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Zweistufige Fadenabsaugvorrichtung
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I Die Erfindung betrifft eine zweistufige Fadenabsaugvorrichtung
zum Fangen und Weitertransportieren von mit hohen Geschwindigkeiten sich bewegenden
Chemiefasern, bestehend aus einem Fadeneinlaufkanal, einem Mischkanal und einem
Abführkanal, wobei im Einlaufbereich des Mischkanals eine erste mit einem Druckmittel
beaufschlagbare Ringdüse und im Auslaufbereich des Mischkanals eine zweite, mit
einem Druckmittel beaufschlagbare Ringdüse angeordnet ist.
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Die bisher bekannten Vorrichtungen zum Fangen und Absaugen von mit
hohen Geschwindigkeiten angelieferten Chemiefasern sind in ihrem Arbeitsbereich
für hohe Geschwindigkeiten beschränkt. Es ist festgestellt worden, daß die bekannten
Fadenabsaugdüsen bei Fadenliefergeschwindigkeiten von 4.000 m/min und mehr die zum
Weitertransportieren des Fadens in der Düse notwendige Kraft nicht mehr aufbringen
können. Die Ursachen sind darin zu sehen, daß bei diesen Geschwindigkeiten die im
Mischkanal entstehende Mischströmung aus Primär- und Sekundärluft etwa gleich der
Fadenlaufgeschwindigkeit werden.
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Dieses Phänomen ist selbst dann beobachtet worden, wenn die
Randströmung
im Mischkanal eine wesentlich höhere Geschwindigkeit als der Faden besitzt. Der
Faden ist aber nur schwer in diesen schmalen Randzonen zu halten.
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Selbst das Einbringen eines Dralls in die Strömung vermag den Faden
bei diesen hohen Geschwindigkeiten nicht nach außen in die Hochgeschwindigkeitszone
zu tragen, da er sich diesem Drall widersetzt aufgrund der dämpfenden Trägheitswirkung
der mit hoher Geschwindigkeit in die Drallzone einlaufenden Fadenmasse.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fadenabsaugvorrichtung zu schaffen,
die gewährleistet, daß selbst bei hohen Fadengeschwindigkeiten von mehr als 4 .000m/min
eine hohe Abzugsleistung der Vorrichtung, also hohe Fadenkräfte erreicht werden
können, und die für Geschwindigkeiten unter 4.000m/min einen wesentlich geringeren
Luftverbrauch als die bekannten Vorrichtungen aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß zwischen der zweiten
Ringdüse und dem Abführkanal eine mit der Umgebung in Verbindung stehende Kammer
vorhanden ist, in die die zweite Ringdüse hineinragt. Aufgrund dieser Ausführungsform
kann an der zweiten Ringdüse ein Frei strahl ausgebildet werden, der sich ungestört
und genügend lange fort bilden kann. Durch die Neigung der Düseninnenfläche zum
Faden hin wird der Freistrahl zu dem Faden hingelenkt.
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Gleichzeitig wird mit diesem Frei strahl der Faden in der Düsenmitte
zentriert. Abweichungen des Fadens aus der Laufrichtung werden ebenfalls durch den
ausgebildeten Freistrahl korrigiert. Als vorteilhafte Weiterbildung der Erfindnng
wird vorgeschlagen, vor jeder Ringdüse ein Ventil anzuordnen, wobei die Ventile
miteinander in Wirkverbindung stehen.
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Dadurch ist es möglich, die Druckmittelzufuhr zu den beiden Ringdüsen
zu steuern. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Vorrichtung wird die Aufgabe
einer Fadenabsaugvorrichtung
aufgeteilt in die Funktion,den Faden
zu fangen und den Faden unter hoher Fadenkraft wegzufördern. Die erste Ringdüse
kann dadurch optimiert werden, da sie nur noch die Aufgabe erfüllen muß, den Faden
zu fangen. Dabei wird die erste Ringsüse vorteilhafterweise wie eine Strahlpumpe
ausgelegt. Die zweite Ringdüse besitzt deshalb nicht mehr die Aufgabe, den Faden
zu fangen, sondern nur noch, ihn mit möglichst hoher Kraft wegzufördern. Dazu wird
sie vorteilhafterweise als Laval-Düse ausgelegt, die an ihrem Austritt höchste Strömungsgeschwindigkeiten
erlaubt. Dadurch wird eine hohe Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Fadenlaufgeschwindigkeit
und der ihn umgebenden Strömung erreicht. Dies bedeutet gleichzeitig eine hohe auf
den Faden ausgeübte Kraft.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch das Abschalten
der ersten Ringdüse während des Betriebes der Vorrichtung der Druckmittelverbrauch
sehr niedrig ist, ohne daß dadurch die Funktionstätigkeit der Absaugvorrichtung
beeinträchtigt würde.
