DE2039328A1 - Verfahren zur Herstellung von Kraeuselgarn mit latenten Bauscheigenschaften - Google Patents

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREJSLER DIPL.-CliEM. CAROLA KEILER DR.-ING. KLÖPSCH

KÖLN 1, DEICHAAANNHAUS

Köln, den 4.8.1970 Ke/Ax

FIBER INDUS TRIE S ,INC . Charlotte, North Carolina (V .S t. A .·)--.

Verfahren zur Herstellung von Kräusel- , garn mit latenten Bauscheigenschaften

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Kräuselgarn, das latente Bauscheigenschaften (latent bulking characteristics) hat, insbesondere die Herstellung von Kräuselgarn unter Bedingungen, die zu verbesserter Gleichmäßigkeit der Bauscheigenschaften und Färbbarkeit im Endprodukt führen. Insbesondere ist die Erfindung auf Teppichgarne, speziell Nylonteppichsarne gerichtet, jedoch kommen auch andere Garne und andere Verwendungen in Frage, wie sich aus der folgenden Beschreibung ergibt.

Für die Herstellung von Kräuselgarnen sind zahlreiche Verfahren vorgeschlagen worden. Viele dieser Verfahren führen zu hochwertigen Garnen, die ohne Schwierigkeiten für zahlreiche Zwecke verwendet werden können,, Bei dor Herstellung von Teppiehgarnen und gewissen Gewebegarnen, ■ wobei eine große Zahl von Fäden odor Garnkörpern in eine einzelne Teppich- oder Gewebebahn geht, muß die Gleichmäßigkelt von Garnkörper zu Garnkörper und von Faden zu Faden äußerst gutr sein, damit das Garn sich für,die Stückfärbung des Endprodukts eignet. Garne, die nicht die erforderliche Gleichmäßigkeit aufweisen, müssen packgefärbt werden, und dio Farbtöne· des Garns müsaon

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aufeinander abgestimmt werden, um die gewünschte Gleichmäßigkeit des gefärbten Raums vor der Herstellung des Endprodukts zu erhalten. Da in den meisten Fällen vorzugsweise zuerst das Endprodukt, z.B. der Teppich, hergestellt und das Endprodukt dann insgesamt gefärbt wird, werden Garne, die nicht den erforderlichen G-Ieichmäßigkeitsgrad aufweisen, als geringerwertig angesehen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, daß es ermöglicht, Garnfehler durch Verminderung der Schwankungen der Garnspannung auf ein Minimum zu verringern und in vielen Fällen auszuschalten. Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird die . "Verfahrensgeschichte'¹ des Garns von der Verstreckungsstufe über das Kräuseln bis zum abschließenden Aufwickeln des Garns' genau geregelt, wodurch die Spannungen, denen das Garn unterworfen wird, in einer solchen Weise geregelt v/erden, daß SpannungP3Chwankungen bei einem absoluten Minimum gehalten werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Erzeugung von Spannungen im Garn und eine Gesamtverfahrensapparatur zur Erzeugung und Regelung der im Verlauf der Garnherstellung und -verarbeitung erforderlichen und wechselnden Spannungen im Garn von der Verstreckung bis zum Aufwickeln des Kräuselgarns.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von Kräuselgarn mit latenten Bauscheigenschaften ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein verstrecktes, vorgespanntes mehrfädiges Garn einer Kräuselungszone ' zuführt, das Garn kräuselt, das gekräuselte Garn aus der Kräuselungssone unter einer niedrigen, im wesentlichen konstanten Spannung und mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit abzieht, das Garn kühlt, die Spannung, unter der das Garn steht, auf einen im wesentlichen konstanten Wert zwischen 0,03 und 0,8 g/dan erhöht und hi-?r°Surch öie Kräuoelun^aainplltude oder den Krauaelun^aüarchmüsser teilweise verringert iKnd das Garn sur Erleichterung der

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weiteren Verarbeitung verdichtete

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf eine Apparatur zur Behandlung de3 Garns gerichtet, die gekennzeichnet ist durch eine Garnverstreckungsvorrichtung, eine Garnkräuselungsvorrichtung, eine Garnspannvorrichtung und eine Garnverdichtungsvorrichtung, wobei die Vorrichtungen aufeinanderfolgend und miteinander zusammenarbeitend angeordnet sind,· die Garnverstreckungsvorrichtung aus einer Zuliefergalette und einer Verstreckungsgalette mit einem zwischen diesen Galetten zur Verstreckung des Garns angeordneten Steckstäbchen besteht, die Kräuselungsvorrichtung im Verhältnis zur Verstreckungsvorrichtung so angeordnet ist, daß sie das frisch verstreckte Garn- mit dem kleinstmöglichen Verzug aufnimmt, die Ga-iispannvorrichtung so angeordnet ist, daß sie das frisch gekräuselte Garn aus der Krauselungsvorrichtung aufnimmt und eine Spannung im Garn erzeugt und hierdurch die Kraft der Berührung des Garns mit eine · weiteren, aus einem gebremsten Rad und einer AbEugsrolle und einem dazwischen angeordneten Spannungsausgleicher bestehenden Garnspannvorrichtung erhöht, in der das Garn vom gebremsten Rad über den Spannungsausgleieher über die Abzugsrolle zur Verdichtungsvorrichtung geführt wird.

