EP1630268B1 - Garnqualitätssicherungsverfahren und Garnbearbeitungsmaschine - Google Patents

Garnqualitätssicherungsverfahren und Garnbearbeitungsmaschine Download PDF

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EP1630268B1
EP1630268B1 EP04020215A EP04020215A EP1630268B1 EP 1630268 B1 EP1630268 B1 EP 1630268B1 EP 04020215 A EP04020215 A EP 04020215A EP 04020215 A EP04020215 A EP 04020215A EP 1630268 B1 EP1630268 B1 EP 1630268B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
yarn
thread
thread tension
tension
controlled
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP04020215A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1630268A1 (de
Inventor
Davide Maccabruni
Robin Gutbrod
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Original Assignee
SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
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Publication date
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Priority to EP04020215A priority patent/EP1630268B1/de
Priority to TW094128630A priority patent/TWI294927B/zh
Priority to US11/209,965 priority patent/US7137238B2/en
Priority to KR1020050077919A priority patent/KR100698660B1/ko
Priority to JP2005246201A priority patent/JP2006070424A/ja
Priority to CN200510096702A priority patent/CN100587140C/zh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/0206—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting
    • D02G1/0266—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting false-twisting machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/10—Tension devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/14—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements
    • D01H13/16—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/16—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam
    • D02G1/167—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam including means for monitoring or controlling yarn processing

Definitions

  • the invention relates to a yarn quality assurance method in the production of a multifilament yarn and to a yarn processing machine for performing the yarn quality assurance method.
  • the yarn quality assurance method comprises the steps of unwinding at least one yarn from each supply bobbin and feeding the yarns through a respective yarn path into a multifilament yarn production unit, wherein the yarns are held at a yarn tension.
  • the yarn quality assurance method is suitable in principle for use in any multifilament yarn production process, eg also in draw-winding or weaving, but in particular for use in texturing processes, in particular false-twist texturing processes and / or air-covering processes.
  • Machines with an air-covering nozzle are used to continuously process filament yarns by means of an air jet (interlacing jet) into a multi-component yarn (air-covering yarn).
  • air jet interlacing jet
  • at least one sheath thread are joined as components with a core thread.
  • the aim of this process is to achieve as uniform as possible knotting nodes in the multi-component yarn and thus to connect the components together, whereby the multifilament yarn produced has both mechanical and structural elasticity.
  • An example of an air-covering machine is disclosed in US 6,405,519 B1.
  • In the core thread is usually a one elastomer containing highly elastic yarn, such as Lycra ®.
  • the sheaths may include various fancy yarns.
  • the yarns ie the sheath threads and the core thread, are supplied via delivery mechanisms, eg godets, to an air-covering nozzle. After the multicomponent yarn has passed through the air-covering nozzle, the multicomponent yarn is taken up by a spool on which the multicomponent yarn is wound up.
  • delivery mechanisms eg godets
  • the elastic yarn is positively, tangentially, by means of a supply spool, with the aid of a special delivery, unwound (tangential deduction). To perform this operation, at least one additional drive is necessary.
  • the supply bobbin of the elastic yarn In order to unwind tangentially the supply bobbin of the elastic yarn, it is positioned with its axis parallel to the axes of delivery mechanisms used for unwinding. If the feed bobbin is empty, the entire manufacturing process must be stopped so that the feed bobbin can be replaced.
  • complicated systems were developed which make an automatic supply bobbin exchange possible.
  • the sheaths may e.g. with a known Garnbearbeitungsmaschinen for processing filament yarns with a Heiltexturierdüse (Lufttexturiermaschine) are produced. Usually, the production of sheaths and processing, e.g. with the air-texturing nozzle, performed by a single machine. Such Heiltexturiermaschine is disclosed in DE 39 09 516 A1. Air texturing machines are used to consistently curl smooth structureless filament yarns. Several original yarns (core threads) can be processed into a textured yarn using effect yarns of different traditions. In this process, the filament yarns are uniformly crimped and, if necessary, arranged around the original yarns. The sheaths may include various fancy yarns.
  • the filament yarns ie the sheath threads and the core thread, are conveyed via delivery mechanisms, e.g. Galetten, fed to a Heiltexturierdüse.
  • delivery mechanisms e.g. Galetten
  • the multicomponent effect yarn (multicomponent yarn) produced is picked up by a spool on which the multicomponent yarn is wound.
  • the - multicomponent yarn can be stretched, fixed, shrunk and / or sharpened again.
  • the sheath threads with a yarn processing machine for performing false twist texturing processes.
  • This process is also referred to as torsional crimping.
  • the filament yarn is obtained between two pairs of cylinders, namely a delivery mechanism and a take-off unit, by a swirl generator a so-called false twist, which is fixed by heating the filament yarn by utilizing its thermoplastic properties in the capillary filaments. After cooling, latent torsional forces act and lead to the crimping of the produced fancy yarn.
  • the multifilament yarn is generally unwound from a supply spool, passed through a first delivery, then heated in a heater (primary heater), cooled on a cooling rail, through the swirl and a second delivery mechanism arranged behind it, a so-called deduction delivery, guided, to be subsequently wound up on a yarn package.
  • the swirl generator serves to temporarily turn up the multifilament yarn in one operation, ie to produce a twist of the multifilament yarn, or of the individual filament yarns, by transmitting an axial torque to the filament yarns. This temporary twisting (twisted state) is called false-twisted wire (FD).
  • a friction twist generator as a swirl generator.
  • the filament yarn is driven directly by means of friction surfaces. Due to the smaller diameter of the thread compared to the spindle, ie, for example, a disc of a Scheibenfriktionsaggregats, a high transmission ratio between the rotation of the disc and the twisting of the filament yarn is realized.
  • the three-axis disc friction unit is particularly well suited for this purpose.
  • a swirl generator are therefore mainly friction twister, in particular three-axis Scheibenfriktionsaggregate, but also so-called nip Twister, by means of crossed belt to transmit torque to the filament yarns used.
  • Such a disk friction unit is disclosed, for example, in DE 3743708 A1.
  • a nip twister is shown in JP 06184848 A.
  • the twist distribution by friction allows very high rotation and thus high Production speeds. If the friction conditions between the filament yarns and the swirl generator vary, ie if process fluctuations or instabilities occur, then this leads to an irregular yarn structure or defects in the yarn and thus to quality losses in the yarn produced.
  • Such errors or disturbances can result, for example, from disturbances in the spinning, from uneven application or uneven adjustment of the spin finish on the thread surface, from temperature fluctuations during texturing or from contamination eg in the heater and / or in the cooling rail.
  • the disturbances can cause a so-called ballooning of the yarn, which occurs especially at high rotational speeds and the associated high thread tensions. Ballooning the yarn results in an uncontrolled threadline and thread tension variations.
  • the thread can jump over the disc surface of the twister, for example.
  • This swirl slip leads to a rotation deficit within the swirl zone, ie the twist density, ie the number of twists per unit length of the filament yarns fluctuates.
  • the yarn to be processed can thereby pass in sections without twisting the twister.
  • the thread tension increases abruptly, which disturbs the balance of forces in the swirl generator. Zones are created in the thread without rotation. Besides, stretching values fluctuate, staining becomes insufficient. Texturing speeds of over 300 m / min are possible with friction twisters.
  • the heating and cooling zones in the texturing zone are adapted in length to these texturing speeds, in order to still have sufficient heat setting to ensure the crimping.
  • a length of the texturing zone of a total of 5 to 6 m, the phenomenon of surging occurs particularly frequently in connection with the frictionally engaged friction twisters.
