DE69608549T2

DE69608549T2 - Maschine zum kontinuierlichen zwirnen oder kablieren von fäden und anschliessend ergänzender wärmebehandlung

Info

Publication number: DE69608549T2
Application number: DE69608549T
Authority: DE
Inventors: Gerard Losson; Carlos Matas Gabalda
Original assignee: ICBT Yarn SA
Current assignee: Rieter Textile Machinery France SA
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2016-03-21
Also published as: ATE193341T1; EP0815303B1; FR2732043B1; WO1996030573A1; TR199701028T1; DE69608549D1; ES2146874T3; US5950412A; EP0815303A1; FR2732043A1; AU5149996A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Maschine zum kontinuierlichen Zwirnen oder Verkorden von Fäden mit anschließender ergänzender Wärmebehandlung.
Solche Maschinen, die insbesondere für die Herstellung von Fäden für Teppiche verwendet werden, wurden seit langem angeboten, wie dies insbesondere aus FR-A-1 455 499 und US-A-3 525 205 hervorgeht. Es wurde auch vorgeschlagen, solche Maschinen für die Behandlung von teilweise gestreckten Kunststoffäden zu verwenden, wobei das Strecken im Bereich der Doppeldrehspindel erfolgt, wie dies aus FR-A-2 414 568 hervorgeht.
Wie aus diesen Dokumenten hervorgeht, werden solche Anlagen von einem Mittelgestell gebildet, das eine Vielzahl von identischen Arbeitspositionen trägt, die in Durchgangsrichtung des Fadens jeweils bestehen aus:
- einer Einfach- oder Doppeldrehspindel, die eine Fadenwicklung trägt,
- Rückholmitteln für den Faden,
- einem Ofen zur Wärmebehandlung, der entweder vertikal (FR 1 455 499) oder horizontal (US-A-3 525 205) angeordnet ist, gefolgt von einer Kühlzone, und
- Aufwickelmitteln für den behandelten Faden.
In solchen Anlagen wird der Faden im entspannten Zustand während der Wärmebehandlung und während der Abkühlungsphase vor der Wicklung gehalten.
Wenn die Maschinen, die Gegenstand der vorgenannten Patente sind, auch das Zwirnen eines einfachen Fadens betreffen, wurde seit langem vorgeschlagen, ähnliche Maschinen zu verwenden, um Direktverkordungsmaßnahmen durchzuführen, wie dies aus US-A-3 820 316 hervorgeht, welches Patent den Stand der Technik darstellt. Dazu wird in einem solchen Fall der Faden, der von der auf der Spindel montierten Wicklung kommt, mit einem zweiten Faden verbunden, der von einer zweiten festen Spule auf dem Gestell der Maschine kommt und der über den Zylinder dieser Spindel bis zu dem Verkordungskopf geleitet wird, welcher in der Verlängerung der letztgenannten angeordnet ist.
Nun wurde, was auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, eine Verbesserung für einen solchen Maschinentyp gefunden, die es ermöglicht, die Qualität der erzeugten Fäden zu verbessern, insbesondere was das Gefühl beim Anfassen und das Aussehen betrifft, das dieser Artikel, beispielsweise ein Teppich, der aus solchen Fäden hergestellt ist, aufweist.
Ganz allgemein ist die erfindungsgemäße Maschine zum kontinuierlichen Zwirnen oder Verkorden von Fäden mit anschließender ergänzender Wärmebehandlung von dem Typ, bestehend aus einem Mittelgestell, das eine Vielzahl von identischen Arbeitspositionen trägt, jeweils bestehend aus:
- einer Doppeldreh- oder Direktzwirnspindel, die eine Fadenwicklung trägt, die dazu bestimmt ist, mit einem zweiten Faden verdreht oder verkordet zu werden;
- Rückholmitteln für den Faden, die es ermöglichen, die Spannung zu beseitigen, die aufgrund des Zwirnens oder Verkordens entstanden ist;
- Heizmitteln für den Faden, gefolgt von einer Kühlzone, in denen der Faden unter einer minimalen Spannung gehalten wird;
- Aufwickelmitteln für den behandelten Faden;
und bei der:
- die Heizmittel von einem geradlinigen Ofen gebildet werden, der vertikal oder im wesentlichen vertikal angeordnet ist;
- der Faden eine Hin- und Herbewegung im Inneren des Ofens ausführt, wobei ein Umkehrsystem für diesen Faden am Ende des Ofens vorgesehen ist, um diese Hin- und Herbewegung zu gewährleisten,
dadurch gekennzeichnet, daß:
- der Faden über den unteren Teil in den Ofen eingeführt und aus diesem entnommen wird;
- das Umkehrsystem am oberen Teil des Ofens angeordnet ist und von einem Rückholsystem gebildet wird;
- Mittel vorgesehen sind, um den Faden unter einer minimalen Spannung an die Aufwickelmittel zu liefern.
Dank einer solchen Ausführung der Maschine ist es möglich, nicht nur die Dauer der Wärmebehandlung für einen Ofen gegebener Länge zu verdoppeln, wie dies US-A-3 820 316 ermöglicht, sondern auch die an den Faden während der Wärmebehandlungs- und Abkühlungsphasen weitergegebenen Spannungen perfekt zu beherrschen. Eine solche Möglichkeit wird dank des Vorhandenseins des Rückholsystems erzielt, welches am oberen Teil des Ofens angeordnet ist und es ermöglicht, eine genaue, konstante Spannung während der Zeit des Temperaturanstiegs zwischen dem Eingangsgeber und dem Umkehr- und Rückholelement zu erzeugen, sodann den Faden im völlig entspannten Zustand beim zweiten Durchgang im Inneren des Ofens sowie in der Kühlzone zu halten.
