DE3303419C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dosieren und Einspritzen kleiner Flüssigkeitsmengen in die Spleißluft einer Druckgas-Fadenspleißvorrichtung mit Hilfe eines Dosierventils.

Druckgas-Fadenspleißvorrichtungen haben die Aufgabe, zwei oder mehr Fäden miteinander zu verbinden, indem die Fäden aufgelockert werden und die aufgelockerten Spinnfasern beider Fäden mittels eines Druckgasstoßes miteinander verspleißt werden. Damit eine solche Spleißverbindung besser zustande kommt, haltbarer ist oder besser aussieht, kann der Spleißluft eine kleine Flüssigkeitsmenge zugegeben werden. Das Problem dabei ist, diese kleine Flüssigkeitsmenge ganz genau zu dosieren, zu zerstäuben und in der dosierten Menge möglichst auch gut in der Spleißluft verteilt in den Spleißkopf der Druckgas-Fadenspleißvorrichtung hineinzubringen.

Aus der DE 31 45 502 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum pneumatischen Spleißen zweier Fadenenden bekannt. Dabei wird eine Dosiervorrichtung für eine Suspension vorgeschlagen, mit der die textiltechnischen Eigenschaften und der Zusammenhalt der Fasern, die Haftung der Fasern untereinander und die Festigkeit des Fadens während des Spleißvorgangs verbessert werden sollen. Die Dosiervorrichtung ist im Gasströmungskanal, der zum Spleißkanal führt, angeordnet.

Die bekannte Dosiervorrichtung besitzt eine in ihrem Querschnitt justierbare Kanaleinschnürung. Desweiteren ist ein in diese Einschnürung hineinragendes, das Suspensionsabgabeelement bildendes Röhrchen in seinem Querschnitt einstellbar. Eine Pumpe, die mit der Dosiervorrichtung verbunden ist, erzeugt den für das Einbringen der Flüssigkeit in den Druckgasstrom notwendigen Druck. Zusätzlich ist ein elektromagnetisches Dosierventil für die Suspension erforderlich.

Die bekannte Dosiervorrichtung erfüllt zwar ihren Zweck, jedoch ist der Aufbau aufwendig.

In der DE-OS 18 05 352 wird eine herkömmliche Spritzpistole eingesetzt, um beim pneumatischen Spleißen zweier Fadenenden Flüssigkeit in die rohrförmige Spleißkammer einzuspritzen. Eine Spritzpistole arbeitet nach dem Zerstäuberprinzip und es ist nicht möglich, eine genau definierte Flüssigkeitsmenge so in der Luft zu zerstäuben, daß sie auch in der Spleißkammer eintrifft. Die Flüssigkeitsmenge wird bei einer Spritzpistole entweder aufgrund der Saugwirkung einer die Düse verlassenden Luftströmung aus einem Vorratstank mitgerissen oder aber durch Aufbringen von Druck auf den Flüssigkeitsspiegel des Flüssigkeitsbehälters aus diesem über ein Rohr hinausgedrückt. Das Heraussaugen oder Herauspressen einer Flüssigkeit aus einem Tank kann keine befriedigende Lösung darstellen, da bei diesem Verfahren beim Auftreten geringer Druckschwankungen eine genaue Dosierung der Flüssigkeitsmenge nicht mehr erreicht werden kann.

Aus dem DE-GM 19 52 561 ist eine Vorrichtung für das dosierte Beimischen einer Zusatzflüssigkeit in eine strömende Flüssigkeit an einem Spülventil mit Gegendruckkammer bekannt. Die Dosierkammer befindet sich im Befüllungszustand im Bereich eines Zulaufrohrs der beizumischenden Zusatzflüssigkeit. Die Dosierkammer wird über ein allseits im Umfang geschlossenes Rohrstück in den Bereich einer strömenden Flüssigkeit verbracht zur Abgabe der Zusatzflüssigkeit und über dieses geschlossene Rohrstück auch wieder zur Füllstelle zurück. Nach der Abgabe der Zusatzflüssigkeit nimmt die Dosierkammer unvermeidlicherweise aus dem Bereich der strömenden Flüssigkeit solche mit durch das Rohr zur Füllstelle. Ein exaktes Befüllen der Dosierkammer mit der beizumischenden Flüssigkeit ist somit nicht gewährleistet. Auf den Anwendungsfall des Spleißens bezogen würde beim Zurückführen der Dosierkammer aus dem mit Druckluft durchströmten Rohr unweigerlich Luft mit in die Füllstelle zurückgenommen. Der der Spleißkammer zuzuführende Flüssigkeit stünde die in der Dosierkammer befindliche Luft entgegen, welche zunächst vor einem erneuten Befüllen entfernt werden müßte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise eine sehr genau dosierte kleine Flüssigkeitsmenge in guter Verteilung und zum Zeitpunkt des Spleißens in das zum Spleißen verwendete Druckgas einzubringen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 beschriebene Verfahren bzw. durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 3 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß nicht nur eine sehr genaue Dosierung und ein gutes Zerstäuben der dosierten Flüssigkeitsmenge erreicht wird, sondern daß darüber hinaus auch der richtige Zeitpunkt der Gemischbildung erreichbar ist, so daß die im Druckgas schwebende Flüssigkeit in einem günstigen Spleißzeitpunkt an die Fasern der Spleißstelle gelangt und keine Gelegenheit für Entmischen der Komponenten mehr übrigbleibt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des neuen Verfahrens ist im An­ spruch 2 beschrieben.

