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Vorrichtung zum fortlaufenden Behandeln endloser Fäden, insbesondere
Kunstseidefäden, mit strömenden Behandlungsflüssigkeiten sowie Verfahren zum Anspinnen
des Fadens unter Verwendung dieser Vorrichtung Es ist bekannt, endlose Fäden, insbesondere
frisch gefällte Fäden des Viscose- oder Kupferspinnverfahrens, in Röhren nachzubehandeln,
in welchen der Faden von der strömenden Behandlungsflüssigkeit geführt wird. Da
bekanntlich der frisch gesponnene Kunstseidefaden bis zu seiner Fertigstellung eine
größere Anzahl von Nachbehandlungen durchmachen muß und jede einzelne dieser Behandlungen
eine Zeit von einigen Sekunden in Anspruch nimmt und daher bei einer Fadenlaufgeschwindigkeit
von etwa 1 m pro Sekunde einige Meter (z. B. 3 bis 6 m) Behandlungsrohr für jede
Stufe erforderlich sind, werden die Vorrichtungen zum fortlaufenden Behandeln endloser
Fäden meist außerordentlich umfangreich, so daß für sie erheblich mehr Platz benötigt
wird als für die übliche diskontinuierliche Fadennachbehandlung in einzelnen Wasch-,
Entschwefelungs-, Bleich- und Avivierstationen.
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Zur Verminderung des Raumbedarfs derartiger Vorrichtungen zur Fadennachbehandlung
im kontinuierlichen Verfahren sind bereits die verschiedensten Vorschläge gemacht
worden. So ist es bekannt, das Rohr in horizontal liegenden Windungen zu führen,
wobei der Faden nach Verlassen eines Behandlungsrohres über Galetten oder Glasstäbe
der nächsten Behandlungsstufe, welche vorzugsweise unterhalb der vorhergehenden
angeordnet ist, zugeleitet wird. Die Führung des Fadens über Galetten vergrößert
jedoch den ohnehin zu großen Raumbedarf dieser Nachbehandlungsvorrichtungen noch
mehr. Außerdem bedingt das Führen des noch relativ frischen Fadens in freier Luft
über Glasstäbe oder Führungsösen Einzelfadenrisse und Flusenbildung. Es ist auch
eine Vorrichtung bekannt, bei der die einzelnen horizontalen Behandlungssysteme
unmittelbar übereinander angeordnet und der Faden ohne Zuhilfenahme von Führungsorganen
unmittelbar von einer Stufe zur nächsten geleitet wird, wobei die Enden der einzelnen
Behandlungsröhren schwenkbar ausgebildet sind, um beim Anspinnen die Fadenaus- und
-eintrittsstellen aufeinanderfolgender Behandlungsrohre übereinanderstellen und
so den Faden durch einen die gesamte Apparatur durchfließenden Wasserstrom durch
alle Behandlungsrohre führen zu können. Die Kompliziertheit dieser Vorrichtung liegt
auf der Hand.
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Ohne Zuhilfenahme von Führungsorganen wird auch bei einer anderen
bekannten Vorrichtung, welche aus einer Mehrzahl übereinander angeordneter, horizontal
liegender kreisförmiger Rohrschlangen besteht, der Faden von einer Behandlungsstufe
zur nächsten geleitet. Das Hindurchführen des Fadens durch derartige Rohrschlangen
bietet erhebliche Schwierigkeiten, weil er dabei stets dazu neigt, sich an die Innenwandung
der Rohrschlangen anzulegen, wodurch ein erheblicher Reibungswiderstand entsteht,
wenn nicht sehr große Flüssigkeitsmengen benutzt «-erden. Auch diese Vorrichtung
besitzt so große Ausmaße, daß ihr Einbau in Spinnmaschinen mit zahlreichen Spinnstellen
praktisch nicht in Betracht kommt.
