DE3928763A1 - Verfahren und vorrichtung zum daempfen von garn - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum daempfen von garnInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Dämpfen von Garn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und
eine Vorrichtung zum Dämpfen von Garn gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 11.
Bei der Erzeugung und Verarbeitung von Textilgarnen
entstehen latente Spannungen im Garn, die bewirken, daß das
Garn die Neigung hat, sich im spannungslosen Zustand
aufzudrehen und Schlingen und Schlaufen zu bilden. Dieses
Verhalten des Garns wird allgemein als Kringelneigung
bezeichnet. Die Spannungen entstehen vor allen Dingen beim
Spinnen selbst, können aber auch durch die Weiterverar
beitung, z.B. durch Spulvorgänge und dergleichen, her
vorgerufen werden. Die Kringelneigung führt zu einer
wesentlichen Beeinträchtigung der weiteren Verarbeitung
des Textilgarnes und muß deshalb beseitigt werden.
Zum Beseitigen der Kringelneigung werden die Garne übli
cherweise gedämpft, wobei das Dämpfen bei Temperaturen
zwischen ca. 50 und ca. 150°C stattfindet. Dabei wird der
untere Temperaturbereich bis ca. 90°C z.B. eher für
Wollgarne und der obere Temperaturbereich eher für syn
thetische Garne verwendet. Die Qualitätsanforderungen an
das Dämpfverfahren sind sehr hoch, da bei ungleichmäßigem
Dämpfen z.B. Spannungsfäden im Gewebe entstehen oder die
Aufnahme von Färbemitteln bei einem Färbeprozeß ungleich
mäßig wird.
Die im Stand der Technik bekannten Dämpfverfahren arbeiten
üblicherweise mit Sattdampf. Naßdampf kann wegen seines
Kondensatanteiles zum Verflecken des Garnes führen, während
überhitzter Dampf schlechte Wärmeübertragungswerte auf
weist. Um bei Temperaturen unter und über 100°C Sattdampf
zur Verfügung zu haben, müssen die zum Dämpfen verwendeten
Vorrichtungen so beschaffen sein, daß der in ihnen herr
schende Druck vom Umgebungsdruck nach oben oder unten
abweichen kann. Üblicherweise werden für das Dämpfen
Autoklaven verwendet, in die das auf Spulenkörpern auf
gewickelte Garn gemeinsam mit den entsprechenden Transport
mitteln, z.B. Garnwagen, Garnkästen oder Paletten ein
gebracht wird. Einen Überblick über derartige Vorrichtungen
gibt z.B. die DE-Z. "Melliand Textilberichte", Heft 9,
1987, Seite 684.
Das Dämpfen im Autoklaven wird vielfach unter Vakuum
durchgeführt, wobei vor dem Beginn der Zuführung des
Dampfes ein Vakuum erzeugt wird, wobei der Druck im
Extremfall bis auf 0,1 bar Absolutdruck abgesenkt wird. Das
Vakuumdämpfen hat den Vorteil, daß sich weniger Luft im
System befindet, wodurch das Dämpfen gleichmäßiger wird.
Eine Übersicht über das Vakuumdämpfen gibt die DE-Z.
"Melliand Textilberichte", Heft 5, 1966, Seite 530-536.
Der wesentliche Nachteil des Dämpfens im Autoklaven besteht
darin, daß damit die weitgehend kontinuierlich arbeitende
Verarbeitung von Garn durch einen zeitaufwendigen, diskon
tinuierlichen Vorgang unterbrochen wird. So wird z.B.
durch das Ringspinnverfahren ein hoher Ausstoß von Spinn
kopsen erzielt, das sind Hülsen, auf denen sich jeweils
eine bestimmte Garnmenge befindet. Bevor diese Spinnkopse
nun einer kontinuierlich arbeitenden Spulmaschine zugeführt
werden, müssen sie in entsprechenden Garnwagen gesammelt
und in den Autoklaven eingeschoben werden. Anschließend
müssen sie zur Spulmaschine transportiert werden. Der
dadurch notwendige Materialfluß erfordert nicht nur
umfangreiche und aufwendige Vorrichtungen, sondern beein
trächtigt auch insgesamt den Betriebsablauf der Spinnerei.
Weiterhin sind die Autoklaven, da sie wegen der geforderten
Verarbeitungskapazität üblicherweise mehrere Garnwagen
aufnehmen müssen, in ihren Abmessungen sehr groß und
deshalb teuer, raumaufwendig und sehr ungünstig hinsicht
lich des Energieaufwandes.
Bereits vor einiger Zeit ist mit dem DE-U 19 82 399 eine
Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der ohne Anwendung
von Vakuum Dampf in das Innere einer perforierten Spulhülse
eingeführt wird. Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens
ist in der DE-A 36 01 099 beschrieben. Dieses Verfahren
erlaubt es zwar, den für das Dämpfen erforderlichen Zeit-
und Energieaufwand zu verringern, hat jedoch den Nachteil,
daß hier eine zu starke Kondenswasserbildung entstehen
kann, welche die Gleichmäßigkeit des Dämpfens beeinträch
tigt. Weiterhin werden speziell für das Verfahren vor
bereitete Garnhülsen benötigt. Derartige Garnhülsen sind in
der Herstellung aufwendiger als einfache, zylindrische
Garnhülsen. Außerdem würden z.B. die Spinnereien bei
Anwendung dieses Verfahrens gezwungen werden, ihren
gesamten, teuren Bestand an Spulhülsen auszuwechseln.
Das Verfahren hat sich deshalb in der Praxis auch nicht
durchsetzen können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zum Dämpfen von Garn zu schaffen, durch welches
ein gleichmäßiges Dämpfen des Garnes mit geringem Zeit
aufwand und mit einem geringen Energieaufwand erzielt wird.
Des weiteren ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Vorrichtung zum Dämpfen von Garn zu schaffen, durch
welche ein gleichmäßiges Dämpfen des Garnes mit einem
geringen Energie- und Zeitaufwand erzielbar ist und die nur
einen geringen Platzbedarf und Bauaufwand erfordert.