Die Erfindung umfaßt ferner eine zum Kräuseln von lasern dienende Stauchkräuselvorrichtung, die aus einer langgestreckten Kammer und einer Zuliefervorrichtung für die Kammer besteht, wobei die Kammer einen Faserveräichtungsbereich und einen Faseraustrittsbereich umfaßt, der Verdichtungsbereich im wesentlichen parallele Faserführungen in der Ebene der Zuliefervorriehtung und einen im wesentlichen parallelen Fasereinschließungsteil in einer ι Ebene aüfv/eist, die um 45 bis 135° von der Ebene der Zuliefervorriehtung versetzt ist, der Austrittsbereich - einen divergierenden.die Fasern einschließenden, die Reibung verringernden Teil und einen entsprechende konver-

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gierenden, einen Gegendruck in den Fasern erzeugenden Teil in einer Ebene im Winkel von 45 bis 135° zur Zuliefervorrichtung aufweist und die divergierenden und die konvergierenden Teile so zusammenwirken, daß die Reibungskraft der Fasern von der Ebene der Zuliefervorrichtung zur Ebene des den Gegendruck erzeugenden Teils übertragen wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Erfindung auf ein Stauchkräuselverfahren gerichtet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Faserbündel kontinuierlich in eine einschließende Kammer einspeist, das Faserbündel bei der Zuführung zur Kammer kräuselt, faltet und so legt, daß primäre Faserfalten gebildet werden, die sich gegen die gegenüberliegenden Wände der Kammer legen, die Fasern durch die Masse der kontinuierlich zugespeisten Fasern durch die Kammer drückt und hierbei einen Druck, durch den die Fasern durch die Kammer bewegt werden, und eine Reibungskraft durch die Fasern gegen die gegenüberliegenden Wände erzeugt, die gegenüberliegenden Wände auseinanderlaufen läßt, um die Reibungskraft der Fasern gegen diese Y/ände zu vermindern, während man einen Gegendruck auf die fasern ausübt, indem man einen dritten Wandteil der "ammer auf die Fasern zulaufen läßt und hierdurch die Reibungskraft auf die Fasern in einer Richtung von 45 bis 135° zur Richtung der Primärfalten in den Fasern in der Kammer erhöht, wodurch die ungehinderte Freigabe der gekräuselten Fasern aus der Kammer ermöglicht wird_o

Beim Stauchkräuselverfahren gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Stauchkammer werden Fasern oder Garne in einer Weise gekräuselt, bei der das Garn kontinuierlich aus der Stauchkammer gegebenenfalls unter der Spannung null ohne Hängenbleiben oder Schwankungen in den Spannungen des aus der Stauchkarnmer austretenden Garns kontinuierlich •abgezogen werden kann. Bei der bevorzugten Arbeitsweise .wird, das Garn in Wirklichkeit aus der Stauchkarnmer stranggepresst, so daß es möglich ist, die Stauchkammer mit einer

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Garnabzugsspannung von null zu /betreiben. Natürlich kann mit einer kleinen Garnaustrittsspannung von beispielsweise etwa 0 bis 0,1, vorzugsweise 0 bis 0,05 g/den gearbeitet werden, jedoch hat sich gezeigt, daß es besonders erwünscht ist j solche Spannungen zu vermeiden. Die bisherigen Stauchkammern und Betriebsweisen führten dazu, daß die Falten im Garn an den Seitenwänden der Stauohkammer festgeklemmt wurden, wodurch das Garn vorübergehend hängenblieb. Da bei diesen Stauchkammern mit Abzugsvorrichtungen gearbeitet wird, schwanken die Garnspannungen in den Austrittsteilen schnell und ohne Kontrolle, bedingt durch das periodische vorübergehende Hängenbleiben oder Einklemmen des· Garns in seinen an den Stauchkaramerwänden anliegenden eignen Falten« Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglichen die Ausschaltung von Garnschwankungen durch Verringerung oder Ausschaltung der Spannung, die erforderlich ist» um das Garn aus der Stauchkammer zu entfernen. Spannungsschwankungen treten somit nicht auf und werden nicht in das Garn in einer Weise eingeführt, · die anschließend die Färbbarkeit und andere Eigenschaften von texturierten! Garn beeinträchtigt.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Fließschema, das eine bevorzugte Ausführungsforrades Verfahrens gemäß der Erfindung darstellt» -

Fig.2 zeigt im vergrößerten Maßstab eine bevorzugte, in ■'Fig.1 dargestellte Düse zur Erzeugung einer Vorspannung„

Fig.3 ist ein Schnitt längs der linie 3-3 von Fig.2 und veranschaulicht weiter eine bevorzugte spannungaerzeugende Düse.

Fig.4 ist eine Spannungsspur, die die aufgezeichne,ten Spannungen von laufendem Garn beim konstanten Spannprozess gemäß der Erfindung anzeigt.

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Fig. 5 ist eine Spannungsspur von aufgezeichneten Spannungen der Garne bei den bekannten, unter konstanter Dehnung durchgeführten Verstreckungsverfahren.

Fig. 6 zeigt als Seitenansicht teilweise aufgeschnitten eine Stauchkräuselkammer gemäß der Erfindung.

Fig. 7 ist ein Längsschnitt längs der Linie 7-7 von Fig. 6.

Fig. 8 ist eine isometrische Ansicht einer Variation der Stauchkräuselkammer gemäß der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren wird das Garn 10 von einem oder mehreren Garnkörpern 12 durch die Klemmrollen 14 abgezogen, um ein Garn mit dem gewünschten Gesamttiter zu bilden. Das Garn 10 läuft dann zur Liefergalette 16 und über ein Streckstäbchen 18 zur Streckgalette 20. Die Streckgalette 20 arbeitet mit höherer linearer Geschwindigkeit als die Liefergalette 16, wodurch die Verstrickung des Garns am Streckstäbchen 18 im gewünschten Verstreckungsverhältnis erfolgt. Dieses Verhältnis wird durch die relativen Galettendrehzahlen bestimmt, die in Abhängigkeit von den jeweils behandelten Garnen und C-.en für das verstreckte Garn gewünschten Eigenschaften gewählt werden. Es beträgt normalerweise etwa 3:1 bis 6:3, während für Nylon 6,6 ein Verstreckungsverhältnis von etwa 3,5*1 bis 4,5:1 bevorzugt wird.

Das Garn läuft von der Verstreckung durch die Kräuselvorrichtung. Geeignet sind beliebige bekannte Krause1verfahren, z.B. das Dampfblasverfahren, das in der USA-Patentschrift 3 280.242 beschrieben ist, und das StaiichkrMusel^^rerfahren, insbesondere mit einer Stauehkaiunie-r des hier beschriebenen Typs.

