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"Vorrichtung zum Behandeln von textilem Fadenmaterial, insbe-
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sondere mit Dampf" Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln
von textilem Fadenmaterial, insbesondere mit Dampf, wobei eine zwischen einem Fadenliefer-
und -abzugwerk angeordnete, entsprechende Fadenein- und -austrittsstellen aufweisende3
rohrförmige, perforierte Behandlungskammer vorgesehen ist, in der der Faden in Form
einer losen Fadenschlaufensäule vordbergehend anzuhäufen und dabei der Einwirkung
des Behandlungsmediums zu unterwerfen ist.
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Bei bekannten Behandlungsvorrichtungen obiger Art, wie sie beispielsweise
zum Schrumpfen oder Bauschen von Garnen verwendet werden, besteht die Behandlungskammer
aus einem zylindrisch gestalteten oder J-förmig gekrümmten perforierten Rohr, das
fadeneinlaufseitig zumeist mit einer Blasdüse ausgestattet ist, über die das Behandlungsmedium,
insbesondere Dampf, in die Rammer einströmt und dabei zugleich den Faden
in
entsprechender Schlaufenform abzulegen hilft, während der Faden am anderen Ende
des Behandlungskammerrrohrs durch ein nachgeschaltetes Fadenabzugwerk laufend abgezogen
wird. Dadurch kommt es im Behandlungskammerrohr zur Bildung einer losen Fadenschlaufensäule,
dle am Einlaufende ständig neu gebildet und am Auslaufende aufgelöst wird. Dabei
fällt dem einlaufseitig zuströmenden Behandlungsmedium nicht nur die Aufgabe zu,
die gewünschte Behandlungswirkung auf den Falzen auszuüben, ihn also beispielsweise
zu schrumpfen bzw. zu bauschen, sondern zugleich dafür zu sorgen, daß die Fadensäule
bzw. deren Fadenschlaufen durch das Kammerrohr fortlaufend hindurchgedrückt werden,
wodurch es notwendigerweise zu einer entsprechenden Zusammendeckung bzw. Pfropfbildung
der Fadenschlaufn kommt. Diese wiederum. hat zur Folge, daß sie den Zutritt des
Behandlungsmediums zu den einzelnen Fadenschlaufen und auch deren freies Schrumpfen
behindert. Darüber hinaus wirkt sich die zwischen den Fadenschlaufen und der Behandlungskammerwandung
auftretende Gleitreibung zuweilen nachteilig auf das behandelte Fadenmaterial aus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fadenbehandlungsvorrichtung,
insbesondere für Dampfbehandlung des Fadens zu schaffen, der die vorerwähnten Mangel
nicht mehr anhaften, bei der vielmehr jede Gleitreibung zwischen den Fadenschlaufen
und der Behandlungskammerwandung vermieden wird und die Fadenschlaufensäule noch
wesentlich lockerer in der
Behandlungskammer angehäuft und dadurch
auch noch intensiver vom Behandlungsmedium beaufschlagt werden kann, Diese Aufgabe
wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Behandlungskammer als rotierende Ringkammer ausgebildet
und mit einem ringsum laufenden Schlitz für den Fadenein- und -austritt versehen
ist.