Zum Durchführen des neuen Verfahrens wird eine neue Vorrichtung vorgeschlagen, die durch die Merkmale des Anspruchs 3 gekenn­ zeichnet ist. Weitere Ausgestaltungen der neuen Vorrichtung sind in den weiteren Ansprüchen 4 bis 8 beschrieben.

Durch den im Kreislauf bewegten Flüssigkeitsstrom ist dafür ge­ sorgt, daß die Dosierkammer in ihrer Ladeposition entlüftet wird, indem die strömende Flüssigkeit von der Einspritzposition her eingeschleppte Luft mit sich fortschwemmt. Damit ist die Voraussetzung für eine ganz genaue Dosierung geschaffen. Die Dosiermenge gelangt nun spontan in den Druckgasstrom, wird mitge­ rissen und zerstäubt. Das geschieht zum Zeitpunkt des Spleißens, während die Spleißluft schon strömt.

Da das Dosierventil verhältnismäßig klein ist, braucht die Do­ siermenge nicht in den Hauptdruckgasstrom eingespritzt zu wer­ den. Dessen Strömungsgeschwindigkeit könnte unter Umständen auch verhältnismäßig gering sein. Aus diesem Grund wurde vorgeschla­ gen, einen Bypass-Druckgasstrom über das Dosierventil zu führen. Dadurch ist eine sichere Zerstäubung gewährleistet und das Ge­ misch von Bypassluft und Flüssigkeit wird nun wieder mit dem Hauptdruckgasstrom vereinigt, wodurch insgesamt eine bessere Durchmischung ermöglicht wird.

Weil dafür gesorgt werden kann, daß das Steuerventil der Druck­ gas-Fadenspleißvorrichtung auch das Dosierventil mitsteuert, können alle Synchronisationsschwierigkeiten oder Zeitpunktver­ schiebungen vermieden werden. Das ganze Dosierventil einschließ­ lich seiner Steuervorrichtung ist einfach und robust. Die Dosier­ kammer läßt sich einfach, aber sehr genau auf das gewünschte Volumen einstellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt. Anhand dieses Ausführungsbeispiels wird die Erfindung noch näher beschrieben und erläutert.

Eine hier nicht in allen Einzelheiten dargestellte Druckgas-Fa­ denspleißvorrichtung besitzt unter anderem einen Spleißkopf 1, der durch einen Deckel 2 verschlossen werden kann und so eine Spleißkammer 3 bildet, die im vorliegenden Fall zwei miteinander zu verspleißende Fäden 4 und 5 aufgenommen hat. Das Ende 6 einer Leitung 7 mündet im Spleißkopf 1 vor einer Austrittsöffnung 8. Zum Spleißen wird in diesem Fall Druckluft verwendet, die zum Spleißzeitpunkt mit einer geringen, wohl dosierten Flüssigkeits­ menge in fein verteilter Form angereichert werden soll. Hierzu dient ein unmaßstäblich groß dargestelltes Dosierventil, das mit 9 bezeichnet ist.

Der Spleißzeitpunkt und die Spleißdauer werden durch ein Steuer­ ventil 10 bestimmt. Das Steuerventil hat einen Druckluftanschluß bei P, einen ins Freie führenden Entlastungsanschluß bei R und eine Abströmseite bei A. Die Zeichnung zeigt das Steuerventil 10 bei abgesperrtem Druckluftanschluß P. Beim Einschalten des Steu­ erventils 10 mit Hilfe eines Elektromagnetantriebs 11 oder eines Druckknopfes 12 verschieben sich die Teile 13 und 14 in Richtung des Pfeils 15, so daß Teil 14 an die Stelle von Teil 13 tritt. Sobald das geschehen ist, ist im Inneren des Steuerventils 10 der Druckluftanschluß P mit der Abströmseite A verbunden und der Entlastungsanschluß R abgesperrt. Die jetzt an der Abström­ seite A anstehende Druckluft kann über eine Druckgasleitung 16 zur Leitung 7 gelangen. Außerdem führt von der Abströmseite A eine weitere Druckgasleitung in Form einer Bypassleitung 17 zum Dosierventil 9 und von dort zur Leitung 7.