Insbesondere sollen das erfindungsgemäße Verfahren und die
erfindungsgemäße Vorrichtung in derart kurzen Takten
arbeiten, daß sie in einen kontinuierlichen Prozeß der
Garnverarbeitung einbezogen werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren
gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 11.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmals die
Möglichkeit geschaffen, ein taktweises Dämpfen von Garn mit
Sattdampf in einem weiten Temperaturbereich durchzuführen.
Dies wird erreicht, indem nur einer oder eine geringe
Anzahl von Spulenkörpern der Dämpfung unterworfen wird und
indem eine Vakuumglocke verwendet wird, die in kurzer Zeit
sehr stark evakuiert werden kann. Die evakuierte Vakuum
glocke wird mit einem Dampferzeuger verbunden, in dem
Wasser und Sattdampf bei Dämpftemperatur eingeschlossen
sind, und es findet praktisch schlagartig eine Anpassung
der Zustandsgrößen in der Vakuumglocke an die Zustands
größen im Dampferzeuger statt. Dabei wird im Dampferzeuger
sehr schnell die Wassermenge in Sattdampf übergeführt, die
erforderlich ist, um die Vakuumglocke mit Sattdampf von
Dämpftemperatur und dem für die jeweilige Temperatur
definierten Dampfdruck zu füllen.
Da der Dampferzeuger und vorzugsweise auch die Vakuumglocke
weitgehend exakt auf Dämpftemperatur gehalten werden, führt
die für die Verdampfung erforderliche Energieaufnahme nicht
zu einem wesentlichen Absinken des Temperaturniveaus. Die
Konstanthaltung des Temperaturniveaus wird wesentlich
dadurch erleichtert, daß die Vakuumglocke entsprechend
klein gehalten ist. Besonders problemlos ist der Ausgleich,
wenn die Vakuumglocke, gemäß einer bevorzugten Ausfüh
rungsform, nur einen einzigen Spulenkörper aufnimmt.
Weiterhin wird ein Absinken der Temperatur durch die
Temperaturregelung des Dampferzeugers und vorzugsweise
auch der Vakuumglocke vermieden, durch die Temperaturver
minderungen sofort ausgeglichen werden.
Das Evakuieren der Vakuumglocke vor dem Dämpfen nimmt bei
einem getesteten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ungefähr 20 Sekunden in Anspruch, während das
Dämpfen selbst ungefähr 90 Sekunden dauert. Dadurch kann
das gesamte Dämpfen innerhalb eines Zeittaktes von ca. zwei
Minuten durchgeführt werden.
Um zu verhindern, daß der in die Vakuumglocke eingebrachte,
kältere Spulenkörper zu einer unerwünschten Temperaturab
senkung oder zu einer zu starken Kondensation des ein
gebrachten Sattdampfes führt, können die Hülse und das Garn
gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vor dem
Evakuieren der Vakuumglocke vorzugsweise über Heißluft
vorgewärmt werden.
Vorzugsweise findet das Belüften der Vakuumglocke nach dem
Dämpfen ebenfalls mit vorgewärmter Heißluft statt. Dadurch
wird eine ungleichmäßige Temperaturabsenkung des Garnes
verhindert.
Gemäß einer zu bevorzugenden Weiterbildung der Erfindung
wird das Garn unmittelbar nach dem Dämpfen getrocknet. Dies
kann in der gleichen Glocke geschehen, in der das Garn auch
gedämpft wurde. Vorzugsweise wird jedoch eine zweite
Vakuumglocke vorgesehen, die ausschließlich dem Trocknen
dient. Das Trocknen erfolgt vorzugsweise, indem diese
zweite Vakuumglocke evakuiert wird. Aufgrund des dann
gering werdenden Umgebungsdruckes übersteigt der Dampfdruck
des auf dem Garn befindlichen Wasserdampfes den Umgebungs
druck, so daß der größte Teil des Dampfes als überhitzter
Dampf unmittelbar durch die Vakuumpumpe abgezogen wird.
Vorzugsweise ist ein evakuierbarer Kondensationsbehälter
vorgesehen, der der Vakuumpumpe vorgeschaltet ist. Durch
eine Kühlung im Kondensationsbehälter kann erreicht werden,
daß die dort herrschende Temperatur unter der in der
Vakuumglocke herrschenden Temperatur liegt. Auf Grund der
thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten strömt der Dampf dann
sehr schnell in den Kondensationsbehälter. Der kältere
Behälter wirkt also wie eine starke Pumpe, durch die der
Wasserdampf schnell aus der Vakuumglocke abgezogen wird.
Des weiteren kann die Temperatur des Kondensationsbehäl
ters dem gewünschten Vakuumenddruck angepaßt werden. So
entspricht ein Vakuumenddruck von 20 mbar in etwa einer
Sattdampftemperatur von 17°C.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen
Aufbau auf, dessen äußere Abmessungen nur einen Bruchteil
der Abmessungen eines herkömmlichen Autoklaven betragen.
Die Vorrichtung weist erfindungsgemäß einen Dampferzeuger
und eine Vakuumglocke auf, die über eine Vakuumpumpe
evakuiert werden kann. Die Innenabmessungen der Vakuum
glocke sind dem Raumbedarf von einem oder mehreren Spulen
körpern angepaßt. Zur Temperaturregelung des Dampferzeugers
und/oder der Vakuumglocke ist eine entsprechende Regelein
richtung vorgesehen, die vorzugsweise mit einer Steuer
einrichtung kombiniert werden kann, welche den gesamten
Ablauf der Vorrichtung steuert. Diese Steuereinrichtung ist
mit einer Vielzahl von Temperatur- und Drucksensoren
verbunden, die die Zustandsgrößen in den einzelnen Anlagen
teilen erfassen. Die Steuereinrichtung arbeitet nach einem
vorgegebenen Programm und gibt Steuersignale aus, um eine
Anzahl von Steuerventilen zu steuern, die erforderlich
sind, die Vakuumglocke, die Vakuumpumpe und den Dampf
erzeuger in der vorgegebenen Taktfolge miteinander zu
verbinden.