Bevorzugt wird das mit einer Stauohksrenier durchgeführte Stauchkräuselverfahren, bei dein die Xräusalrollen 22 das Garn 10 der Stauchkammer 24 zuführen, wodurch die Kräuselung im Garn fixiert wird. Das gekräuselte Garn wird vorzugsweise aus der Stauchkamrner 24 ausgestoßen oder in anderer Weise unter niedriger Spannung von 0 bis 0,03 ß/den abgezogen und durch eine Kühl- und Vorwärmvorrichtung 26 geführt, die eim Erhöhung der Spannung des Garns durch I-fe^jnung des Laufs des Garns bewirkt und eine mit geringem Schlupf erfolgende Berührung

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des Garns mit einer gebremsten Galette 28 ermöglicht. Die Bremswirkung in der Galette 28 hemmt die Drehung dieser Galette relativ zur Abzugsgalette 34 unä erhöht die Garnspannung weiter auf den gewünschten Wert von 0,03 bis 0,8 g/den, der unter der Zugkraft des Garns liegt. Als Vorrichtung 26 zur Erzeugung der Vorspannung eignen sich auch Klemmrollen oder andere Haltevorrichtungen, die die Vorwärtsbewegung des Garns in einem solchen Maße hemmen, das das Garn sich gegen die gebremste Rolle 28 legt. Das Garn 10 läuft somit von der gebremsten Galette 28 über die Führungsrolle 30 und den Spannungsausgleicher 32 zur Absugsgalette 34, die eine Zugkraft auf das Garn bis zur gewünschten Spannung ausübt, die unter der Zugkraft des Garns liegt. .

Ein besonders wichtiges Merkmal der Erfindung liegt in der Aufrecht erhaltung einer im wesentlichenkonstanten Vorspannung, Streckspannung, einer den Kräuselungsdurchmesser vermindernden konstanten Spannung und einer konstanten Aufspulspannung, die man selbst mit Schwankungen Inder Lieferung des Garns zwischen der gebremsten Galette 28 und den Abzugsgaletten 34 nicht wesentlich sehwaniceri läßt. Der Spannungsausgleicher 32 ist somit, vorzugsweise eine unter Pederspannung stehende, beweglich angebrachte Vorrichtung, die den Abstand zwischen der gebremsten Galette 28 und der Abzugsgalette 34 verändert und hierdurch die Spannung im wesentlichen konstant hält. Geeignet als Spannungsausgleichsmittel sind feäerbelastete Spannarme, abgefederte Gegenrollen o.dgl., Z₀B₀ spannungsgeregelte Rollengeschwindigkeiten, zum Ausgleich einer angewandten Spannung/

Von der Abzugsgalette 34 läuft das Garn durch die Verdichtungsvorrichtung 36, die mit einer bevorzugten Entspannung, des Garns im Bereich von 1 bis 1.0j6 der angewandten Verstrecken« gekoppelt ist. Als Verdichtungsmittel kommen .übliches Zwirnen o,der Ersatz dafür einschließlich Luftver-

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wirbelung oder der Auftrag eines Klebstoffs in Frage« An der Verdichtungsvorrichtung 36 wird das Garn durch Liefergaletten.38 der Aufspulvorrichtung 40 oder unmittelbar dem Endgebrauch zugeführt»

Bei den spezielleren, bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird häufig eine leichte Voreilung des Garns zwischen der atreckgalette 20 und der Kräuselvorrichtung. z.B. im Bereich von 0,1 bis etwa 3^, bevorzugt. Eine solche geringe Voreilung erwies sich als besonders vorteilhaft bei der Ausbildung einer Kräuselung, die einen besonders erwünschten Bausch im Endprodukt ergibt.

Die verwendete Kräuselvorrichtung presst die gekräuselten Fasern vorzugsweise unter der Spannung null oder unter einer sehr geringen Spannung von beispielsweise 0 bis 0,5 g/den, vorzugsweise 0 bis 0,01 g/den aus. Es wurde gefunden, daß durch Anwendung einer höheren Spannung, wie sie beispielsweise erforderlich sein würde, um das Garn tatsächlich aus der Kräuselvorrichtung abzuziehen, Schwankungen in das Garn eingeführt werden, die sich später in den Bauscheigenschaften des Garns und/oder in der Färbbarkeit des Garns als Streifen, Schlieren ("worns") oder anderen unerwünschte Fehler bemerkbar machen. Es wird angenommen, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß periodisch oder unregelmäßig erhöhte Spannungen erforderlich sind, um die Garne abzuziehen. Aus diesem Grunde wird das Garn aus der Kräuselungsvorrichtung unter Spannungen ausgepresst, die nicht höher sind als 0,05 g/don.

Normalerweise befindet sich das aus der Kräuselzone kommende Garn entweder als Folge der zum Fixieren der Kräuselung zur Einwirkung gebrachten Wärme oder als Folge der beim Kräuselverfahren entwickelten Reibungswärme oder anderer zugeführter Wärme im erhitzten Zustand. Beispieleweise v/erden vorzugsweise Temperaturen von etwa 40 bis 180 C oder darüber in Abhängigkeit vom jeweiligen Kräuselverfahren In der Kräuselzone entwickelt. Die höheren

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Temperaturen- werden normalerweise zum Kräuseln nach dem Dampfblasverfahren und die niedrigeren Temperaturen beim Stauchkräuselverfahren und Zahnradkräuselverfahren angewandt. Vorzugsweise wird das Garn beim Austritt aus der Kräuselzone gekühlt.