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Für die Erfindung ist also wesentlich, daß die Behandlungskammer nicht
wie bisher stets stationär angeordnet ist, sondern daß sie eine in sich geschlossene
Ringkammer bildet, die mit geeigneter Drehzahl anzutreiben ist, so daß die sich
darin bildende Fadenschlaufensäule sich nicht mehr gegenüber der Ringkammer zu verschieben
braucht und je nach deren Drehzahl in weitestgehend aufgelockertem Zustand gehalten
und dadurch auch vom Behandlungsmedium besonders intensiv beaufschlagt werden kann.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Fadenein-
und -austrittsschlitz am Außenumfang der rotierenden Ringkammer vorgesehen ist und
ein Fadenzuführungsrohr durch diesen Schlitz in die Ringkammer hineinragt, wobei
am Fadenaustrittsende des Fadenzuführungsrohres ein dem Ringkammerquerschnitt entsprechend
gestalteter Dichtungs stopfen und daneben ein ebenfalls ortsfest angeordneter Dichtungsbogen
vorgesehen sind, der den Ringkammerschlitz an dieser Stelle abdeckt bzw. in ihn
hineinragt. Mit den vorerwähnten Mitteln kann der Faden einlaufseitig in der Ringkammer
ordnungsgemäß
in Schlaufenform zur Bildung der Fadenschlaufensäule
abgelegt werden. Zur Unterstützung dieser ständigen Fadenschlaufen-Neubildung kann
die rotierende Ringkammer in der Nähe des Fadeneintrittsbereichs und dahinter noch
von einer an eine Absaugleitung anschließbaren, etwa viertelkreisbogenförmig gestalteten
Absaugkammer umgeben sein.
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Um bei Inbetriebnahme der Vorrichtung die anlängliche Fadenschlaufenbildung
in der Ringkammer zu erzwingen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in
Umlaufrichtung der Ringkammer hinter dem Dichtungsbogen eine die anfängliche Fadensäulen-Bildung
fördernde Barriere vorübergehend in die Ringkammer einzufahren. Diese kann in ihrer
einfachsten Form aus einem quer durch den Ringschlitz in die Ringkammer einzufahrenden
Schieber bestehen. Sie kann aber auch aus einer vorzugsweise am benachbarten Ende
des Dichtungsbogens schwenkbeweglich angebrachten Klappe bestehen, die unter Wirkung
einer sie in das Ringkammerinnere zu drückern suchenden Feder steht, die so bemessen
ist, daß die Klappe nach ordnungsgemaßes Bildung der Fadenschlaufensäule durch diese
aus der Ringkammer herauszudrUcken ist.
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Die neue Fadenbehandlungsvorrichtung ist gleichwohl für kontinuierlichen
wia auch diskontinuierlichen Fadenbehandlungsbetrieb geeignet, insbesondere auch
für eine bei höheren Tcmperaturen durchzuführende Sattdampfbehandlung des Fadens,
wie sie beispielsweise zum Drallfixieren von Tappichgarnen oder
zum
Bauschen von Acrylgarnen mit Sattdampf im Temperaturbereich von 110 bis 1380 C wünschenswert
und vielfach auch notwendig ist. Dazu geeignete Maßnahmen sowie weitere Merkmale
der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen zwei
Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei zeigt: Fig. 1 eine vereinfachte
Vorrichtung zum Dampfbehandeln von textilem Fadenmaterial in senkrechtem Schnitt,
Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1 mit abgenommenem Gehäusedeckel, Fig. 3 eine
Vorrichtung in senkrechtem Schnitt, die eine kontinuierliche Sattdampfbehandlung
des Fadens ermöglicht, Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht zu Fig.
3 und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3.
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Die in den Figuren 1 und 2 abgebildete Fadenbehandlungsvorrichtung
besteht im wesentlichen aus der im hermetisch abgeschlossenen Gehäuse 1 untergebrachten,
mit Perforationen 2 versehenen Ringkammer 3, die die um Achse 4 in Richtung des
Pfeiles 5 umlaufend anzutreiben ist Die Ringkammer 3 ist an ihrem Außenumfang mit
einem ringsum laufenden Schlitz 6 versehen.
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Sie besteht, wie insbesondere Fig. 4 zeigt, aus zwei Halbringschalen
7,8, die an den Umfängen zweier flach aufeinander liegender Radscheiben 9,10 sitzen,
welche auf einer das Kammergehäuse 1' durchdringenden
Antriebswelle
11 befestigt sind. Das Wellenlager 12 ist mit einer geeigneten Labyrinth-Dichtung
versehen. Über die Kupplung 13 kann die Welle 11 an den Keilriementrieb 14 angekuppelt
werden, der durch die zweckmäßigerweise mehrere solcher Fadenbehandlungsvorrichtungen
anzutreiben erlaubende Welle 15 angetrieben wird.
