DE2617019A1

DE2617019A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung der einkraeuselung eines laufenden synthesefaserkabels

Info

Publication number: DE2617019A1
Application number: DE19762617019
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Reichardt; Guenter Dr Spilgies; Klaus Dr Steiner
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1976-04-17
Filing date: 1976-04-17
Publication date: 1977-10-27
Also published as: DE2617019B2; DE2617019C3

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Einkräuselung
eines laufenden Ssnthesefaserkabels Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Einkräuselung eines laufenden Kabels synthetischer textiler Fäden mit einem Titer im Bereich von 5 bis 500 ktex, wobei die Einkräuselung aus der Geschwindigkeit v0 des noch ungekräuselten Kabels und der Geschwindigkeit v1 ermittelt wird, mit der das gekräuselte Kabel abgezogen wird, und zwar nach der Relation v0 - v1 E 100 % v0 Es ist wichtig, die Einkräuselung dicker Kabel synthetischer textiler Fäden während des Betriebs laufend zu messen, damit bei Abweichungen vom gewünschten Einkräuselungsgrad rechtzeitig Gegenmaßnahmen getroffen werden können.
Es ist bekannt, aus der Umfangsgeschwindigkeit von Rollen vor und hinter einem Meßfeld Längenänderungen zu erfassen, die bei einem Faden,der einer Längenänderung verursachenden Behandlung unterworfen ist, in dem Meßfeld auftreten (DT-AS 1 928 479).
Das Verfahren arbeitet zufriedenstellend bei Bändern mit einem Titer unter 1 ktex.
Es ist weiter bekannt, daß das eben genannte Verfahren auch zur Prüfung der Einkräuselung bei einem dickeren Kabel zur Anwendung kommt (GB-PS 753 082). Es vermag jedoch im Betriebseinsatz nicht zu befriedigen, weil beim Abziehen des Kabels von dem Wägebehälter die im Kabel vorhandenen Einkräuselungsschwankungen voll zur Geltung kommen und oft auch benachbarte Kabelabschnitte ineinander verhakt sind, so daß der so erhaltene Wert für die Einkräuselung sehr stark schwankt und wenig Aussagekraft hat.
Die Bestimmung der Einkräuselung und daraus abgeleiteter Größen, wie Entkräuselung, Kräuselungsbeständigkeit, von einem Kabel wird daher auch heute noch aus Meßergebnissen an Einzelfäden ermittelt. Nach der Prüfnorm TGL 142 - 2014 muß die Anzahl der Prüflinge mindestens 100 betragen, dadurch ergibt sich eine Prüfzeit von mehreren Stunden für einen Wert.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Einkräuselung am laufenden Kabel kontinuierlich zu messen; es muß sich um ein zerstörungsfreies Prüfverfahren handeln und die Meßgrößen müssen hinreichend genau und reproduzierbar sein.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Walzenaggregat das gekräuselte Kabel mit eine Spannung s1 zwischen 0,02 und 0,5 Nlktex zieht, wobei sich die Stärke auf das ungekräuselte Kabel bezieht. Es hat sich ergeben, daß sich die bisher beobachteten Schwankungen des Wertes E für die Einkräuselung auf ein vertretbares Maß reduzieren. Die erhaltenen Werte E sind ein brauchbares Beurteilungskriterium für die Einkräuselung eines Kabels mit einem Titer im Bereich von 5 bis 500 ktex.
Der Wert E für die Einkräuselung des Kabels,der nach Vo ~ V1 E = - 100 % vO bestimmt wird, kommt dem diskontinuierlich nach TGL 142 -2014 gemessenen zahlenmäßig und verfahrensmäßig nah, da bei beiden Prüfmethoden zur Messung der Länge des gekräuselten nur vorbelasteten Fadens eine geringe, aber definierte Vorspannung aufgebracht wird.
Das Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Einkräuselung ist geeignet für alle Kabel synthetischer textiler Fäden mit einem Titer von 5 bis 500 ktex, ganz besonders geeignet aber bei Kabeln mit einem Titer zwischen 20 und 200 ktex.
Die erfindungsgemäß erforderliche Kabelspannung vor dem Abzugsaggregat soll teilweise durch eine Aushängestrecke erzeugt werden. Eine Aushängestrecke ist vorteilhaft, weil das gekräuselte Kabel bereits in der Kräuselvorrichtung sowie auf einem Wägebehälter, auf den es herunterfällt, verhaken kann und durch das Abziehen nach oben diese Kabelballungen ("Klumpen") sich wieder auflösen. Der Wägebehälter dient in praxisüblicher Weise zur Gewichtssteuerung der Kabelabzugsgeschwindigkeit, ist aber für das erfinderische Verfahren ohne Bedeutung.
Das Gewicht des Kabels in der Aushängestrecke reicht häufig zur Aufbringung der gesamten Vorspannung nicht aus. Es sprechen auchPlatzgründe gegen eine hohe Aushängestrecke.