Eine besonders vorteilhafte Art der Kühlung des Garns beigleichzeitiger Erzeugung der ersten Vorspannung im Garn ; ergibt sich bei Verwendung der in Pig.2 und 3 dargestellten Vorrichtung. Da das aus der Kräuselzone austretende) ■' Garn sich vorzugsweise untereiner sehr niedrigenSpan-) nung befindet, wird das Garn vorzugsweise vorgespannt, ν Dies wirkt sich bei der weiteren Verarbeitung der Garne in der anschließenden Spannstufe vorteilhaft aus. Hierzu wird vorzugsweise die Kühldüse 42 verwendet. Diese Kühldüse 42 wird aus zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 44 gebildet, in denen sich jeweils eine Druckkammer 46 für die Verteilung eines unter Druck stehenden Gases zu Austrittsöffnungen 48 befindet. Die Austrittsöffnungen 48 bestehen vorzugsweise aus Schlitzen oder mehreren Löchern oder einer Korabination von Schlitzen und löchern, die vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind. Die Austrittsöffnungen 48 sind auf die gegenüberliegende Wand der Kühldüse imWinkel zur Seitenwand 44 und zur Laufrichtung des Garn3 ausgerichtet. Während das Garn durch den Gasstrom läuft, trifft das Gas auf das Garn auf, wodurch es die Vorwärtsbewegung des Garns hemmt und das aus dem Düsenbereich austretende Garn unter Spannung bringt. Um die gewünschte Spannung zu erzielen, werden die Düsen vorzugsweise' in einem Winkel α von etwa5 bis 70°, vorzugsweise 5 bis 45°, zur Seitenwand 44 oder zur Laufrichtung des Garns ausgerichtet, wodurch der gewünschte Gegendruck ausgeübt und das Garn beim Durchgang durch die Düse vorgespannt wird. Durch die Kühldüse wird somit gleichzeitig die Kühlung des Garns und seine Vorspannung bis zu einem Wert von 0,003 bis etwa 0,06 g/den, vorzugsweise 0,005 bia 0,03 g/d'un erreicht. Zum Kühlen deo Garns können

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beliebige nicht reaktionsfähige Gase verwendet v/erden. Bevorzugt wird Luft. Eine besondere Kühlung der Luft ist Kormalerweise nicht erforderlich. Die Umgebungstemperatur der Luft ist im allgemeinen geeignet.

Die Austrittsöffnungen können so angeordnet werden, daß eine Verdrehung des Garns erfolgt, jedoch werden sie ._x vorzugsweise so ausgerichtet, daß ein Dralleffekt vermieden wird. Die Größe der Spannung, unter die das Garn beim Vorspannen gebracht wird, wird durch die . Regelung des Gasdrucks, den Winkel, in dem das Gas auf da3 Garn auftrifft, die Strömungsgeschwindigkeit des Garns, die Anordnung der Seitenwände u.dgl.·eingestellt. Ferner ist es erwünscht, wenigstens eine gewisse Verwirbelung de3 Garns zu erzeugen, um die weitere Verarbeitung des Garns zu erleichtern, das gebrochene oder herausgeschleuderte Fäden enthalten kann. Mit der beschriebenen Vorrichtung wird dies leicht erreicht, insbesondere bei den bevorzugten Winkeln, mit denen das Gas auftrifft, und den Geschwindigkeiten, mit denen der Gegendruck erzeugt wird.

Als Gas wird vorzugsweise Luft in der Kühldüse verwendet, jedoch sind beliebige kühlende Gase wie Stickstoff, verschiedene Inertgase u.dgl. geeignet. Der angewandte Gasdruck hängt von der Zahl der vorhandenen Austritt3öffnungen, ihrer Form, ihrer Querschnittsfläche und vom gewünschten Grad der Vorspannung ab. Vorzugsweise wird somit der Druck der Luft auf die gewünschte Vorspannung abgestellt.

Als Bremsrad 28 kommen dia verschiedenen bekannten Bremsräder, z.B. durch Reibung gebremste kannelierte Räder in Frage. Besonders bevorzugt als Bremsbacke wird eine Magnetkupplung, bei der die Bremsspannung leicht so eingestellt werden kann, daß sie der anschließend angewandten Spannung entspricht. Andere Vorrichtungen zur Reibungsbretn3ung, z.B. Flüssigkeitskupplungen» Wirbelstrombremse!! u.dgl., können mit entsprechend guten Ergebnissen verwendet werden.

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Zv/is chen der Bremsrolle 28 and der 'Abzugs galette. 34 wird das laufende Garn unter eine im wesentlichen konstante Spannung gebracht. Diese Spannung ist geringer als die Spannung, die zum Verstrecken des Garns erforderlich ist. Sie genügt jedoch, um die Kräuselungen im Garn durch Verringerung des Kräuselungsdurchmessers ohne bleibende Entkräuselung des Garns teilweise zu entfernen. Durch diese Reckung wird der Gleichlauf der Kräaselungsbögen beseitigt und ein latenter Effekt in die Kräuselung eingeführt, der eine leichtere Herstellung des Endprodukts aus dein Garn sowie eine Verbesserung der Ausbildung der Fülligkeit oder des Bausches im Endprodukt ermöglicht. Die Größe der Reckung liegt somit im Bereich von etwa 0,03 bis 0,8 g/den, vorzugsweise etwa 0,05 bis 0,5 g/den. Der Spannungsausgleicher 32 wird bei der angewandten Spannung so einge- stellt, daß Spannungsschwankungen, die durch periodische oder unregeia^ige Schwankungen in der Lieferung des Garns über die Bremsrolle 28 auftreten können, geglättet werden«,

