Vorrichtung zum Verbinden von Garnen durch Luftverwirbelung

Abstract

 Die Vorrichtung (V) zur Verbindung eines Endlos-Elstanfadens (E) mit mindestens einem Stapelfasergarn (F) oder von zwei oder mehr Stapelfasergarnen enthält zwei hintereinander angeordnete Düsen (3, 3'), in denen den Fäden (F+E) ein Drall aufgeprägt wird. In Garnlaufrichtung (A) ist vor der ersten (3) und nach der zweiten Düse (3') und zwischen diesen je ein Drallstopper (4, 4' bzw. 5) angeordnet. Die Drallstopper (4, 4', 5) sind durch rotierbar gelagerte Rollen gebildet und sie sind fluchtend mit den Achsen der Düsen (3, 3') angeordnet. Die äusseren Drallstopper (4, 4') sind vom Garn um mindestens 90° umschlungen, der mittlere Drallstopper (5) um mindestens 180°.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verbindung eines Endlos-Elastanfadens mit einem oder mehreren Stapelfasergarnen oder von zwei oder mehreren Stapelfasergarnen durch Luftverwirbelung. Solche Verbindungen von Garnen wurden bisher für die Herstellung elastischer Garne verwendet, deren Einsatzmöglichkeiten sich in letzter Zeit stark vergrössert haben (z.B. Unterwäsche, Sportbekleidung, Oberbekleidung, Shirts, Pullover). Elastische Garne werden in steigendem Mass als Verbundgarne verarbeitet, und zwar in Form von Umwindegarnen (Umwindezwirnen), Doppeldrahtzwirnen und umsponnenen Garnen (core Garnen).

[0002] Mit Ausnahme des AC-Verfahrens (Air-covering) wird das Elastomergarn bei allen anderen Verfahren umwunden, umzwirnt oder umsponnen. Obwohl diese mechanischen Verfahren sehr langsam sind, hat sich das wesentlich schnellere und bezüglich der Produktionskosten billigere AC-Verfahren bisher nur in Teilbereichen durchsetzen können. Es war bisher ausschliesslich auf Filamentgarne beschränkt und konnte für reine Stapelgarne nicht eingesetzt werden.

[0003] Beim klassischen AC-Verfahren entsteht durch die aerodynamische Verwirbelung des Filamentgarns mit dem Elastan eine Art von Schlingengarn (Zwirn). Das verwirbelte Garn zeigt grosse Volumenunterschiede, wobei die Elastankomponente mit dem Filamentgarn nur punktförmig verbunden und das Elastan teilweise sichtbar ist. Bei den Umwindegarnen hingegen ist die Elastankomponente je nach dem gewählten Dehnungsbeiwert weitgehend umhüllt und praktisch unsichtbar, und das umzwirnte Garn zeigt eine relativ gleichmässige Struktur.

[0004] Zur Ermöglichung der Anwendung des AC-Verfahrens auf Stapelgarne wurde vor kurzem vorgeschlagen, zur Verwirbelung eine Gruppe von drei hintereinander angeordneten Düsen zu verwenden, wobei in den beiden äusseren Düsen eine Verdrehung des Garns in der einen und in der inneren Düse eine Verdrehung in der anderen Richtung erfolgt. Die kontinuierliche Verwirbelung ermöglicht die Verarbeitung von Stapelgarnen und die Anordnung mit den drei Düsen liefert eine relativ stabile Verbindung zwischen den Garnen, wobei die mittlere Düse zur Fixierung der Drehungen im Garn dient.

[0005] Durch die Erfindung soll nun diese Vorrichtung so verbessert werden, dass durch die Ermöglichung hoher Garngeschwindigkeiten und durch möglichst tiefe Kosten der Vorrichtung die Wirtschaftlichkeit des AC-Verfahrens erheblich gesteigert werden kann.