Ein weiterer, sehr bedeutender Vorteil der erfindungsgemä
ßen Vorrichtung ist der äußerst geringe Energieverbrauch.
Aufgrund der kleinen Abmessungen und der kurzen Taktzeiten
beträgt der Energieaufwand, bezogen auf eine Garneinheit,
also z.B. auf einen Spinnkops, nur einen Bruchteil des
Aufwandes, der für eine Autoklavendämpfung erforderlich
ist.
Wie bereits in bezug auf das Verfahren erläutert, ist die
Vorrichtung vorzugsweise so beschaffen, daß nach dem
Dämpfvorgang unmittelbar ein Trocknungsvorgang durchgeführt
werden kann. Vorzugsweise ist dazu jeder Dämpf-Vakuumglocke
eine Trocknungs-Vakuumglocke nachgeschaltet. Die Trocknung
erfolgt vorzugsweise über einen evakuierbaren Konden
sationsbehälter, der unmittelbar mit der Vakuumpumpe
verbunden ist.
Die Anlage weist weiterhin vorzugsweise einen Heißluft
erzeuger auf, in dem Luft auf eine vorbestimmte Temperatur,
die vorzugsweise gleich der Dämpftemperatur ist, vorgeheizt
wird, um sie zum Vorheizen und zum Belüften der Vakuum
glocke zu verwenden.
Wie in der Einleitung ausgeführt, soll die vorbeschriebene
Vorrichtung vorzugsweise zur taktweisen Bearbeitung von
Spulenkörpern eingerichtet sein. Gemäß einer zu bevorzugen
den Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden die einzelnen Spulenkörper deshalb auf Transporttel
ler aufgesetzt. Dieses Aufsetzen kann mit im Stand der
Technik bekannten Handhabungs-Vorrichtungen erfolgen, die
deshalb nicht im einzelnen beschrieben werden.
Die Transportteller gleiten in einer Gleitschiene, die ein
Halteprofil aufweist, das einem umgekehrten T entspricht,
in die entsprechend gestaltete Teile der Teller eingreifen.
Die Teller haben hohlgebohrte Zapfen, auf die die Spulen
körper unmittelbar aufgesetzt werden können. Die Teller
sind, bei der kontinuierlichen Bearbeitung, so in der
Gleitschiene angeordnet, daß sie jeweils unmittelbar
benachbart sind. Beim Weiterschieben des hintersten Tellers
werden deshalb alle anderen Teller automatisch um den
entsprechenden Verschiebeweg (im allgemeinen einen Teller
durchmesser) nach vorne bewegt.
Über der Gleitschiene befinden sich dann eine Dämpfglocke
und eine Trocknungsglocke, die durch eine pneumatische
Einrichtung hebbar und senkbar sind. Durch ebenfalls neu
entwickelte Dichtungsmaßnahmen wird erreicht, daß die
Vakuumglocken beim Aufdrücken auf den Teller automatisch
gegenüber diesem abgedichtet sind. Weiterhin sind an dieser
Stelle in der Gleitschiene Bohrungen vorgesehen, die
ebenfalls beim Anpressen der Vakuumglocken automatisch
abgedichtet werden. Durch die Bohrungen in der Gleitschiene
werden die Vakuumglocke bzw. die Vakuumglocken mit dem
Dampferzeuger usw. verbunden.
Die Teller mit den darauf befindlichen Spulenkörpern
durchwandern somit langsam die Dämpf- und Trocknungsanlage,
wobei die Taktzeit in einem Ausführungsbeispiel für das
Dämpfen bzw. Trocknen ungefähr 2 Minuten beträgt. Die
Verarbeitungskapazität beträgt somit 30 Spulenkörper pro
Stunde. Wird eine größere Verarbeitungskapazität gewünscht,
können mehrere Dämpf- und Trocknungsglocken parallel
zueinander angeordnet werden. Die Gleitschiene weist dann
eine entsprechende Verzweigung auf, und der ankommende
Strom von Tellern mit Spulenkörpern wird beispielsweise auf
vier einzelne Gleitschienen aufgeteilt. Bei zehn parallel
zueinander angeordneten Glocken läßt sich dann bereits eine
Verarbeitungskapazität von 300 Spulenkörpern pro Stunde
erreichen, die für die meisten Anwendungen ausreichen
dürfte, aber ohne Probleme durch weitere Parallelanordnun
gen erhöht werden kann.
Gemäß einer zu bevorzugenden Ausführungsform der vorliegen
den erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die parallel
angeordneten Glocken durch eine gemeinsame Vorrichtung
abgehoben und gesenkt. Durch eine entsprechende Anordnung
der Gleitbahnen der Teller, die in den Unteransprüchen und
in bezug auf die Figuren im einzelnen beschrieben ist, kann
das taktweise Dämpfen dann mit sehr geringem Platzaufwand
durchgeführt werden.
Durch die Erfindung wird also das bisherige diskontinuier
liche Dämpfen in einem Autoklaven mit seiner ganzen
Materialflußproblematik in einen kontinuierlichen Vorgang
umgewandelt. Da die Vorrichtung in ihren Abmessungen sehr
viel kleiner ist als ein Autoklav, kann die Vorrichtung
z.B. unmittelbar zwischen einer Ringspinnmaschine und einer
nachfolgenden Spulmaschine angeordnet werden.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen
den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei
bung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der
Zeichnung. Darin zeigen in schematisierter Weise:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine Dämpfungs-
oder Trocknungsglocke gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 ein Funktionsschema einer Dämpfungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine stark schematisierte Seitenansicht eines
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung (teilweise geschnitten), bei der
insgesamt 20 Vakuumglocken zum taktweisen
Dämpfen und Trocknen vorgesehen sind;
Fig. 4 eine schematisierte Aufsicht auf die Vorrich
tung gemäß Fig. 3;
Fig. 5 eine Seitenansicht, welche den Hebe- und
Senkmechanismus der Vakuumglocken zeigt;
Fig. 6 eine schematisierte Seitenansicht, welche den
Transportmechanismus der Teller in der Vorrich
tung gemäß Fig. 3 zeigt;
Fig. 7 eine Aufsicht auf den Transportmechanismus;
Fig. 8 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer
Vakuumglocke.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beschrieben, bei dem zwei Dämpfungs- und Trock
nungsglocken zum taktweisen Dämpfen von Garn eingesetzt
werden.
