Vorrichtung zum Erzeugen von Flammen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Flammen beim Lufttexturieren von Garnen mit einem um eine Rotationsachse in einer Rotationsebene rotierbaren Rotationskörper zur Auslenkung eines Garns aus dessen Fadenlauf sowie eine Garnbearbeitungsmaschine mit einer derartigen Vorrichtung und einer Lufttexturierdüse (Lufttexturiermaschine).

Beim Lufttexturieren wird Filamentgarnen, meist im vollverstreckten Zustand (FDY, FuIIy Drawn Yarn), mittels einer Verwirbelungsdüse (Lufttexturierdüse) eine Bauschigkeit verliehen. Dabei werden mindestens zwei Garne miteinander verbunden. Es handelt sich dabei um mindestens ein sogenanntes Coregarn und mindestens ein sogenanntes Effektgarn, das durch das Lufttexturieren um das Coregarn herum angeordnet wird. ändert sich diese Bauschigkeit im Fadenverlauf, spricht man von einem sogenannten Fantasiegarn, ansonsten von einem sogenannten texturierten Garn. Durch das Coregarn wird die Festigkeit des Fantasiegarns bestimmt. Durch das Effektgarn werden die taktilen Eigenschaften des Fantasiegarns, z.B. dessen Bauschigkeit, bestimmt. Die Bauschigkeit des Fantasiegarns wird weiter durch die relativen Geschwindigkeiten, mit denen die Garne in die Lufttexturierdüse einlaufen, bestimmt. Je mehr Effektgarn pro Länge Coregarn in die Lufttexturierdüse einläuft, d.h. je schneller das Effektgarn relativ zum Coregarn in die Lufttexturierdüse einläuft, desto bauschiger wird das hergestellte Garn. Bei der Lufttexturierung ist es bekannt, die Bauschigkeit des hergestellten Garns zu variieren. Dazu wird die Menge des am Eingang der Lufttexturierdüse bereit gestellten Garns pro Zeit variiert, d.h. die Einlaufgeschwindigkeit des Effektgarns wird variiert. Vorrichtungen dazu sind z.B. aus der DE 39 12 282 Al oder der EP

1 544 333 Al bekannt. Im Prinzip wird dabei sich wiederholend kurzzeitig am Eingang der Lufttexturierdüse abwechselnd ein Garnüberschuss (Bereich einer überlieferung) und eine Garnknappkeit (Bereich einer Unterlieferung) relativ zu einer konstanten Einlaufgeschwindigkeit bereit gestellt. Dieser Garnüberschuss führt zu einer Verdickung des hergestellten Garns an der Stelle am Faden, wo der Garnüberschuss vorhanden war, d.h. dort weist der Faden eine größere Bauschigkeit auf. Die so erzeugten Verdickungen werden als Flammen bezeichnet. Bei der Vorrichtung der EP 1 544 333 Al wird zur Bereitstellung des Garnüberschusses mittels einem sich linear senkrecht zum Fadenlauf des Effektgarns hin- und herbewegenden Fadenauslenkungsmechanismus das Effektgarn abwechselnd gespannt und entspannt. Beim Spannen wird die Einlaufgeschwindigkeit des Effektgarns in die Lufttexturierdüse abgebremst, um sich beim Entspannen wieder zu erhöhen. Bei dieser Vorrichtung wird durch das Hin- und Herbewegen ständig eine Masse, nämlich die des Fadenauslenkungsmechanismus, beschleunigt, was dem Erzeugen von sehr kurzen Flammen Grenzen setzt.

Bei der Vorrichtung der DE 39 12 282 Al werden mittels eines rotierenden Fadenführers zeitlich wiederkehrend Schlaufen im Effektgarn ausgebildet, wobei der Faden von zwei weiteren Fadenführungen gehalten wird, um die Ausdehnung der Schlaufen zu begrenzen. Der rotierende Fadenführer ist dabei ständig im Kontakt mit dem Faden, d.h. die Geometrie der Schlaufen wird unmittelbar durch die momentane Kontaktstelle des Fadens zum rotierenden Fadenführer bestimmt. Auch hier ist der Verlauf der Bereiche der Unterlieferung und der überlieferung nicht frei steuerbar, da diese gleichermaßen von der Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Fadenführers abhängen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Flammen beim Lufttexturieren von Garnen bereitzustellen, welche die Nachteile