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Das gleiche gilt wegen ihres komplizierten und sperrigen Aufbaus für
eine weitere bekannte Vorrichtung, deren einzelne Behandlungseinrichtungen aus kreisförmigen
Querschnitt aufweisenden Rohrschlangen bestehen, die, mit ihrer Achse horizontal
liegend, senkrecht übereinander angeordnet sind. Die Förderung des Fadens durch
die Rohrschlangen erfolgt mit Hilfe von Injektoren. Zwischen- den einzelnen Behandlungsstufen
wird der Faden jedesmal über Rollen und Walzen geleitet, was eine recht umständliche
Art der Führung darstellt.
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Es sind ferner Vorrichtungen mit senkrecht stehenden Behandlungsrohren
bekannt. Bei diesen bereitet die Führung und Förderung des Fadens durch die Rohre
stets Schwierigkeiten. Allen derartigen Apparaturen ist die Anordnung von Injektoren
an den einzelnen Behandlungsrohren gemeinsam, mit deren Hilfe der Faden mit entsprechender
Geschwindigkeit in die Rohre hineingezogen wird. Bei Verwendung von Injektoren werden,
da der Querschnitt der Rohrleitungen ein gewisses Mindestmaß nicht unterschreiten
kann, sehr große Flüssigkeitsmengen benötigt, zu deren Umlauf wiederum große Pumpenaggregate
erforderlich
sind, die auch den entsprechenden Druck für-- den Betrieb der Injektoren liefern
müssen und die zufolge ihres erheblichen Kraftbedarfs die gesamte Anlage unwirtschaftlich
machen. Eine bekannte, mit Injektoren zur Flüssigkeits- und Fadenförderung ausgestattete
Nachbehandlungsvorrichtung besteht aus einem System von senkrecht stehenden U-Rohren.
Beim Übergang von einem in das nächste Behandlungsrohr durchläuft der Faden eine
freie Luftstrecke, wobei sich außerdem nicht verhindern läßt, daß Behandlungsflüssigkeit
aus dein vorhergehenden in das jeweils nachfolgende Rohr übertritt, d. h. daß eine
Trennung der einzelnen Behandlungsflüssigkeiten voneinander nicht gewährleistet
ist. Dies ist ebenso bei einer anderen bekannten Vorrichtung dieser Art der Fall,
die aus mehreren hintereinandergeschalteten Behandlungsrohren besteht, die je so
ausgebildet sind, daß unterhalb eines zur Einführung des Fadens dienenden Injektors
eine birnenförmige Erweiterung im Behandlungsrohr vorgesehen ist, die unten in der
Mitte mit einem Ablaufrohr für den Faden und seitlich mit einer Ableitung für die
überschüssige Flüssigkeit versehen ist, welche ihrerseits durch ein weiteres Verbindungsrohr
mit dem Einmündungsraum des Injektors in Verbindung steht. Die Verwendung dieser
Vorrichtung an den üblichen Spinnmaschinen der Viscose- Oder Kupferseidenspinnerei
verbietet sich schon wegen ihres komplizierten sperrigen Aufbaus.
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Schließlich ist eine Vorrichtung zum NTachbehandeln von endlosen Fäden
im kontinuierlichen Arbeitsgang bekanntgeworden, welche aus einem System aufeinanderfolgender,
an ihren Eintrittsenden je mit einer wasserstrahlpumpenähnlichen Vorrichtung zur
Einführung des Fadens und der Behandlungsflüssigkeit versehenen Rohren besteht,
die terrassenartig in Wannen angeordnet sein können. Es wurde schon erwähnt, daß
die Injektoren einen hohen Flüssigkeitsverbrauch haben und damit praktisch untragbare
Anforderungen an den Betrieb stellen. Das Überleiten des Fadens von einer Behandlungszone
in die nächste erfolgt bei dieser Vorrichtung über Glasstäbe, die bei der erheblichen
Zahl von aufeinanderfolgenden Behandlungsstufen eine zu große Reibung auf den Faden
ausüben, so daß er an diesen Stellen zumindest flusig_ wird, wenn er nicht überhaupt
reißt.