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Wie Fig. 1 zeigt, ragt durch den Schlitz 6 in die rotierende Ringkammer
3 ein Fadenzuführungsrohr 16 hinein, das an seinem Fadenaustrittsende einen dem
Ringkammerquerschnitt entsprechend gestalteten Dichtungstopfen 17 trägt. Daneben
ist ein ebenfalls ortsfest angeordneter Dichtungsbogen 18 vorgesehen, der den Ringkammerschlitz
6 an dieser Stelle abdeckt bzw.
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in ihn hineinragt. Der Dichtungsbogen 18 kann am Gehäusedeckel 1''
mittels einer Schraube 19 o.dgl. befestigt sein. Der Dichtungstopfen 17 kann gegebenenfalls
auch mit dem Dichtungsbogen 18 fest verbunden sein, so daß sich dadurch zugleich
eine entsprechende Lagerung für das Fadenzuführungsrohr 16 ergibt.
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In Umlaufrichtung 5 der Ringkammer 3 ist hinter dem Dichtungsbogen
18 eine die anfängliche Fadensäulen-Bildung fördernde Barriere in Form der am Dichtungsbogen
schwenkbeweglich angebrachten Klappe 20 vorgesehen, die unter Wirkung einer Zugfeder
21 steht, die die Klappe in das Ringkammerinnere zu drücken bestrebt ist. Die Feder
21 ist so bemessen, daß die Klappe 20 nach ordnungsgemäßer Bildung der Fadenschlaufensäule
22 durch diese aus der Ringkammer herauszudrücken îstZ
In der Nähe
des Fadeneintrittsbereichs und dahinter ist die rotierende Ringkammer 3 noch von
einer vierterkreisbogenförmig gestalteten Absaugkammer 23 umgeben die an eine mit
einem Absperrventil 24 versehene Absaugleitung 25 angeschlossen werden kann. Die
vom Gehäuse 1 abzweigende, mit einem Absperrventil 26 versehene Leitung 27 erlaubt
ein Evakuieren des Gehäusekammerinneren, während über die mit dem Absperrventil
28 versehene Leitung 29 Sattdampf zugeführt werden kann.
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Für den Fadenaustritt aus der rotierenden Ringkammer 3 sorgt das
Fadenabzugsrohr 30, das ebenso wie das Fadenzufthrungsrohr 16 durch den Schlitz
6 hindurch in das Ringkammerinnere hineinragt und hier zweckmäßig entgegen der Kammer-Umlaufrichtung
5 abgewinkelt ist. Sowohl im Fadenzuführungsrohr 16 als auch im Abzugsrohr 30 sind
elektromagnetisch zu betätigende Verschlußklemmen 31,32 vorgesehen. Ihre Schieber
31' bzw. 32' ermöglichen in ihrer in die Rohre 16 bzw. 30 eingefahrenen Stellung
einen dichten Abschluß der Rohre und klemmen dabei zugleich den Faden 33 an diesen
Stellen.
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Vor der Fadenaustrittsstelle ist ein durch den Ringschlitz 6 in die
rotierende Ringkammer 3 hineinragender und deren Füllungsgrad an dieser Stelle abtastender
Fühler 34 vorgesehen, der über eine elektriuche Steuereinrichtung 34' die Drehzahl
eines nachgeschalteten Fadenab=ugwrks oder eines Aufspulwerks 35 im Sinne des gswtinschten
Ringkammer-Füllungsgrades zu regeln erlaubt. Ein solches Spulwerk 35 kann, wie Fig.
