Vorrichtung zum Benetzen eines laufenden Fadens

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Benetzen eines laufenden Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung und Bearbeitung von synthetischen Fäden ist es allgemein bekannt, dass die Fäden mit einer Flüssigkeit, dem so genannten Präparationsmit- tel, benetzt werden. Die Flüssigkeit, die vorzugsweise aus einer öl- Wasseremulsion gebildet ist, dient einerseits dazu, die Reibeigenschaften des Fadens zu beeinflussen und des weiteren einen Fadenschluss der Vielzahl den Faden bildenden Filamente herzustellen. Das Präparationsmittel wird bevorzugt unmittelbar durch Kontakt des Fadens mit der mit Flüssigkeit benetzten Oberfläche eines Fadenführungsmittels aufgebracht. Als Fadenführungsmittel werden dabei bevorzugt angetriebene Walzen verwendet, die vorzugsweise in Fadenlaufrichtung bewegt werden, um somit ein an der Oberfläche geführtes Präparationsmittel möglichst gleichmäßig an dem mit Kontakt an der Walzenoberfläche geführten Faden abzugeben. <

Aus der DE 101 57 136 Al ist eine derartige Vorrichtung zum Benetzen eines laufenden Fadens mit einer angetriebenen Walze bekannt. Die bekannte Vorrichtung verwendet hierbei eine angetriebene Walze, die in einer Mantelfläche eine umlaufende Radialnut aufweist. Die Walze ist oberhalb einer mit Flüssigkeit ge- füllten Wanne angeordnet, wobei ein Teilstück des Walzenmantels in das Flüssigkeitsbad eintaucht und somit zu einer Benetzung der Nutwandungen der Radialnut führt. Der Faden wird außerhalb der Wanne mit Kontakt zu den Nutwandungen der Radialnut geführt, so dass die in der Radialnut anhaftende Flüssigkeit kontinuierlich von dem Faden aufgenommen wird.

Derartige Vorrichtungen haben sich über Jahrzehnte bewährt, um laufende Fäden mit einem Präparationsauftrag zu benetzen. So ist beispielsweise aus der US 545,594 oder der GB 1 032 157 bekannt, innerhalb der Radialnut eine Vielzahl von feinen Quernuten in den Nutwandungen einzubringen, um das Mitneh- men der Flüssigkeit aus der Wanne innerhalb der Radialnut zu verbessern. Dabei wird die Flüssigkeit im wesentlichen in den Quernuten gehalten, wobei der Faden jedoch nur mit Kontakt auf den Radialnuten gebildeten Stegen gefuhrt wird. Dies führt zu unregelmäßigem Flüssigkeitsauftrag auf dem Faden, so dass sich diese Vorrichtungen nicht behaupten konnten.

Aus der DE 29 27 741 Al ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Mantelfläche der Walze ausschließlich Quernuten aufweist, um die Flüssigkeitsmitnah- me aus der Wanne zu begünstigen. Der Faden wird mit Umschlingung über die Stege geführt. Aufgrund der ebenen Stegoberflächen treten hierbei jedoch Faden- führungsprobleme auf. Zudem wird der Faden nur einseitig benetzt.

Unabhängig von der Ausbildung der Radialnut am Umfang der Walze stellt sich jedoch grundsätzlich das Problem, dass bei rotierenden Walzen die Gefahr von Fadenwickeln besteht. Derartige Fadenwickel führen schnell zu einer Prozessun- terbrechung und müssen manuell entfernt werden. Zum Entfernen derartiger Fadenwickel werden oftmals scharfkantige Hilfs Werkzeuge eingesetzt, die jedoch die Gefahr beinhalten, dass die Nutwandungen der Radialnut zerkratzt oder Beschädigt werden. Insbesondere bei multifilen Fäden, die aus einer Vielzahl von Filamentsträngen gebildet sind, können derartige Beschädigungen in der Radial- nut einzelne Filamentbrüche verursachen.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Benetzen eines laufenden Fadens der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass derartige Nachteile vermieden werden und insbesondere kurze Prozessunterbrechungen infolge von Fadenwickel realisierbar sind.

Diese Aufgabe wird Erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Walze in der Mantelfläche zumindest eine Axialnut aufweist, die die Radialnut mit größerer Nuttiefe durchkreuzt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merk- malskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

überraschender Weise hat sich herausgestellt, dass die durch die Axialnut hervorgerufene zwangsläufige Unterbrechung des Fadenkontaktes zwischen dem Faden und der Radialnut sich nicht negativ in der Benetzung des Fadens auswirkte. Ins- besondere bei der Führung des Fadens in dem Nutgrund der Radialnut hat sich gezeigt, dass die durch die Axialnut bedingte Vertiefung im Nutgrund der Radialnut eine ausreichende Flüssigkeitsmenge mit sich führt, die trotz fehlendem Fadenkontakt eine Fortführung der Benetzung an dem Faden gewährleistet. Andererseits wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung gewähr- leistet, dass ein im Nutgrund der Radialnut gewickelter Faden durch ein in der Axialnut geführtes Hilfswerkzeug sicher entfernt werden kann.