Das Dosierventil 9 besitzt einen im Ventilgehäuse 18 verschieb­ bar gelagerten Kolben 19, der zweiteilig ausgebildet ist und aus den beiden Teilen 20 und 21 besteht. Die beiden Teile des Kolbens sind durch einen in seiner freien Länge veränderbaren zentralen Stift 22 miteinander verbunden. Der Stift 22 besitzt ein Gewinde, das in eine im Teil 20 befindliche Gewindebohrung paßt. Je nachdem, wie weit sich Teil 20 durch Hineinschrauben des Stiftes 22 dem Teil 20 nähert, bildet sich zwischen den bei­ den Teilen des Kolbens 19 eine mehr oder weniger große ringförmi­ ge Dosierkammer 23 aus.

Durch Verschieben des Kolbens 19 kann die Dosierkammer 23 aus der dargestellten Ladeposition heraus in Richtung des Pfeils 24 bis in eine Einspritzposition verschoben werden. In der Ladeposi­ tion ist die Dosierkammer 23, wie dargestellt, an den Eingang 25 und den Ausgang 26 einer Leitung 27, 28, 29 angeschlossen, die von einem Flüssigkeitsbehälter 30 über eine Pumpe 31 und über das Dosierventil 9 zurück zum Flüssigkeitsbehälter 30 führt. In der Einspritzposition ist die Dosierkammer 23 an den Ein­ gang 32 und den Ausgang 33 der als Bypassleitung 17 ausgebilde­ ten Druckgasleitung angeschlossen, die von dem Steuerventil 10 über das Dosierventil 9 und die Leitung 7 zum Spleißkopf 1 führt.

Das Dosierventil 9 besitzt eine mit dem Kolben 19 in Verbindung stehende Steuervorrichtung 35. Die Steuervorrichtung 35 besitzt einen Steuerzylinder 36 und einen Steuerkolben 37. Der Steuerkol­ ben 37 ist durch eine Kolbenstange 38 mit dem Kolben 19 verbun­ den. In der Ruhelage liegt der Steuerkolben 37 an einem An­ schlag 39 an. Diese Endlage wird durch eine Feder 40 gewährlei­ stet. Durch eine Druckgasleitung 41, die lediglich eine Abzweig­ leitung darstellt, ist der Steuerzylinder 36 mit der Bypasslei­ tung 17 verbunden.

Die Zeichnung zeigt die Vorrichtung in Spleißbereitschaft. Die Pumpe 31 ist in Betrieb, die Dosierkammer 23 wird blasenfrei von der Flüssigkeit durchströmt. Die beiden Fäden 4 und 5 sind schon zum Spleißen vorbereitet und in die Spleißkammer 3 einge­ legt worden.

Wenn jetzt das Steuerventil 10 betätigt wird, geschieht folgen­ des:

Die Druckluft strömt durch die Leitungen 16 und 17 und von der Leitung 17 aus auch durch die Leitung 41. Durch den dadurch be­ dingten Druckanstieg im Steuerzylinder 36 schnellt der Steuerkol­ ben 37 mit den an ihm befestigten Teilen nach links, wodurch die Dosierkammer 23 aus der Ladeposition heraus in die Einspritz­ position gerät. Dort strömt indessen schon Druckluft durch den Eingang 32. Diese Strömung wird kurzzeitig durch den Teil 21 des Kolbens 19 unterbrochen, dann aber geht die Luftströmung voll durch die Dosierkammer 23, wodurch die dort gespeicherte Dosiermenge mitgerissen und zusammen mit der Druckluft in die unmittelbar an das Dosierventil 9 anschließende Leitung 7 einge­ spritzt wird. Dort vereinigt sich die mit Feuchtigkeit geladene Luft mit der direkt durch die Druckgasleitung 16 einströmenden Luft. Die vereinigten und miteinander verwirbelten Luftströme gelangen durch die Austrittsöffnung 8 in die Spleißkammer 3 und bringen dort die Spleißverbindung an den beiden Fäden 4 und 5 zustande. Nach Ablauf einer kurzen, vorbestimmten Spleißzeit wird das Steuerventil 10 in seine Ausgangslage zurückgestellt, wobei eine Entlastung des Steuerzylinders 36 über die Leitun­ gen 41 und 17 zum Entlastungsanschluß R hin erfolgt. Hierdurch begibt sich der Kolben 19 unter dem Einfluß der Feder 40 wieder in seine Ausgangsstellung, und die Dosierkammer 23 kann erneut mit Flüssigkeit gefüllt werden. Nach kurzer Spülzeit ist die Gewähr dafür gegeben, daß sich keine Luftblasen mehr in der Do­ sierkammer 23 befinden. Anschließend ist die Vorrichtung wieder spleißbereit.