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird nach der Wärmebehandlung und vor dem Aufwickeln der Faden auf einem beweglichen Entspannungsband aufgenommen, wo er einen Speicher bildet, wobei die Aufnahmegeschwindigkeit der Aufwickeleinheit derart eingestellt wird, daß die gespeicherte Fadenmenge zwischen einem vorbestimmten Minimal- und Maximalwert gehalten wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Kühlweg des Fadens mit Hilfe von drehbaren Führungselementen gebildet, die zwischen dem Ausgang des Ofens und einem Spannelement angeordnet sind, welches im Vorlaufbereich und in der Symmetrieebene des Aufwickelsystems positioniert ist.
Bei beiden Ausführungsarten sind die Doppeldrehspindel und das Aufwickelsystem vorzugsweise übereinander positioniert und seitlich in bezug auf den Befestigungsofen versetzt.
Die Erfindung und die Vorteile, die sie bietet, sind jedoch besser verständlich mit Hilfe der nachstehend angeführten Ausführungsbeispiele, die durch die beiliegenden Zeichnungen dargestellt werden, wobei:
- die Fig. 1 und 2 Ansichten von der Seite bzw. von vorne einer Arbeitsposition einer erfindungsgemäß ausgeführten Maschine darstellen;
- die Fig. 3 und 4 Ansichten ähnlich den Fig. 1 und 2 von einer Variante sind, die die Art der Verwirklichung der Abkühlung des Fadens in einer erfindungsgemäßen Maschine betrifft;
Fig. 5 eine schematische Detailansicht des Mittels ist, das für die Gewährleistung der Entspannung des Fadens während seiner Abkühlphase bei der in den Fig. I und 2 dargestellten Ausführungsart verwendet wird;
- die Fig. 6 und 7 Teilansichten sind, die von der Seite (Fig. 6) und von vorne (Fig. 7) die Struktur der am Eingang des Ofens angeordneten Rückholvorrichtung darstellen;
- die Fig. 8 und 9 vergrößerte Teilansichten sind, die die Struktur von der Seite und von vorne einer Ausführungsform der am oberen Teil des Ofens vorgesehenen Rückholvorrichtung darstellen;
- die Fig. 10 und 11 auch Teilansichten von der Seite und von vorne von einem zweiten Typ der Rückholvorrichtung darstellen, die am oberen Teil des Ofens verwendet werden kann.
Unter Bezugnahme auf diese Figuren umfaßt jede Arbeitsposition einer erfindungsgemäßen Maschine eine Doppeldrehspule oder herkömmliche Verkordungsspule 1, die es ermöglicht, entweder ein Zwirnen auf herkömmliche Weise oder eine Direktverkordung durchzuführen. Vorzugsweise wird diese Spindel von einem getrennten Motor angetrieben und trägt somit eine Spule 2 des zu behandelnden Fadens 3. Die Doppeldrehspule 1 ermöglicht es, dem Faden 3 zwei Verwindungsumdrehungen durch Drehung der Spindel zu übermitteln. Wenn sie für die Durchführung einer Direktverkordung verwendet wird, weist sie einen hohlen Zylinder auf, und ein zweiter Faden wird über letztgenannten geführt, um mit dem Faden 3 verbunden zu werden, der von der Spindel im Bereich eines Verkordungskopfes 4 getragen wird, der in der Verlängerung der Achse dieser Spindel 1 angeordnet ist.
Im Nachlaufbereich der Doppeldreh- oder Direktverkordungseinheit 1 ist die eigentliche Behandlungszone angeordnet.
Diese Behandlungszone umfaßt, in Durchgangsrichtung des Fadens gesehen, ein Zuführelement 5 positiven Typs.
Dieses Zuführelement ist vorzugsweise von dem in den Fig. 6 und 7 dargestellten Typ und besteht im wesentlichen aus einer Einheit vom Typ mit Antriebsrolle 6 und Druckzylinder 7, der in Verbindung mit einem Nutenzylinder 20 (siehe Fig. 7) einen Seiltrieb des Fadens 3 (oder des verkordeten Fadens) und somit eine sehr große Präzision bei der Rückholgeschwindigkeit des Fadens sowie eine Beseitigung der Spannung ermöglicht, die sich aus dem Zwirnen oder Verkorden ergibt.
Es ist anzumerken, daß zum besseren Verständnis der Faden 3 in Fig. 2 nicht zwischen dem Ausgang der Spindel 2 und dem Zuführelement 5 dargestellt wurde. Überdies ist der Druckzylinder 7 in feinen Linien in Fig. 6 in Nichtbetriebsposition dargestellt. Das Zuführelement 5 ist am Eingang des eigentlichen Wärmebehandlungsofens 8 angeordnet, ein Ofen, der vertikal oder im wesentlichen vertikal angeordnet ist, wie in den beiliegenden Figuren dargestellt, oder der in bezug zu der Vertikalen einen Winkel von ungefähr fünf Grad bildet.