des Standes der Technik vermeidet und mit der insbesondere sehr kurze Flammen erzeugbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen von Flammen beim Lufttexturieren von Garnen (Flammaggregat) weist einen um eine Rotationsachse in einer Rotationsebene rotierbaren Körper (Rotationskörper) zur Auslenkung eines Garns aus dessen Fadenlauf auf. Erfindungsgemäß bildet der Rotationskörper in der Rotationsebene die Form einer spiralförmigen oder spiralähnlichen Scheibe (Kurvenscheibe) aus, wobei die Rotationsachse im Bereich des zentralen Punktes, z.B. des Flächenschwerpunktes, der Spirale angeordnet ist. Im Bereich des Außenumfangs der Scheibe vom Rotationskörper ist eine Fadenführungskante zur Auslenkung des Garns aus dessen Fadenlauf ausgebildet, wobei die Fadenführungskante mindestens eine Unstetigkeit aufweist, um die Auslenkung des Garns abrupt zu variieren. Insbesondere wird die Auslenkung abrupt vermindert. Dazu ist eine ansteigende Flanke und steilere abfallende Flanke an der Fadenführungskante ausgebildet. Es wird also bei einer entsprechenden Rotationsrichtung des Rotationskörpers zunächst die Auslenkung vergrößert und dann plötzlich vermindert. Die Fadenführungskante bildet also mindestens eine Unstetigkeit aus, die z.B. als ein Zahn ausgeformt sein kann. Die erfϊndungsgemäße Vorrichtung wird vor der Lufttexturierdüse einer Lufttexturiermaschine im Fadenlauf mindestens eines der Effektgarne montiert. Mittels der Kurvenscheibe wird der Faden des Filamentgarns über die Drehbewegung der Kurvenscheibe langsam gespannt und anschließend sehr viel schneller entspannt. Dadurch entsteht am Eingang der Lufttexturierdüse ein kurzzeitiger Garnüberschuss, welcher zu einer stärkeren Texturierung, d.h. zum Ausbilden einer relativ zum restlichen Garn erhöhten Bauschigkeit des Garns,

also einer sogenannten Flamme, führt. Zum Antreiben der Kurvenscheibe eignet sich insbesondere ein Elektromotor, wobei die Kurvenscheibe auf die Achse des Elektromotors montiert ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Produktionsparameter derartiger Flammen einfach eingestellt werden. Die Länge des normal texturierten Garns, also der Abstand zwischen den Flammen, wird bestimmt über die Rotationsgeschwindigkeit der Kurvenscheibe und/oder die Anzahl der Unstetigkeiten der Fadenführungskante und/oder die Geschwindigkeit, mit der das Garn in die Lufttexturierdüse einläuft. Die Flammenlänge und der Flammenhub, welche durch die Länge des Garns, welche während der Phase des kurzzeitigen Garnüberschusses zusätzlich der Lufttexturierdüse zugeführt wird, bestimmt sind, werden durch die Dauer der Auslenkung und den Betrag der Auslenkung des Garns aus dessen Fadenlauf bestimmt. Beim Flammenhub handelt es sich um die Dicke einer Flamme. Durch die Wahl der Geometrie der Fadenführungskante kann eine beliebige Weg-Zeit- Abhängigkeit der überlieferung des Effektgarns erzeugt werden. Auch bei einem Umlauf der Kurvenscheibe mit konstanter Geschwindigkeit können sehr kurze Flammen (Kurzflammen) erzeugt werden. Letzteres wird durch die plötzliche Beschleunigung des Garnes an der Unstetigkeit der Fadenführungskante erreicht. Z.B. können bei einer Garnproduktionsgeschwindigkeit von 600 Metern pro Minute (m/min) Flammen mit Längen unter 20 mm erzeugt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist dazu einen sehr einfachen Aufbau auf, was zu einer sehr geringen Störanfälligkeit der Vorrichtung, geringen Kosten und zu einer Verminderung von Fadenbrüchen im Bereich der Vorrichtung führt.