Das Ausführungsbeispiel ist für das Dämpfen von Garn
konzipiert, welches von Ringspinnmaschinen kommt und auf
zylindrische Metallhülsen oder Kunststoffhülsen aufge
wickelt ist. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die
Vorrichtung selbstverständlich in gleicher Weise auch für
alle anderen Arten von Garnen und Spulenkörpern eingesetzt
werden kann.
Das in der Zeichnung schematisch angedeutete Garn 1 ist
auf eine aus Kunststoff bestehende, zylindrische Hülse 2
aufgewickelt, wodurch ein Spinnkops 3 gebildet ist. Der
Spinnkops 3 wird mit einem Teller 5 durch die Vorrichtung
transportiert, wobei er auf diesem Teller 5 auch während
des Dämpfungs- und Trocknungsvorganges verbleibt. Der
Teller 5 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch um eine
Achse 6 gestaltet und weist einen Kegelabschnitt 7 auf, der
nach oben (d.h. zum Spinnkops hin) und nach unten durch
eine ebene Kreisringfläche 8 bzw. 9 begrenzt ist. Unterhalb
dieses Kegelabschnittes befindet sich ein erster zylindri
scher Abschnitt 10 mit einem kleineren Durchmesser und
daran anschließend ein zweiter zylindrischer Abschnitt 11
mit einem größeren Durchmesser. Auf der oberen Kreis
ringfläche 8 ist ein zylindrischer Zapfen 12 angeordnet,
der an seinem oberen (dem Spinnkops zugewandten) Ende eine
Abschrägung 12a aufweist.
Der Außendurchmesser des zylindrischen Zapfens 12 ist
geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Hülse 2,
so daß die Hülse 2 auf den Zapfen 12 aufgeschoben werden
kann und von diesem gehalten ist. Durch den Teller 5
verläuft eine koaxial zur Achse 6 angeordnete zylindrische
Bohrung 13, deren Zweck nachfolgend noch im einzelnen
erläutert wird. Die untere Kreisringfläche 9 weist ferner
einen zylindrischen Ansatz 14 auf.
Der Teller besteht aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium.
Der Teller 5 ist verschieblich in einer Gleitschiene 20
angeordnet, die in Fig. 1 nur ausschnittsweise dargestellt
ist. Die Gleitschiene 20 weist eine Führungsnut 21 auf, die
im wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1
verläuft. Die Führungsnut 21 besteht aus einem oberen
schmaleren Bereich 22 und einem unteren, weiteren Bereich
23. Die Führungsnut 21 weist also im Querschnitt die Form
eines auf dem Kopf stehenden T auf. In dem in Fig. 1
dargestellten Bereich der Führungsnut ist eine zylindrische
Bohrung 24 angeordnet, deren Funktion später noch erläutert
wird. Im oberen Bereich der Gleitschiene 20 ist eine
Vertiefung 25 vorgesehen, deren Breite geringfügig größer
ist als der Durchmesser des zylindrischen Ansatzes 14 des
Tellers 5. In der Gleitschiene sind, im wesentlichen
rotationssymmetrisch zur Achse der zylindrischen Bohrung
24, vier Federkörper 26 eingelassen. Die Federkörper 26
bestehen aus einem zylindrischen Hohlkörper 27, in dessem
Inneren eine spiralförmige Druckfeder angeordnet ist. Der
Hohlkörper 27 ist an seinem oberen Ende mit einem Flansch
29 abgeschlossen, dessen Durchmesser geringfügig größer ist
als der Außendurchmesser des Hohlkörpers 27. Der Federkör
per 26 wird in eine zylindrische Bohrung 28 der Gleit
schiene 20 eingepreßt und ist durch den Flansch 29 axial in
bezug auf die Gleitschiene fixiert. Im Inneren des Hohlkör
kers 27 ist weiterhin eine Kugel 30 vorgesehen, die durch
die Feder nach oben gedrückt wird. Wird der Federkörper 26
mit einer vorbestimmten Last belastet, wird die Kugel 30
in den Hohlkörper 27 eingeschoben. Konzentrisch zur
zylindrischen Bohrung 24 der Gleitschiene ist weiterhin
eine kreisringförmige Dichtungsnut 32 vorgesehen. In dieser
Dichtungsnut 32 ist ein handelsüblicher O-Ring 33 eingelas
sen.
Die Glocke 35 weist einen im wesentlichen zylindrischen
Metallkörper 36 auf, der nach unten hin durch einen Flansch
37 abgeschlossen ist. Auf dem Flansch 37 ist ein nach oben
weisender zylindrischer Steg 38 konzentrisch zur Längs
achse 39 der Glocke angeordnet.
Der zylindrische Metallkörper 36 der Glocke ist nach oben
hin durch einen einstückig mit diesem ausgebildeten
gewölbten Deckel 41 abgeschlossen. In dem Deckel 41 sind,
in bezug zur Längsachse 39 der Glocke versetzt, zwei
Gewindestutzen 42 und 43 angeordnet. In den ersten,
kürzeren Gewindestutzen 42 ist ein Drucksensor 44 ein
geschraubt und in den zweiten, längeren Gewindestutzen 43
ein Temperatursensor 45.
