DE2149343A1 - Vorrichtung zum auflegen von endlosfasern - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Aufleqen von Endlosfasern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auflegen und Absaugen von Fäden, die bei der Herstellung von synthetischen EndlosEasern kontinuierlich hinter den Spinndüsen anfallen.
• Bei der Herstellung synthetischer Endlosfasern werden die Fäden kontinuierlich aus den Spinndüsen gepreßt und dann auf Spulen aufgewickelt. Beim Anspinnen, Spulenwechsel oder kürzeren Störungen der Aufspulvorrichtung müssen die laufend anfallenden Faden ständig abgeführt werden, damit sie sich nicht planlos um Maschinenteile besonders um rotierende Galetten wickeln. Allgemein werden die Fladen dabei durch druckluftbetriebene Absaugdüsen in Abfallbehälter abgesaugt. Es sind verschiedene Konstruktionen von Absaugdüsen bekannt, die an Spulmaschinen mit Abzugsgeschwindigkeiten bis zu 1200 m/min die Fasern befriedigend abziehen.
• Dchwierigkeiten bereitet dagegen das Absaugen der Fäden an Spinn-streck-Spulmaschinen, die mit Fadengeschwindigkeiten bis zu 3600 m/min arbeiten. Bisher erreichten nur solche Absaugdüsen hohe Fadengeschwindigkeiten, die mit Druckluft von mehr als 10 atü betrieben wurden.
• Da die Luftnetze in Produktionsbetrieben zumeist auf dem Druck niveau von 6 bis 8 atü arbeiten, bedingt die verwendung solcher Absaugdüsen zusätzliche Installationen von Luftkompressoren.
• Überdies besitzen diese Absaugdüsen i- tr eine unzureichende Saugwirkung, die es nicht erlaubt, Fädan zwischen Streckgaletten und Wicklern zufriedenstellend einzufangen.
• Aufgabe der Erfindung war es, eine Absaugvorrichtung zu schaffen, die beim Betrieb mit Druckluft von 3 bis 7 atü Absauggeschwindigkeiten von 3600 m/min erreicht und dabei eine so hohe Ansaugwirkung aufweist, daß der Faden an jede Stelle der Spinn-Streck-Spulmaschine eingefangen werden kann.
• Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit Hilfe einer Vorrichtung, bestehend aus einem zylindrischen Düsenkörper, der mit achsial placierten rotationssymmetrischen Ausnehmungen versehen ist, die eine an einer seiner Stirnseiten befindliche einen zu dieser Seite hin abgeschlossenen zylindrischen Raum darstellt, dessen Mantelfläche etwa auf der Hälfte der Zylinderhöhe eine Bohrung oder mehrere Bohrungen aufweist, deren Achsen in der zur Zyl.inderachse senkrechten Ebene liegen l..nd die tangential zur Mantel fläche angebracht sind, wobei an den zylinderischen Raum ein zur Achse hin zulaufender Raum anschließt, dieser glatt in einen kreiszylindrischen Raum über geht, letzterer einen sich zu der anderen Stirnseite des Düsenkörpers ausweitenden kegelstumpfförmigen Raum übergeht, wobei in den zylindrischen Raum in seiner Achse von außen durch die Stirnseite des Düsenkörpers eine rohrföririge Ansaugdüse eingefuhrt ist, diesen zylindrischen Raum und seine an ihn anschließende Verengung durchquert und mit ihrem abge schrägten Ende in den kreiszylindrischen Raum hineinragt.
• Die mit der erEindungsgemäßen Vorrichtung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit ihrer Hilfe ein Faden oder mehrere Fäden mit Geschwindigkeiten von mindestens 3600 m/min abgezogen werden können, wobei di(. benötigte Treibluft einen Druck von nur 3 bis 7 atü bositzen mis.
• Die hohen Absauggeschwindigkeiten bringen den Verteil mit sich, daß der faden an jeder Stelle einer Spinn-St@eck-Spulgaschine eingefangen und dabei über eine längere So .auctlleitung zum SammelbehSlter weggefördert werden kann ii.
• Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Absaugvo rrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben. Siehe hierzu Fig. 1 und Fig. 2.
• Die Vorrichtung besteht aus einem Düsenkörper (1), der einen länglichen Zylinder mit längs der Achse angeordneten rotationssymmetrischen Ausnehmungen (3,4,5,6) darstellt. An einer seiner Stirnseiten bildet eine solche Ausnehmung die Kammer (3,9), die zur Stirnseite hin mit eier zur Zylinderachse senkrechten Fläche (8) abschließt, im übrigen aus einem kreiszylindrischen Raum (3) besteht, dessen Höhe (h) seinem Radius <D/2) in etwa gleicht und aus einem an diesen Teil anschließenden zur Achse hin zulaufenden Raum (9), der von zwei ineinanderübergehenden rotationssyininetrischen Fläche (10,11) umschlossen wird. Diese rotationssymetrischen Flächen (10,11) bilden den Übergang zwischen der Zylindermantelfläche (12) des kreiszylindrischen Raumes (3) und der Mantelfläche (13) des kreiszylindrischen Raumes (5). Die Erzeugende der ersten Fläche (10) ist ein Kreisbogen tangential an die Erzeugende der Mantelfläche (12) und konvex zur Achse angelegt; die Erzeugende der zweiten Fläche (11) ist ebenfalls ein Kreisbogen, der tangential an die erzeugende Gerade der Mantelfläche (13) vom Raum (5) angelegt i.st und die Erzeugende der ersten rotationssymmetrischen Fläche (10) berührt.
• Damit wird der zur Achse hin zulaufende Raum (9) von zwei ineinander glatt üb-xyehenden Toroidflächen begrenzt, die die Mantel fläche des zylindrischen Raumes (3) mi.t der Mantelfläche des kreiszylindrischen Raumes (5) miteinander verbinden.
• Es haben sich solche Ausführungen bewährt,bei denen cAie im Achsialschnitt an den Wenderpunkt beider kreisbögen angelegten Tangenten mit der Achse einen Winkel p von 450 bi.s 750 bilden.
• Der kreiszylindrische Raum (5) vom Durchmesser d und einer Länge L geht in einen sich zu der anderen Stirnseite des Düsenkörpers (1) ausweitenden kegelstumpfförmigen Raum (6) vom Kegelwinkel c5 über.
• In der Achse des Düsenkörpers (1) ist in dem Raum (3) ein rohrförmiger Körper, die Ansaugdüse (2), eingeführt, die einen Außendurchmesser d1=d hat und an ihrem, dem Düsenkörper abgewandten Ende eine Öffnung mit gerundeten Innenkanten besitzt, mit ihrem anderen Ende konisch verjüngt und in den zylindrischen Raum (5) hineinragt. Der Innendurchmesser der Ansaugdüse (2) beträgt 0,5 bis 0,7 d.
• Durch den Einbau der Ansaugdüse (2) wird der Raum (3) zu einer Ringkammer.
• Die Konizität vom Ende der Ansaugdüse (2) erlaubt es, den ringförmigen Spalt (4), der jetzt die Ringkammer (3) vom Raume (5) trennt, auf Bruchteile eines Millimeters genau auf den Wert von etwa 1 mm Breite einzustellen.
• Die Höhe des zylindrischen Teils der Ringkammer (3) beträgt h = ld bis 3d, der Durchmesser D = 1,7 d bis 4d.
• In den Ddsenkörper (1) ist in die Ringkammer (3) etwa auf der Hälfte der Höhe vom zylindrischen Teil eine Bohrung (7) eingeführt, deren Achse in der zur Zylinderachse senkrechten Ebene liegt. Die Bohrung (7) ist tangential zum Zylindermantel der Ringkammer (3) angebracht.