Aus regelungstechnischen Gründen ist es sowieso erwünscht, wenn ein Teil der Spannung durch eine oder mehrere gebremste Walzen aufgebracht wird. Durch das Zwischenschalten von gebremsten Walzen nach der Aushängestrecke aber vor dem Abzugsaggregat lkßt sich die gewünschte Vorspannung in einem weiten Bereich, variabel einstellen.
Die Bremswalzen müssen sich drehen, sie dürfen nicht so weit gebremst sein, daß das Kabel darüber rutscht. Es kann eine Hintereinander!schaltung mehrerer unterschiedlich gebremster Walzen erforderlich sein. Gewöhnlich sind 3 bis 10 gebremste Walzen ausreiciend. Auch dort wo eine genügend hohe Aushängestrecke vorgesehen werden kann, ist es zweckmäßig, die Vorspannungen auf den gekräuselten Faden nicht alleine durch das Eigengewicht dBs Kabels aufzubringen. Gerade wegen möglicher Kabelballungen; beim Abziehen aus dem Wägebehälter muß noch eine Reserve bei der Regelung der Bremskräfte vorhanden sein, was durch eine Regelung der Bremsmomente der Bremswalzen besonders einfach möglich ist.
Ein Synthesefaserkabel erfährt nicht nur durch einen Kräuselprozeß eine Längenänderung, es treten auch durch thermische und hydrothermische Kabelfixierungen Längenänderungen auf.
Soll die Einkräuselung eines Kabels an einer späteren Stelle in der Kabelstraße, beispielsweise nach der Thermofixierung, gemessen werden, so wäre die ursprüngliche Kabelgeschwindigkeit vO vor der Kräuseleinrichtung keine geeignete Bezugsgröße für die Einkräuselung. Durch eine Modltltatlon Kann auch an anderen Stellen innerhalb des Kabelaufs die Kräuselung gemessen werden. Die Geschwindigkeit v1 und die Kabelvorspannung s1 bei dieser Geschwindigkeit werden hierbei über eine mitdrehende Aufnehmerwalze abgegriffen. Zur Messung der Geschwindigkeit des ungekräuselten Kabels ist in der Nähe, und zwar hinter der Aufnehmerwalze, zusätzlich eine Einrichtung erforderlich, die das bereits vorgespannte Kabel so stark weiterdehnt, daß seine Kräuselung geglättet ist.
Diese Entkräuselung wird durch ein das Kabel weitertransportierendes Abzugsaggregat erreicht. Die Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalzen des Aggregates ist hierbei praktisch der Geschwindigkeit v2 des entkräuselten Kabels gleichzusetzen, so daß die Einkräuselung nach der Relation v = E = 2 1 100 % V2 zu ermitteln ist. Nicht durch die Einkräuselung verursachte Längenänderungen sind damit eliminiert. Nach dem Kabelschnitt, der in einem späteren Abschnitt der Bandstraße (ebenfalls unter höherer Spannung) erfolgt, bildet sich die Kräuselung der Schnittfaser im nun spannungsarmen Zustand soweit zurück, wie es für ihre Weiterverarbeitung notwendig ist.
Die Vorrichtung zur Entkräuselung des Kabels ist analog der oben beschriebenen Vorrichtung aufgebaut. Es entfällt die Aushängestrecke, und die Bremsmomente der Walzen ebenso wie die Kabelspannung s2 vor dem Abzugsaggregat sind erheblich größer.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Figur 1 eine Meßvorrichtung, die unmittelbar hinter der Kräuseleinrichtung eingebaut ist, Figur 2 eine Meßvorrichtung, mit der die Einkräuselung nach der Thermofixierung gemessen werden kann.
Das verstreckte Synthesefaserkabel 1 läuft mit der Geschwindigkeit vO in praxisüblicher Weise in eine Stauchkräuselmaschine, die im wesentlichen aus den Einzugswalzen 2 und der Stauchkammer 3 besteht. Das nun gekräuselte Kabel fällt anschließend in einen Wägebehälter 4, der zur Gewichtssteuerung des Kabelabzugs dient, für das erfindungsgemäße Verfahren aber ohne Bedeutung ist. Das gekräuselte Kabel wird von einem Abzugswalzenpaar 5 abgezogen. Es hat dabei die Geschwindigkeit v1. Zweckmäßigerweise sind je eine Walze der Walzenpaare 2 und 5 kraftschlüssig mit einem Tachogenerator verbunden, so daß die Geschwindigkeiten als elektische Signale zur Verfügung stehen. Das gekräuselte Kabel durchläuft die Ausnängestrecke der Höhe h und wird über 4 elektromagnetisch gebremste Walzen 6 gezogen und dabei schrittweise bis nach Verlassen der letzten Walze auf die Spannung s gebracht.
Die Kabelspannung s1 wird über eine Aufnehmerwalze 7 durch ein in der Textilprüfung übliches Meßgerät erfaßt. Es ist zweckmässig, eine Regelvorrichtung 8 vorzusehen, die so auf die gebremsten Walzen einwirkt, daß die Fadenspannung s1 möglichst konstant bleibt. Um Spannungsschwankungen zu vermeiden, müssen die mit einstellbarem Bremsmoment gebremsten Walzen 6 durch die Haftkraft des Kabels gleichmäßig mitgedreht werden. Die Haftkräfte müssen größer als die Bremskräfte sein, damit Rutscheffekte vermieden werden. Der Spannungsaufbau auf den Wert s1 ist über eine genügende Anzahl von Bremswalzen in kleinen Stufen vorzunehmen.