  • the generated torsional density can not be controlled very precisely, as a result of which the procedural production restriction of the surging, and thus the ballooning of the thread in the swirl zone with accompanying thread tension fluctuations, which in turn result in twisting variations, occur.
  • the stability limit of the process is influenced on the one hand by the geometry of the texturing zone, eg its length, deflection points, thread support, etc., and on the other hand by the quality of the original material, eg its uniformity, preparation etc., ie by occurring process fluctuations.
  • Document CH 691 386 A discloses an apparatus and a method for texturing a running yarn. In this case, the thread tension of the incoming yarn into a texturing is detected, after which the swirl effect is controlled in the texturing.
  • the yarn tension of a yarn is measured in the yarn path after a conditioning and the yarn tension of the controlled yarn before its winding, ie at the end of the conditioning process, according to a derived from the measured yarn tension controlled variable by means of a yarn tension control module in a predetermined yarn tension range kept constant.
  • the yarn tension control module in this case comprises a yarn brake and a controllable delivery mechanism, by means of which the yarn tension is regulated by braking and / or accelerating the yarn speed of the yarn.
  • the invention has for its object to provide a yarn quality assurance method and a yarn processing machine, which avoid the disadvantages of the prior art and in particular allow a high process speed with minimal downtime of the yarn processing machine.
  • the thread tension control module may e.g. according to the device disclosed in EP 0 875 479 A1. It is essential that the thread tension control module has an active, adjustable drive with the ability to regulate the thread tension.
  • the measurement of the thread tension can e.g. with a yarn tension sensor comprising a strain gauge to be performed.
  • a thread tension regulation module it may be a standard delivery plant combined with any type of thread tension regulation system, e.g. a meter measuring the electric current flowing through the delivery mechanism together with a circuit evaluating the measured current.
  • the delivery mechanism itself acts in such an arrangement as a thread tension sensor.
  • the thread tension in the Abspulregion is stabilized, so that a regular profile of the thread tension over time, regardless of the process speed and the diameter of the supply bobbin, is maintained.
  • This ensures consistent quality of the produced multifilament yarn, eg the textured yarn, over the entire length of, for example, POY yarn on the supply spool.
  • an increase in the production rate of the production process, while maintaining quality is achieved.
  • the inventive method allows a complete “online" control of the thread tension when unwinding the yarn from the supply spool.
  • the thread tension can be kept constant regardless of the quality of the yarn, the diameter of the supply spool and the selected unwinding speed.
  • the thread tension can be permanently reduced, thereby enabling a higher production speed and efficiency.
  • the controlled yarn is fed by means of the multifilament yarn production unit, preferably via a delivery mechanism, first to a heater, subsequently to a cooler and subsequently to an air-texturing nozzle or preferably to a swirl unit.
  • the method according to the invention is accordingly used in false-twist texturing.
  • the "surging" typically occurring at high process speeds is largely avoided.
  • the inventive method is particularly preferably used in a highly elastic yarn as yarn to be controlled, wherein the highly elastic yarn is fed preferably via a delivery mechanism and / or at least one thread guide device, an air-covering nozzle of the Multifilamentgarnher einsaku.
  • the unwinding of the highly elastic yarn is done overhead.
  • the inventive method allows an overhead pulling off of the elastic yarn, since occurring yarn tension fluctuations are compensated. If the elastic yarn is removed overhead during an air-covering process, interruptions to the production process can be avoided by changing the supply bobbin. When deducting overhead, the feed bobbin does not rotate itself, thus working overhead with an immediately usable spare reserve bobbin is possible, whereby downtime of a correspondingly working yarn processing machine can be minimized.
  • the reserve feed coil becomes symmetrical to the vertical one
  • a yarn speed of the controlled yarn is decelerated and / or accelerated by means of the yarn tension control module.
  • the thread tension can be both increased and decreased. If the measured yarn tension is recorded, the quality of the produced multifilament yarn can be subsequently evaluated and checked.
  • a yarn processing machine has at least one feed bobbin receptacle configured to receive at least one supply bobbin, yarns of which can be unwound, and a multifilament yarn production unit, into which the yarns can be fed from the supply bobbins via yarn runs, each with a thread tension.
  • a thread tension regulation module with a thread tension sensor is arranged in at least one controlled yarn path between the associated supply spool receptacle and the multifilament yarn production unit, wherein the yarn tension control module preferably comprises a yarn brake and / or a controllable yarn supply system.
  • the yarn tension control module is configured to be a controlled variable of one of the yarn tension sensor derive measured thread tension and keep the thread tension in a predetermined yarn tension range constant.
  • the multifilament yarn production unit has arranged in the yarn path one behind the other preferably a delivery mechanism, a heater and a subsequently arranged cooler and subsequently arranged an air-texturing or preferably a swirl generator.
  • the yarn processing machine is a texturing machine, ie a false twist texturing machine or an air texturing machine, in which production errors caused by thread tension fluctuations are largely excluded.
  • the multifilament yarn production unit preferably comprises an air-covering nozzle, wherein preferably a delivery mechanism and / or at least one thread guiding device are arranged in the yarn path in front of the air-covering nozzle, and wherein a supply coil receptacle of a controlled yarn path is set up, a highly elastic yarn of one of the Unwind spool receiver taken overhead bobbin.
  • the delivery mechanism can already be part of the thread tension control module.
  • the thread guide device allows the highly elastic yarn to be always fed from the same position from the thread tension control module.
  • the latter is advantageous, in particular, when unwinding the elastic yarn from the supply bobbin, since when the bobbins are being unwound by means of a reserve supply bobbin, a break in the production process can be avoided by changing the supply bobbin. wherein the reserve supply spool can be kept ready in a further supply spool receptacle.
  • FIG. 1 shows a controlled yarn path 1 in a yarn processing machine according to the invention, by means of which an air-covering process is carried out with an elastic yarn and a yarn produced in a false twist texturing unit 3 as a cover yarn.
  • the method according to the invention is shown here using the example of a yarn processing machine which produces a cover thread for air-covering by means of false-twist texturing.
  • the method according to the invention and in particular the preferred embodiment of feeding an elastic yarn as a controlled yarn into an air-covering nozzle 5 as a multifilament yarn producing unit via an actively driven delivery mechanism 7 and the over-head unwinding of the elastic yarn can just as well be used in connection with the manufacture an air-textured yarn.
  • the figure shows a possible arrangement of elements that in a Combining a false-twist texturing process with an air-covering process may be included.
  • the texturing unit in which the yarn to be textured, which has been unwound from a supply spool 8 via a delivery mechanism 9, has passed through a heater 10, a condenser 11 and a swirl unit 12, the textured yarn is passed around a delivery mechanism 13, before it is fed into the air conveyor.
  • Covering nozzle 5 enters where it is connected to the elastic yarn, ie where by means of small knots, the textured yarn with the elastic yarn in a compact structure for the further process, ie essentially the winding of the finished multifilament yarn on a coil 15 is connected ,
  • the finished multifilament yarn, before it is wound onto the spool 15, is guided over a delivery mechanism 17 arranged between the air-covering nozzle 5 and the spool 15 and a thread guiding device 18.
  • the elastic yarn is withdrawn from a supply spool 20 overhead.
  • the elastic yarn is first passed through a thread guide device 22 and then passed over the actively driven delivery mechanism 7. This delivery mechanism 7 is part of a yarn tension control module 25.
  • the feed bobbin 20 is always fixedly received by a feed bobbin receptacle 24.
  • one end 27 of the yarn of the supply bobbin 20 can be connected to a beginning 28 of a yarn of another supply bobbin (reserve supply bobbin 29) which is held in a further supply bobbin receptacle 30
  • the reserve supply spool 29 is automatically unwound.
  • the manufacturing process must therefore not be interrupted when pulling off overhead.