Der zylindrische Metallkörper 36 der Glocke ist von einem
Heizdraht 55 umgeben. Weiterhin weist die Glocke eine
Isolierung 56 auf, die die Wärmeübertragung vom zylindri
schen Metallkörper 36 auf die Umgebungsluft weitgehend
verhindern soll.
An der Unterseite des Flansches 37, auf der dem Teller 5
zugewandten Fläche ist, konzentrisch zur Längsachse 39 der
Glocke, eine kreisringförmige Vertiefung 57 eingelassen, in
der ein zweiter O-Ring 58 angeordnet ist.
Die Funktion dieser Glocke ist nun wie folgt: Die Glocke
ist entlang ihrer Längsachse 39 durch einen Pneumatik
zylinder heb- und senkbar. Die Glocke befindet sich
zunächst in angehobenem Zustand, und der auf dem Teller 5
befindliche Spinnkops 3 wird in eine Stellung gebracht, in
der die Bohrung 13 des Tellers 5 über der Bohrung 24 in der
Gleitschiene 20 liegt. Anschließend wird die Glocke
abgesenkt und auf den Teller 5 gedrückt. Die Anpreßkraft
der Glocke 5 wird auf die Federkörper 26 weitergeleitet,
wodurch die Kugeln 30 in deren Hohlkörper 27 eingedrückt
werden. Dadurch liegt der zweite zylindrische Abschnitt 11
des Zylinders 5 fest auf dem ersten O-Ring 33 auf. Der
zweite O-Ring 58 dichtet gleichzeitig den Flansch 36 der
Glocke gegenüber dem Teller 5 ab, so daß die Glocke
luftdicht bzw. dampfdicht mit der Bohrung 24 verbunden ist.
Durch die Federkörper 26 wird bewirkt, daß der Teller 5 in
einem vertikalen Abstand zum O-Ring 33 auf diesen aufge
schoben wird. Dadurch wird eine Beschädigung des O-Rings 33
beim Schieben des Tellers 5 vermieden. Befindet sich der
Teller 5 nicht in der in Fig. 1 gezeigten Position, liegt
der zylindrische Ansatz 14 des Tellers unmittelbar auf der
Gleitschiene auf. Dadurch wird ein etwaiger Verschleiß beim
Gleiten des Tellers 5 ausschließlich auf den Bereich
zwischen dem zylindrischen Ansatz und der Gleitschiene
beschränkt. Die untere Kreisringfläche 9 selbst und die
obere Kreisringfläche 8, die hinsichtlich der Abdichtung
bzw. des Kontaktes zu den Federkörpern möglichst ihren
ursprünglichen Zustand behalten sollen, werden nicht durch
Verschleiß verändert.
Die Fig. 2 zeigt ein Funktionsschema der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Dämpfen von Garn. Bei dieser Vorrichtung
wird eine Glocke 36 als erste Glocke 71 zum Dämpfen
verwendet, und eine Glocke 36 als zweite Glocke 72 zum
Trocknen. Beide Glocken sind in ihrem Aufbau identisch und
entsprechen dem der in bezug auf Fig. 1 beschriebenen
Glocke 36.
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, gleiten die schematisch
dargestellten Teller 5 auf der ebenfalls schematisch
dargestellten Gleitschiene 20.
Die Vorrichtung weist einen Dampferzeuger 73, einen
Kondensator 74 und einen Heißlufterzeuger 75 auf.
Die erste Glocke 71, die zweite Glocke 72, der Dampfer
zeuger 73, der Kondensator 74 und der Heißlufterzeuger 75
sind jeweils so ausgelegt, daß sie sowohl einem hohen
Unterdruck (bis zu 20 mbar Absolutdruck) als auch einem
höheren Überdruck (bis zu ca. 5 bar Absolutdruck) standhal
ten. Dabei wird der obere Auslegungswert der Anlage im
wesentlichen von der maximalen Behandlungstemperatur des
Garnes bestimmt. Soll z.B. nur eine Temperatur von 120°C
erzielt werden können, so ist ein Maximaldruck von 2 bar
absolut (entsprechend dem Dampfdruck des Wassers bei 120°C)
ausreichend, werden nur Temperaturen unter 100°C
verwendet, muß die Anlage lediglich in bezug auf den
notwendigen Unterdruck dimensioniert werden.
Der Dampferzeuger 73 ist im wesentlichen als zylindrischer
Behälter gestaltet, der druckdicht abgedichtet ist und der
gegen Wärmeverluste über seine Außenflächen isoliert ist.
Der Dampferzeuger 73 steht über eine Speisepumpe 76 und ein
Ventil 77 mit einem schematisch bei 78 dargestellten
Wasserzuleitungsnetz in Verbindung. Der Volumenstrom der
Pumpe, die bedarfsgesteuert arbeitet, wird über eine
Leitung 79 dem Dampferzeuger 73 zugeführt.
Der Dampferzeuger weist weiterhin einen Heizstab oder
Heizwendel 80 auf, durch den das im Dampferzeuger befind
liche Wasser erhitzt werden kann.
Der Wasserstand des Dampferzeugers wird durch einen
Füllstands-Sensor 81, der Druck durch einen Drucksensor 82
und die Temperatur durch einen Temperatursensor 83 über
wacht.
Der Dampferzeuger 73 ist über eine Leitung 87, die an
seinem obersten Ende angeordnet ist, mit den übrigen
Anlagenteilen verbunden.
Der Kondensator 74 weist ebenfalls einen im wesentlichen
zylindrischen Körper auf, der druckfest abgedichtet ist und
der zur Verringerung der Wärmeübertragung an die Umgebung
eine Außenisolierung aufweist. Der Kondensator 73 ist über
eine Leitung 91 mit einer Vakuumpumpe 92 verbunden.
Weiterhin ist eine Kühleinrichtung 93 vorgesehen, die ein
Kühlmedium kühlt, das durch Zuleitungen 94, 95 in eine
schematisch angedeutete Kühlspirale 96 innerhalb des
Kondensators 74 strömt.