Dieser Ofen ist ein herkömmlicher Ofen vom Typ jener, die bei einer Ausrüstung für Texturieren durch falsche Verdrehung verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist am oberen Teil des Ofens ein Rückhol- und Umkehrsystem mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 angeordnet, das es ermöglicht, den Faden ein zweites Mal durch den Ofen 8 durchlaufen zu lassen, währenddessen er in einem völlig entspannten Zustand gehalten wird.
Nach der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsform wird dieses Rückhol- und Umkehrsystem 10 von einer Einheit vom Typ "Fadenentspannungselement" oder "Überdrehzahlgeber" gebildet, bestehend aus zwei Schalen 20, 21, zwischen denen der Faden durchläuft und die in positiver Drehung vorzugsweise von einem Einzelmotor 22 angetrieben werden, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Ein solcher Überdrehzahlgeber ermöglicht den Antrieb des Fadens durch Gleiten und holt diesen bei einer höheren Geschwindigkeit als die normale Ablaufgeschwindigkeit zurück. Er ermöglicht in Abhängigkeit von den Änderungen der Rückholgeschwindigkeit des Fadens eine automatische Selbsteinstellung der Spannung am Ausgang des Überdrehzahlgebers, wobei diese Spannung auf einem sehr geringen Wert gehalten wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform, die in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist, kann das Rückhol- und Umkehrsystem 10 von einem Positivgeber vom Typ Druckrolle gebildet werden. In einem solchen Fall läuft der Faden 3 auf der Oberfläche einer zylindrischen Führung 23, die auch in Drehung von einem Motor 22 angetrieben wird, wobei die Rolle 24, die der Wirkung eines Rückholelements 25 (Feder) unterworfen ist, einen Druck auf den Faden ausübt.
Am Ausgang des Rückhol- und Umkehrsystems 10 läuft der Faden 3, wie vorher erwähnt, ein zweites Mal durch den Ofen 8 hindurch, wobei er unter einer Minimalspannung gehalten wird. Die vertikale oder im wesentlichen vertikale Position des Ofens 8 ermöglicht es, die Schwerkraft zu nutzen, damit der Faden geradlinig bleibt.
Am Ausgang des Ofens 8 wird der Faden vorzugsweise mit Hilfe einer Führungsrinne 26 auf Mittel übergeleitet, die es ermöglichen, die Abkühlung des Fadens im entspannten Zustand zu gewährleisten. Die Führungsrinne 26 weist einen V-förmigen Querschnitt auf.
Bei der ersten Ausführungsform, die von den Fig. 1, 2 und 5 dargestellt wird, werden die Mittel, die die Abkühlung des Fadens im entspannten Zustand ermöglichen, von einem Transportband 11 gebildet, das horizontal unter dem Ofen 8 angeordnet ist. Dieses Band kann entweder für jede Arbeitsposition einzeln vorhanden sein oder allen Positionen gemein sein und erstreckt sich somit über die gesamte Breite der Spinnmaschine.
Ein solches Band 11 wird mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,3 und 3 m/min vorgeschoben und ermöglicht eine Speicherung des Fadens, wodurch eine Abkühlung im völlig entspannten Zustand möglich ist. Wie dies aus Fig. 5 hervorgeht, legt sich der Faden 3 somit auf dem Förderband in Form von Windungen 27 nieder. Der Abstand A zwischen dem Ende der Führungsrinne 26 und der Oberfläche des Bandes 11 bedingt die Bildung der Windungen 27, wobei die Richtung der Bildung der Windung der Verdrehrichtung entgegengesetzt ist.
Nach der Entspannung gelangt der Faden 3 auf ein Aufnahmesystem in Form eines Spannelements 12, um sodann dem herkömmlichen Aufwickelelement 13 zugeführt zu werden.
Die Aufnahmegeschwindigkeit der Aufwickeleinheit 13 wird mit Hilfe eines Speicherdetektors 28 eingestellt, der es ermöglicht, eine Beschleunigung während einer gegebenen Zeitdauer durchzuführen, damit der Faden 3, der in Form von Windungen gespeichert ist, zwischen einem vordefinierten Minimalwert 1 und Maximalwert L, beispielsweise zwischen 150 mm und 350 mm Länge, gehalten wird.
Bei der zweiten Ausführungsart, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, erfolgt die Abkühlung des Fadens, indem dieser um Umkehrelemente geschickt wird, die von frei drehbaren Rollen 14, 15 gebildet werden, wobei der Faden dem Aufwickelsystem 13 mit Hilfe einer Hysterese-Bremse 16 zugeleitet wird, die derart eingestellt ist, daß der Faden 3 im Vorlaufbereich unter einer minimalen Spannung gehalten wird.
Eine solche Maschinenausführung weist zahlreiche Vorteile im Vergleich zu den vorveröffentlichten Lösungen auf, insbesondere was ihre Flexibilität im Einsatz betrifft, wodurch die Erzeugung einer großen Vielfalt unterschiedlicher Fäden möglich ist, indem einfach auf die Einstellung der Spannungen, die den Fäden in den verschiedenen Behandlungszonen übermittelt wird, eingewirkt wird, wie dies die konkreten Beispiele zeigen, die nachstehend angeführt sind und hinweisenden, jedoch nicht einschränkenden Charakter haben.