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Die Erfindung schlägt nun eine Vorrichtung zum fortlaufenden Behandeln
endloser Fäden, insbesondere Kunstseidefäden, mit verschiedenen strömenden Behandlungsflüssigkeiten
in-- einem System senkrecht stehender auf und ab steigender Rohre, die verschiedene
Behandlungszonen bilden, vor, bei welcher die geschilderten Nachteile der bekannten
Nachbehandlungsapparaturen vermieden sind.
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Erfindungsgemäß ist -am Anfang jeder Behandlungszone am absteigenden
Rohrschenkel oben ein Flüssigkeitsüberlauf und am Ende jeder Behandlungszone am
aufsteigenden - Rohrschenkel oben ein Flüssigkeitsablauf angeordnet, der ein wenig
unterhalb- des Überlaufes liegt, wobei das aufwärts gerichtete Ablaufrohrende einer
vorhergehenden Behandlungszone und das abwärts gerichtete Einlaufrohrende der folgenden
Zone durch Rohrbögen miteinander verbunden sind, die beim Betrieb der Vorrichtung
flüssigkeitsleer sind.
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Sind die Rohrwindungen der einzelnen Behandlungszonen in hintereinander
parallelen Ebenen angeordnet, können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die
rechtwinklig zu -diesen Ebenen angeordneten Rohrbogenverbindungen der einzelnen
Zonen untereinander und dementsprechend auch die Flüssigkeitszu- und -ableitungen
abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten des Behandlungssystems angeordnet sein.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich durch eine bisher
nicht erreichte gedrängte Bauart aus, erfordert daher nur wenig Raum und läßt sich
leicht an jeder Spinnstelle anordnen. Ihr Flüssigkeitsbedarf im praktischen Betrieb
ist außerordentlich gering, weil keinerlei Injektoren benötigt werden, sondern die
Strömung der Behandlungsflüssigkeit nur unter Verwendung der geringen Niveaudifferenz
zwischen Einlauf- und Austrittsstelle an jedem Behandlungsrohr erfolgt. Die Vorrichtung
benötigt keine mit Maschinenkraft angetriebenen Teile und ist daher äußerst betriebssicher.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist von der Anordnung besonderer
Injektoren oder sonstiger Fadeneinführungsv orrichtungen bewußt abgesehen. Es hat
sich gezeigt, daß es zur Fortbewegung des Fadens, wenn er einmal in das Rohrsystem
eingefädelt ist, keiner besonderen Hilfsmaßnahmen bedarf, seine Führung vielmehr
mit genügender Geschwindigkeit und Sicherheit durch die strömenden Behandlungsflüssigkeiten
selbst erfolgt, wenn die einzelnen Behandlungsrohre im Sinne der Erfindung durch
Rohrbögen miteinander verbunden sind, die beim Betrieb der Vorrichtung von Behandlungsflüssigkeit
frei sind. Der einmal eingefädelte Faden läßt sich unter Erübrigung besonderer Führungsrollen
zwischen den einzelnen Behandlungsstufen, die in ihrer Geschwindigkeit nur schwer
der jeweiligen Schrumpfung oder Längung des Fadens während der Behandlung angepaßt
werden können und die außerdem eine Quelle ständiger Betriebsstörungen darstellen,
in einfachster Weise durch diese Rundungen von einem zum anderen Behandlungsbad
überführen, ohne daß die Gefahr einer Vermischung der verschiedenen Behandlungsbäder
besteht. Es ist vielmehr eine einwandfreie Trennung der einzelnen Behandlungsflüssigkeiten
gewährleistet. Obwohl keine sich drehenden Führungsorgane vorgesehen sind, tritt
keine schädliche Reibung des Fadens an den Rohrbogenwandungen auf, da diese durch
den aus den 50 bis 80° heißen Behandlungsflüssigkeiten aufsteigenden Wasserdampf
hinreichend feucht gehalten werden und der Faden innerhalb des geschlossenen Rohres
mehr als 600°/o Feuchtigkeit mit sich führt.