An der Unterseite des Kondensators 74 ist eine Ablaßleitung
97 mit einem Ventil 98 vorgesehen.
Der Kondensator ist über eine Leitung 100 sowohl mit der
Dampfzuführungs-Einrichtung für die Dämpfungsglocke 71 als
auch mit dem Dampferzeuger 73 verbunden, wobei eine
Vielzahl von Ventilen vorgesehen ist, durch die diese
Verbindungen im einzelnen zu steuern und zu regeln sind.
Der Heißlufterzeuger 75 ist ebenfalls druckfest gestaltet
und mittels einer Isolierung gegenüber der Umgebung
wärmeisoliert. Eine Heizspirale 106 ist vorgesehen, um die
im Heißlufterzeuger befindliche Luft anzuwärmen.
Das Leitungssystem zur Verbindung der verschiedenen
Einrichtungen des Dämpfungssystems weist im wesentlichen
drei Hauptleitungen auf, nämlich eine erste Hauptleitung
111, eine zweite Hauptleitung 112 und eine dritte Haupt
leitung 113. Die Hauptleitungen 111 und 113 sind mit der
Leitung 87 des Dampferzeugers 74 verbunden. Die Hauptlei
tung 111 ist weiterhin über entsprechende Ventile, wie
nachfolgend erläutert, mit dem Heißlufterzeuger 75 verbun
den. Die zweite Hauptleitung 112 ist an ihrem einen Ende
gegenüber der Umgebung offen und an ihrem anderen Ende mit
der Hauptleitung 111 vor dem Heißlufterzeuger 75 verbunden.
Die dritte Hauptleitung 113 ist ebenfalls mit der Leitung
87, die vom Dampferzeuger 73 herkommt, verbunden und ist
auf der anderen Seite mit der Leitung 100, die zum Konden
sator 74 führt, verbunden. Die erste Hauptleitung 111 und
die zweite Hauptleitung 112 sind über ein Verbindungsstück
115 miteinander verbunden, das weiterhin zur Bohrung 24 der
Gleitschiene im Bereich der Dämpfungsglocke 71 führt. Die
Hauptleitung 111 ist weiterhin über eine Leitung 117 mit
der Bohrung 24′ der Gleitschiene im Bereich der Trock
nungsglocke 72 verbunden, wobei diese Leitung auf der
anderen Seite hin über ein Ventil 118 zur Umgebung offen
ist.
Der Betrieb der Vorrichtung wird über eine Steuereinheit
130 gesteuert und geregelt. Die Steuereinheit 130, ein
prozeßrechner, der z.B. auf der Basis eines der bekannten
Mikroprozessoren aufgebaut sein kann, nimmt die Signale
aller Sensoren auf und gibt die Steuersignale, mit denen
die Heizung der Glocken 71, 72, des Dampferzeugers 73 und
des Heißlufterzeugers 75 sowie die Kühlung des Kondensators
74 geregelt wird, die Steuer- bzw. Regelsignale für alle
Ventile und die Steuersignale für die Bewegungssteuerung
der Teller 5 aus. Die gesamte Steuerung und Regelung
erfolgt über ein in der Steuereinheit 130 gespeichertes
Programm. Eine Bedienungskraft kann die gewünschten
Steuergrößen, d.h. vor allen Dingen die Temperatur, bei der
gedämpft werden soll, über einen geeigneten Datenträger,
z.B. eine Diskette, über ein Band, über einen Lochstreifen
oder über eine Tastatur in die Steuereinheit eingeben.
Die Funkton des in bezug auf die Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispieles wird nachfolgend im einzelnen
erläutert, wobei beispielhaft von einem Dämpfen mit 80°C
ausgegangen wird.
Die gesamte Funktion der Anlage wird, wie vorstehend
beschrieben, über die Steuereinrichtung 130 gesteuert. Die
für das Dämpfen erforderlichen Daten, d.h. also im wesent
lichen die Dämpftemperatur und die Dämpfzeiten, sind
entweder fest in der Steuereinheit vorgegeben oder werden,
wie beschrieben, vor dem Start in die Steuereinheit
eingelesen. Der Betrieb der Anlage beginnt mit einem
Vorheizzyklus, in dem die Temperatur der Glocken und die
Temperatur des Dampferzeugers usw. auf die vorbestimmte
Dämpftemperatur gebracht werden. Durch diesen Heizvorgang
wird auch das Wasser im Dampferzeuger 73 auf die gewünschte
Temperatur erhitzt. Gleichzeitig wird der Kondensator über
die Vakuumpumpe 92 auf einen Absolutdruck von ca. 20 mbar
evakuiert.
Der Absolutdruck von 20 mbar entspricht dem Dampfdruck von
Wasser bei etwa 17°C. Da die üblichen Dämpftemperaturen
deutlich höher liegen, ist somit gewährleistet, daß der
Sattdampfdruck des zum Dämpfen verwendeten Wassers immer
über diesem Wert liegt. Wird z.B. zum Dämpfen von Wollgarn
eine Temperatur von 80°C verwendet, so beträgt der
Dampfdruck des Wassers 473 mbar.
Zum Einstellen dieses Druckes im Dampferzeuger wird ein
Ventil 141 in der Hauptleitung 113 kurzzeitig geöffnet, so
daß Dampferzeuger (noch unter Normaldruck) und der Konden
sator (mit 20 mbar Absolutdruck) miteinander verbunden
sind. Dadurch sinkt der Absolutdruck des Systems auf einen
Wert ab, der zunächst weit unter 473 mbar liegt. Da der
Dampfdruck des Wassers bei 80°C oberhalb dieses nun im
Dampferzeuger herrschenden Druckwertes liegt, wird prak
tisch schlagartig soviel Wasser in Dampf übergeführt, daß
sich der Sattdampfdruck von 473 mbar einstellt. Vorausset
zung dafür ist, daß das Temperaturniveau in der gesamten
Anlage auf 80°C gehalten wird. Dies wird, wie bereits
vorstehend ausgeführt, dadurch erreicht, daß alle wesentli
chen Teile der Anlage ständig auf dieser Temperatur
gehalten sind.