Bevorzugt sind eine in Laufrichtung des Garns im Fadenlauf vor dem Rotationskörper angeordnete Fadenführung und eine in Laufrichtung des Garns im Fadenlauf nach dem Rotationskörper angeordnete Fadenführung vorgesehen, wobei durch die Fadenführungen der Fadenlauf eines Garns derart festgelegt wird, dass das Garn an der Fadenführungskante geführt wird. Durch die Festlegung der Geometrie des Fadenlaufs durch die Fadenführungen wird die

Länge des Garns, welche während der Phase des kurzzeitigen Garnüberschusses zusätzlich der Lufttexturierdüse zugeführt wird, mitbestimmt. Diese Länge ist von der Länge des Fadenlaufs zwischen den Fadenführungen und der Fadenführungskante bei maximaler Auslenkung des Fadens festgelegt. Fällt eine Begrenzung der Flammenlänge durch die erfindungsgemäße Vorrichtung weg, so wird die Flammenlänge nur durch die Lufttexturierdüse selbst begrenzt. Die Lufttexturierdüse ist dann auf das als Vorlagegarn verwendete Effektgarn und auf die gewünschte Flammenlänge abzustimmen.

Wenn mindestens eine der Fadenführungen bevorzugt über einen Motor und/oder ein Getriebe in seiner Position zum Rotationskörper verstellbar montiert ist, wobei durch ein Verstellen der Position die Länge des Fadenlaufs zwischen den Fadenführungen variierbar ist, kann die Dicke der Flammen durch einfaches Verstellen der Fadenführung verändert werden. Im Falle des Vorhandenseins eines Motors und/oder eines Getriebes kann diese Dicke während des Garnherstellungsprozesses eingestellt werden.

Wenn die Rotationsachse des Rotationskörpers im Wesentlichen parallel zum Fadenlauf eines Garns im Bereich der Fadenführungskante angeordnet ist, wird die Fadenführungskante vorteilhaft vom Außenumfang der Scheibe ausgebildet. Die Fadenführungskante kann dann entsprechend der Außenform einer Spirale ausgebildet sein (spiralförmige Fadenführungskante), was zu einer besonders schonenden Auslenkung des Fadens führt um Fadenbrüche zu vermeiden.

Wenn die Rotationsachse des Rotationskörpers im Wesentlichen senkrecht zum Fadenlauf eines Garns im Bereich der Fadenführungskante angeordnet ist, wird die Fadenführungskante vorteilhaft von mindestens einem aus der Rotationsebene der Scheibe herausragenden sägezahnartigen Fortsatz am Rotationskörper ausgebildet. Die aufsteigende Flanke der Fadenführungskante kann dann entsprechend eines Gewindegangs einer Schraube ausgebildet sein

(schraubenförmige Fadenführungskante). Diese Ausführungsform zeichnet sich durch einen besonders geringen Platzbedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus.

Besonders bevorzugt ist eine aufsteigende Flanke der Fadenführungskante sinusförmig ausgebildet. D.h. wenn die Rotationsachse des Rotationskörpers im Wesentlichen parallel zum Fadenlauf eines Garns im Bereich der Fadenführungskante angeordnet ist, nimmt der Radius der Kurvenscheibe zwischen der bzw. den Unstetigkeiten sinusartig gegen die Umlaufrichtung des Rotationskörpers zu. Wenn die Rotationsachse des Rotationskörpers im Wesentlichen senkrecht zum Fadenlauf eines Garns im Bereich der Fadenführungskante angeordnet ist, nimmt der Abstand der aufsteigenden Flanke der Fadenführungskante zur Rotationsebene der Scheibe sinusartig gegen die Umlaufrichtung des Rotationskörpars zu. Durch derartige sinusartige Form bzw. eine Näherung an eine derartige Sinusform der Fadenführungskante wird die Fadenspannung des Garns in der Unterlieferungsphase minimiert, so dass Fadenbrüche verhindert werden.

Wenn ein zum Antreiben der Rotation des Rotationskörpers vorgesehener Motor eine Motorsteuerung aufweist, wobei die Motorsteuerung eingerichtet ist, die

Rotationsgeschwindigkeit der Rotation zu variieren, kann das Auftreten von

Mustern im verarbeiteten, z.B. gestrickten oder gewebten Garn vermieden werden. Da der Abstand zwischen zwei Flammen durch die Drehgeschwindigkeit des Antriebs mitbestimmt wird, können die Flammen so variabel beabstandet werden. Das Variieren kann z.B. nach einer vorgegebenen Funktion oder zufällig durch eine Programmsteuerung einer elektronischen Motorsteuerung vorgenommen werden.