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Die Badflüssigkeiten der einzelnen Behandlungszonen können in der
Fadenlaufrichtung durch die Rohre der Vorrichtung geleitet werden, so daß der Faden
von der strömenden Flüssigkeit geführt wird. Insbesondere, wenn die Flüssigkeitsströmung
nur wenig größer ist als die Fadenlaufgeschwindigkeit und wenn die Abzugsrollen
hinter der Nachbehandlungsapparatur schlupfläufig angetrieben werden, erzielt man
hierdurch eine fadenschonende Nachbehandlung und eine elastische, den Dehnungs-
und Schrumpfungstendenzen frei Rechnung tragende Fadenführung. Leitet man dagegen
den Flüssigkeitsstrom entgegen der Fadenlaufrichtung, wobei der Faden natürlich
mit starkem Zug aus der Nachbehandlungsapparatur abgezogen werden muß, so wird der
Faden geschlossener geführt und steht ständig unter Spannung, so daß Schrumpfungsbestrebungen
entgegengearbeitet wird. Schließlich ist es auch noch möglich, die einzelnen Behandlungsflüssigkeiten
zum Teil im Gleichstrom, zum Teil im Gegenstrom zu dem laufenden Faden zu führen
und so den
Längungs- und Schrumpfwirkungen der einzelnen Bäder mehr
oder weniger nachzukommen oder entgegenzuarbeiten, so daß man es in der Hand hat,
in einfachster Weise die Fadeneigenschaften zu variieren.
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Die Verbindung der Behandlungsrohre mittels Rohrbögen ermöglicht es,
beim Anspinnen den Faden mit Hilfe einer einzigen Anspinnflüssigkeit selbsttätig
durch die gesamte Nachbehandlungsvorrichtung, d. h. durch alle verschiedenen Zonen
hindurchzufädeln, ohne daß es notwendig ist, ihn jedesmal am Ende einer Behandlungszone
neu zu ergreifen und neu in das nächste Behandlungsrohr einzuführen. Das Anspinnen
des Fadens wird erfindungsgemäß sehr einfach auf die Weise durchgeführt, daß zunächst
die zwischen den einzelnen Behandlungszonen befindlichen Zu- und Abläufe geschlossen
werden, «las gegebenenfalls für jede Nachbehandlungsvorrichtung, also für jede Spinnstelle,
bei geeigneter Kupplung durch einen Irlandgriff erfolgen kann. Dann wird eine Anspinnflüssigkeit,
beispielsweise heißes Wasser, mit dem von der Spinnmaschine kommenden Faden durch
das gesamte geschlossene Rohrsystem geführt und der Faden a E ,
in nde des
letzteren ergriffen und auf die Abzugsgaletten gelegt. Nach Abstellung des Wassers
werden die Flüssigkeitszu- und -abläufe wieder geöffnet, wodurch die die Behandlungszonen
verbindenden Rohrbögen flüssigkeitsleer werden, worauf die einzelnen Behandlungszonen
mit der jeweils erforderlichen besonderen Behandlungsflüssigkeit kontinuierlich
beschickt werden.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Vorrichtung nach der Erfindung
gehen aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor.
In diesen zeigt Fig.1 ein einer Behandlungszone entsprechendes Teilstück der Vorrichtung
mit Übergang zum nächsten Teilstück, Fig. 2 den Zu- und Ableitungskopf in vergrößertem
Maßstab, Fig. 3 ein aus mehreren Teilstücken bestehendes Vorrichtungsaggregat in
einer Wanne in Draufsicht, Fig.4 eine perspektivische Ansicht eines Vorrichtungsaggregates,
wobei zwei Teilstücke voll und außerdem der Anschluß zum dritten Teilstück gezeichnet
sind, Fig. 5 den Einbau eines Vorrichtungsapparates in einer Spinnmaschine.