Im Dampferzeuger 73 befindet sich nun Wasser von 80°C
sowie Dampf von 80°C bei einem Druck von 473 mbar. Nach
dieser vorbereitenden Maßnahme kann der erste Spinnkops 3
auf dem Teller 5 über die Gleitschiene 20 unter die
Dämpfglocke 71 befördert werden. Die pneumatischen Betäti
gungseinrichtungen der Dämpfglocke senken die Dämpfglocke
ab und drücken sie auf den Teller 5. Dabei werden die
Kugeln 30 in die Hohlkörper 27 der Federkörper 26 ein
gedrückt, und es wird eine feste Dichtung zwischen Glocke
und Teller und Teller und Gleitschiene über die O-Ringdich
tungen 33 und 58 erzielt. Anschließend wird ein Ventil 142
in der ersten Hauptleitung 111 geöffnet, wodurch das Innere
der Dämpfglocke über die Bohrung 24 mit dem Kondensator 74
verbunden ist. Im Kondensator 74 ist zwischenzeitlich durch
die Vakuumpumpe 92 das Ausgangsvakuum von 20 mbar Ab
solutdruck wieder hergestellt worden. Dadurch wird er
reicht, daß in der Dämpfglocke und im Garnwickelkörper in
einer sehr kurzen Zeit, die in der Regel unter 20 Sekunden
beträgt, ein entsprechendes Vakuum von ebenfalls ca.
20 mbar erzeugt werden kann. Anschließend wird das Ventil
142 wieder geschlossen, und die Ventile 144 und 145 werden
geöffnet. Das Ventil 145 ist als Nadelventil ausgebildet
und somit besonders dosiert regelbar. Die Glocke 71 steht
nun über die Hauptleitung 111 und die Leitung 87 mit dem
Dampferzeuger 73 in Verbindung, in dem eine Temperatur von
80°C und ein Sattdampfdruck von 473 mbar herrscht. Es ist
darauf hinzuweisen, daß durch die Heizsysteme und durch die
Temperatursensoren auch die Dämpfungsglocke 71 ständig auf
dieser Temperatur gehalten wird. Der Sattdampf tritt durch
die Bohrung 24 und die hohle Hülse 2 in die Glocke 71 ein.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Hülse 2 des Spinnkopses
3, der in der Figur dargestellt ist, nicht perforiert ist.
Der Dampf tritt vielmehr an der oberen offenen Seite der
Hülse in die Dämpfglocke 71 ein.
Da die Dämpfglocke vorher evakuiert war und sich somit nur
noch sehr wenig Luft zwischen den einzelnen Lagen des
Garnes befindet, kann der Dampf ungehindert alle Lagen des
Garnes erreichen.
Da weiterhin die Innenwand der Dämpfungsglocke und die
übrigen Teile des Systems eine Temperatur aufweisen, die
der Sattdampftemperatur entspricht, wird eine Dampfkonden
sation an diesen Flächen vermieden.
Falls in einigen Anwendungsfällen der Temperaturunterschied
zwischen der Hülse des Garns nach dem Einbringen des Garns
in die Dämpfungsglocke und nach dem Evakuieren noch zu
hoch ist, kann die Hülse vorgewärmt werden, indem ein
Ventil 146 zum Heißlufterzeuger kurzfristig vor dem
Evakuieren der Glocke 71 geöffnet wird. Dadurch strömt
Heißluft über die Hauptleitung 112 in die Dämpfungsglocke
ein und erwärmt die Hülse und das Garn. Da die zugeführte
Heißluft auf dem Temperaturniveau der Sattdampftemperatur
gehalten wird, also im Beispielsfall auf 80°C, tritt durch
die Heißluftzuführung keine Übererwärmung ein. Die Konden
sation des Dampfes in einer zu kalten Hülse kann dadurch
wirkungsvoll verhindert werden.
Nach dem Bedämpfen, das im vorliegenden Fall z.B. 90
Sekunden dauern kann, wird das Ventil 146 wieder geöffnet
und die Dämpfglocke dadurch mit Heißluft belüftet. Da die
Heißluft die gleiche Temperatur aufweist wie die Dämpftem
peratur, findet kein Nachdämpfen statt. Anschließend wird
die Glocke 71 angehoben und der Spinnkops mit dem Trans
portteller 5 weitergefördert und kommt in eine Position
unter die Trocknungsglocke 72. Die Trocknungsglocke 72 wird
simultan mit der Dämpfungsglocke auf- und abbewegt und ist
in gleicher Weise gegenüber der Gleitschiene abgedichtet,
wie dies bei der Dämpfungsglocke 71 der Fall ist. Der
Spinnkops befindet sich nach dem nächsten Absenkvorgang in
der geschlossenen Trocknungsglocke. Sobald das Evakuieren
der Dämpfungsglocke 71 beendet ist, wird ein Ventil 148
geöffnet, während gleichzeitig das Ventil 142 geschlossen
ist. Dadurch wird die Trocknungsglocke 72 mit dem Konden
sator 74 verbunden. Der Dampf wird nun über die Vakuumpumpe
92 abgepumpt. Gleichzeitig wird die Trocknungsglocke über
ihr Beheizungssystem beheizt, damit die Verdampfung nicht
zu einer unzulässigen Temperaturverminderung führt.
Es soll darauf hingewiesen werden, daß es aber auch möglich
ist, in die Trocknungsglocke zwischenzeitlich Heißluft aus
dem Heißlufterzeuger 75 zuzuführen, um die Temperatur auf
einem gewünschten Niveau zu halten.
Die Trockenzeit beträgt, wie Versuche gezeigt haben,
ungefähr 2 Minuten, um eine gewünschte gleichmäßige und
reproduzierbare Restfeuchte des Garns zu erreichen, die
eine unmittelbare Weiterverarbeitung des Garnes ermöglicht.