  • it is particularly suitable to remove from the outside over the top, since in this case particularly high speeds can be achieved during unwinding of the yarn.
  • a "balloon" 31 forms, whereby the thread tension varies greatly in the Abspulregion.
  • the yarn tension in the illustrated yarn processing machine is regulated by means of the yarn tension control module 25, between the supply coil receptacle 24 and the air covering nozzle 5, and kept constant within a yarn tension range.
  • the thread tension control module 25 is arranged in the example shown between two thread guide devices 22,32, wherein one is arranged directly in front of the air-Covering nozzle 5.
  • the elastic yarn is brought together in this thread guiding device 32 with the false-twist-textured wrapping thread, for example, and then fed to the air-covering nozzle 5 with a regulated thread tension.
  • the thread guiding device 22 in front of the thread tension regulation module 25 is arranged in a central position in front of the actively driven delivery mechanism 7. This thread guide device 22 causes the elastic yarn in the actively driven delivery mechanism 7, regardless of which supply bobbin 20,29 is currently being used, always executed from the same position. This thread guide device 22 is "in focus" of the two feed bobbins 20,29.
  • a controlled yarn path 40 in a yarn processing machine is shown between a supply spool receptacle 41 and a multifilament yarn production unit, which is embodied as a false twist texturing unit 42.
  • the false twist texturing unit 42 has a heater 43, a cooler 44 and a swirl unit 45.
  • a supply spool 46 which is arranged in the supply spool receptacle 41, the yarn is fed via a delivery mechanism 48 of the false twist texturing unit 42.
  • the delivery mechanism 48 has a main roller 49 and a separation roller 50 around which the yarn is wound. As a result of the unwinding process, the yarn forms a "balloon" 31.
  • a yarn tension control module 53 is arranged in the yarn path between the balloon 31 and the delivery mechanism 48.
  • the yarn tension control module 53 comprises a yarn tension sensor 54 which measures the yarn tension, a yarn brake 55 and a controllable delivery mechanism 56.
  • a controlled variable is derived from the yarn tension over which the yarn tension is kept constant within a predetermined range.
  • This control variable may include, for example, a difference between measured thread tension and a desired thread tension.
  • the yarn brake 55 and / or the controllable delivery mechanism 56 are controlled in accordance with the controlled variable. If, for example, the measured thread tension is too great, the speed of the yarn is braked by means of the thread brake 55.
  • the yarn tension increasing linearly with increasing process speed in the prior art can be maintained at a constant value, independently of the process speed.
  • the thread tension can be adjusted according to the needs of the downstream process of the multifilament yarn.
  • the yarn tension is measured with the yarn tension sensor 54 and in a closed loop control the speed of rotation of the controllable delivery 56 and / or the braking force of the yarn brake 55 according to the measured yarn tension.
  • the yarn tension is automatically adjusted by the yarn tension control module 53 via the control loop so that it corresponds to a desired value during the entire production process, ie is kept constant within a predetermined yarn tension range.
  • the yarn tension control module 53 therefore regulates the yarn tension with which e.g. the POY yarn of a multifilament yarn making unit, e.g. a false-twist texturing unit 42 is supplied to a predetermined value independent of an increase in the process speed, thereby eliminating one of factors limiting an increase in the process speed in false-twist texturing.
  • the yarn tension control module 53 therefore regulates the yarn tension with which e.g. the POY yarn of a multifilament yarn making unit, e.g. a false-twist texturing unit 42 is supplied to a predetermined value independent of an increase in the process speed, thereby eliminating one of factors limiting an increase in the process speed in false-twist texturing.
  • Proposed is a yarn quality assurance method and a yarn processing machine, arranged for carrying out the method according to the invention, with at least one feed bobbin receiving 24,30, adapted for receiving at least one feed bobbin 20,29, of which yarns are unwindable, and a Multifilamentgarnher einsaku 5, in which the yarns can be fed from the feed bobbins 20,29 threadlines, each with a thread tension.
  • a thread tension regulation module 25 with a thread tension sensor is arranged in at least one controlled threadline 1, between the associated supply package receptacle 24 and the multifilament yarn production unit 5, wherein the thread tension regulation module 25 is arranged to derive a control variable from a thread tension measured by the thread tension sensor and to adjust the thread tension in a predetermined one Keep the thread tension range constant.
  • the invention is not limited to the embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which make use of the features of the invention even with fundamentally different type of execution.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Garnqualitätssicherungsverfahren bei der Herstellung eines Multifilamentgarns sowie eine Garnbearbeitungsmaschine zur Durchführung des Garnqualitätssicherungsverfahrens. Das Garnqualitätssicherungsverfahren umfasst die Verfahrensschritte Abspulen mindestens eines Garns von jeweils einer Vorlagespule und Zuführen der Garne über jeweils einen Fadenlauf in eine Multifilamentgarnherstellungseinheit, wobei die Garne auf einer Fadenspannung gehalten werden. Das Garnqualitätssicherungsverfahren eignet sich prinzipiell zum Einsatz bei beliebigen Multifilemantgarnherstellungsverfahren, z.B. auch beim Draw-Winding oder Weben, insbesondere jedoch zum Einsatz bei Texturierverfahren, insbesondere Falschdrahttexturierverfahren und/oder Air-Covering Verfahren.
  • Maschinen mit einer Air-Covering Düse (Air-Covering Maschine) werden dazu verwendet, Filamentgarne beständig mittels eines Luftstrahls (Verflechtungsstrahl) miteinander zu einem Multikomponentengarn (Air-Covering Garn) zu verarbeiten. Dabei werden als Komponenten mindestens ein Hüllfaden (Effektgarn) mit einem Kernfaden verbunden. Ziel dieses Prozesses ist, möglichst gleichmäßige Verknüpfungsknoten im Multikomponentengarn zu erreichen und so die Komponenten miteinander zu verbinden, wodurch das hergestellte Multifilamentgarn sowohl mechanische als auch strukturelle Elastizität aufweist. Ein Beispiel einer Air-Covering Maschine ist in der US 6,405,519 B1 offenbart. Bei dem Kernfaden handelt es sich meist um ein ein Elastomer enthaltendes hochelastisches Garn, z.B. Lycra®. Die Hüllfäden können verschiedene Effektgarne umfassen. Die Garne, also die Hüllfäden und der Kernfaden, werden über Lieferwerke, z.B. Galetten, einer Air-Covering Düse zugeführt. Nachdem das Multikomponentengarn die Air-Covering Düse durchlaufen hat, wird das Multikomponentengarn von einer Spule, auf die das Multikomponentengarn aufgewickelt wird, aufgenommen.
  • Das elastische Garn wird dabei von einer Vorlagespule positiv, tangential, unter Zuhilfenahme eines speziellen Lieferwerks, abgewickelt (tangentialer Abzug). Um diese Operation durchzuführen, ist mindestens ein zusätzlicher Antrieb notwendig. Um die Vorlagespule des elastischen Garns tangential abzuspulen, ist diese mit ihrer Achse parallel zu den Achsen von zum Abspulen verwendeten Lieferwerken positioniert. Wenn die Vorlagespule leer ist, muss der komplette Herstellungsprozessgestoppt werden, damit die Vorlagespule ersetzt werden kann. Um den Produktionsprozess bei einem notwendigen Vorlagespulenwechsel, z.B. wenn die aktuelle Vorlagespule aufgebraucht ist, möglichst nur kurz zu unterbrechen, wurden komplizierte Systeme, die einen automatischen Vorlagespulenwechsel ermöglichen, entwickelt. Ein derartiges System ist z.B. in der WO 2004/035446 offenbart. Beim tangentialen Abzug werden zwei Varianten unterschieden. Beim freilaufenden tangentialen Abzug sitzt die Vorlagespule auf einer frei drehenden Hülse ohne eigenen Antrieb. Der frei drehende Abzug ist nur bei kleinen Prozessgeschwindigkeiten anwendbar. Beim angetriebenen tangentialen Abzug wird die Rotation der Vorlagespule über Tragwalzen angetrieben. Dieser angetriebene tangentiale Abzug ist für hohe Produktionsgeschwindigkeiten bei elastischen Garnen anwendbar.