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Fig. 1 zeigt ein aus zwei vollen Rohrwindungen 1 a und 1 b bestehendes
Teilstück der Vorrichtung, das in einer Wanne 6 mit Ablauf 7 montiert ist. Der Zulauf
2 ist als Trichter ausgebildet, kann aber jede andere bekannte Form haben und kann
insbesondere auch gegen die Außenluft abgeschlossen sein. Am absteigenden Rohrschenkel
1 a ist ein Flüssigkeitsüberlauf 3 mit oben offenem Ansatzrohr vorgesehen, während
am aufsteigenden Rohrschenkel 1 b oben ein Flüssigkeitsablauf 4, ebenfalls mit oben
offenem Ansatzrohr, angeordnet ist, der etwas unterhalb des Überlaufs 3 liegt. Die
Niveaudifferenz der seitlichen Ansätze 3 und 4 bestimmt das Gefälle. Mit 2' und
3' sind der Zulauf und Überlauf des nächsten Teilstückes bezeichnet, das unterhalb
der Papierebene parallel zu dieser angeordnet zu denken ist. In Fig.2 ist der durch
einen Rohrbogen gebildete Übergang vom Teilstück 1 bzw. von dessen aufsteigendem
Rohrschenkel 1 b zum Teilstück 1' bzw, zu dessen absteigendem Rohrschenkel 1'a in
vergrößertem Maßstab gezeichnet, wobei auch die Schliffverbindung 5 zu erkennen
ist, die auch durch eine Schlauchverbindung ersetzt sein könnte. Die die einzelnen
Teilstücke der Vorrichtung bildenden gewundenen Rohre bestehen aus einem gegen die
anzuwendenden Chemikalien widerstandsfähigen N-laterial, beispielsweise Glas, und
haben glatte Innenwandung.
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In Fig.3 ist ein aus einer Mehrzahl von Teilstücken 1, 1', 1", l"'.
. . zusammengesetztes Aggregat in Draufsicht dargestellt. Dieses ist in eine mit
der Spinnmaschine fest verbundene Wanne eingesetzt, die durch Querwände unterteilt
ist, so daß für jedes Teilstück ein besonderes Wannenfach 6, 6', 6", 6"' . . . vorgesehen
ist, das jeweils einen Abfluß 7, T, 7", 7/". . . besitzt. Aus dem Überlauf und dem
Ablauf fließt die aus einem Teilstück kommende Behandlungsflüssigkeit frei in das
betreffende Wannenabteil und von da aus in eine (nicht gezeichnete) Sammelleitung.
Bei einem eventuellen Bruch in dem Behandlungsaggregat läuft bei dieser Anordnung
die aus der Bruchstelle austretende Flüssigkeit ebenfalls durch die Wanne ab, so
daß Verluste an Badflüssigkeit und Verschmutzungen der Apparatur vermieden werden.
Zur Reparatur kann nach Abstellen der Spinnstelle und Schließen der Badzuleitungen
für die betreffende Behandlungsstelle das Aggregat herausgehoben und erneuert werden,
so daß nur eine kurze Unterbrechung des Spinnvorganges für diese eine Stelle erforderlich
ist. Man erkennt in Fig.3, daß die Flüssigkeitszuleitungen 2, 2', 2", 2"' . . .
sich abwechselnd auf der rechten und linken Seite der Behandlungsrohre befinden,
so daß der Faden in dem Teilstück 1 von rechts nach links, im Teilstück 1' von links
nach rechts usw. durch die Behandlungsrohre geführt wird.
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Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Aggregates, bei dem
der Faden das erste Teilstück (Rohrwindungen 1 a und 1 b) von hinten nach vorn,
das parallel dahinterliegende zweite Teilstück (Rohrwindungen 1' a. und 1' b) von
vorn nach hinten durchläuft usw. Durch die Anordnung der einzelnen Vor r ichtungsteile
in hintereinanderliegenden parallelen Ebenen derart, daß die rechtwinklig zu diesen
Ebenen angeordneten Rohrbogenverbindungen der einzelnen Zonen untereinander und
dementsprechend auch die Flüssigkeitszu- und -ableitungen abwechselnd auf gegenüberliegenden
Seiten des Behandlungssystems angeordnet sind, ist es möglich, eine Nachbehandlungsapparatur,
die z. B. aus sechs Behandlungszonen (Teilstücken) mit je vier Rohrschenkeln von
etwa 1 m Länge (also zwei vollen Windungen mit etwa 41/a m Gesamtlänge) bei einem
inneren Rohrdurchmesser von 8 bis 9 mm besteht, auf einer Grundfläche von 20 X 30
cm unterzubringen.