In einer erfindungsgemäßen Garnbearbeitungsmaschine mit einer Lufttexturierdüse und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von

Flammen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Fadenlauf eines in der Lufttexturierdüse zu bearbeitenden Garns vor der Lufttexturierdüse angeordnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so klein dimensioniert sein, dass die Vorrichtung innerhalb eines Schutzgehäuses der Lufttexturierdüse angeordnet sein kann. Die Vorrichtung kann in das Schall- und Spritzwasserschutzgehäuse der Lufttexturierdüse bekannter Lufttexturiermaschinen eingebaut werden. Die dadurch erreichte kurze Distanz zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der Lufttexturierdüse führt zu einer besseren Systemdynamik der Lufttexturierdüse, d.h. zu einem stabileren Lauf des Fadens bei der

Garnproduktion. Dadurch sind Flammenlängen von ca. 10 mm bei

Produktionsgeschwindigkeiten um 600 m/min möglich.

Die Steilheit des abfallenden Zahns der erfindungsgemässen Vorrichtung kann bewusst auch flacher gewählt werden, damit auch grossere Verhältnisse von Flammenlänge zu normal texturiertem Garn erzielt werden können. Die Flammen werden dann länger. Der Vorteil einer solchen Vorrichtung liegt in den prinzipiell günstigeren H erste 11 kosten gegenüber einer Vorrichtung wie in EP 1 544 333 beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Flammaggregat mit einer spiralförmigen Fadenführungskante.

Die Figuren 2a und 2b zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flammaggregats mit einer spiralförmigen Fadenführungskante.

Die Figuren 3a und 3b zeigen ein erfindungsgemäßes Flammaggregat mit einer schraubenförmigen Fadenführungskante.

Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Garnbearbeitungsmaschine.

Die Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Flammaggregat 1 mit einer spiralförmigen Fadenführungskante 3 dargestellt. Ein um eine Rotationsachse 4 in einer Rotationsebene rotierbarer Rotationskörper ist als eine Scheibe 5 ausgebildet, wobei die Scheibe 5 zur Gewichtsersparnis Durchbrüche 7 aufweist. Die Scheibe 5 ist im Bereich ihres Flächenschwerpunkts auf der Rotationsachse 4 eines Elektromotors 8 zum Antrieb der Rotation montiert. Die Rotationsrichtung der Scheibe 5 ist mittels eines Pfeils 9 dargestellt. Die Rotationsachse 4 des Rotationskörpers verläuft parallel zum Fadenlauf 10 eines aus diesem Fadenlauf 10 mittels des Flammaggregats 1 auszulenkenden Garns. Die Fadenführungskante 3 wird vom Außenumfang der Scheibe 5 ausgebildet. Die Fadenführungskante 3 weist eine Unstetigkeit 12 auf. Nahezu der gesamte Außenumfang der Scheibe 5 bildet eine aufsteigende Flanke der Fadenführungskante 3 aus, wobei der Radius der Scheibe 5 gegen die Rotationsrichtung zunimmt. Die Unstetigkeit 12 wird durch eine Ausnehmung 13 des Außenumfangs der Scheibe 5 ausgebildet. Dort bildet die Fadenführungskante 3 eine steile abfallende Flanke aus, die in der gezeigten Ausführungsform durch eine virtuelle Verbindung der Unstetigkeit 12 mit der Fadenführungskante 3 gebildet wird. Die Auslenkung des zwischen den dargestellten beiden Fadenführungen 15,16 von der Fadenführungskante 3 aus dem Fadenlauf 10 ausgelenkten Garns vermindert sich beim Durchlaufen der

Unstetigkeit 12 abrupt, da sich das Garn durch auftretende Rückstellkräfte automatisch in Richtung der Fadenführungskante 3 am kleineren Radius der Scheibe 5 bewegt. In der gezeigten Position ist gerade die Unstetigkeit unter dem Garn durchgelaufen, so dass das Garn auf die Fadenführungskante 3 zurück springt, wobei sich eine entsprechende Verformung des Garns als Garnschlaufe 18 ausbildet. Eine Fadenführung 15 ist über ein in seiner Position zum Rotationskörper verstellbar montierten Blech 20 angeordnet. Das Blech 20 weist ein Langloch 21 auf, durch das eine Befestigungsschraube 22 geführt ist. Das Flammaggregat 1 ist über ein Befestigungsblech 20 an einer Lufttexturiermaschine mittels zweier Schrauben 23 montierbar.