Beispiel 1

Herstellung eines verkordeten Fadens, bestehend aus zwei Polyamidfäden, die jeweils einen Titer von 1250 dtex aufweisen und mit 160 Umdrehungen/Meter verzwirnt wurden

Ein solcher Faden wird auf der erfindungsgemäßen Maschine, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, hergestellt, wobei der Faden 3, der von der von der Spindel getragenen Spule kommt, am Verkordungspunkt 4 mit einem zweiten Faden (nicht dargestellt) verbunden wird, der von einem zusätzlichen Träger kommt, welcher auf dem Gestell der Maschine befestigt ist, und der durch den hohlen Zylinder der Spindel hindurchgeht.
Die Einstellungen der Maschine für die Herstellung eines solchen verkordeten Fadens sind folgende:
- Geschwindigkeit der Spindel 1, die eine Direktverkordung ermöglicht: 1500 U/mn
- von der Spindel 1 übertragene Zwirnung: 160 U/m
Rückholgeschwindigkeit 5: 40,6 m/mn
- Länge des Ofens 8: 2,25 m
- Geschwindigkeit des Rückhol- und Umkehrelements 10: 47 m/mn
- Spannung des Fadens beim ersten Durchgang zwischen dem Zuführelement 5 und dem Rückholglied 10: 3 Gramm
- Spannung des Fadens beim zweiten Durchgang
und in der Kühlzone: 0 Gramm
Aufwickelspannung im Nachlaufbereich des Spanngliedes 12 : 140 Gramm
- Aufnahmegeschwindigkeit der Aufwickelmittel 13: 40 m/mn (durchschn.)
- Speicherlänge auf dem Förderband 11 während der Kühlphase: zwischen 15 und 30 cm
- Temperatur des Ofens 8 : 220ºC
Eine solche Vorgangsweise ermöglicht den Erhalt eines Fadens, der für die Herstellung eines Teppichs verwendet werden kann, der im Vergleich zu den Artikeln, die aus herkömmlichen Fäden hergestellt wurden, ein verbessertes Aussehen und Gefühl beim Anfassen aufweist.