• Wird nun die Treibluft über das Rohr (7) in die Ringkammer (3) geführt, so erhält sie durch den Aufprall auf die Mantelfläche der Ringkammer (3) einen Drall, umströmt die Ansaugdüse (2), erreicht auf wendelförmiger Bahn den Ringspalt (4) und wird durch das Entspannen in den Raum (5) auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt. Auf der Länge L des Raumes (5) behält die Luft die hohe Geschwindigkeit und den Drall bei. Durch diese Luftführung entsteht in der Ansaugdüse (2) ein Unterdruck, der die Außenluft in die Ansaugdüse (2) strömen läßt. Diese so angesaugte Luft zieht den Faden in die Absaugvorrichtung hinein, befördert ihn aus der Ansauydüse (2) in den Raum (5), von wo er weiter durch die entspannte Luft in den Raum (6) geleitet wird.
• Bei einem Durchmesser d des Raumes 6), der sogenannten Mitnahmestrecke, von kleiner als 5 mm steigen die Reibungsverluste im Verhältnis zur durchgesetzten Luftmenge (-relativ große Oberfläche im Verhältnis zum Querschnitt) so stark an, daß mit dem angegebenen Luftdruck von3 bis 7 ata die zur Mitnahme des Fadens erforderliche Luftgeschwindigkeit nicht mehr erreicht wird.
• Geht man in der Konstruktion zu höheren Werten von d als 10 mm, so steigt der Luftverbrauch in unwirtschaftlicher Weise an, will man die gewünschte Leistung der Absaugvorrichtung behalten.
• Die Länge L der Mitnahmestrecke (5) liegt zwischen 5d und 20d. Dimensioniert man L kleiner als 5d, so wird die Abnahme der Geschwindigkeit pro Längeneinheit zu groß und der zu fördernde Faden wird zu langsam bewegt. Ist aber L größer als 20d gewählt, so steigt der Druckverlust unnötig, und die Ansaugwirkung der Düse läßt merklich nach.
• Durch die Drallströmung wird der Faden in der Achse des Düsenkörpers stabilisiert, dh. er bewegt sich in der Achse oder nahe der Achse ohne eine Wandberührung zu erfahren. Letzteres, da keine Reibung an der Wand stattfindet, bedingt die hohe Fadengeschwindigkeit mit.
• Im Raume (6) der Vorrichtung wird die ,.ruft infolge der Querschnittserweiterung verzögert und ein aberdruck aufgebaut.
• Dadurch kann der Faden im Anschluß an die Absaugvorrichtung über eine mehrere Steter lanze Schlauchleitung in einen Sammelbehälter gefördert erden, ohne daß der Druckverlust in der Schlauchleitung die Absauggeschwindigkeit des Fadens beeinträchtigt.
• Der Raum (6) hat also die Aufgabe, die Luftgeschwindigkeit herabzusetzen und ein Druckgefälle gegenüber der Luft in der an die Vorrichtung angeschlossenen, dem Fadenabtransport dienenden, Schlauchleitung aufzubauen. Das wird dadurch erreicht, daß der Raum konisch gestaltet wird, wobei der Kegelwinkel des Kegelstumpfes zwischen 50 und 300 liegt und der Durchmesser i an der Stirnseite des Düsenkörpers (1) 2d bis 5d beträgt.
• Ist 4 kleiner als 2d, so wird die Umsetzung der kinetischen Energie der Duftströmung in die potentielle Energie, also den Luftdruck, nicht genügend hoch um ein solches Druckgefälle herzustellen, welches die pneumatische Förderung des Fadens in den Aufnahmebehälter bedingt.
• Ist dagegen der Durchmesser größer als 5d, so hat man bezüglich der Fadenförderung nichts gewonnen, weil die StrömungsCjr sdchwindigkeiten im angeschlossenen Schlauch zu gering werden.
• Überdies wird die gesamte Vorrichtung so nur unhandlich.
• Die Werte des Kegelwinkels # vom kegelstumpfförmigen Raum (6) liegen zwischen 5 und 300. Bin kleinerer Winkel als 50 bringt strömungstechnisch keine Vorteile, erschwert jedech die Fertigung der konischen Erweiterung und verlängert die Düse unnötig.