Eine Stauchkräuselkainnier gemäß der Erfindung, wie sie in Pig. 6, 7 und 8 dargestellt ist, besteht aus der Zulief er-'-"' vorrichtung, einem Verdichtungsbereich und einem Ausgangsbereich. Als Zuliefervorrichtung dienen Speisewalzen 22, zuweilen als Kleinmwalzen bezeichnet, die das Garn 10 in den Verdichtungsbereich oder in die Stauchkatnmer 19 einspeisen. Das Garn wird durch die Speisewalzen gekräuselt und weiter gefaltet, übereinandergelegt und gekräuselt, während &s in die Stauchkammer eingeführt wird. Durch die Speisewalzen 22 wird das Garn kontinuierlich in den primären Kräuselungsbereich 17 am Eintritt der Stauchkammer eingeführt und darin zusammengepresst, wodurch die primären Kräuselungen gebildet werden. Die Stauchkammer 19 wird durch zwei gegenüberliegende, als Rakelmesser 21 bezeichnete Seitenwände in der gleichen Ebene wie die Speisewalzen 22 und ein zweites Paar von gegenüberliegenden Vänden, die als Rückwand 29 und Voröerwand 23 bezeichnet werden* gebildet. Die Rückwand 29\und die Vorderwand 23

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bilden die Führung, die die gekräuselten Fasern zwischen den Rakelmessern 21 hält, gegen die das gekräuselte Garn gefaltet und gepackt wird,, Das Garn wird in der Verdichtungszone hin- und hergefaltet und gegen die durch die Rakelmesser gebildeten Wände gelegt, an denen es mit Reibungskontakt entlanggleitet. Sekundäre Kräuselungen werden auf diese Weise in den Fasern durch das Umlegen und Falten des Garns gegen die Rakelmesser ausgebildete Durch die kontinuierliche Zuführung des Garns zur ■Verdichtungszone wird es nach unten durch die Kammer gedrückt. Die Rakelmesser sind vorzugsweise so angeordnet, W daß eine geringe primäre Divergenz voneinander ausgebildet wird, um die Reibungskraft zu regeln, die auf das Garn zur Einwirkung kommt, während es durch die Verdichtungszone gedrückt wird.

Die Divergenz, d.h. der Grad, in dem die Rakelmesser auseinanderlaufen, beträgt etwa 0,001 bis 0,1 cm, vorzugsweise etwa 0,002 bis 0,08 cm pro cm über die Länge der Verdichtungszone. Die jeweils eingestellte Divergenz hängt vom jeweiligen zu kräuselnden Garn, von der gegebenenfalls vorgenommenen Ausrüstung des Garns, vom Faäenquerschnitt und dem erhaltenen Reibungskoeffizienten zwischen dem Gara und den Wänden ab. Die Divergenz wird so gewählt, daß die " Verdichtungskraft erzeugt wird, die erforderlich ist, um die Kräuselung in der Kainmerlänge zu fixieren, während gleichzeitig ein glatter Durchgang des Garnstopfens durch die Kammer gewährleistet ist. Für endloses ITylonteppichgarn wird eine Divergenz von etwa 0,002 bis 0,01 cm pro cm besonders bevorzugte

Die Verdichtungszone kann zur Verbesserung der Fixierung der Kräuselung erhitzt werden, jedoch wird durch die . Reibung des Garns an den gegenüberliegenden Wänden 21 bei kontinuierlichera Arbeiten normalerweise genügend Wärme erzeugt, um die Fixierung der Kräuselung zu verstärken, so daß zusätzliches Erhitzen nicht erforderlich ist, obwohl es vorgenommen werden kann.

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Die Austrittszone der Stauchkammer wird durch eine weitere sekundäre Divergenz 27 der Rakelmesser 21 gebildet. Eine entsprechende Konvergenz des Stabilisators 35, der an der Vorderwanä 23 und/oder an der Rückwand 29 befestigt ist, beginnt in der Veräichtungszone und stellt das Mittel Eur Gegendruckerzeugung dar. Die sekundäre Divergenz iat. ' stärker als die primäre Divergenz und beträgt vorzugsweise etwa 0,001 bis 0,5 cm, vorzugsweise etwa 0,015 bis0,25 cm pro cm über die Länge der Stauchkammer· Eine besonders bevorzugte sekundäre Divergenz ist in der Abbildung dargestellt, jedoch kann die Divergenz auch eine andere jform, z.B. die Form eines Doppelwinkele haben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Stabilisatornut 31 in der Vorderwand 23 in der Ausgangszone für die Anbringung des Stabilisators 35 vorgesehen, ,der so angeordnet ist, daß er zum gekräuselten Garn hin konvergiert. In der gleichen Weise kann gegebenenfalls ein zweiter Stabilisator in der Rückwand 29 so angeordnet werden, daß er ebenfalls zum Garn in der Stauchkammer konvergiert. Der Stabilisator 35 ist so bearbeitet und angebracht, daß er eine primäre konvergierende Zone 37 in der Stauchkammer bildet,-die sich bei der bevorzugten Ausführungsform anschließend zu" einer konstanten, nicht konvergierenden Zone 39 verjüngt, die die angevmndte Konvergenz in der St auchkaramer beibehält. Die konvergierende Zone 37 des Stabilisators 35 erzeugt den auf das Garn in der Stauchkammer zur Einwirkung gebrachten Gegendruck und ist leicht so verstellbar, daß der Punkt der Garnabnahrne 41» der seinerseits vom Gegendruck, von den Divergenz- und Konvergenzzonen abhängt, eingestellt werden kann. Pur den Zusammenbau und die Einutellung der Stauchkammer sind Befertigung3-löeher 33 vorgesehen.

Y/Uhrend üich claa Garn 10 durch die Stauchkammer 19 bewegt, faltet ea sioh ^eßtm die Rakelmeaaer 21 und hemmt die i!l -daa Garn« durch die Kammer, wodurch eine nach