In den Figuren 2a und 2b ist ebenfalls ein erfindungsgemäßes Flammaggregat 1 mit einer spiralförmigen Fadenführungskante 3 dargestellt, wobei verstellbar montierte Fadenführungen 15,16 vorhanden sind. In Figur 2a ist eine Position der rotierenden Scheibe 5 gezeigt, bei der das Garn kurz vor dem Durchlaufen der Unstetigkeit 12 eingezeichnet ist. In Figur 2b liegt das Garn dagegen zentral an der aufsteigenden Flanke der Fadenführungskante 3 an, wird also gerade zunehmend aus dessen Fadenlauf 10 ausgelenkt. Die beiden Fadenführungen 15,16 des Flammaggregats 1 sind im Unterschied zur Figur 1 an einem schwenkbaren Hebel 30 angeordnet. Durch Verschwenken dieses Hebels 30 in der durch einen Doppelpfeil 31 angedeuteten Richtung wird die Position der Fadenführungen 15,16 zum Rotationskörper verändert, was zu einer Variation der Fadenlaufgeometrie und damit zu einer Variation der Flammen führt.

In den Figuren 3a und 3b ist ein erfindungsgemäßes Flammaggregat 1 mit einer schraubenförmigen Fadenführungskante 3 dargestellt. Die Rotationsachse 4 des Rotationskörpers verläuft senkrecht zum Fadenlauf 10 eines aus diesem Fadenlauf 10 mittels des Flammaggregats 1 auszulenkenden Garns. Die Fadenführungskante 3 wird von zwei im Bereich des Außenumfangs der Scheibe 5 aus der Rotationsebene der Scheibe 5 herausragenden sägezahnartigen

Fortsätzen 40 ausgebildet. Die beiden Unstetigkeiten 12 werden von den übergängen der aufsteigen Flanken der Fortsätze 40 in die steil abfallenden Flanken der Fortsätze 40 ausgebildet. In Figur 2a ist eine Position der rotierenden Scheibe 5 gezeigt, bei der das Garn kurz vor dem Durchlaufen der Unstetigkeiten 12 eingezeichnet ist. In Figur 2b liegt das Garn dagegen zentral an den aufsteigenden Flanken der Fadenführungskante 3 an, wird also gerade zunehmend aus dessen Fadenlauf 10 ausgelenkt. Im Bereich der aufsteigenden Flanken der Fadenführungskante 3 nimmt der Abstand der Fadenführungskante 3 zur Rotationsebene der Scheibe 5 gegen die Rotationsrichtung stetig, z.B. sinusartig, zu.

In Figur 4 ist eine erfindungsgemäße Garnbearbeitungsmaschine 50 mit einer Lufttexturierdüse 51 dargestellt. In der Lufttexturierdüse 51 werden drei Effektgarne 53,54,55 mit einem von einer Coregarnspule 57 abgezogenen Coregarn 58 verbunden. Die Garne 53,54,55,58 werden über verschiedene Umlenkungen 60 geführt und nach dem Durchlaufen der Lufttexturierdüse 51 auf eine Aufwickelspule 61 als Fantasiegarn aufgewickelt. Im Fadenlauf eines Effektgarns 54 ist vor der Lufttexturierdüse 51 ein erfindungsgemäßes Flammaggregat 1 montiert, wobei das Flammaggregat 1 zusammen mit der Lufttexturierdüse 51 innerhalb eines Schutzgehäuses 62 angeordnet ist.

Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung 1 zum Erzeugen von Flammen beim Lufttexturieren von Garnen mit einem um eine Rotationsachse 4 in einer Rotationsebene rotierbaren Rotationskörper zur Auslenkung eines Garns aus dessen Fadenlauf 10, wobei der Rotationskörper in der Rotationsebene die Form einer Scheibe 5 ausbildet, wobei die Rotationsachse 4 im Bereich des Flächenschwerpunkts der Scheibe 5 angeordnet ist und wobei im Bereich des Außenumfangs der Scheibe 5 vom Rotationskörper eine Fadenführungskante 3 zur Auslenkung des Garns ausgebildet wird, wobei die Fadenführungskante 3

mindestens eine Unstetigkeit 12 aufweist, um die Auslenkung des Garns abrupt zu variieren.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.