  • Die Hüllfäden können z.B. mit einer bekannten Garnbearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung von Filamentgarnen mit einer Lufttexturierdüse (Lufttexturiermaschine) hergestellt werden. Üblicherweise wird die Herstellung der Hüllfäden und die Bearbeitung, z.B. mit der Lufttexturierdüse, von einer einzigen Maschine durchgeführt. Eine derartige Lufttexturiermaschine ist in der DE 39 09 516 A1 offenbart. Lufttexturiermaschinen werden dazu verwendet, glatte strukturlose Filamentgarne beständig zu kräuseln. Mehrere Vorlagegarne (Kernfäden) können dabei mit Effektgarnen unterschiedlicher Überlieferung zu einem texturierten Garn verarbeitet werden. Bei diesem Prozess werden die Filamentgarne gleichmäßig gekräuselt und gegebenenfalls um die Vorlagegarne herum angeordnet. Die Hüllfäden können verschiedene Effektgarne umfassen. Die Filamentgarne, also die Hüllfäden und der Kernfaden, werden über Lieferwerke, z.B. Galetten, einer Lufttexturierdüse zugeführt. Nachdem die Garne die Lufttexturierdüse durchlaufen haben, wird das erzeugte, aus mehreren Komponenten bestehende Effektgarn (Multikomponentengarn) von einer Spule, auf die das Multikomponentengarn aufgewickelt wird, aufgenommen. Vor dem Aufspulen kann das - Multikomponentengarn nochmals verstreckt, fixiert, geschrumpft und/oder aviviert - werden.
  • Weiter ist es bekannt, die Hüllfäden mit einer Garnbearbeitungsmaschine zur Durchführung von Falschdrahttexturierverfahren herzustellen. Dieses Verfahren wird auch als Torsionskräuselverfahren bezeichnet. Dabei erhält das Filamentgarn zwischen zwei Zylinderpaaren, nämlich einem Lieferwerk und einem Abzugswerk, durch ein Drallgeber einen sogenannten Falschdrall, der durch Erhitzen des Filamentgarns unter Ausnutzung dessen thermoplastischer Eigenschaften in dessen Kapillarfäden fixiert wird. Nach dem Abkühlen wirken sich latente Torsionskräfte aus und führen zum Kräuseln des hergestellten Effektgarns.
    Dazu wird das Multifilamentgarn (Faden) im allgemeinen von einer Vorlagespule abgewickelt, durch ein erstes Lieferwerk geführt, anschließend in einem Heizer (Primärheizer) erhitzt, auf einer Kühlschiene abgekühlt, durch den Drallgeber und ein dahinter angeordnetes zweites Lieferwerk, ein sogenanntes Abzugslieferwerk, geführt, um anschließend auf einer Garnspule aufgewickelt zu werden. Der Drallgeber dient dazu, das Multifilamentgarn in einem Arbeitsgang vorübergehend hochzudrehen, d.h. eine Verdrehung des Multifilamentgarns, bzw. der einzelnen Filamentgarne, durch Übertragen eines axialen Drehmoments auf die Filamentgarne zu erzeugen. Diese vorübergehende Verdrehung (tordierter Zustand) wird als Falschdraht (FD) bezeichnet. Durch die Verdrehung wird ein Drehungsrückstau ausgebildet, der bis in den Heizer zurückreicht (Drallzone), wodurch es ermöglicht wird, dass der tordierte Zustand der Filamentgarne vor dem Drallgeber durch Erhitzen und Abkühlen thermisch fixiert wird. Hinter dem Drallgeber wird dann die Verdrehung wieder aufgelöst. Aufgrund der im tordierten Zustand erfolgten thermischen Fixierung weist das Garn die gewünschte gekräuselte Struktur auf.
  • Sehr hohe Produktionsgeschwindigkeiten sind durch Verwendung eines Friktionsdrallgebers als Drallgeber möglich. Bei diesen Drallgebern wird das Filamentgarn direkt mit Hilfe von Reibflächen angetrieben. Durch den geringeren Durchmesser des Fadens im Vergleich zur Spindel, d.h. zu z.B. einer Scheibe eines Scheibenfriktionsaggregats, wird ein hohes Übersetzungsverhältnis zwischen der Umdrehung der Scheibe und dem Verdrehen des Filamentgarns realisiert. Das Drei-Achs-Scheibenfriktionsaggregat eignet sich hierfür besonders gut. Als Drallgeber werden daher vorwiegend Friktionsdrallgeber, insbesondere drei-achsige Scheibenfriktionsaggregate, aber auch sogenannte Nip-Twister, die mittels gekreuzter Riemen ein Drehmoment auf die Filamentgarne übertragen, eingesetzt. Ein derartiges Scheibenfriktionsaggregat ist z.B. in der DE 3743708 A1 offenbart. Ein Nip-Twister wird in der JP 06184848 A dargestellt. Die Drallerteilung mittels Friktion ermöglicht sehr hohe Rotations- und damit auch hohe
    Produktionsgeschwindigkeiten. Wenn die Reibungsverhältnisse zwischen den Filamentgarnen und dem Drallgeber variieren, also wenn Prozessschwankungen oder Instabilitäten auftreten, dann führt dies zu einer ungleichmäßigen Garnstruktur, bzw. Fehlern im Garn und damit zu Qualitätsverlusten beim produzierten Garn. Derartige Fehler oder Störungen können z.B. aus Störungen in der Spinnerei, aus ungleichmäßigem Auftrag oder ungleichmäßiger Verstellung der Spinnpräparation auf der Fadenoberfläche, aus Temperaturschwankungen beim Texturieren oder aus Verschmutzungen z.B. im Heizer und/oder in der Kühlschiene resultieren. Die Störungen können ein sogenanntes Ballonieren des Garns bewirken, was insbesondere bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten und den damit zusammenhängenden hohen Fadenspannungen auftritt. Ein Ballonieren des Garns führt zu einem unkontrollierten Fadenlauf und zu Fadenspannungsschwankungen. Dadurch kann der Faden z.B. über die Scheibenoberfläche des Drallgebers springen. Dieser Drallschlupf führt zu einem Drehungsdefizit innerhalb der Drallzone, d.h. die Verdrehungsdichte, also die Anzahl der Verdrehungen pro Längeneinheit der Filamentgarne schwankt. Das zu bearbeitende Garn kann dadurch abschnittsweise ohne Verdrehung den Drallgeber passieren. Dies führt zu kurzen geschlossenen Garnabschnitten, sogenannten "Tight Spots" und langen ungleichmäßig texturierten Garnabschnitten, was als "Surging" bezeichnet wird. Beim Surging steigt die Fadenspannung sprunghaft an, wodurch das Kräftegleichgewicht im Drallgeber gestört wird. Es entstehen Zonen im Faden ohne Drehung. Außerdem schwanken die Verstreckungswerte, die Anfärbung wird ungenügend.