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vorn gerichtete Wölbung 43 in der Mitte der Kammer gebildet wird, wobei die Palten 45 den Wölbungen 43 beim Durchgan« des Garns durch die Stauchkammer folgen. Wenn das Garn die durch den Stabilisator 35 gebildete Konvergenzzone 35 erreicht, bewirkt der durch den Stabilisator 35 erzeugte Gegendruck» daß die Wölbungen sich umkehren und die Falten 45 die Wölbungen 43 einholen, so daß sie mit diesen im wesentlichen in einer Ebene liegen. Das gekräuselte Garn kann aomit aus der Stauchkamaer an der Garnabnahmestelle ohne Zusammen!) al lung und Hängenbleiben und damit ohne schwankende Garnabnahmespannungen ausgestoßen werden, cie normalerweise eintreten, wenn das Garn dadurch, daß die Palten gegen dia Seitenwände der Stauchkammer gepresst werden, in der Stauchkammer hängenbleibt. Auf diese Weise kann das Garn kontinuierlich ausgestoßen oder mit einer im wesentlichen konstanten niedrigen Spannung abgezogen werden, ohne daß Perioden plötzlicher Spannungsschwankungen auftreten. Dies ist deutlicher in Fig.4 veranschaulicht, die eine Spannungsspur· eines aas der beschriebenen Stauchkatüaei abgezogenen Garns darstellt, die mit der in Fig.5 dargestellten Spannungsspur zu vergleichen ist, die die sehr unregelmäßigen Spannungsschwankungen veranschaulicht, die bei den bisher bekannten Stauchkammern und Kräuselverfahren auftreten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der "Vorrichtung gemäß der Erfindung sind die Rückwand 29 und die !förderwand 23 vorzugsweise von den Speisewalzen 22 abgesetzt, wodurch genügend Raum für die ungehinderte Bewegung des dar Kammer zugeführten Garns nach unten geschaffen iüt. Auf diese Weise dienen die Rückwand und die Vorderwand in erster Linie als Führungen, während die entgegengesetzten Wände, z.B_e die Kabelmesser, dazu dienen, die primäre EinachließunßS- und Verdichtungazone au bilden. Forner ist der Stabilisator 35 zwar vorzugsweise starr in Verbindung niLt der SLauchkammer befestigt, jodoch könnte er auch so angebracht werden,, daß eine begrenzte Flexibilität möglich

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ist. Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß der Stabilisator 35 in einer Ebene parallel zu den Rakelmessern 21 befestigt und um 45 bis 135° von der Ebene der Rakelmesser und Speisewalzen versetzt ist. Bei der besonders bevorzugten Ausführungsforin ist der Stabilisator in einer parallelen Ebene im Winkel von SO , z. B. im rechten Winkel zu den Rakelmessern befestigt.

Fig.8 zeigt eine weitere.Ausführungsform der Erfindung, wobei die gegenüberliegenden Wände, die die Veräichtungszone bilden, und die Führungen bearbeitet und zu einer Zweikomponenteneinheit zusammengepasst sind, wodurch eine Kombination von Rakelmesser und Führung 47 erhalten wird, bei der die lippe 49 die Führung bildet und die-Nut 50 das Rakelmesser einschließt. Längs der Körner vom Eintritt .und bei den Speisewalzen 22 zum Austrittsende 52 der Stauchkammer weitet sich die Hut 50 nach außen, während die Lippe 49 nach innen konvergiert, wodurch eine Kammer gebildet wird, die die funktioneilen Eigenschaften der in Fig.6 und ', dargestellten Kammer hat. Solche Kammern haben zwar Vorteile in Bezug auf Einfachheit und leichte Reproduktion zahlreicher Stauchkammern mit den gleichen Toleranzen, jedoch ist die -Möglichkeit,, eine arbeitende Kräuselvorrichtung einzustellen, etwas begrenzt«

Das mit der Kräuselvorrichtung gemäß -der Erfindung hergestellte Garn hat eine allgemein sägezahnförmige Gestalt mit primären und sekundären Ivräuselungsamplituden. Die Zahl der Kräuselungen pro Meter kann durch Änderung der Arbeitsbedingungen so eingestellt werden, daß etwa 200 bis 1180, vorzugsweise etwa 315 bis 790 Kräuselungen/m erhalten werden. In ähnlicher Weise kann die Stranglänge des gekräuselten Garns von etwa 30 cmbis etwa 40 cm nach Belieben variiert werden.

Mach dem Verfahren gemäß der Erfindung können beliebige synthetische endlose mehrfad.ige Garne einschließlich

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solcher aus Nylon, Polyestern, Acrylpolymeren, Modacrylpolyneren, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid^ aus den Produkten der Handelsbezeichnung "Darvan" und "Spandex" Uodgl. "behandelt werden. Diese Garne können einenbeliebigen Fasertiter im Bereich von etwa 0,5 bis 200 den/Faden haben, wobei jedoch der Titer im textlien Bereich insbesondere etwa 0,5 bis 10 den/Faden und auf dem Sektor der technischen Garne und Teppichgarne etwa 8 bis 50 den/Faden beträgt. Der Gesamttiter des Garns kann . demgemäß in Abhängigkeit von der jeweils vorgesehenen Verwendung des verarbeiteten Garns erheblich variieren. Der Gesamttiter für Teppichgarn liegt im Bereich von e twa bis 5000 den, vorzugsweise im Bereich von etwa 800 bis • 4000 den. Textilgarne haben zweckmäßig einen niedrigeren Gesamttiter beispielsweise im Bereich von etwa 100 bis 800 den. Natürlich können Garne mit höherem und kleinerem Gesamttiter leicht verarbeitet werden, jedoch können erfindungsgemäß am besten Teppichgarne hergestellt werden, die besonders empfindlich gegenüber Schwankungen bei der Texturierung sind.

Gewisse bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden Beispiel beschrieben.