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In der einzigen dargestellten Figur ist eine Fadenabsaugvorrichtung
mit der erfindungsgemäßen Ausstattung in der bevor zu ten Ausführung mit Pistolenform
im Querschnitt dargestellt.
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Der Einlaufstutzen des Fadeneinlaufkanals 1 ist zum schnelleren Einfangen
des Fadens trichterförmig nach außen aufgeweitet.
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Er ragt im Pistolengehäuse in den trichterförmig aufgeweiteten Einlaufstutzen
des kreisringförmigen Mischkanals 3 hinein.
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Der Ringspalt 2, der von dem äußeren Umfang des Fadeneinlaufkanals
1 und dem inneren Umfang des trichterförmigen Einlaufstutzens des Mischkanals 3
gebildet wird, wird über die Ringkammer 2.1, den Kanal 2.2, das Ventil 4 und 22
und die Verteilerkammer 5 durch die Druckmittelzufuhrleitung 6 mit dem Druckmittel
beaufschlagt.
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Die zweite Ringdüse 7 wird von dem äußeren Umfang des Auslauf stutzens
des Mischkanals 3 und der trichterförmigen Verjüngung 8 gebildet. Sie ist über den
Ringkanal 7.1, den Kanal 7.2 und das Ventil 9 mit der Verteilerkammer 5 verbunden.
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Die trichterförmige Verjüngung 8 ist - in Fadenlaufrichtung betrachtet
- über das Ende des Mischkanals 3 hinaus verlängert.
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Ihr kleinster Innendurchmesser ist gleich dem Durchmesser der Mischkanals
3. An die Ringdüse 7 schließt sich der Expansionsraum 10 an, in den der Flansch
11, auf dem der Abführschlauch 12 aufgesteckt ist, hineinragt und durch den Abstandshalter
13 koaxial zur Fadenachse gehalten wird.
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Die Ventile 4, 9 und 22 sind auf der Kolbenstange 14 befestigt, die
gelenkig in dem Abzugshebel 15 befestigt ist.
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Der Abzugshebel 15 ist um den gehäusefesten Drehpunkt 21 schwenkbar.
Die Ventile 4 und 9 sind so auf der Kolbenstange 14 befestigt, daß in Ruhestellung
des Abzugshebels 15 das Ventil 9 und 22 geschlossen ist und das Ventil 4 vollständig
geöffnet ist. Dadurch wird verhindert, daß in der Ruhestellung eine der Düsen arbeiten
kann. Die Ventile 22 und 9 können durch eine Absperrung des Druckmittels an der
Druckmittelquelle oder in der Druckmittelzufuhrleitung ersetzt werden.
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Die Feder 16 hält die Kolbenstange 14 in Ruhestellung.
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Die Kugel 17, die in die am hinteren Ende der Kolbenstange 14 angebrachte
kugelkalottenförmige Vertiefung 20 von der Feder 18, die von der Madenschraube 19
vorgespannt wird, einrastet, markiert die erste Schaltstufe.
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Zum Fadenfangen wird der Abzugshebel 15 so weit in Richtung auf die
Fadenabsaugpistole bewegt, bis die Kugel 17 in die Vertiefung 20 einrastet. In dieser
Stellung ist sowohl das Ventil 4 als auch das Ventil 9 und 22 geöffnet. Dadurch
wird die Ringdüse 2 und die Ringdüse 7 mit Druckluft beaufschlagt.
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Es wird eine hohe Strömungsgeschwindigkeit im Fadeneinlaufkanal 1
erzielt und damit eine hohe Saugwirkung, so daß der Faden
sicher
gefangen wird. Nachdem der Faden gefangen wurde, wird der Abzugshebel 15 weiter
durchgezogen. Dadurch wird das Ventil geschlossen. Der gesamte Druckmittelstrom
wird nun auf die Ringdüse 7 geleitet. Durch die spezielle Ausbildung der Ringdüse
7 entsteht ein Ringfreistrahl hoher Strömungsgeschwindigkeit, der durch Wandeinfluß
nur wenig gestört ist, da die Expansionskammer 10 durch den Abstandshalter 13 mit
der Umgebung in Verbindung steht, und der Abstand der Begrenzungswände der Expansionskammer
10 genügend weit vom Düsenaustritt entfernt sind. Durch die konisch abfallende Düsenwand
8 ist der Ringfreistrahl sc ausgebildet, daß er sich zu einer engen Kernströmung
zusammenschließt.
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Als Druckmittel wird normalerweise Luft benutzt, doch lassen sich
durch Verwendung von Wasser bzw. Wassernebel ebenfalls hohe Strömungsgeschwindigkeiten
und Fadenkräfte erreichen.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel,
vielmehr ist es auch möglich, die erfindungswesentlichen Merkmale in eine stationäre
Anlage einzubauen, die ggf. auch automatisch betätigt werden kann.