely rotatably mounted about fixed axes and by an essentially frictionless yarn guide, which is on a fixed axis and almost standing in the yarn path is arranged between the peel and the other point.
That device example for carrying out this method is advantageous, which is characterized by means for the rotatable mounting of a spool of yarn wound with transverse laying, a number of rollers which are rotatably mounted about fixed axes parallel to the axis of rotation of the bobbin, the axes of the bobbin and those of the Rollers are arranged in the corners of a polygon in end view, and a guide roller arranged in a fixed position.
The accompanying drawing serves to illustrate the invention by way of example.
Fig. 1 is a schematic elevation of one embodiment of the device.
FIG. 2 is a side elevation of the parts of the device according to FIG. 1 which are used especially for thread pulling off, looking in the direction II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a perspective view of the yarn drawing parts of the same device, Figs
FIG. 4 is an elevation view of specific shirring parts of the same device looking along IV-IV of FIG. 1.
Tension balancing is achieved by drawing a yarn from a transversely wound bobbin over a plurality of rollers rotatable about axes extending parallel to the bobbin axis and through a frictionless guide attached to one between the Spool ends located position is arranged, wherein the yarn on its way from the bobbin to the guide covered an angle of at least a quarter circle and can move freely between the bobbin and the guide along the rollers in the axial direction thereof. There is a continuous withdrawal of textile yarn, which can then be continuously drawn and, if necessary, also crimped.
The figures in the drawing are kept schematic, since many drive and bearing means are obvious to the person skilled in the art and their representation is unnecessary.
The bobbin 11, from which yarn 10 is drawn off, is rotatably mounted on an axle 12. On axes which are parallel to this axis 12 there is a roller 13 which is arranged above and behind (see FIG. 2) the spool, the roller 14 which is arranged below and behind the spool and a guide roller 15 which is arranged in front of and under the coil, in the transverse center plane of the same (see Fig. 2).
The parts of the device which can be seen from both FIG. 3 and FIG. 1 form a drafting system; this includes a first pair of rollers 21, 22, a second pair of rollers 24, 25 and a stretching pin 23 arranged between these pairs of rollers. Min least one roller and preferably both rollers of each of these roller pairs is or are driven and the peripheral speed of the rollers of the second pair is larger than that of the rollers of the first pair so that the yarn passing through the device is drawn. The yarn circulates in a closed loop around the roller pair 21, 22, then in a closed loop the stretching pin 23 and finally in a closed loop the roller pair 24, 25.
The ratio of suitable peripheral speeds depends on the degree of macromolecular orientation in the incoming yarn and on the composition of the yarn; for example, a draw ratio of 4: 1 is often used for yarns made from polyamide, such as nylon-66.
The device parts visible both from FIG. 4 and from FIG. 1 form a crimping device which, in the specific example shown, has a pair of stuffer box feed rollers 31, 32 and a stuffer box 33, the latter having a continuous longitudinal bore and on that of the feed rollers the distal end is equipped with a stuffer box flap 34. The yarn leaving the nip is compressed in the chamber, the exit end of which is largely narrowed by the weight-loaded or spring-loaded flap; thus the yarn is compressed and crimped in the process as it enters the stuffer box because of the accumulation of yarn in this chamber.
A part of the front wall of the stuffer box 33 is broken away in FIG. 4 to show the thread accumulation in the chamber. The yarn emerging in crimped form at the flap from the stuffer box is wound in a substantially relaxed state onto the bobbin 35, which is set in rotation by contact with the drive roller 36. The devices shown in Figs. 3 and 4 are of conventional design.
According to FIGS. 1 and 2, the yarn 10 is drawn through a sequence of alternating straight and curved path sections, each curved path section having a fixed central axis and a plurality of such curved path sections being movable along their axes, whereby the adjacent straight path sections Path sections are also laterally movable and also variable in length.
It can easily be seen that when the yarn 10 is being unwound from the bobbin 11, the place at which the yarn leaves the bobbin moves back and forth from one end of the bobbin to the other end, as shown in FIG. 2 by the solid line , which shows the yarn leaving the middle part of the bobbin, and the two dashed, broken lines (which show the course of the yarn when unwinding from the bobbin ends) is indicated. One can easily imagine intermediate layers.
The guide roller 15, which has a central groove, is rotatably mounted but immovable in the axial direction, being arranged in the transverse central plane of the spool 11. When unwinding from the bobbin and rotating the rollers 13, 14 and the guide roller 15, the yarn migrates to and fro on the successive rollers and rolls to a decreasing extent.
Figure 4 illustrates that any resistance presented by these elements to the yarn results in a difference between the angle at which the yarn first contacts the roller in question and the angle at which it leaves the roller. Even in the middle position, the yarn will mostly occupy slightly different positions on the rollers (although this is not shown as it would make the working method less understandable), since there is a delay in the movement of the yarn on the rollers.
The effect of this arrangement, which causes the yarn to travel back and forth on a set of rollers to a successively reduced extent, reduces the tension changes that are characteristic of a yarn drawn from a transversely wound bobbin. The yarn should have a sufficiently large contact with each roller so that the stroke length of the hiking path is influenced, in comparison to a low degree of contact, which only results in a deflection of the yarn from a straight running line.
In general, it is desirable that the yarn travel at least a 90-turn arc throughout from where it leaves the bobbin to where it enters the guide roller; a deflection over an arc of more than 360 in total gives no practical advantage, and the preferred value of the angle or arc is mostly between the maximum and minimum values just given.
It can be seen from FIGS. 1 and 2 that the axes of rotation of the rollers 13 and 14 run parallel to that of the reel 11 and that these axes are arranged in the corners of a triangle when viewed from the front. Such an arrangement is quite suitable for achieving the desired effect. Of course, more than two rollers could be used, which would have to be arranged in such a way that their axes and that of the spindle, when viewed from the front, are located on the corners of a polygon other than a triangle. The arrangement should also be chosen so that the minimum contact angle per roller is 100 / N, where N means the number of such rollers.
For purely mechanical processing, the pull-off force can be supplied by the rollers of the drafting system or, in the case of pulling off an already drawn yarn, from one or more rolls or rollers. These rollers can belong to the crimping device, but this is only claimed here in the course of fiber production. The rollers, which correspond to the rollers 13 and 14 shown, do not necessarily have to be driven, but, especially if they are solid, can be driven at a speed which largely corresponds to the throughput speed of the yarn. The spool will normally be slightly braked and the guide roller will turn around completely unbraked, i.e. with as little bearing friction as possible.
The working method explained is suitable for eliminating variations in the tension in the yarn that is fed from a transversely wound bobbin, a stretching device and then, if necessary, a crimping device.
Yarn treated in this way, if it is dyed afterwards, is free of objectionable irregularities in the stretching or crimping.
PARTICIPANT CLAIM I
Method for equalizing the tension in a yarn, characterized in that the yarn is drawn from a source of yarn and pulled through a series of alternating straight and curved path sections, the whole in such a way that each curved path section has a fixed central axis and a plurality of such curved path sections are movable along their axes, whereby the adjacent rectilinear path sections are also laterally movable and furthermore variable in length.