CH657390A5 - Verfahren zum transport eines fadens mittels eines druckgases. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Transport eines Fadens mittels eines Stroms eines Druckgases, mit 25 einem an das Druckgas angeschlossenen Injektor, welcher einen gemeinsamen Transportkanal für das Druckgas und den Faden aufweist, insbesondere zum Eintragen eines Schussfadens in das Webfach einer Webmaschine, sowie auf einen Injektor zur Durchführung des Verfahrens, welcher 30 eine an eine Quelle des Druckgases anschliessbare Kammer, einen von dieser Kammer ausgehenden ersten Kanal für einen primären Gasstrom, einen mit diesem ersten Kanal zusammentreffenden zweiten Kanal für den zu transportierenden Faden und für einen sekundären Gasstrom und einen 35 dritten Kanal aufweist, in welchem die beiden Gasströme zu einem gemeinsamen Gasstrom für den Transport des Fadens vereinigt werden.

Bei den bisher bekannten und bei modernen pneumatischen Webmaschinen angewandten Verfahren dieser Art 40 werden üblicherweise Injektoren verwendet, bei denen der auch als «Mischrohr» bezeichnete dritte Kanal einen konstanten Querschnitt aufweist.

Zur Erzielung eines möglichst geringen Luftverbrauchs wird der Durchmesser des Mischrohrs gewöhnlich so klein 45 wie möglich gehalten. Ein kleiner Mischrohrdurchmesser weist noch den zusätzlichen Vorteil auf, dass die tatsächliche Bewegungsbahn des Fadens von ihrem Sollwert relativ wenig abweicht, so dass der Faden bei seinem Eintritt in das Webfach innerhalb eines ziemlich eng begrenzten Gebietes so des Webfachquerschnitts zu liegen kommt.

Durch die Erfindung sollen die bekannten Verfahren dahingehend verbessert werden, dass bei einem gegebenen Druck und einem gegebenen Luftverbrauch die vom strömenden Gas auf den zu transportierenden Faden in der 55 Transportrichtung ausgeübte Kraft vergrössert und damit der Wirkungsgrad verbessert wird.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass man den Transportkanal so ausbildet, dass das Verhältnis zwischen dessen Querschnittsfläche und der Massendurch-60 strömmenge in Strömungsrichtung über die Länge des Transportkanals so zunimmt, dass die entstehenden Reibungsverluste durch die grössere Querschnittsfläche zumindest annähernd ausgeglichen werden.

Dabei kann unterschieden werden zwischen:

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a) Der Verwendung eines Injektors, bei welchem der gemeinsame Gasstrom die Schallgeschwindigkeit nicht überschreitet, und

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b) der Verwendung eines Injektors, bei welchem in Abhängigkeit vom angelegten Druck der gemeinsame Gasstrom die Schallgeschwindigkeit überschreitet.

Im ersten Fall und im zweiten, wenn der angelegte Druck für das Erreichen von Überschallgeschwindigkeit zu niedrig ist, tritt unter dem Einfluss der Reibung des strömenden Gases an der Mischrohrwand in der Transportrichtung ein Druckabfall auf, was gleichzeitig eine Dichteverminderung bewirkt.

Dadurch, dass bei einer stationären Strömung durch jeden Querschnitt die gleiche Massenmenge strömt, ist die Geschwindigkeit im zylindrischen Mischrohr der Dichte umgekehrt proportional und somit am Austrittsende des Mischrohres am grössten.

Bei einer Erhöhung des Speisedruckes wird die Geschwindigkeit anfänglich zunehmen, bis bei einem bestimmten Wert dieses Druckes am Ende des Mischrohrs die Schallgeschwindigkeit erreicht ist. Bei einer noch weiteren Steigerung des Speisedruckes kann diese Geschwindigkeit nicht mehr zunehmen, und es wird nur noch eine Steigerung der Dichte auftreten.

Somit erfolgt der grösste Beitrag an die auf den Faden ausgeübte Kraft am Austrittsende des Mischrohres. Da diese Kraft der Länge proportional ist, über welche Faden und Gas in gegenseitiger Berührung sind, würde es auf der Hand liegen, die genannte Kraft durch eine Verlängerung des Mischrohrs zu vergrössern. Dies führt aber nur zu einer Kraftvergrösserung in dem Mischrohrbereich, wo die Geschwindigkeit am niedrigsten ist. Ausserdem würde dabei bei gleichem Druckgefälle weniger Gas durch das Mischrohr strömen können, und die Dichte über der ganzen Länge wäre niedriger als bei einem kürzeren Mischrohr, und es käme zu einem niedrigeren Kraftbeitrag pro Längeneinheit.