    Mit Friktionsdrallgebern sind Texturiergeschwindigkeiten von über 300 m/min möglich. Die Heiz- und Kühlzonen in der Texturierzone sind in ihrer Länge diesen Texturiergeschwindigkeiten angepasst, um noch eine ausreichende Thermofixierung der Kräuselung zu gewährleisten. Bei einer Länge der Texturierzone von insgesamt 5 - 6 m tritt in Verbindung mit den kraftschlüssig arbeitenden Friktionsdrallgebern das Phänomen des Surgings besonders häufig auf. Bei kraftschlüssigen Drallgebern gemäß Stand der Technik kann die erzeugte Verdrehungsdichte nicht sehr exakt kontrolliert werden, dadurch tritt die verfahrenstechnische Produktionsbeschränkung des Surgings, und damit das Ballonieren des Fadens in der Drallzone mit damit einhergehenden Fadenspannungsschwankungen, die wiederum Verdrehungsschwankungen zur Folge haben, auf. Die Stabilitätsgrenze des Prozesses wird zum einen durch die Geometrie der Texturierzone, z.B. deren Länge, Umlenkstellen, Fadenabstützung etc. und zum anderen durch die Qualität des Vorlagematerials, z.B. dessen Gleichmäßigkeit, Präparation etc., also durch auftretende Prozessschwankungen beeinflusst.
  • Ein weiterer die Produktionsgeschwindigkeit bei Falschdrahttexturierprozessen limitierender Faktor ist die Abspulgeschwindigkeit der Garne, z.B. eines Partiell Orientierten Multifilamentgarns (POY), von der Vorlagespule. Höhere Abspulgeschwindigkeiten resultieren in stärkeren Variationen der Spannung der Garne (Fadenspannung) in der Region des Fadenlaufes nach der Vorlagespule (Abspulregion). Dies folgt aus Eigenschaften des bekannten, vom Garn beim Abspulen gebildeten "Ballons".
    Ein Falschdrahttexturierprozess beginnt immer mit dem Abspulen eines POY Garns von einer Vorlagespule. Das Garn wird durch die rotierende Bewegung einer Abzugsrolle (Lieferwerk) von der Vorlagespule abgezogen. Die Abzugsrolle umfasst üblicherweise eine von einem Motor angetriebene Hauptrolle und eine passive Trennrolle, die die Geometrie von Umwicklungen des Garns um die Hauptrolle festlegt. Um Fadenspannungsvariationen in der Abspulregion zu vermeiden, ist es bekannt, mittels eines "Nip-Rollers", also einer weiteren Rolle, eine Presskraft auf die Hauptrolle auszuüben. Dadurch wird das Garn zwischen der Hauptrolle und der weiteren Rolle eingeklemmt, was dazu führt, dass das Garn mit der Tangentialgeschwindigkeit der Hauptrolle dem Texturierprozess zugeführt wird. Weiter sind verschiedene Vorspannungssysteme, die zwischen der Vorlagespule und einem Lieferwerk angeordnet sind, bekannt, um die Fadenspannung des Garns beim Abziehen von der Vorlagespule zu vergrößern und zu stabilisieren.
    Die Variationen der Fadenspannung, z.B. des von der Vorlagespule abgezogenen POY Garns, hat im Wesentlichen folgende Gründe:
    • Dadurch, dass der Durchmesser der Vorlagespule mit der Zeit durch Abspulen des Garns abnimmt, ändert sich die Geometrie des "Ballons", der von den Garnbewegungen entlang der Spulenachse gebildet wird, entsprechend, wodurch die Fadenspannung beeinflusst wird.
    • Durch Vergrößerung der Produktionsgeschwindigkeit und damit der Abspulgeschwindigkeit des Garns von der Vorlagespule vergrößern sich auf das Garn im "Ballon" wirkende Zentrifugalkräfte, was zu einer Fadenspannungserhöhung führt. Insbesondere bei Garnen aus Polyamid (PA) treten die genannten Probleme besonders stark auf.
    Bei den bekannten Vorrichtungen zur Vermeidung von Fadenspannungsschwankungen bei Texturierprozessen kann lediglich vor einem Start des Herstellungsprozesses die Fadenspannung des Garns reguliert werden. Dies reicht nicht aus, um die beschriebenen Variationen der Fadenspannung während des Herstellungsprozesses zu vermeiden.
  • Die Druckschrift CH 691 386 A offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Texturieren eines laufenden Fadens. Dabei wird die Fadenspannung des in eine Texturierdüse einlaufenden Fadens erfasst, wonach die Drallwirkung in der Texturierdüse gesteuert wird.
  • Es ist weiter aus der EP 0 875 479 A1 bekannt, die Fadenspannung von Einzelgarnen bei mit Umspulungsprozessen verbundenen Garnkonditionierverfahren, z.B. Ölen, Färben oder Strecken von Garnen, zu messen und zu regeln. Dabei wird die Fadenspannung eines Garns in dessen Fadenlauf nach einer Konditioniereinrichtung gemessen und die Fadenspannung des kontrollierten Garns vor dessen Aufspulung, also am Ende des Konditionierprozesses, gemäß einer von der gemessenen Fadenspannung abgeleiteten Regelgröße mittels eines Fadenspannungsregelungsmoduls in einem vorgegebenen Fadenspannungsbereich konstant gehalten. Das Fadenspannungsregelungsmodul umfasst dabei eine Fadenbremse und ein steuerbares Lieferwerk, mittels denen die Fadenspannung durch Abbremsen und/oder Beschleunigen der Fadengeschwindigkeit des Garns reguliert wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Garnqualitätssicherungsverfahren und eine Garnbearbeitungsmaschine bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und insbesondere eine hohe Prozessgeschwindigkeit bei minimalen Standzeiten der Garnbearbeitungsmaschine ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch das Garnqualitätssicherungsverfahren und die Garnbearbeitungsmaschine der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • Das erfindungsgemäße Garnqualitätssicherungsverfahren bei der Herstellung eines Multifilamentgarns weist folgende Verfahrensschritte auf:
    • Abspulen mindestens eines Garns von jeweils einer Vorlagespule, und
    • Zuführen der Garne über jeweils einen Fadenlauf in eine
    Multifilamentgarnherstellungseinheit, wobei die Garne auf einer Fadenspannung gehalten werden.
    Erfindungsgemäß wird mindestens die Fadenspannung eines kontrollierten Garns in dessen Fadenlauf zwischen dessen Vorlagespule und der Multifilamentgarnherstellungseinheit gemessen und die Fadenspannung des kontrollierten Garns vor dessen Zuführen in die Multifilamentgarnherstellungseinheit gemäß einer von der gemessenen Fadenspannung abgeleiteten Regelgröße mittels eines Fadenspannungsregelungsmoduls in einem vorgegebenen Fadenspannungsbereich konstant gehalten.
  • Das Fadenspannungsregelungsmodul kann z.B. entsprechend der in der EP 0 875 479 A1 offenbarten Vorrichtung aufgebaut sein. Wesentlich ist, dass das Fadenspannungsregelungsmodul einen aktiven, einstellbaren Antrieb mit der Möglichkeit, die Fadenspannung zu regulieren, aufweist. Die Messung der Fadenspannung kann z.B. mit einem Fadenspannungssensor, der einen Dehnungsmessstreifen umfasst, durchgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, die elektrische Leistungsaufnahme des Antriebs zu messen und zu überwachen. Da die Reibungswerte zwischen dem Garn und dem Antrieb von der Fadenspannung beeinflusst werden, variiert auch die elektrische Leistungsaufnahme des Antriebs abhängig von der Fadenspannung, woraus die Regelgröße ermittelt werden kann. Es kann so als Fadenspannungsregelungsmodul ein Standardlieferwerk, kombiniert mit jeglicher Art eines Fadenspannungsregulationssystems, z.B. einem den das Lieferwerk durchfließenden elektrischen Strom messenden Messgerät zusammen mit einem den gemessenen Strom auswertenden Schaltkreis, verwendet werden. Das Lieferwerk selbst wirkt bei einer derartigen Anordnung als Fadenspannungssensor.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Fadenspannung in der Abspulregion stabilisiert, so dass ein regelmäßiges Profil der Fadenspannung über der Zeit, unabhängig von der Prozessgeschwindigkeit und dem Durchmesser der Vorlagespule, eingehalten wird. Dadurch wird eine gleichbleibende Qualität des hergestellten Multifilamentgarns, z.B. des texturierten Garns, über die gesamte Länge des z.B. POY Garns auf der Vorlagespule gewährleistet. Weiter wird eine Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit des Herstellungsprozesses, bei gleichbleibender Qualität, erreicht.
    Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine vollständige "online" Kontrolle der Fadenspannung beim Abspulen des Garns von der Vorlagespule. Die Fadenspannung kann unabhängig von der Qualität des Garns, vom Durchmesser der Vorlagespule und von der gewählten Abspulgeschwindigkeit konstant gehalten werden. Zusätzlich zu der Möglichkeit, die Fadenspannung beim Abspulen, wenn nötig, kontrolliert zu erhöhen oder zu erniedrigen, kann die Fadenspannung dauerhaft reduziert werden, wodurch eine höhere Produktionsgeschwindigkeit und Effizienz ermöglicht wird.
  • Besonders vorteilhaft wird mittels der Multifilamentgarnherstellungseinheit das kontrollierte Garn, bevorzugt über ein Lieferwerk, zunächst einem Heizer, darauffolgend einem Kühler und darauffolgend einer Lufttexturierdüse oder bevorzugt einem Drallaggregat zugeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird demgemäß beim Falschdrahttexturieren eingesetzt. Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Falschdrahttexturierprozessen wird das typischerweise bei hohen Prozessgeschwindigkeiten auftretende "Surging" weitgehend vermieden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird besonders bevorzugt bei einem hochelastischen Garn als zu kontrollierendes Garn eingesetzt, wobei das hochelastische Garn bevorzugt über ein Lieferwerk und/oder mindestens eine Fadenführungseinrichtung, einer Air-Covering-Düse der Multifilamentgarnherstellungseinheit zugeführt wird. Das Abspulen des hochelastischen Garns erfolgt dabei über Kopf.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ein über Kopf Abziehen des elastischen Garns, da dabei auftretende Garnspannungsschwankungen ausgeglichen werden. Wird das elastische Garn bei einem Air-Covering Prozess über Kopf abgezogen, so können Unterbrechungen des Produktionsprozesses durch einen Vorlagespulenwechsel vermieden werden. Beim über Kopf Abziehen rotiert die Vorlagespule nicht selbst, dadurch ist beim über Kopf Abziehen das Arbeiten mit einer unmittelbar einsatzfähigen Reservevorlagespule möglich, wodurch Abschaltzeiten einer entsprechend arbeitenden Garnbearbeitungsmaschine minimiert werden. Die Reservevorlagespule wird symmetrisch zu der vertikalen
  • Achse der Garnbearbeitungsmaschine mit der Vorlagespule, von der das elastische Garn aktuell abgezogen wird, positioniert. Das freie Ende des Garns auf der Reservevorlagespule wird mit dem abschließenden Ende des Garns der aktuell abgewickelten Vorlagespule verknotet. Wenn das Garn der aktuell abgewickelten Vorlagespule aufgebraucht ist, wird automatisch das Garn der Reservevorlagespule abgezogen und der Herstellungsprozess läuft ohne Unterbrechung weiter. Daraufhin wird die leere Vorlagespule durch eine neue Vorlagespule ersetzt, die als neue Reservevorlagespule eingesetzt wird, wobei das Garn der neuen Vorlagespule entspechend mit dem der alten Reservevorlagespule verknotet wird. Dadurch wird ein quasi unendlicher Prozess erreicht.
  • Bevorzugt wird mittels des Fadenspannungsregelungsmoduls eine Fadengeschwindigkeit des kontrollierten Garns abgebremst und/oder beschleunigt. Durch ein Abbremsen oder Beschleunigen der Fadengeschwindigkeit kann die Fadenspannung sowohl erhöht als auch verringert werden. Wird die gemessene Fadenspannung aufgezeichnet, so kann die Qualität des hergestellten Multifilamentgarns nachträglich beurteilt und überprüft werden.
  • Eine erfindungsgemäße Garnbearbeitungsmaschine weist mindestens eine Vorlagespulenaufnahme, eingerichtet zum Aufnehmen von jeweils mindestens einer Vorlagespule, von denen Garne abspulbar sind, und eine Multifilamentgarnherstellungseinheit, in die die Garne von den Vorlagespulen über Fadenläufe mit jeweils einer Fadenspannung zuführbar sind, auf. Erfindungsgemäß ist in mindestens einem kontrollierten Fadenlauf zwischen der zugehörigen Vorlagespulenaufnahme und der Multifilamentgarnherstellungseinheit ein Fadenspannungsregelungsmodul mit einem Fadenspannungssensor angeordnet, wobei das Fadenspannungsregelungsmodul bevorzugt eine Fadenbremse und/oder einem steuerbaren Fadenlieferwerk umfasst. Das Fadenspannungsregelungsmodul ist eingerichtet, eine Regelgröße von einer von dem Fadenspannungssensor gemessenen Fadenspannung abzuleiten und die Fadenspannung in einem vorgegebenen Fadenspannungsbereich konstant zuhalten.
    Mit der erfindungsgemäßen Garnbearbeitungsmaschine kann das erfindungsgemäße Garnqualitätssicherungsverfahren durchgeführt werden. Die erfindungsgemäße Garnbearbeitungsmaschine stellt daher die Vorteile des erfindungsgemäßen Garnqualitässicherungsverfahrens zur Verfügung.
  • Bei der erfindungsgemäßen Garnbearbeitungsmaschine hat die Multifilamentgarnherstellungseinheit im Fadenlauf hintereinander angeordnet bevorzugt ein Lieferwerk, einen Heizer und einen darauffolgend angeordneten Kühler und darauffolgend angeordnet eine Lufttexturierdüse oder bevorzugt einen Drallgeber. In dieser Anordnung handelt es sich bei der Garnbearbeitungsmaschine um eine Texturiermaschine, also eine Falschdrahttexturiermaschine oder eine Lufttexturiermaschine bei denen Produktionsfehler, die durch Fadenspannungsschwankungen verursacht werden, weitestgehend ausgeschlossen sind.
  • Bevorzugt umfasst die Multifilamentgarnherstellungseinheit eine Air-Covering-Düse, wobei bevorzugt ein Lieferwerk und/oder mindestens eine Fadenführungseinrichtung im Fadenlauf vor der Air-Covering-Düse angeordnet sind, und wobei eine Vorlagespulenaufnahme eines kontrollierten Fadenlaufs eingerichtet ist, ein hochelastisches Garn von einer von der Vorlagespulenaufnahme aufgenommenen Vorlagespule über Kopf abzuspulen. Das Lieferwerk kann dabei bereits Teil des Fadenspannungsregelungsmoduls sein. Die Fadenführungseinrichtung ermöglicht es, dass das hochelastische Garn immer von der gleichen Position aus dem Fadenspannungsregelungsmodul zugeführt wird. Letzteres ist insbesondere beim über Kopf Abspulen des elastischen Garns von der Vorlagespule vorteilhaft, da beim über Kopf Abspulen mittels einer Reservevorlagespule ein Unterbrechen des Herstellungsprozesses durch einen Vorlagespulenwechsel vermieden werden kann, wobei die Reservevorlagespule in einer weiteren Vorlagespulenaufnahme bereit gehalten werden kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
    • Die Figur 1 zeigt den Fadenlauf in einer erfindungsgemäßen Garnbearbeitungsmaschine.