[0006] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung eines Endlos-Elastanfadens mit mindestens einem Stapelfasergarn oder von zwei oder mehr Stapelfasergarnen mittels hintereinander angeordneter Düsen, in denen den Fäden ein Drall aufgeprägt wird.

[0007] Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei Düsen vorgesehen sind, und dass in Garnlaufrichtung vor der ersten und nach der zweiten Düse und zwischen diesen je ein Drallstopper angeordnet ist.

[0008] Mit dem durch Druckluft erzeugten Drall werden die Enden der Stapelfasern als Bindemittel benutzt, indem sich die abstehenden Enden der Spapelfasern um den ganzen Endlos-Elstanfaden oder um das ganze Stapelfasergarn herumlegen, wodurch das umwirbelte Garn eine gleichmässige Struktur zeigt und das gebildete Umwindegarn eine hohe Stabilität besitzt und sehr gut weiterverarbeitet, beispielsweise verzwirnt, gedreht (Gegendraht oder Aufdraht) oder gestrickt werden kann.

[0009] Bei der Vorstufe des Zwirnens oder Drehens dient die erfindungsgemässe Vorrichtung als Begleitfunktion für das Fachen zur Bildung des elastischen Garns mit einem oder mehr Stapelgarnen und ermöglicht das einwandfreie "Zwirnen" von elastischen Garnen aus reiner Baumwolle auf Doppeldrahtmaschinen, was bisher nicht möglich war.

[0010] Die erfindungsgemässe Vorrichtung unterscheidet sich von der eingangs genannten Vorrichtung mit den drei hintereinander angeordneten Düsen durch den Wegfall einer Düse und durch die Verwendung der Drallstopper, wobei der mittlere Drallstopper die Funktion der mittleren Düse übernimmt und den beiden anderen Drallstoppern die notwendige Kraft für die Fixierung der Drehungen im Garn entgegensetzt. Der Wegfall der mittleren Düse wirkt sich sowohl auf die Herstellungskosten der Verwirbelungseinheit als auch auf den Energieverbrauch beim Verwirbeln positiv aus. Ausserdem hat das Fehlen der dritten Düse den zusätzlichen Vorteil der sanfteren Garnbehandlung.

[0011] Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drallstopper durch rotierbar gelagerte Rollen gebildet sind.

[0012] Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drallstopper fluchtend mit den Achsen der Düsen angeordnet sind, und dass die äusseren Drallstopper vom Garn um mindestens 90° umschlungen sind und der mittlere Drallstopper um mindestens 180°.

[0013] Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Düsen dem Garn einen gleichsinnigen Drall aufprägen. Alternativ können die Düsen dem Garn auch einen gegensinnigen Drall aufprägen.

[0014] Eine vierte bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die die Düsen und die Drallstopper aufweisende Verwirbelungseinheit eine symmetrische Anordnung der Düsen und Drallstopper mit einander gegenüberliegenden Düsen und gleich langen Fadenabschnitten zwischen jeder Düse und den dieser zugeordneten Drallstoppern aufweist.

[0015] Eine fünfte bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Düse an eine indivuelle Druckluftzufuhr angeschlossen ist.

[0016] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Luftverwirbelung eines oder mehrerer Stapelgarne mit Elastan oder zur Verwirbelung von zwei oder mehr Stapelgarnen (ohne Elastan).

[0017] Die mit dem Bezugszeichen V bezeichnete Verwirbelungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem plattenförmigen Träger 1, aus zwei auf dem Träger 1 montierten und über individuelle Druckluftleitungen 2, 2' gespeisten Düsen 3, 3' und aus drei Drallstoppern 4, 4' und 5. Der Verwirbelungsvorrichtung V ist mindestens ein Stapelgarn F sowie ein zweites Garn E zur Verwirbelung zugeführt, wobei das zweite Garn E ein Elastangarn oder ebenfalls ein Stapelgarn sein kann. Wenn nachfolgend das zweite Garn E als Elastangarn bezeichnet wird, soll dies nicht einschränkend verstanden werden.