Die gestellte Aufgabe wird für einen Fadentransport mit einem subsonischen Gasstrom erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Injektor verwendet wird, dessen dritter Kanal so ausgebildet ist, dass das Verhältnis des Kanalquerschnitts zur Massendurchströmmenge in Strömungsrichtung des Gasstroms in einem solchen Mass zunimmt, dass in jedem Punkt der Strömungsbahn durch den dritten Kanal der durch Reibung verursachte Dichteverlust zumindest annähernd durch den grösseren Querschnitt aufgehoben wird.

Durch die erfindungsgemässe Lösung bleibt die Geschwindigkeit des Gasstroms über die ganze Länge des den dritten Kanal bildenden Mischrohrs konstant, so dass es möglich ist, über die ganze Länge des Mischrohrs die maximale Geschwindigkeit, also Schallgeschwindigkeit, zu erreichen. Die vom gemeinsamen Gasstrom auf den Faden ausgeübte Kraft nimmt entsprechend zu, da diese Kraft dem Quadrat der als Folge der erfindungsgemässen Lösung gesteigerten Geschwindigkeit proportional ist, v/ährend die Dichte nur linear kleiner geworden ist.

Es wird hierzu bemerkt, dass die Anwendung des Erfindungsgedankens zu Mischrohrausführungen führt, bei welchen die Querschnittszunahme pro Längeneinheit ziemlich gering ist. In Graden der Konizität ausgedrückt, wird die Grösse der «konischen Erweiterung» eines erfindungsgemäss ausgebildeten Mischrohres in Abhängigkeit von einer Länge und vom angelegten Speisedruck zwischen Bruchteilen eines Grads und maximal der Grössenordnung eines einzigen Grads liegen. Im zweiten Fall werden bei genügend hohem Speisedruck im primären Gasstrom supersonische Geschwindigkeiten erreicht. Der verwendete Injektor weist in diesem Fall in Strömungsrichtung vor der genannten «Kehle», das ist die Stelle des Zusammentreffens des ersten und des zweiten Kanals, eine Verengung auf, auf welche eine gewisse Querschnittszunahme folgt. Ein solcher

Injektor ist zum Beispiel aus der niederländischen Patentschrift 144 672 bekannt. Auch bei diesem bekannten Injektor wird jedoch ein zylindrisches Mischrohr verwendet.

Die am Ort der «Kehle» auftretende Geschwindigkeit soll s dabei genügend stark supersonisch sein, damit erreicht wird, dass die Geschwindigkeit nach der Mischung mit dem vom Faden mitgesaugten sekundären Luftstrom noch immer supersonisch ist. Da die Geschwindigkeit als Folge der Reibung an der zylindrischen Mischrohrwand jedoch rasch io abnimmt, kann bei diesem bekannten Injektor die supersonische Strömung nur über eine sehr beschränkte Mischrohrlänge aufrechterhalten werden und schlägt anschliessend schlagartig in eine subsonische Strömung um. Falls die Anfangsgeschwindigkeit nach der «Kehle» beispielsweise is das 1,5-fache der Schallgeschwindigkeit beträgt, dann beträgt die Länge bis zum Umschlagen maximal 10- bis 15mal, bei zweifacher Schallgeschwindigkeit 20- bis 30mal den Mischrohrdurchmesser. Die Realisierung noch höherer Geschwindigkeiten ist nicht realistisch, da der dazu benötigte Speise-20 druck sehr rasch die heute üblichen Werte von 7 bis 8 bar überschreiten würde.

Die gestellte Aufgabe wird für einen Fadentransport mit einem supersonischen Gasstrom erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Injektor verwendet wird, dessen dritter Kanal 25 so ausgebildet ist, dass eine als Folge der Reibung verursachte Geschwindigkeitsabnahme zumindest annähernd von einem allmählich grösser werdenden Querschnitt des dritten Kanals aufgehoben wird.

Durch die erfindungsgemässe Massnahme kann im 30 Injektor eine supersonische Geschwindigkeit (bis ungefähr doppelte Schallgeschwindigkeit) realisiert werden, welche im Gegensatz zur bekannten Ausführung, über eine viel grössere Länge, und zwar insbesondere über die ganze Länge des dritten Kanals aufrechterhalten wird. In dieser Weise wird 35 die auf den zu transportierenden Faden ausgeübte Kraft, welche dem Quadrat der Geschwindigkeit des Transportgasstroms proportional ist, beträchtlich vergrössert.