Zur Benetzung von textilen, synthetischen Fäden, die beispielsweise in einem Falschdralltexturierprozess geführt werden, hat sich die Ausbildung der Axialnut gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher die Axialnut eine V-fδrmige Nutform aufweist und die Nuttiefe der Axialnut um einen Betrag von maximal 1,5 mm größer ist als die Nuttiefe der Radialnut. Damit wurde eine örtlich sehr begrenzte Unterbrechung der Radialnut erreicht, die zu keiner Fehlstelle an dem präparierten Faden führte.

Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Axialnut die Mantelfläche der Walze von einer Stirnseite der Walze bis zur gegenüberliegenden Stirnseite der Walze durchdringt, ist besonders Vorteilhaft, um mit einfachen Hilfswerkzeugen Fadenwickel zu entfernen.

Zur Benetzung mehrerer parallel laufender Fäden ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Walze in der Mantelfläche mehrere parallel nebeneinander verlaufende Radialnuten aufweist, wobei die Axialnut alle Radialnuten durchkreuzt.

In Textilmaschinen ist es üblich, dass eine Vielzahl von Fäden gleichzeitig in einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen geführt und behandelt werden. Hierzu werden bevorzugt die Prozessaggregate durch Gruppenantriebe angetrieben. Um möglichst eine Vielzahl von an einer Antriebswelle angeordneten Walzen mit möglichst geringer Antriebsleistung antreiben zu können, sind die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 5 bis 7 besonders vorteilhaft. Die bevorzugte aus einem Duroplast hergestellte Walze lässt sich hierbei an beliebiger Position einer Antriebswelle befestigen. Der Herstellungsprozess der Walze lässt sich insbesondere durch mehrere am Umfang der Walze gleichmäßig verteilte Axialnuten derart verbessern, in dem die Axialnuten gleichzeitig eine Werkzeugteilung bilden, so dass die Walze als Spritzgussteil herstellbar ist.

Um Wicklerbildungen insbesondere bei kurzen Fadenspannungsunterbrechungen zu vermeiden, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt verwendet, bei welcher eine schaltbare Zulaufeinrichtung zur Zuführung der Flüssigkeit der Wanne zugeordnet ist, wobei die Zulaufeinrichtung durch einen Schwimmerschalter aktivierbar und deaktivierbar ist, welche einen Flüssigkeitsstand innerhalb der Wanne sensiert. Damit lässt sich eine gleichmäßige Benetzung des Fadens gewährleisten. So lassen sich sowohl ein Trockenlauf als auch eine übermäßige Benetzung durch einen zu hohen Flüssigkeitsstand der Wanne innerhalb der Radialnut verhindern.

Zur Vermeidung von ungewünschten Umgebungseinflüssen ist die Walze und die Wanne bevorzugt durch eine Abdeckung zur Umgebung hin abgeschirmt, wobei die Abdeckung lediglich ein Einschnitt im Bereich der Radialnut aufweist, durch welchen der Faden führbar ist.

Die erfindungsgemäße Walze ist besonders geeignet um im Stand der Technik bereits bekannten Walzen in derartigen Vorrichtungen in einfacher Art und Weise zu ersetzen. Ihre Ausbildung ist insbesondere darauf abgestellt, um synthetische, textile Fäden, die aus einer Vielzahl von feinsten Filamenten gebildet sind, zu präparieren. Die umlaufende Radialnut sowie die quergerichtete Axialnut weisen dabei beide bevorzugt eine V-förmige Nutform auf.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung und der erfindungsgemäßen Walze unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig.l schematisch eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig.2 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausfuhrungsbeispiels aus Fig.1 Fig.3 schematisch eine Teilansicht des Querschnitts der Walze des

Ausführungsbeispiels aus Fig.l Fig.4 schematisch eine Teilansicht der Seitenansicht der Walze des

Ausführungsbeispiels aus Fig.l

Fig.5 schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Walze

In den Figuren 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in mehreren Ansichten dargestellt. Fig.l zeigt hierbei eine Seitenansicht und Fig.2 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung. Soweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.