[0018] Sowohl das Stapelgarn F als auch das Elastangarn E wird von einem Lieferwerk bezogen, von denen nur das Lieferwerk 7 für das Elastangarn E dargestellt ist. Das Lieferwerk 7 ist seitlich des Fadenlaufs des Stapelgarns F angeordnet, die Zuführung des Elastangarns E zum Stapelgarn F erfolgt mittels einer Umlenkwalze 8. Das bei der Verwirbelung entstandene Umwindegarn U ist von der Verwirbelungsvorrichtung V zu einer Aufwicklung 9 geführt. Die Fadenlaufrichtung ist jeweils mit einem Pfeil A bezeichnet.

[0019] Es ist möglich, auf das Lieferwerk 7 für das Elastangarn E und auf das Lieferwerk für das Stapelgarn F zu verzichten, wobei aber in diesem Fall in Fadenlaufrichtung A vor der Verwirbelungsvorrichtung V ein ausreichend langer Fadeneinlauf vorgesehen sein muss, welcher zum Ausgleich von Spannungsschwankungen erforderlich ist.

[0020] Darstellungsgemäss sind die Düsen 3, 3' und die Drallstopper 4, 4' und 5 auf dem Träger 1 symmetrisch angeordnet; die Düsen 3, 3' liegen einander gegenüber und die Fadenabschnitte zwischen jeder Düse 3 und 3' und den dieser zugeordneten Drallstoppern 4, 5 bzw. 4', 5 haben die gleiche Länge L. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Garn F+E der Verwirbelungsvorrichtung V in vertikaler oder horitontaler Richtung zugeführt, um 90° aus seiner Zuführrichtung ausgelenkt, wodurch eine Garnschlaufe gebildet wird, deren Schenkel durch die beiden Düsen 3 und 3' geführt sind, und anschliessend fluchtend mit der Zuführrichtung zur Aufwicklung 9 abgeführt. Selbstverständlich kann die Garnschlaufe mit der Zu- und Abführrichtung des Garns auch einen spitzen Winkel einschliessen; wesentlich ist, dass der Umschlingungswinkel der Drallstopper 4 und 4' mindestens 90° beträgt und bei beiden Drallstoppern gleich gross ist.

[0021] In den Düsen 3 und 3' wird dem Garn ein Drall aufgeprägt, wobei die beiden Düsen entweder gleichsinnig, in SS- oder ZZ-Richtung, oder auch gegensinnig drehend, in SZ- oder ZS-Richtung, ausgebildet sein können. Die Drallstopper 4, 4' und 5 sind durch auf dem Träger 1 rotierbar gelagerte Fadenführungsrollen gebildet, welche fluchtend mit den Achsen der Düsen 3, 3' angeordnet sind. Letzeres bedeutet, dass die Achsen der Düsen 3, 3' und die Führungsbahnen des Garns um die Drallstopper 4, 4' und 5 in einer gemeinsamen Ebene liegen.

[0022] Die beiden Drallstopper 4 und 4' am Einlauf bzw. Auslauf der Verwirbelungsvorrichtung V dienen dazu, den von den Düsen 3 bzw. 3' bewirkten Drall, der von diesen Düsen zu den Drallstoppern läuft, an den Drallstoppern zu blockieren, damit sich dieser nicht weiter fortsetzen kann. Der mittlere Dralistopper 5 setzt den in den Düsen 3, 3' entstandenen Drehungen die notwendige Kraft entgegen, um diese Drehungen im Garn zu fixieren. Damit ist also der dem Garn durch die Düse 3 aufgeprägte Drall zwischen den Garnstoppern 4 und 5 und der durch die Düse 3' aufgeprägte Drall durch die Garnstopper 4' und 5 fixiert. Der mittlere Garnstopper 5 wirkt also wie ein dritte Düse, hat aber gegenüber einer solchen den Vorteil der geringeren Herstellungskosten, des geringeren Energieverbrauchs (da keine Speisung mit Druckluft erforderlich ist) und der schonenderen Garnbehandlung.