Auch für diesen zweiten Fall gilt, dass die Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen zu einem Mischrohr 40 führt, dessen Konizität die Grössenordnung von einem Grad nicht übersteigt.

Die Erfindung betrifft ausserdem einen beim erfindungsgemässen Verfahren anzuwendenden Injektor.

Dieser Injektor, welcher eine an eine Quelle des Druck-45 gases anschliessbare Kammer, einen von dieser Kammer ausgehenden ersten Kanal für einen primären Gasstrom, einen mit diesem ersten Kanal zusammentreffenden zweiten Kanal für den zu transportierenden Faden und für einen sekundären Gasstrom und einen dritten Kanal aufweist, in so welchem die beiden Gasströme zu einem gemeinsamen Gasstrom für den Transport des Fadens vereinigt werden, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kanal einen in Transportrichtung zunehmenden Querschnitt aufweist, und zwar mit einer Konizität, welche zwi-55 sehen einem Bruchteil eines Grads und der Grössenordnung eines einzigen Grads liegt.

Wie bereits bemerkt wurde, handelt es sich im vorliegenden Fall insbesondere um Injektoren mit einem Mischrohr, dessen (mittlerer) Querschnitt so klein wie möglich ist. 60 Der Luftverbrauch ist dann nämlich so klein wie möglich, und ein mittels eines Injektors mit einem solchen engen Mischrohr eingetragener Schussfaden weist eine grosse Richtungsstabilität auf und wird bei seinem Eintritt in das Webfach innerhalb eines relativ eng begrenzten Gebiets des 65 Webfachquerschnitts liegen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Injektor für einen subsonischen Transportgasstrom,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Injektor für einen supersonischen Transportgasstrom,

Fig. 3 eine Perspektivansicht eines Teils eines einen Transportkanal für die Schussfäden aufweisenden Riets und des Endes des Mischrohrs des Injektors von Fig. 1 oder 2; und

Fig. 4a, 4b je eine Variante der Form des Austrittsendes des Mischrohrs von Fig. 3.

Im in Fig. 1 dargestellten Injektor ist mit 1 ein Eintrittsstück bezeichnet, welches mit einem zentralen Kanal 2 zur Führung des zu transportierenden Fadens vorgesehen ist. Das Eintrittsstück 1 ragt mit seinem, in Transportrichtung gesehen, hinteren Ende la in das eine Ende eines mit 3 bezeichneten Mischrohrs. Das Eintrittsstück 1 und das Mischrohr 3 werden von einem diese beiden Teile umgebenden Gehäuse 4 zusammengehalten und gegenseitig zentriert. Das Gehäuse 4 begrenzt eine ringförmige Kammer 5 um das Eintrittsstück 1 herum, in welche bei 6 ein Druckgas, beispielsweise Druckluft, zugeführt werden.

Das eigentliche Mischrohr wird von jenem Teil des Rohrs 3 gebildet, welcher sich in Transportrichtung nach der sogenannten «Kehle» befindet, das ist in der Figur rechts von dem Punkt, an dem das Ende la des Eintrittsstücks 1 endet, wo also der durch den zentralen Kanal 2 mit dem zu fördernden Faden mitgeführte sekundäre Luftstrom mit dem primären Luftstrom aus der Kammer 5 zusammentrifft. Der links von dieser «Kehle» liegende Teil des Rohrs 3 bildet ein Absatzstück 3', welches zusammen mit dem Ende la des Eintrittsstücks 1 einen ringförmigen Kanal 7 mit einem in Transportrichtung abnehmenden Querschnitt begrenzt. Dieser Kanal 7 steht über Öffnungen 8 in einem Kragen 9 des Eintrittsstücks 1 mit der Kammer 5 in Verbindung. Das eigentliche Mischrohr weist einen in der Verlängerung des zentralen Kanals 2 liegenden Misch- und Transportkanal 10 auf, dessen Querschnitt in der Transportrichtung stetig zunimmt. Bei einem Kanal 10 mit kreisförmigem Querschnitt kann beispielsweise der Durchmesser allmählich von einem Wert von 3 mm bis zu einem Wert von 3,5 bis 4 mm zunehmen, wobei die Mischrohrlänge zwischen dem Zehn- bis Hundertfachen des Mischrohrdurchmessers liegt. Dies bedeutet eine Konizität zwischen ungefähr 0,05 und ungefähr 1 Grad.

Der Injektor von Fig. 2 entspricht zum Grossteil demjenigen von Fig. 1. Entsprechende Teile sind deshalb in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.