• Bei einem Winkel # größer als 30° entstehen in dem Raum (6) Ablösungswirbel, die den erreichbaren Gegendruck un1 dis Leistung der Düse mindern.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Luftzuführung iiber ci oder mehrere Tangentialbohrungen (6) in die Ringkammer (3) eingeführt.
• Die Summe der Querschnitte der Bohrungen (7) beträgt das 0,7-bis 2,5-fache des Querschnittes der Mitnahmestrecke (5). Es hat sich gezeigt, daß sechs Zuführurigen bereits die technologisch vertretbare Maximalanzahl darstellen. Die Figur 3 stellt den Schnitt durch die Ringkammer mit vier Bohrungen dar.
• Der Luftverbrauch beträgt 50-70 Nm³/h bei einem Vordruck von 3-7 atü.

Claims (10)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zum Auflegen und Absangen von Faden, die lei der Herstellung von synthetischen Endle@fasern Doutinuie@lich hinter don Spinndüsen anfallen. bestchend aus einem zylindrischen Düsenkörper (1), der mit achsial plaeienton rotationssymmetrischen Ausnchrurungen vorschen ist, die eine an einer seiner Stirnseiten benindliche einen zu diesen seite bin abgeschlossenen zylindrischen Raum (3) danstellt, des@@@@n Mantelfläche (12) etwa auf den Hälte der Zylindklhöhe h eine Bohrung (7) oder mehrere Bohrungen aufweist., deren Schsen in der zur Zylinderaches senkre@@@@@ Ebene liegen und die ten@@-tial zur Mantellfläche angebracht sind, vebei au (en zylindrischen Raum (3) ein zur Achse hin zulauf ander Raum (9) anschießt, dieser glait in einen @@eiszylindrischen Raum (5) übergeht, letzterer in einen sich zu chk anderen Stirnstste des Düschkörpers ausweitenden kegelstungflörmigen Raum (6) übergeht, wobei in den zylinderischen Raum (3) in seiner beher von außen durch die Stirnseite des Düsenkörpers (7) eme rchrförmige Ansaugdüse (2) ein gefühst ist, diesen zylindrischen Raum (3) und den an ihn anschließenden Haum (9) durchguent und mit ihrem abgeschrägten Ende in den Kreiszylindrischen Raum (5) hineinragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der zur Aehse hin zulaufende Raum (9) von zwei ineinauden @@@att übergobenden Tonoidflächen (10, 11) begrenzt ist, die die @@@ teliläche (12) des zylindrischen kaumen (3) mantel läche (13) des kreiszylindrischen Raumes (5) mit einander @@@@-binden und jede denen gemeinsamen im Achsialschnitt an den bendepunkt der kreisböger angelegten Tangenten mit dar Achse d@@ Düsenkörpers (1) einen Winkel ß zwischen 45° und 75° bildet.

3. richtung nach Anspruch 1, d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß d@@ Durchmesser d des kreiszylindrischen Raumes (5) 5 bis 10 @@@@@@@ägt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, @ a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die ringe L des kreiszylindrischen Raumes (5) 5d bis 20d beträgt.

5. vorrichtung nach Anspruch 1,3 und 4, d a 0 u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Durchmesser D des zylindrischen Raumes (3) 1, 7d bis 4d beträgt.

6. vorrichtung nach Anspruch 1, 3, 4 und 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die nöhe h des zylindrischen Raumes (3) ld bis 3d boträgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1,3,4,5 und 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß d@@ Samme der Querschnitte der Bohrungen (7) 0,7 d² II/4 bis 2, 5 d²II/4 beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3, 4, 5, 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Außendurchmesser der Ansaugdüse (2) 1d beträgt

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, d a d it r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kegelwinkel °C vom kegelstumpfförmigen Raum (6) 5° bis 30° beträgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Durchmesser des kegelstumpfförmigen Raumes (6) an der Stirnseite des Düsenkörpers (1) 2d bis 5d betrögt