    • Die Figur 2 zeigt einen Fadenlauf zwischen der Vorlagespulenaufnahme und der Multifilamentgarnherstellungseinheit mittels der ein Falschdrahttexturierverfahren durchgeführt wird.
  • Die Figuren der Zeichnungen 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 Figur 1 ist ein kontrollierter Fadenlauf 1 in einer erfindungsgemäßen Garnbearbeitungsmaschine, mittels der ein Air-Covering Verfahren mit einem elastischen Garn und einem in einer Falschdrahttexturiereinheit 3 hergestellten Garn als Hüllfaden durchgeführt wird, dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird hier am Beispiel einer Garnbearbeitungsmaschine, die einen Hüllfaden zum Air-Covering mittels Falschdrahttexturieren herstellt, gezeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren und insbesondere die bevorzugte Ausführungsform der Zuführung eines elastischen Garns als kontrolliertes Garn in eine Air-Covering-Düse 5 als Multifilamentgarnherstellungseinheit über ein aktiv angetriebenes Lieferwerk 7 und das dabei angewandte über Kopf Abspulen des elastischen Garns kann ebensogut z.B. in Verbindung mit dem Herstellen eines lufttexturierten Garns angewandt werden. Die Figur zeigt eine mögliche Anordnung von Elementen, die bei einer Kombination eines Falschdrahttexturierprozesses mit einem Air-Covering Prozess umfasst sein können. Am Ende der Texturiereinheit, in der das von einer Vorlagespule 8 über ein Lieferwerk 9 abgespulte zu texturierende Garn einen Heizer 10, einen Kühler 11 und ein Drallaggregat 12 durchlaufen hat, wird das texturierte Garn um ein Lieferwerk 13 geführt, bevor es in die Air-Covering Düse 5 einläuft, wo es mit dem elastischen Garn verbunden wird, d.h. wo mittels kleiner Knoten das texturierte Garn mit dem elastischen Garn in eine kompakte Struktur für das weitere Verfahren, also im Wesentlichen das Aufwickeln des fertigen Multifilamentgarns auf eine Spule 15, verbunden wird. Das fertige Multifilamentgarn wird, bevor es auf die Spule 15 aufgewickelt wird, über ein zwischen der Air-Covering-Düse 5 und der Spule 15 angeordnetes Lieferwerk 17 und eine Fadenführungseinrichtung 18 geführt. Das elastische Garn wird von einer Vorlagespule 20 über Kopf abgezogen. Dabei wird das elastische Garn zunächst durch eine Fadenführungseinrichtung 22 geführt und dann über das aktiv angetriebene Lieferwerk 7 geführt. Dieses Lieferwerk 7 ist Teil eines Fadenspannungsregelungsmoduls 25. Es umfasst einen aktiven, einstellbaren Antrieb, der zur Kontrolle und zum Regulieren der Fadenspannung eingerichtet ist. Das Lieferwerk 7 zieht bedingt durch dessen Antrieb an dem elastischen Garn, wodurch das elastische Garn von der Vorlagespule 20 über Kopf abgezogen wird. Über eine Differenz der Umdrehungsgeschwindigkeit des zwischen der Air-Covering-Düse 5 und der Spule 15 angeordneten Lieferwerks 17 zu dem aktiv angetriebenes Lieferwerk 7 wird eine Verstreckung des elastischen Garns eingestellt, die zum Erreichen von mechanischer Stabilität des hergestellten Multifilamentgarns notwendig ist. Beim über Kopf Abziehen besteht die Möglichkeit, das Garn von außen oder von innen von der Vorlagespule 20 abzurollen. Die Vorlagespule 20 ist dabei immer feststehend von einer Vorlagespulenaufnahme 24 aufgenommen. Dadurch, dass beim über Kopf Abziehen die Vorlagespule 20 nicht rotiert, kann ein Ende 27 des Garns der Vorlagespule 20 mit einem Anfang 28 eines Garns einer weiteren Vorlagespule (Reservevorlagespule 29), die in einer weiteren Vorlagespulenaufnahme 30 gehalten wird, verbunden werden, wobei nach Vollständigem Abwickeln der ersten Vorlagespule 20 die Reservevorlagespule 29 automatisch abgewickelt wird. Der Herstellungsprozess muss daher beim über Kopf Abziehen nicht unterbrochen werden.
    Für das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere das über Kopf Abziehen von außen, da hierbei besonders hohe Geschwindigkeiten beim Abwickeln des Garns erreichbar sind. Beim über Kopf Abziehen bildet sich ein "Ballon" 31 aus, wodurch die Fadenspannung in der Abspulregion stark variiert. Damit diese Fadenspannungsvariationen die Qualität des herzustellenden Multifilamentgarns nicht negativ beeinflussen, wird die Fadenspannung bei der dargestellten Garnbearbeitungsmaschine mittels des Fadenspannungsregelungsmoduls 25, zwischen der Vorlagespulenaufnahme 24 und der Air-Covering-Düse 5, geregelt und innerhalb eines Fadenspannungsbereichs konstant gehalten. Das Fadenspannungsregelungsmodul 25 ist im dargestellten Beispiel zwischen zwei Fadenführungseinrichtungen 22,32 angeordnet, wobei eine direkt vor der Air-Covering Düse 5 angeordnet ist. Das elastische Garn wird in dieser Fadenführungseinrichtung 32 mit dem z.B. falschdrahttexturierten Hüllfaden zusammengeführt und danach mit einer geregelten Fadenspannung der Air-Covering-Düse 5 zugeführt. Die Fadenführungseinrichtung 22 vor dem Fadenspannungsregelungsmodul 25 ist in einer zentralen Position vor dem aktiv angetriebenen Lieferwerk 7 angeordnet. Diese Fadenführungseinrichtung 22 bewirkt, dass das elastische Garn in das aktiv angetriebene Lieferwerk 7, unabhängig davon, welche Vorlagespule 20,29 gerade benutzt wird, immer von der gleichen Position auszugeführt wird. Diese Fadenführungseinrichtung 22 liegt dazu "im Fokus" der beiden Vorlagespulen 20,29.
  • In Figur 2 ist ein kontrollierter Fadenlauf 40 in einer erfindungsgemäßen Garnbearbeitungsmaschine zwischen einer Vorlagespulenaufnahme 41 und einer Multifilamentgarnherstellungseinheit, die als Falschdrahttexturiereinheit 42 ausgebildet ist, gezeigt. Die Falschdrahttexturiereinheit 42 weist einen Heizer 43, einen Kühler 44 und ein Drallaggregat 45 auf. Von einer Vorlagespule 46, die in der Vorlagespulenaufnahme 41 angeordnet ist, wird das Garn über ein Lieferwerk 48 der Falschdrahttexturiereinheit 42 zugeführt. Das Lieferwerk 48 weist eine Hauptrolle 49 und eine Trennrolle 50 auf, um die das Garn gewunden ist. Durch den Abspulprozess bildet das Garn einen "Ballon" 31 aus. Im Fadenlauf zwischen dem Ballon 31 und dem Lieferwerk 48 ist ein Fadenspannungsregelungsmodul 53 angeordnet. Das Fadenspannungsregelungsmodul 53 umfasst einen Fadenspannungssensor 54, der die Fadenspannung mißt, eine Fadenbremse 55 und ein steuerbares Lieferwerk 56. Mittels des Fadenspannungsregelungsmoduls 53 wird eine Regelgröße von der Fadenspannung abgeleitet, über die die Fadenspannung in einem vorgegebenen Bereich konstant gehalten wird. Diese Regelgröße kann z.B. eine Differenz zwischen gemessener Fadenspannung und einer gewünschten Fadenspannung umfassen. Entsprechend der Regelgröße werden die Fadenbremse 55 und/oder das steuerbare Lieferwerk 56 gesteuert. Ist z.B. die gemessene Fadenspannung zu groß, so wird die Geschwindigkeit des Garns mittels der Fadenbremse 55 abgebremst. Mit der erfindungsgemäßen Garnbearbeitungsmaschine kann die im Stand der Technik mit zunehmender Prozessgeschwindigkeit linear zunehmende Fadenspannung unabhängig von der Prozessgeschwindigkeit auf einem konstanten-Wert-gehalten werden. Die Fadenspannung kann entsprechend der Bedürfnisse des Herstellungsprozesses ("downstream process") des Multifilamentgarns eingestellt werden. Die Fadenspannung wird mit dem Fadenspannungsensor 54 gemessen und in einem geschlossenen Regelkreis wird die Umdrehungsgeschwindigkeit des steuerbaren Lieferwerks 56 und/oder die Bremskraft der Fadenbremse 55 entsprechend der gemessenen Fadenspannung kontrolliert. Wenn der Durchmesser der Vorlagespule 46 abnimmt, wird die Fadenspannung automatisch vom Fadenspannungsregelungsmodul 53 über den Regelkreis derart angepasst, dass sie während des gesamten Produktionsprozesses einem gewünschten Wert entspricht, d.h. innerhalb einem vorgegebenen Fadenspannungsbereich konstant gehalten wird.