Beispiel 2:

Herstellung eines Teppichfadens aus einem Polyamidfaden 6.6, der einen Titer von 2100 dtex und eine Zwirnung von 70 Umdrehungen/Meter aufweist

Dieser Faden wird auf einer erfindungsgemäßen Maschine, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, unter folgenden Bedingungen hergestellt:
Geschwindigkeit der Doppeldrehspindel 1: 2625 U/mn
von der Spindel 1 übertragene Zwirnung: 70 U/m
- Rückholgeschwindigkeit 5: 75 m/mn
- Länge des Ofens 8: 2,25 m
- Geschwindigkeit des Rückhol- und Umkehrelements 10 : 85 m/mn
- Spannung des Fadens beim ersten Durchgang zwischen dem Zuführelement 5 und dem Rückholglied 10: 5 Gramm
- Spannung des Fadens beim zweiten Durchgang und in der Kühlzone: 3 Gramm
- Aufwickelspannung im Nachlaufbereich des Spanngliedes 12 : 140 Gramm
- Aufnahmegeschwindigkeit der Aufwickelmittel 13: 74 m/mn (durchschn.)
- Abstand zwischen den beiden Führungen 14, 15, die die Kühlzone definieren: 200 cm
- Temperatur des Ofens 8: 220ºC

Claims

1. Verbesserte Maschine zum kontinuierlichen Zwirnen oder Verkorden von Fäden mit anschließender ergänzender Wärmebehandlung, bestehend aus einem Mittelgestell, das eine Vielzahl von identischen Arbeitspositionen trägt, jeweils bestehend aus:

- einer Doppeldreh- oder Direktzwirnspindel (1), die eine Fadenwicklung (3) trägt, die dazu bestimmt ist, mit einem zweiten Faden verdreht oder verkordet zu werden;

- Rückholmitteln (4) für den Faden (3), die es ermöglichen, die Spannung zu beseitigen, die aufgrund des Zwirnens oder Verkordens entstanden ist;

- Heizmitteln (8) für den Faden, gefolgt von einer Kühlzone, in denen der Faden unter einer minimalen Spannung gehalten wird;

- Aufwickelmitteln (13) für den behandelten Faden;

und bei der:

- die Heizmittel von einem geradlinigen Ofen gebildet werden, der vertikal oder im wesentlichen vertikal angeordnet ist;

- der Faden (3) eine Hin- und Herbewegung im Inneren des Ofens (8) ausführt, wobei ein Umkehrsystem (10) für diesen Faden (3) am Ende des Ofens vorgesehen ist, um diese Hin- und Herbewegung zu gewährleisten,

dadurch gekennzeichnet, daß:

- der Faden (3) über den unteren Teil in den Ofen (8) eingeführt und aus diesem entnommen wird;

- das Umkehrsystem (10) am oberen Teil des Ofens angeordnet ist und von einem Rückholsystem gebildet wird;

- Mittel vorgesehen sind, um den Faden unter einer minimalen Spannung an die Aufwickelmittel (13) zu liefern.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die es ermöglichen, den Faden (3) unter einer minimalen Spannung während seiner Abkühlungsphase zu halten, von einem beweglichen Entspannungsband (11) gebildet werden, wo der Faden einen Speicher bildet, wobei die Aufnahmegeschwindigkeit der Aufwickeleinheit derart eingestellt wird, daß die gespeicherte Fadenmenge zwischen einem vorbestimmten Minimal- und Maximalwert gehalten wird.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (3) auf das bewegliche Entspannungsband mit Hilfe einer Führungsrinne (26) mit einem V- förmigen Querschnitt übergeleitet wird, wobei sich der Faden auf dem Entspannungsband (11) in Form von Windungen niederlegt, wobei der Abstand zwischen dem Ende der Führungsrinne (26) und der Bandoberfläche (11) die Bildung dieser Windungen bedingt.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des Fadens mit Hilfe von rotierenden Führungselementen (14, 15) erfolgt, die zwischen dem Ausgang des Ofens und einem Spannglied (16) angeordnet sind, welches im Vorlaufbereich und in der Symmetrieachse des Aufwickelsystems (13) positioniert ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhol- und Umkehrsystem (10), das am oberen Teil des Ofens angeordnet ist, von einem Fadenentspannungsglied oder einem Überdrehzahlgeber gebildet wird.