Beispiel

Eine Faser aus Nylon 6,6 (Polyhexamethylenadipinsäureamid) wurde gemäß der Erfindung, insbesondere nach dem in Fig.1 dargestellten Schema und mit den dort dargestellten Apparaturen verarbeitet. Unverstrecktes Garn wurde einer aus Streckstäbchen und Streckgalette bestehenden Verstreckungsvorrichtung zugeführt, wo es mit einer Geschwindigkeit von 494 m/Min, bei einem Gesamtverstreckungsverhältnis von 3,82 verstreckt wurde. Das frisch verstreckte Garn wurde mit einer Liefergeschwindigkeit von 491,6 m/Minute den ^c* 'isewalzen einer Stauchkräuselkammer zugeführt. Die in Fi₁U ^ - -Λ 7 dargestellte Stauchkräuselkammer wurde ver-■- -. .u

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Ein gekräuseltes Garn mit allgemein sägezahnförmigen Kräuselungen trat mit einer Temperatur von etwa 80 C unter einer Spannung null aus der Stauchkammer aus und wurde durch die in "Fig.2 und 3 dargestellte Kühldüse geleitet, die mit einem Luftdruck von 2,1 atü arbeitete. Der Auftreffwinkel desGasstroms auf dem Garn betrug

30° zwischen dem Garn und den Achsen der Gasaustrittsöffnungen, Dieser Druck und dieser Auftreffwinkel ergaben eine Spannung von 50 bis 75 S ^im Garn. Diese Spannung entsprach etwa 0,019 bis 0,029 g/den. Das vorgespannte Garn aus der Kühldüse lief über eine magnetisch gebremste Kupplung und über einen abgefederten Spannarm zu einer Abzugsgalette, die das laufende Garn unter eine Spannung von · 400 g zwischen der Kupplungsgalette und der Streekgalette brachte. Diese Spannung entsprach etwa 0,154 g/den«, Der Verlauf der Spannung ist in Fig.4 dargestellt.

Von den Abzugsgaletten 34 /wurde das Garn um 5$ der gespannten Länge entspannt und durch eine Garnverwirbelungsdüse geleitet. Das Garn wurde dann als Teppichgarn 2600/136 aus Nylon 66 auf eine Spule gewickelt. Dieses Garn hatte eine Strähnenlänge von etwa 36,8 cm und etwa 59Obis.75OKräuselungen/m. Die Strähnenlänge wurde mit -"meter length raps" gemessen und anschließend vor der Bestimmung der Länge 3 Minuten in Wasser von 60⁰C getaucht«

Das nach diesem Verfahren hergestellte Garn wurde zu einemaus Endlosfäden bestehenden Teppich verarbeitet, der stuckgefärbt wurde. Die Untersuchung des stückgefärbten Produkts ergab, daß es praktisch frei von Schwankungen der Fülligkeit oder des Bausches und der Färbung war. Dies ist ein Zeichen der Gleichmäßigkeit des Garns von Garnkörper zu Garnkörper sowie innerhalb der Garnkörper.

Die Kräuselungszahl pro Meter und die Strähnenlänge deo hergestellten Garna konnten variiert werden. Unter Verwendung einer Stauchkammer wird eine allgemein sägezahn- förmige Kräuselung aus primären und sekundären Kräuselungs-

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amplituden im Garn gebildet. Die Zahl der Kräuselungen kann auf-etwa 118 bis 1180/m oder mehr eingestellt v/erden, wobei etwa 200 bis 790 Kräuselungen pro Meter im allgemeinen besonders bevorzugt werden. Ferner kann die Strähnenlänge des gekräuselten Garns von etwa 25 bis 48 cm nach Belieben in Abhängigkeit von dem jeweiligen Verwendungszweck durch Änderungen der Kräuselungstemperatur, der Nachspannung und ähnliche Einstellungen variiert werden. Der bevorzugte Bereich der Strähnenlänge für Teppichgarne dieses Typs beträgt etwa 28 bis 38 cm.

In der gleichen Weise können andere Kräuselverfahren, z.B_o die Zahnradkräuselung oder Dampfstrahlkräuselung an Stelle der Stauchkammerkräuselung angewendet werden, wobei ähnliche Ergebnisse erzielt werden. Die spezielle Art der Kräuselung ändert sich mit dem angewandten Kräuselverfahren.

Die Erfindung wurde insbesondere im Zusammenhang mit Nylon beschrieben, jedoch werden entsprechend gute Ergebnisse auch mit den anderen genannten synthetischen Endlosfäden erhalten. Ferner können Fäden mit höherem oder kleinerem Gesamttiter und Titer pro Faden mit entsprechend guten Ergebnissen verarbeitet werden.

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Claims (1)

1. P a te n t an s ρ r ü c he .

   1) Verfahren zur Herstellung von Kräuselgarn mit latent ..-„. Bauscheigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß man ein verstrecktes, vorgespanntes mehrfädiges Garn in eine Ivräuselungszone einspeist, das Garn kräuselt, eic· = gekräuselte Garn aus der Kräuselungszone unter einer niedrigen, im wesentlichen konstanten Spannung mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit abzieht, das Garn kühlt, die Spannung des Garns auf einen im wesentlichen konstanten Wert zwischen etwa 0,03 und 0,8 g/den erhöht und hierdurch den Kräuselungsdurchmesser wenigstens teilweise verringert .und das Garn zur Erleichterung derweiteren Verarbeitung verdichtet.

   2) Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannen ein Vorspannen auf etwa 0,003 "bis 0,05 g/den und ein weiteres Nachspannen auf 0,05 bis 0,8 g/den umfaßt.

   3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein frisch verstrecktes Garn der Kräuselungszone zugeführt wird.

   4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung des Garns durch Aufblasen eines unter Druck stehenden Gases auf das Garn vorgenommen wird, wobei durch das Auftreffen des Gases auf dem Garn zusätzlich e.ine Spannung des .Garns erzeugt wird. .

   5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Gas ferner eine Verwirbelung des Garns bewirkt.

   6) Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein endloses mehrfädiges Teppichgarn behandelt wird„

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   7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyamidgarn verarbeitet wird.

   8) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Kräuselungszone abgezogene Garn unter einer.Spannung von weniger als etwa 0,01 g/den gehalten wird.

   9) Verfahren nach Anspruch 1 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung nach dem Spannen durch Verwirbelung mit einem auf das Gas aufgeblasenen, unter Druck stehenden Gas erfolgt, während das Garn sich in einer eingeschlossenen Zone befindet»

   10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung durch Zv/irnen vorgenommen wird.

   11) Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräuselung nach dem Stauchkräuselverfahren in einer Stauchkammer erfolgt.