4
zeigt, beispielsweise aus der die Fadenaufwickelspule 36 antreibenden
Spulwalze 37 bestehen, die über die Elektromagnetkupplung 33 und das Zweiganggetriebe
39 durch den Elektromotor 40 angetrieben wird.
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Das von einer nicht dargestellten Abwickelspule o.dgl.
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kommende textile Fadenmaterial 33, z.B. Bauschgarn, wird über das
Lieferwalzenpaar 41 kontinuierlich dem Fadenzuführungsrohr 16 zugeführt. An dessen
Einlaufende befindet sich eine Blasdüse 42 die über das mit dem Absperrventil 43
versehene Zuleitungsrohr 44 mit Dampf beaufschlagt wird. Dadurch wird der Faden
33 durch das Rohr 16 in die Ringkammer 3 gefördert, Da zunächst die Klappe 20 unter
Wirkung der Feder 21 in das Ringkammerinnere hineinragt, kommt es an der Stelle
3' zu einer entsprechenden Fadenschlaufenbildung.
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Mit zunehmender Fadenschlaufensäule wird die Klappe 20 nach außen
gedrückt, so daß nunmehr entsprechend der Fadennachlieferung durch das Rohr 16 und
der Umlaufgeschwindigkeit der Ringkammer 3 sich n letzterer eine entsprechend wachsende
Fadenschlaufensäule 22 bildet. Um die fadeneintrittsseitige Schlaufenbildung zu
erleichtern, empfiehlt es sich, jedenfalls zu Beginn der Schlaufenbildung das Ventil
24 zu öffnen und dadurch der in die Kammer 22 einströmenden Dainpf abzusaugen.
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Wie sich gezeigt hat, kommt es dadurch zu einer verbesserten Garnablage
an dieser Stelle der Ringkammer. Sobald die Fadenschlaufensäule mit ihrem Anfangsende
vor das Fadenabzugrohr 33
gelangt, kann das Fadenende durch einen
durch das Rohr 33 hindurchgesteckten Hilfsfaden angeknotet und damit zur Spulstelle
35 geführt werden. Daraufhin kann mit der Durchführung des voll kontinuierlichen
Dampfbehandlungsprozesses begonnen werden, beispielsweise für normal schrumpfende
bzw. bauschende Garne. Die Drehzahl der Ringkammer 3 und die Fadenlaufgeschwindigkeit
werden dabei so eingestellt, daß sich für den zu behandelnden Faden in der Ringkammer
2 eine Verweildauer von ca. 1-5 Minuten ergibt.
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Soll mit Sattdampf höheren Drucks und hdherer Temperatur gearbeitet
werden, also beispielsweise mit Sattdampfdrücken bis zu 2,5 atü, so kann ein solcher
Behandlungsprozeß bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung diskontinuierlich
durchgeführt werden. Zu diesem Zweck werden nach jeweils vollständiger Füllung der
Ringkammer 3 mit der zu behandelnden Fadenschlaufensäule 22 die Verschlußklemmen
31,32 betätigt, wodurch die Fadenführungsrohre 16 und 30 geschlossen und der Faden
33 an diesen Stellen geklemmt werden. Sodann wird das Behandlungskammergefß 1 durch
öffnen des Ventils 26 zunächst evakuiert, um alsdann durch oeffnen des Ventils 28
mit Sattdampf des gewünschten höheren Drucks gefüllt zu werden. Nach hinre chender
Behandlungsdauer von etwa 1 bis 3 Minuten werden die Verschlußklemmen 31,32 geöffnet
und danach wieder soviel Fadenmaterial 33 der dann erneut in Drehbewegung zu versetzenden
Ringkammer 3 zugeführt, wie zu deren vollständiger Füllung notwendig ist. Da die
Ringkammer 3 verhältnismäßig groß dimensionert werden kann, läßt sich darin
ein
entsprechend großer Fadenvorrat auch bei diskontinuierlichem Betrieb mühelos unterbringen.