Es kann zum Beispiel noch vorteilhaft sein, Teil 21 des Kolbens so zu verlängern, daß Eingang 32 und Ausgang 33 in der Ruhestellung verschlossen sind.

Claims (8)

1. Verfahren zum Dosieren und Einspritzen kleiner Flüssigkeitsmengen in die Spleißluft einer Druckgas-Fadenspleißvorrichtung mit Hilfe eines Dosierventils, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Spleißen eine durch ihr Volumen die Einspritzmenge bestimmende, in einem verschiebbaren Kolben befindliche Dosierkammer des Dosierventils in einer Ladeposition an einen im Kreislauf bewegten Flüssigkeitsstrom angeschlossen wird, daß die Dosierkammer im Zeitpunkt des Einspritzens zum Zweck des Spleißens unter Lageänderung von der Ladeposition zu einer Einspritzposition in einen der Druckgas-Fadenspleißvorrichtung als Spleißluft zuströmenden Druckgasstrom gebracht wird, daß nach dem Spleißvorgang die Dosierkammer in die Ladeposition zurückgeschoben wird und daß die in der Dosierkammer befindliche Luft durch den Flüssigkeitsstrom ausgeschwemmt und die Dosierkammer vollständig mit Flüssigkeit gefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zeitpunkt des Einspritzens die mit Flüssigkeit gefüllte Dosierkammer in einen von dem der Druckgas-Fadenspleißvorrichtung zuströmenden Druckgas abgetrennten Bypass-Druckgasstrom gebracht wird und daß zum Verschieben des Kolbens mit der Dosierkammer das Druckgas ebenfalls auf die Verschiebevorrichtung des Kolbens zur Einwirkung gebracht wird.

3. Druckgasfadenspleißvorrichtung mit einem Dosierventil zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß das Dosierventil einen im Ventilgehäuse (18) verschiebbaren Kolben (19) besitzt,
• b) daß der Kolben (19) eine durch ihr Volumen die Einspritzmenge bestimmende Dosierkammer (23) aufweist,
• c) daß die Dosierkammer (23) durch Verschieben des Kolbens (19) eine Ladeposition und eine Einspritzposition einnehmen kann,
• d) wobei sich die Dosierkammer (23) in der Ladeposition zwischen dem Eingang (25) und dem Ausgang (26) einer an das Dosierventil (9) angeschlossenen Leitung (27, 28, 29) befindet, die von einem Flüssigkeitsbehälter (30) unter Druck stehend über das Dosierventil (9) zurück zum Flüssigkeitsbehälter (30) führt,
• e) und wobei sich die Dosierkammer (23) in der Einspritzposition zwischen dem Eingang (32) und dem Ausgang (33) einer an dem Dosierventil angeschlossenen Druckgasleitung (17) befindet, die von einem Steuerventil (10), das in einem Druckluftanschluß (P) liegt, über das Dosierventil (9) zu dem Spleißkopf (1) der Druckgas-Fadenspleißvorrichtung oder zu einer zum Spleißkopf führenden Leitung (7) geht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil (9) eine mit dem Kolben (19) in Verbindung ste­ hende, durch das Steuerventil (10) oder synchron mit dem Steu­ erventil (10) steuerbare Steuervorrichtung (35) besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (35) einen Steuerzylinder (36) und einen Steuerkolben (37) aufweist, der mit dem Kolben (19) des Do­ sierventils (9) verbunden ist und durch eine Feder (40) in eine Endlage rückgestellt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzylinder (36) durch eine Druckgasleitung (41) eine Verbindung mit der Abströmseite (A) des Steuerventils (10) besitzt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (19) des Dosierventils (9) zweitei­ lig ausgebildet ist und daß die beiden Teile (20, 21) des Kolbens (19) durch einen in seiner freien Länge veränderbaren zentralen Stift (22) miteinander verbunden sind, so daß sich zwischen den beiden Teilen (20, 21) des Kolbens (19) eine einstellbare ringförmige Dosierkammer (23) ausbilden kann.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von der Abströmseite (A) des Steuerventils (10) zwei Leitungen zum Spleißkopf (1) führen, und zwar eine direk­ te Leitung (16) und eine über das Dosierventil (9) führende Bypassleitung (17), von der eine Abzweigleitung (41) zum Steu­ erzylinder (36) führt.