   12) Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräuselung nach dem Dampfblasverfahren vorgenommen wird.

   15) Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräuselung nach dem Zahnrad-Kräuselverfahren vorgenommen wird.

   14) Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung des Garns vorgenommen wird, während das gespannte Garn um 1 bis ^Ό^ί^ entspannt wird.

   15) Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Faserbündel kontinuierlich in eine einschließende Kavr.iur einspeist, das Paserbündel bei el ^r Zuführung zur Kammer kräuselt, faltet und so

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   legt, daß primäre Faserfalten gebildet werden, die sich gegen die gegenüberliegenden Wände der Kammer legen, die Fasern durch die Kasse derkontinuierlich zugespeisten Fasern durch die Kammer drückt und hierbei einen Druck, durch den die Fasern durch die Kammer bewegt werden, und eine Reibungskraft durch die Fasern gegen die gegenüberliegenden Wände erzeugt, die gegenüberliegenden Wände auseinanderlaufen läßt, um die Reibungskraft der Fasern gegen diese Wände zu vermindern, während man einen Gegendruck/auf' die Fasern ausübt, indem man einen dritten Wandteil der Kammer auf die Fasern zulaufen läßt und hierdurch die Reibungskraft auf die Fasern in einer Richtung von 45 bis 155° zur Richtung der Primärfalten in den Fasern in der Kammer erhöht, wodurch die ungehinderte Freigabe der gekräuselten Fasern aus der. Kammer ermöglicht wird. ' ■

   16) Verfahren nach Anspruch .15, dadurch gekennzeichnet, daß als Faserbündel endlose Fäden verwendet werden.

   17) Verfahren nach Anspruch .15,dadurch gekennzeichnet, daß die gekräuselten Fasern aus der Kammer ausgestoßen werden.

   18) Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als.Bündel von endlosen Fäden ein leppichgarn verwendet wird«

   19) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch Garnverstreckungsraittel (18,20), Garnkräuselmittel (22,24), Garnspannmittel und Garnveräichtunssmlttel (36), wobei die Teile der Vorrichtung aufeinanderfolgend und miteinander zu-

   • sawrnenarbeitend angeordnet sind, das Garnverstreckungs·' mittel aus einer Zuliefergalette (16) und einer Streckgalette (20) mit einem zwischen diesen Galetten zur VarstreokÜrig des Garns (10) angeordneten Streok-

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   stäbchen (18) besteht, die Kräuselungsvorrichtung (22,2'4) relativ zur Verstreckungsvorrichtung (16,13,20) so angeordnet ist, daß sie das frisch verstreckte Garn mit dem kleinstniöglichen Verzug aufnimmt, das Garnsparmmittel so angeordnet ist, daß es das frisch gekräuselte Garn aus der Kräuselungsvorrichtung (22,24) aufnimmt und mit Hilfe einer Bremsrolle (28) und einer Absugsgalette (34) mit einen dazwischen angeordneten Spannungsausgleicher (32) das Garn unter Spannung bringt, wobei das Garn von der gebremsten Rolle (28) über den Spannungsausgleicher (32) und die Abzugsgalette. (34) zur Verdichtungsvorrichtung (36) läuft.

   20) Vorrichtung nach.Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungserzeugende Teil einen eine Vorspannung erzeugenden Teil in Form einer Luftkühldüse (42) umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie einen Luftstrahl gegen das laufende Garn richtet.

   21) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdüse aus zwei mit Abstand zuein ander angeordneten, gegenüberliegenden Wänden (44) besteht, in denen jeweils eine Druckkammer (46) mit einer Gasaustrittsöffnung (48) enthalten ist, wobei die Öffnungen (48) auf den Raum zwischen den Wänden und sur gegenüberliegenden Wand gerichtet sind.

   22) Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckkammer (46) wenigstens zwei parallel zueinander verlaufende Ausgangsöffnungen (48) aufweist, die zur Wand (44), die die Druckkammer (46) enthält, einen Winkel von etwa 5 bis 70° bilden.

   23) Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchkräuselkamuier eine langgestreckte Kammer (19) und ein Zulieferraittel (22) für die Kammer aufweist, wobei die Kammer (19) einen Faaerverdichtunps-

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   Bereich (17) und einen Faseraustrittsbereieh (27) umfaßt, der Faserverdichtungsbereich (17) im wesent liehen parallele Paserführungen (23,29) in der Ebe&e des Zuliefermitteis (22) und ein im wesentlichen paralleles Fasereinschließungsmittel in einer Ebene aufweist, die um 45 bis 135° von der Ebene des Zuliefermittels (22) versetzt ist, der Austrittsbereich . (27) einen divergierenden, die Pasern einschließenden, die Reibung verringernden Teil und einen entsprechenden konvergierenden.,^ einen Gegendruck in den Pasern erzeugenden Teil rn einer Ebene 45 bis 135 zum Zuliefermittel (22) aufweist und der divergierende Teil und der konvergierende Teil so zusammenwirken, daß die Reibungskraft der Pasern von der Ebene des Zuliefermittels zur Ebene des den Gegendruck erzeugenden Teils übertragen wird.

   24) Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der die Pasern einschließende Teil aus zwei gegenüberliegenden Rakelmessern (21) besteht.

   25) Vorrichtung nach Anspruch 24» dadurch gekennzeichnet, daß die Rakelmesser (21) so angeordnet sind, daß sie eine primäre'Divergenz im Verdichtungsbereich (17) und eine sekundäre, größere Divergenz im Austrittsbereich (27) bilden.

   26) Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, _daß die Querschnittsfläche der langgestreckten Kammer (19) im Verdichtungsbereich (17) und im Austrittsbereich (27) ungefähr konstant bleibt, während sich die Form des Innenumfangs der Kammer verändert.

   27) Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß "das den Gegendruck erzeugende Mittel ein Stabilisator (35)ist, der in einer Ebene im rechten Winkel sum Einschließungsmittel im Auatrittsbereich (27) angeordnet ist. ·

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