[0023] Die drei Garnstopper 4, 4' und 5 haben den gleichen Durchmesser, wobei dieser etwa 15 bis 30 mm, vorzugsweise 22 mm, beträgt. Die Garnstopper 4 und 4' sind vom Garn um mindestens 90° und der Garnstopper 5 ist vom Garn um mindestens 180° umschlungen. Der senkrechte Abstand von der Mitte der Düsen 3, 3' bis zu den Achsen der Drallblocker 4, 5 bzw. 4',5 und damit die Länge L der jeweiligen Fadenabschnitte, beträgt je etwa 25 bis 50 mm und liegt vorzugsweise bei 30 mm.

[0024] Zur Verbesserung der Qualität der Verwirbelung kann im Einlaufteil zwischen der Umlenkrolle 8 für das Elastangarn E und dem Drallstopper 4 eine gesteuerte Fadendämmung, beispielsweise eine Tellerbremse vorgesehen sein, welche die Klemmkraft beim Anfahren mit zunehmender Fadengeschwindigkeit verringert und beim Anhalten mit abnehmender Fadengeschwindigkeit erhöht. Zur weiteren Verbesserung der Verwirbelungsqualität beim Anfahren und Anhalten kann die Luftzufuhr in den Druckluftleitungen 2, 2' der Fadengeschwindigkeit durch Proportionalventile (nicht dargestellt) optimal angepasst werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Träger 1 als Wand eines kammerartigen Luftreservoirs auszubilden, welches zwei Druckluftanschlüsse für die beiden Düsen 3 und 3' aufweist. In diesem Fall müssten Vorkehrungen getroffen werden, dass an beiden Düsen ein gleichmässiger Luftdurchsatz erfolgt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Verbindung eines Endlos-Elastanfadens (E) mit mindestens einem Stapelfasergarn (F) oder von zwei oder mehr Stapelfasergarnen mittels hintereinander angeordneter Düsen (3, 3'), in denen den Fäden (F+E) ein Drall aufgeprägt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Düsen (3, 3') vorgesehen sind, und dass in Garnlaufrichtung (A) vor der ersten (3) und nach der zweiten Düse (3') und zwischen diesen je ein Drallstopper (4, 4' bzw. 5) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallstopper (4, 4', 5) durch rotierbar gelagerte Rollen gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallstopper (4, 4', 5) fluchtend mit den Achsen der Düsen angeordnet sind, und dass die äusseren Drallstopper (4, 4') vom Garn um mindestens 90° umschlungen sind und der mittlere Drallstopper (5) um mindestens 180°.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Düsen (3, 3') dem Garn einen gleichsinnigen Drall aufprägen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Düsen (3, 3') dem Garn einen gegensinnigen Drall aufprägen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Düsen (3, 3') und die Drallstopper (4, 4', 5) aufweisende Verwirbelungseinheit (V) eine symmetrische Anordnung der Düsen (3, 3') und Drallstopper (4, 4', 5) mit einander gegenüberliegenden Düsen (3, 3') und gleich langen Fadenstücken (L) zwischen jeder Düse (3, 3') und den dieser zugeordneten Drallstoppern (4, 5 bzw. 4', 5) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Düse (3, 3') an eine indivuelle Druckluftzufuhr (2 bzw. 2') angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der senkrechte Abstand von der Mitte der Düsen (3, 3') bis zu den Achsen der Drallstopper (4, 5 bzw. 4', 5) und damit die Länge der entsprechenden Fadenabschnitte zwischen 25 und 50 mm liegt und vorzugsweise 30 mm beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallstopper (4, 4', 5) gleiche Durchmesser aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Drallstopper (4, 4', 5) zwischen 15 und 30 mm liegt und vorzugsweise 22 mm beträgt.

Zeichnung