Mit der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung kann die Kabeleinkräuselung an einer Stelle der Kabelstraße erfaßt werden, nachdem es zu Längenänderungen infolge Substanzschrumpfs gekommen ist. Die KabelgeschwindigkeitvO vor derKräuseleinrichtung ist hier nicht die geeignete Bezugsgröße. Das bereits gekräuselte Kabel 11 kommt über ein Band 12 aus dem Trockenschrank 13. Bei 14 wird die Kabellage fotoelektrisch abgetastet und über eine Regelstrecke 15 der Kabelweitertransport durch das Walzenaggregat 16 gesichert. Der Kabelverlauf ist zunächst identisch mit dem Kabelverlauf in Figur 1.
Das Kabel durchläuft eine Aushängestrecke der Höhe h und wird durch gebremste Walzen 17 soweit abgebremst, daß die gemessene Fadenspannung zwischen 0,02 und 0,5 N/ktex liegt, wobei sich die Stärke auf das ungekräuselte Kabel bezieht.
Weiterhin sind vor das Abzugsaggregat 16 wiederum gebremste Walzen 19 geschaltet und es ist eine Vorrichtung 20 eingebaut, mit der die wesentlich höhere, die Kräuselung glättende Kabelspannung s2 gemessen wird. s2 liegt zwischen 0,5 und 50 N/ktex, vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 30 N/ktex. Mit 21 und 22 sind Regeleinrichtungen angedeutet, die so auf die Bremsmomente wirken, daß die Spannungen s und s2 näherungsweise konstant bleiben. Als Wert für die Einkräuselung ergibt sich v2 -v1 E =. 100 %.
V2 Durch die Möglichkeit, die Einkräuselung an verschiedenen Stellen zu messen, können verschiedene Einflüsse auf die Einkräuselung, z.B. Druck, Feuchtigkeit, Temperatur schnell festgestellt werden. Die Einkräuselung ist eine gut geeignete Größe zur Überwachung der Kabelstraße.
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Einkräuselung E eines laufenden Kabels synthetischer textiler Fäden mit einem Titer im Bereich 5 bis 500 ktex, wobei die Einkräuselung aus der Geschwindigkeit v0 des ungekräuselten Kabels und der Geschwindigkeit VI, mit der das gekräuselte Kabel abgezogen wird, nach der Relation E = vo v1 E = --- 100 % vo ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abzugsaggregat (5) das gekräuselte Kabel mit einer Spannung zwischen 0,02 und 0,5 N/ktex zieht, wobei sich die Stärke auf das ungekräuselte Kabel bezieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abzugsaggregat (5) das gekräuselte Kabel mit einer Spannung s1 zwischen 0,03 und 0,3 N/ktex zieht, wobei sich die Stärke auf das ungekräuselte Kabel bezieht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gekräuselte Kabel eine Kabelaushängestrecke der Höhe h durchläuft und gebremste Walzen (6) dreht, wobei die durch das Kabelgewicht entstehende Spannung sh maximel 9/10 der Spannung sl vor dem Abzugsaggregat (5) erreicht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich durch das Gewicht des Kabels ausbildende Spannung sh zwischen 1/10 s1 und 3/4 s1 liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelspannung s1 durch Regelung der Bremsmomente bei einer oder mehreren Bremswalzen (6) konstant gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gekräuselte Kabel unter der Vorspannung si mit der Geschwindigkeit vl über die Aufnehmerwalze (18) gezogen wird und daran anschließend von einem Walzenaggregat (16) mit einer so hohen Spannung abgezogen wird, daß das Kabel vor dem Walzenaggregat (16) nicht mehr gekräuselt ist und die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen (16) die Geschwindigkeit v2 des ungekräuselten Kabels ergibt, wobei Bremswalzen (19) und eine Meßwalze (20) vorgeschaltet sind.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, bestehend aus dem Zuführwalzenpaar einer Kräuseleinrichtung, einem Auffangbehälter und einem Abzugsaggregat, sowie Meßaufnehmern für die Abzugsgeschwindigkeit des gekräuselten Kabels und für die Geschwindigkeit des ungekräuselten Kabels, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Auffangbehälter (4) und vor dem Abzugsaggregat (5) eine Aushängestrecke und gebremste Walzen (6) vorhanden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abzugsaggregat (5) eine Meßeinrichtung (7) für die Kabelspannung s1 eingebaut ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß elektromagnetisch gebremste Walzen (6) eingebaut sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Umfangsgeschwindigkeii:der Stauchkräuselwalzen (2) die Geschwindigkeit des ungekräuselten Kabels ermittelt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Meßwalze (18) weitere Bremswalzen (19), eine Kabelspannungsmeßwalze (20) und ein Abzugswalzenaggregat (16) vorhanden sind.