  • Das Fadenspannungsregelungsmodul 53 reguliert daher die Fadenspannung, mit der z.B. das POY Garn einer Multifilamentgarnherstellungseinheit, z.B. einer Falschdrahttexturiereinheit 42, zugeführt wird, auf einen vorgegebenen, von einer Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit unabhängigen Wert, wodurch einer, der eine Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit beim Falschdrahttexturieren limitierenden Faktoren beseitigt wird.
  • Vorgeschlagen wird ein Garnqualitätssicherungsverfahren und eine Garnbearbeitungsmaschine, eingerichtet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit mindestens einer Vorlagespulenaufnahme 24,30, eingerichtet zum Aufnehmen von jeweils mindestens einer Vorlagespule 20,29, von denen Garne abspulbar sind, und einer Multifilamentgarnherstellungseinheit 5, in die die Garne von den Vorlagespulen 20,29 über Fadenläufe mit jeweils einer Fadenspannung zuführbar sind. Erfindungsgemäß ist in mindestens einem kontrollierten Fadenlauf 1, zwischen der zugehörigen Vorlagespulenaufnahme 24 und der Multifilamentgarnherstellungseinheit 5 ein Fadenspannungsregelungsmodul 25, mit einem Fadenspannungssensor angeordnet, wobei das Fadenspannungsregelungsmodul 25 eingerichtet ist, eine Regelgröße von einer von dem Fadenspannungssensor gemessenen Fadenspannung abzuleiten und die Fadenspannung in einem vorgegebenen Fadenspannungsbereich konstant zuhalten.
  • 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.

Claims (7)

  1. Garnqualitätssicherungsverfahren bei der Herstellung eines Multifilamentgarns mit den Verfahrensschritten
    - Abspulen mindestens eines Garns von jeweils einer Vorlagespule (20,29,46), und
    - Zuführen der Garne über jeweils einen Fadenlauf (1,40) in eine Multifilamentgarnherstellungseinheit (42,5), wobei die Garne auf einer Fadenspannung gehalten werden, wobei mindestens die Fadenspannung eines kontrollierten Garns in dessen Fadenlauf (1,40) zwischen dessen Vorlagespule (20,46) und der Multifilamentgarnherstellungseinheit (42,5) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspannung des kontrollierten Garns vor dessen Zuführen in die Multifilamentgarnherstellungseinheit (42,5) gemäß einer von der gemessenen Fadenspannung abgeleiteten Regelgröße mittels eines Fadenspannungsregelungsmoduls (25,53) in einem vorgegebenen Fadenspannungsbereich konstant gehalten wird.
  2. Garnqualitätssicherungsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mittels der Multifilamentgarnherstellungseinheit (42) das kontrollierte Garn, bevorzugt über ein Lieferwerk (48), zunächst einem Heizer (43), darauffolgend einem Kühler (44) und darauffolgend einer Lufttexturierdüse oder bevorzugt einem Drallaggregat (45) zugeführt wird.
  3. Garnqualitätssicherungsverfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass als ein kontrolliertes Garn ein hochelastisches Garn, bevorzugt über ein Lieferwerk (7) und/oder mindestens eine Fadenführungseinrichtung (22,32) einer Air-Covering-Düse (5) der Multifilamentgarnherstellungseinheit zugeführt wird, wobei das Abspulen des hochelastischen Garns über Kopf erfolgt.
  4. Garnqualitätssicherungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Fadenspannungsregelungsmoduls (25, 53) eine Fadengeschwindigkeit des kontrollierten Garns abgebremst und/oder beschleunigt wird, und/oder dass die gemessene Fadenspannung aufgezeichnet wird.
  5. Garnbearbeitungsmaschine, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, mit
    - mindestens einer Vorlagespulenaufnahme (24,30,41), eingerichtet zum Aufnehmen von jeweils mindestens einer Vorlagespule (20,29,46), von dienen Garne abspulbar sind, und
    - einer Multifilamentgarnherstellungseinheit (5,42), in die die Garne von den Vorlagespulen (20,46) über Fadenläufe mit jeweils einer Fadenspannung zuführbar sind, wobei in mindestens einem kontrollierten Fadenlauf (1,40) zwischen der zugehörigen Vorlagespulenaufnahme (24,41) und der Multifilamentgarnherstellungseinheit (5,42) ein Fadenspannungsregelungsmodul (25,53), mit einem Fadenspannungssensor (54) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenspannungsregelungsmodul (25,53) bevorzugt eine Fadenbremse (55) und/oder ein steuerbares Lieferwerk (56,7) umfasst, und wobei das Fadenspannungsregelungsmodul (25,53) eingerichtet ist, eine Regelgröße von einer von dem Fadenspannungssensor (54) gemessenen Fadenspannung abzuleiten und die Fadenspannung in einem vorgegebenen Fadenspannungsbereich konstant zuhalten.
  6. Garnbearbeitungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Multifilamentgarnherstellungseinheit (42) im Fadenlauf hintereinander angeordnet bevorzugt ein Lieferwerk (48), einen Heizer (43) und einen darauffolgend angeordneten Kühler (44) und darauffolgend angeordnet eine Lufttexturierdüse oder bevorzugt einen Drallgeber (45) umfasst.
  7. Garnbearbeitungsmaschine nach Anspruch 5 und/oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Multifilamentgarnherstellungseinheit eine Air-Covering-Düse (5) aufweist, wobei bevorzugt ein Lieferwerk (7) und/oder mindestens eine Fadenführungseinrichtung (22,32) im Fadenlauf (1) vor der Air-Covering-Düse (5) vorgesehen sind, und wobei eine Vorlagespulenaufnahme (24,30) in dem kontrollierten Fadenlauf (1) eingerichtet ist, ein hochelastisches Garn von einer von der Vorlagespulenaufnahme (24,30) aufgenommenen Vorlagespule (20,29) über Kopf abzuspulen.
EP04020215A 2004-08-26 2004-08-26 Garnqualitätssicherungsverfahren und Garnbearbeitungsmaschine Expired - Lifetime EP1630268B1 (de)

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DE502004002633T DE502004002633D1 (de) 2004-08-26 2004-08-26 Garnqualitätssicherungsverfahren und Garnbearbeitungsmaschine
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