In Abweichung von der Ausführung nach Fig. 1 weist der ringförmige Kanal 7 des Injektors von Fig. 2 eine Verengung 7a in einem Abstand vor der «Kehle» auf. Dies bedeutet, dass bei Anwendung eines Speisedrucks des primären Luftstroms, welcher am Ort der Verengung 7a einen Luftstrom von Schallgeschwindigkeit bewirkt, als Folge des in Transportrichtung nach der Verengung 7a divergierenden Teils des Kanals 7 eine Erhöhung dieser Geschwindigkeit stattfinden kann. Selbstverständlich wird diese Erhöhung nur dann auftreten, wenn die Menge des sekundären Luftstroms, welcher zusammen mit dem Faden vom Kanal 2 angesaugt wird,

gegenüber der Menge des primären Luftstroms nicht zu gross ist. Ausgehend von einer bestimmten Menge des primären Luftstroms ist also der Querschnitt des Kanals 2 an ein Maximum gebunden. Der sich im ersten Teil des eigentlichen Mischrohrs 3 mit dem vom Kanal 2 zugeführten sekundären Luftstrom mischende primäre Luftstrom führt dann zu einem Transportluftstrom mit Überschallgeschwindigkeit.

Diese Überschallgeschwindigkeit wird über den restlichen Teil des Mischrohrs 3 aufrechterhalten, da der in der Verlängerung des Kanals 2 liegende Misch- und Transportkanal 10 einen, in Strömungsrichtung gesehen, teilweise zunehmenden Querschnitt aufweist. Die Reibungsverluste, welche bei einem zylindrischen Verlauf des Mischrohrs zu einer schnellen Abnahme der Geschwindigkeit des Transportluftstroms führen würden, werden von diesem zunehmenden Querschnitt kompensiert, und der vorteilhafte Effekt der Überschallgeschwindigkeit des Transportluftstroms wird über die ganze Länge des Mischrohrs 3 ausgenützt.

Das in Fig. 3 dargestellte Riet 11 besteht in bekannter Weise aus profilierten Blattzähnen 1 la, welche gesamthaft einen an einer Längsseite offenen Transportkanal 12 für die ins Webfach der nicht näher dargestellten Webmaschine einzutragenden Schussfäden begrenzen. Während des Betriebs wird das Riet 11 in Richtung des Pfeiles I hin und her bewegt. Mit 13 ist das die Austrittsöffnung tragende Ende des Mischrohrs des Injektors bezeichnet. Im Bereich des Mischrohrendes 13 geht, in der Transportrichtung II des Fadens betrachtet, der Querschnitt des Mischrohres von einem Kreis in eine mehr abgeflachte Form an dem vor dem Eintrittsende des Tunnels 12 liegenden Austrittsende des Mischrohrs über. Die Längsachse des abgeflachten Austrittsquerschnitts liegt dabei ungefähr in der Bewegungsrichtung des Riets, welche ihrerseits ungefähr parallel zur Ebene der nicht näher dargestellten Kettfäden liegt. Der Übergang vom kreisförmigen auf den abgeflachten Querschnitt ist dabei derart, dass die Querschnittsfläche zum Austrittsende hin hauptsächlich gleich bleibt. Gegenüber einer Ausführung mit einem kreisförmigen Austrittsende hat das Mischrohr gemäss Fig. 3 am Austrittsende eine geringere Höhe h'. Es leuchtet ein, dass damit die Sicherheit, dass ein das Mischrohr verlassender Faden innerhalb der Höhe H des Fördertunnels 12 liegt, wesentlich vergrössert ist.

Die Fig. 4a und 4b zeigen zwei Beispiele eines Austrittsquerschnitts für ein Mischrohr, welches aus einem Kernquerschnitt 14 mit vier bzw. drei von diesem in radialer Richtung ausgehenden Ausstülpungen 14a bzw. 14b zusammengesetzt ist. Der Umfang des unverformten Teils des Mischrohrs ist mit gestrichelten Linien dargestellt. Bei diesen Ausführungsbeispielen kommt es im Kernquerschnitt 14 gegenüber den Ausstülpungen 14a, 14b zu einer relativ hohen Luftgeschwindigkeit, so dass der Kernquerschnitt ein Vorzugsgebiet für das Einnisten des Fadens darstellt. Dadurch wird die Richtungsstabilität des Fadens nicht nur in der Richtung senkrecht zur Kettfadenebene (Höhe des Tunnels 12, Fig. 3), sondern auch in der Kettfadenebene (Tiefe des Tunnels 12) verbessert.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. 657 390