Die Vorrichtung besteht aus einer Wanne 2, die Teilweise mit einer Flüssigkeit 16 beispielsweise eine öl-Wasseremulsion gefüllt ist. Oberhalb der Wanne 2 ist eine Walze 1 angeordnet. Die Walze 1 eins ist über eine Nabe 15 mit einer Antriebswelle 3 drehfest verbunden. Die Antriebswelle 3 ist über Lagerbuchsen 9.1 und 9.2 in den Seitenwandungen 21.1 und 21.2 der Wanne 2 gehalten. Zur Aufnahme und Halterung der Lagerbuchsen 9.1 und 9.2 weisen die Seitenwände 21.1 und 21.2 an ihrer Oberseite jeweils eine Aussparung 17.1 und 17.2 auf. Die Antriebswelle 3 ist außerhalb der Wanne 2 mit einem Antrieb 10 gekoppelt.

Der Flüssigkeitsstand der Flüssigkeit 16 innerhalb der Wanne 2 ist derart bemessen, dass die Walze 1 mit einem Mantelstück in die Flüssigkeit 16 eintaucht. Am Umfang der Walze 1 ist in der Mantelfläche 12 eine Umlaufende Radialnut 13 enthalten, so dass bei Drehung der Walze 1 eine Benetzung der Radialnut 13 mit der Flüssigkeit 16 stattfindet.

Oberhalb der Wanne 2 sind zwei in Abstand zueinander gehaltene Fadenführer 4.1 und 4.2 angeordnet, die einen Fadenlauf eines laufenden Fadens 6 oberhalb der Wanne 2 derart bilden, dass der Faden 6 mit Kontakt in der Radialnut 13 am Umfang der Walze 1 geführt ist. Die Laufrichtung des Fadens 6 so wie die Dreh- richtung der Walze 1 sind in diesem Ausfuhrungsbeispiel gleich gerichtet.

Die Wanne 2 und die Walze 1 sind nach oben hin gegenüber der Umgebung durch eine Abdeckung 5 abgeschirmt. Die Abdeckung 5 besitzt zur Fadenführung im Bereich oberhalb der Radialnut 13 einen Einschnitt 11, durch welchen der Faden 6 geführt wird.

Um den Flüssigkeitsstand der Flüssigkeit 16 innerhalb der Wanne 2 auf einem im wesentlichen konstanten Niveau zu halten, ist der Wanne 2 eine Zuführeinrichtung 7 zugeordnet. Wie in Fig.l dargestellt, wird die Zuführeinrichtung 7 durch eine Zufuhrleitung 22 und einen Schwimmerschalter 8 gebildet. Die Zufuhrleitung 22 ist mit einer Flüssigkeitsquelle (hier nicht dargestellt) verbunden. Die Flüssig-

keitsquelle wird bevorzugt durch eine oberhalb der Wanne 2 angeordneten Vorratstank gebildet. Um in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsstand der Flüssigkeit 16 innerhalb der Wanne 2 eine Zufuhr der Flüssigkeit über die Zufuhrleitung 22 zu steuern, weist der Schwimmerschalter 8 ein Sensormittel auf, das in Abhängig- keit von dem jeweiligen Flüssigkeitsstand ein öffnen oder Schließen der Zufuhrleitung 22 vornimmt. In dem in Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Sensormittel gestrichelt durch einen mechanisch gekoppelten Schwimmkörper dargestellt.

Bei dem in Fig.l und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weißt die Walze 1 neben der umlaufenden Radialnut 13 an einer Stelle der Mantelfläche 12 eine Axialnut 14 auf.

Zur weiteren Erläuterung der Ausgestaltung der Radialnut 13 und der Axialanut 14 am Umfang der Walze 1 wird neben den Figuren 1 und 2 auf die Fig.3 und 4 Bezug genommen. In der Fig.3 ist eine Teilansicht des Querschnitts der Walze 1 und in Fig. 4 eine Teilansicht der Seitenansicht der Walze 1 vergrößert dargestellt.

In der Mantelfläche 12 der Walze 1 ist die umlaufende Radialnut 13 V-förmig eingebracht. Die Nutflanken der Radialnut 13 bilden dabei einen Winkel a. Der Nutgrund der Radialnut 13 ist durch eine Verrundung gebildet, wobei die Radialnut 13 eine Nuttiefe T _R aufweist, die im wesentlichen über den gesamten Umfang der Walze 1 konstant ist. Die zu der Radialnut 13 quer gerichtete Axialnut 14 ist ebenfalls V-förmig in die Mantelfläche 12 eingebracht. Die Nutflanken der Axialnut 14 bilden hierbei einen öffhungswinkel ß. Die Nuttiefe der Axialnut 14 ist mit dem Bezugszeichen T _A gekennzeichnet. Die Axialnut 14 durchdringt die Mantelfläche 12 der Walze 1 von einer Stirnseite 18.1 bis zur gegenüberliegenden Stirnseite 18.2. Dabei wird die Radialnut 13 von der Axialnut 14 durchkreuzt. Die A- xialnut 14 weist dabei eine Nuttiefe T _A auf, die größer ist als die Nuttiefe T _R der Radialnut 13. Um eine für die Fadenbenetzung ausreichende Flüssigkeitsmitnah- me der Axialnut 14 zu erhalten, ist die Differenz zwischen der Nuttiefe T _A der Axialnut 14 und die Nuttiefe TR der Radialnut 13 begrenzt auszuführen. Dabei hat