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Der Einbau der Nachbehandlungsvorrichtung nach der Erfindung in eine
Kunstseidespinnmaschine ist in Fig. 5 veranschaulicht. Der von der Spinndüse 8 kommende
Faden 10 wird nach Verlassen des Fällbades 9 zwischen den Galetten 11 verstreckt
und fällt durch die erste Flüssigkeitszuführung 2 in das aus den sechs Teilstücken
1, 1' . . . 1v bestehende Nachbehandlungsaggregat, das sich in der Wanne 6 befindet.
(Die einzelnen Fächer sowie die Einzelheiten an den Rohren sind nicht eingezeichnet.)
Den Trichtern 2, 2', 2". . . werden die Behandlungsflüssigkeiten beispielsweise
aus Vorratstanks 12 durch Heber 13 zugeführt. Der aus der tulpenförmigen Erweiterung
14 am Ende des letzten Teilstückes 1v austretende Faden 10 wird über Galetten 15
abgezogen und über eine Führungsrolle 16 nach Passieren eines Fallschachtes 17 auf
einem endlosen Band 18 in losen Schlingen abgelegt und getrocknet. Er wird dann
über Fadenführer durch eine Galette 19 der Glockenspindel 20 zugeführt, wo er gezwirnt
und aufgespult wird.
Die hier gezeigte Anordnung wiederholt sich
für jede weitere Spinnstelle. Fadenerzeugung und Maßnachbehandlung sind für die
ganze Spinnmaschine gemeinsam in einem Gehäuse 21 untergebracht, welches durch aus
dem Spinnsaal durch Öffnungen 22 eintretende und bei 23 abgesaugte Luft entlüftet
wird. Die Abluft kann in bekannter Weise der Schwefelkohlenstoff- und Schwefelregenerierung
zugeleitet werden. Die Bedienung der Spinndüsen und Fällbäder erfolgt in an sich
bekannter Weise von der Fensterseite (rechts in Fig. 5) aus, während zur Bedienung
der Maßnachbehandlung zwischen dem Gehäuse 21 und der Trocken- und Zwirnanlage ein
freier Gang 24 vorgesehen ist.
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Zum Anlaufen einer Spinn- und Nachbehandlungsstelle werden die Zuführungen
13, die Überläufe 3, 3'. . . und Abläufe 4, 4'. . . geschlossen und in die erste
Flüssigkeitszuführung 2, die bei Gleichstromführung zugleich zur Zuführung der ersten
Nachbehandlungsflüssigkeit dient, heißes Wasser geleitet, zu welchem Zweck an dieser
Stelle noch eine Wasserzuführung vorgesehen ist. Dann wird die Spinnpumpe angestellt,
der Faden ergriffen, über die Galetten 11 gelegt und in den Trichter 2 eingeworfen,
von wo aus das alle Teilstücke 1, 1', 1" usw. durchströmende Wasser den Faden durch
die ganze Apparatur führt. Der bei 14 anschwimmende Faden wird erfaßt und über die
Galette 15 weitergeleitet. Beim Abstellen des Wassers und Öffnen der Überläufe 3,
3'... und Abläufe 4, 4' . . . sinkt der Wasserspiegel im Behandlungsaggregat
so weit, daß die zwischen 4 und 3', 4' und 3" usw. gelegenen oberen Rohrbögen die
Flüssigkeiten in den einzelnen Teilstücken 1, 1', 1" usw. voneinander trennen. Nach
dem Öffnen der Badzuleitungen 13 wird also jedes Teilstück von einer anderen Dehandlungsflüssigkeit
durchflossen, ohne daß ein Vermischen der einzelnen Behandlungsflüssigkeiten eintreten
kann. Das Anspinnen läßt sich erheblich beschleunigen, wenn die Überläufe, Zu- und
Ableitungen eines Nachbehandlungsaggregates miteinander gekuppelt sind, was beispielsweise
bei Schlauchverbindungen durch einen Ouetschrahmen geschehen kann.