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Transport eines Fadens mittels eines Stroms eines Druckgases, mit einem an das Druckgas angeschlossenen Injektor, welcher einen gemeinsamen Transportkanal für das Druckgas und den Faden aufweist, insbesondere zum Eintragen eines Schussfadens in das Webfach einer Webmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass man den Transportkanal (10) so ausbildet, dass das Verhältnis zwischen dessen Querschnittsfläche und der Massendurchström-menge in Strömungsrichtung über die Länge des Transportkanals so zunimmt, dass die entstehenden Reibungsverluste durch die grössere Querschnittsfläche zumindest annähernd ausgeglichen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man für eine die Schallgeschwindigkeit nicht überschreitende Geschwindigkeit des Druckgases im Transportkanal (10) diesen so ausbildet, dass das genannte Verhältnis so zunimmt, dass der durch Reibung verursachte Dichteverlust zumindest annähernd aufgehoben wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man für eine die Schallgeschwindigkeit überschreitende Geschwindigkeit des Druckgases im Transportkanal (10) diesen so ausbildet, dass das genannte Verhältnis so zunimmt, dass die durch Reibung verursachte Geschwindigkeitsabnahme zumindest annähernd aufgehoben wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Injektor verwendet wird, welcher eine an eine Quelle des Druckgases angeschlossene Kammer, einen von dieser Kammer ausgehenden ersten Kanal für einen primären Gasstrom, einen mit diesem ersten Kanal zusammentreffenden zweiten Kanal für den zu transportierenden Faden und für einen sekundären Gasstrom und einen dritten Kanal aufweist, in welchem die beiden Gasströme zu einem gemeinsamen Gasstrom für den Transport des Fadens vereinigt werden, und dessen dritter Kanal (10) so ausgebildet ist, dass das Verhältnis des Kanalquerschnitts zur Massen-durchströmmenge in Strömungsrichtung des Gasstroms in einem solchen Mass zunimmt, dass in jedem Punkt der Strömungsbahn durch den dritten Kanal der durch Reibung verursachte Dichteverlust zumindest annähernd durch den grösseren Querschnitt aufgehoben wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Injektor verwendet wird, welcher eine an eine Quelle des Druckgases angeschlossene Kammer, einen von dieser Kammer ausgehenden ersten Kanal für einen primären Gasstrom, einen mit diesem ersten Kanal zusammentreffenden zweiten Kanal für den zu transportierenden Faden und für einen sekundären Gasstrom und einen dritten Kanal aufweist, in welchem die beiden Gasströme zu einem gemeinsamen Gasstrom für den Transport des Fadens vereinigt werden, und dessen dritter Kanal (10) so ausgebildet ist, dass eine als Folge der Reibung verursachte Geschwindigkeitsabnahme zumindest annähernd von einem allmählich grösser werdenden Querschnitt des dritten Kanals aufgehoben wird.
6. 6. Injektor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welcher eine an eine Quelle des Druckgases anschliessbare Kammer, einen von dieser Kammer ausgehenden ersten Kanal für einen primären Gasstrom, einen mit diesem ersten Kanal zusammentreffenden zweiten Kanal für den zu transportierenden Faden und für einen sekundären Gasstrom und einen dritten Kanal aufweist, in welchem die beiden Gasströme zu einem gemeinsamen Gasstrom für den Transport des Faden vereinigt werden,

   dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kanal (10) einen in Transportrichtung zunehmenden Querschnitt aufweist, und zwar mit einer Konizität, welche zwischen einem Bruchteil eines Grads und der Grössenordnung eines einzigen Grads liegt.
7. 7. Injektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des ersten Kanals (7) in Strömungsrichtung s vor dessen Zusammentreffen mit dem zweiten Kanal (2) eine Querschnittsverengung (7a) vorgesehen ist, welche von einer Querschnittserweiterung gefolgt ist.
8. 8. Injektor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kanal (10) einen kreisförmigen io Querschnitt aufweist und im Bereich seines Austrittsendes (13) derart verformt ist, dass die Austrittsöffnung in wenigstens einer Richtung eine Verengung aufweist, wobei die gesamte Querschnittsfläche an dieser Stelle nicht wesentlich verkleinert ist.

   15 9. Injektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung des dritten Kanals (10) zu einem Querschnitt verformt ist, welcher von einem Kernquerschnitt (14) und einer Anzahl von diesem in radialer Richtung ausgehender Ausstülpungen (14a, 14b) gebildet ist.