sich herausgestellt, dass textile, multifile Fäden bei einer maximalen Differenz von 1 ,5 mm ohne Erzeugung von Fehlstellen benetzbar sind. Somit gilt die Bedingung:

T _A < TR + 1,5

Um den im Nutgrund der Radialnut 13 geführten Faden hinreichend zu benetzen wird der V-förmige Nutquerschnitt bevorzugt mit einem Winkel a von < 90° bevorzugt < 70° ausgeführt. Dem gegenüber ist der öffhungswinkel der V-förmigen Axialnut 14 bevorzugt mit einem Winkel ß größer 90° ausgebildet. Hierbei ist insbesondere darauf zu achten, dass einfache Hilfswerkzeuge durch seitliches Einführen in die Axialnut 14 Verwendung finden können, um gegebenenfalls Fadenwickel innerhalb der Radialnut 13 zu entfernen.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Walze, wie sie beispielsweise in der vorgeschriebenen Vorrichtung einsetzbar wäre, geht aus der in Fig. 5 dargestellten Ansicht hervor. Die Walze 1 ist als ein Bauteil aus einem Kunststoff vorzugsweise aus einem Duroplast hergestellt, wobei das Bauteil durch eine Spritzgießverfahren herstellbar ist. Hierzu sind eine zylindrische Nabe 15, die eine Auf- nahmeδfrhung 23 zur Aufnahme eine Antriebswelle aufweist, und ein konzen- trisch zur Nabe 15 ausgebildeter Walzenmantel 19 über einen mittleren Steg 20 miteinander verbunden. Der Walzenmantel 19 weist an seiner äußeren Mantelfläche^ eine umlaufende Radialnut 13 auf. An insgesamt vier Stellen wird die Mantelfläche 12 jeweils durch eine Axialnut 14 durchdrungen. Die Positionen der A- xialnuten 14 am Umfang des Walzenmantels 19 sind mit gleichem Abstand zu- einander ausgebildet. Die Form und die Ausbildung der Radialnut 13 sowie der Axialnut 14 ist dabei identisch zu den in Fig.3 und 4 gemachten Angaben. In soweit wird auf die zuvor genannte Beschreibung Bezug genommen.

Die gleichmäßig am Umfang des Walzenmantels 19 verteilten Axialnuten 14 bil- den bei der Herstellung der Walze 1 als Spritzgussteil gleichzeitig Werkzeugtei-

lungen aus, so dass eine gratlose Ausformung der Radialnut 13 und insbesondere der Fadenführungsflächen innerhalb der Radialnut 13 möglich sind.

In soweit ist die in Fig.5 dargestellte Walze besonders geeignet, um in einer Tex- tilmaschine in einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen, einer Vielzahl von Fäden Einzelpräparationen der Fäden durchzuführen, wobei die Walzen der Bearbeitungsstellen gemeinsam über eine Antriebswelle angetrieben werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das am Umfang der Walze mehrere nebeneinander laufende Radialnuten eingebracht sind, die von den jeweiligen Axialnuten alle durchkreuzt werden. Der Verlauf der nebeneinander angeordnete Radialnuten von dem jeweiligen Fadenabstand zur Behandlung der Fäden abhängig. Auf eine Darstellung eines derartigen Ausfuhrungsbeispiels wurde an dieser Stelle verzichtet.

Bezugszeichenliste

1 Walze

2 Wanne

3 Antriebswelle

4.1, 4.2 Fadenfiihrer

5 Abdeckung

6 Faden

7 Zufuhreinrichtung

8 Schwimmerschalter

9.1, 9.2 Lagerbuchsen

10 Antrieb

11 Einschnitt

12 Mantelfläche

13 Radialnut

14 Axialnut

15 Nabe

16 Flüssigkeit

17.1 , 17.2 Aussparung

18.1 , 18.2 Stirnseite

19 Walzenmantel

20 Steg

21.1 , 21.2 Seitenwand

22 Zufuhrleitung

23 Aufhahmeöffhung