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Die in Fig. 3 dargestellte Ringkammer-Vorrichtung ist insbesondere
für eine kontuierliche Sattdampfbehandlung des Fadenmaterials 33 geeignet. Sie ist
prinzipiell von gleicher Beschaffenheit wie die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung,
unterscheidet sich davon aber im wesentlichen durch die andersartige Ausbildung
des Fadenzuführungsrohres 16 und des Fadenabzugrohres 30. Hier sind nämlich im Fadenzuführungsrohr
mehrere hintereinander geschaltete Blasdüsen 45,46,47 vorgesehe, über die durch
die zugehörigen Leitungen 451 bzw. 46' und 47' Sattdampf zunehmend höheren Drucks
zuströmt, wie das die Zeigerstellungen der zugehörigen Manometer 48 veranschaulichen.
So kann beispielsweise über die Leitung 45 Sattdampf von 1 atü, über die Leitung
46' solcher von 2 atü und über die Leitung 47' Sattdampf von 3 at den zugehörigen
Blasdüsen zugeführt werden. Demgegenüber sind im Fadenabzugsrohr 30 mehrere hintereinander
geschaltete Rohrabschnitte 30',30'',30''' für die Zufuhr von Druckluft abnehmend
geringer werdenden Überdrucks vorgesehen. Beispielsweise kann über die mit entsprechenden
Absperrventilen 49 und Manometern 50 versehenen Zuleitungsanschlüsse 51,51',51''
Druckluft von 0,5 bzw. 1,5 und 2,5 atü zugeführt werden. Die im Fadenabzugrohr 30
vorhandenen Rohrabschnitte sind durch ringscheibenförmige Trennwände 52 voneinander
abgeteilt und mit weiteren ringscheibenartigen
Einbauten 53 versehen,
die alle dazu dienen, den Druckausgleich nach außen zu behindern, so daß also in
dem Kammergehäuse 1'' und in der Rinykainmer 3 ein entsprechend hoher Sattdampfbehandlungsdruck
gehalten werden kann. Das Behandlungskammergehäuse 1 ist hier noch mit einem einstellbaren
Überdruckventil 54 versehen, das be Überschreiten des eingestellten Maximaldrucks
selbsttätig öffnet und eine entsprechende Dampfmenge abläßt.
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Anders als bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist hier die zur anfänglichen
Fadenschlaufenbildung dienende, vorübergehend in die Ringkammer 3 einzufahrende
Barriere ausgebildet. Sie besteht hier einfach aus einem in der Führung 55 gelagerten
Schieber 56, der von Hand durch den Schlitz 6 in das Ringkammerinnere eingeschoben
werden kann.
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Schließlich ist hier noch dargestellt, daß hinter der durch die Umlenkrolle
57 gebildeten Fadenaustrittsstelle ein Fühlhebel 58 angeordnet ist, der bei übermäßiger
Füllung der Ringkammer 3 die Vorrichtung bzw. deren Antriebe abstellt, also gleichsam
als Notbremse wirkt.
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Wie die Figuren ohne weiteres erkennen aasen, ermöglicht es die rotierende
Ringkammer, daß die in ihr befindliche Garnschlaufensäule 22 in weitestgehend lockerem
Zustand gehalten und dadurch von dem Behandlungsmedium besonders innig durchrungen
werden kann. Gleichzeitig wird dadurch auch ein volles Ausschrumpfen bzw. Bauschen
des Fadenmaterials ermöglicht.
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Da die Fadenschlaufensäule 22 sich mit der Ringkammer 3 gleichförmig
weiterbewegt, kann jedwede Gleitreibung zwischen der FadenschlaufensAule 22 und
der Ringkammerwandung 3 vermieden werden, wodurch das Fadenmaterial entsprechend
geschont und in Bezug auf das Behandlungsergebnis qualitätsmäßig entsprechend verbessert
werden kann.