Nach dem Beenden des Trocknungsvorganges werden beide
Glocken wieder angehoben, und die zuvor gedämpfte Garnmenge
wird in die Trocknungsglocke überführt, während die
getrocknete Garnmenge der Weiterverarbeitung, z.B. einer
Spulmaschine zugeführt werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, daß es auch möglich ist, dem
Wasser im Dampferzeuger Chemikalien zuzusetzen, falls es
gewünscht ist, den Dämpfungsvorgang entsprechend zu
beeinflussen.
Ein Ausführungsbeispiel einer taktweise arbeitenden
Dämpfungs- und Trocknungsvorrichtung, welche mit insgesamt
zehn Vakuumglocken für das Dämpfen und zehn Vakuumglocken
für das Trocknen arbeitet, wird nun in bezug auf die Fig. 3
bis 7 beschrieben.
Die Fig. 3 zeigt in schematisierter Weise ein Transportband
200, wie es im Stand der Technik bekannt ist, um Spinnkopse
oder ähnliche Spulenkörper zu fördern. Das Transportband
200, welches über eine Rolle 201 umgelenkt wird, weist
Zapfen 202 auf, auf denen die Spinnkopse 3 aufgesetzt sind.
Im mittleren Teil der Fig. 3 sind in geschnittener Dar
stellung insgesamt vier Reihen von Vakuumglocken zu
erkennen, eine erste Reihe 207, eine zweite Reihe 208, eine
dritte Reihe 210 und eine vierte Reihe 211. Die Reihen 207,
208 sind Glocken, die zum Dämpfen verwendet werden, während
die Reihen 210, 211 Glocken enthalten, die zum Trocknen
verwendet werden. Wie in der Aufsicht in Fig. 4 zu erkennen
ist, sind in jeder Reihe insgesamt fünf Dämpfglocken 209
und insgesamt fünf Trocknungsglocken 212 angeordnet. Im
linken Teil der Fig. 3 ist ein zweites Förderband 205
vorgesehen, welches in gleicher Weise gestaltet ist wie das
Förderband 200.
Wie die Aufsicht in Fig. 4 zeigt, ist im mittleren Bereich
der Vorrichtung ein Gleitschienensystem 220 angeordnet,
welches beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus fünf
querverlaufenden Gleitschienen 221, 222, 223, 224 und 225
und aus vier längsverlaufenden Gleitschienen 231, 232, 233
und 234 sowie aus zwei bogenförmigen Gleitschienen 235, 236
besteht, wobei die bogenförmigen Gleitschienen die längs
verlaufenden Gleitschienen 231, 232 mit den längsver
laufenden Gleitschienen 233, 234 verbinden.
Die Gleitschienen sind alle so gestaltet, wie dies in bezug
auf die Fig. 1 erläutert wurde. Auf den Gleitschienen
bewegen sich Teller, wie sie ebenfalls in bezug auf die
Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 5 erläutert wurden.
Die Funktion der Vorrichtung ist nun wie folgt: Eine
(nicht dargestellte) Handhabungseinrichtung, die im Stand
der Technik bekannt ist, setzt die durch das Förderband 200
angeförderten Spinnkopse auf die Teller 5 um. Dieser
Vorgang ist in der Darstellung gemäß Fig. 4 in bezug auf
die ersten vier Teller, die sich auf den Gleitschienen 231
und 232 befinden, bereits abgeschlossen. Auf der anderen
Seite werden die fertig gedämpften und getrockneten
Spinnkopse, die sich auf den Gleitschienen 233, 234
befinden, über eine entsprechende Handhabungseinrichtung
auf das Transportband 205 aufgesetzt. Sobald zwei Spinn
kopse von der Gleitschiene 233, 234 abgenommen sind, werden
die Teller 5 auf den beiden Gleitschienen um eine Teller
teilung (das ist der Durchmesser eines Tellers) in Richtung
auf die Gleitschienen 231, 232 bewegt. Dadurch werden zwei
leere Teller der Handhabungseinrichtung zum Aufsetzen der
Spinnkopse zugeführt, und zwei volle Teller kommen in den
Bereich der Handhabungseinrichtung zum Abnehmen der
Spinnkopse und zum Aufsetzen auf das Band 205. Sobald die
Gleitschienen 231, 232 gefüllt sind, sich also insgesamt
zehn Spinnkopse auf den zehn Tellern befinden, können die
zehn Spinnkopse durch die Schiebeeinrichtung 240 in der
Darstellung gemäß Fig. 4 nach links geschoben werden.
Die Schiebeeinrichtung 240 besteht aus einer quer an
geordneten Stange 241, die über einen doppelt wirkenden
Zylinder 242 (pneumatisch oder elektrisch betätigt) in
Richtung auf die Gleitschienen zu und von diesen weg bewegt
werden kann.
Sobald die Taktzeit für das Dämpfen bzw. das Trocknen der
vorangehend bearbeiteten Kopse beendet ist, gibt die
Steuereinrichtung ein Signal aus, und die Dämpfglocken und
die Trocknungsglocken werden abgehoben. Die Schiebeeinrich
tung 240 schiebt alle Teller auf den Gleitschienen 221,
222, 223, 224 und 225 um zwei Tellerteilungen nach links.
Dadurch werden diese zehn Teller unter die zum Dämpfen
dienenden Vakuumglocken 207, 208 geschoben. Gleichzeitig
werden die vorher unter den Dämpfglocken befindlichen
Teller um zwei Tellerteilungen nach links (in Fig. 4)
verschoben, so daß sie sich jetzt unter den Trocknungs
glocken befinden. Die vorher unter den Trocknungsglocken
befindlichen Teller werden auf die Gleitschienen 233, 234
geschoben. Die Dämpf- und Trocknungsglocken werden dann
abgesenkt, und der Dämpfungs- bzw. Trocknungsvorgang
beginnt. Während dieser Vorgang andauert, werden die auf
den Gleitschienen 233, 234 befindlichen, fertig bear
beiteten Spinnkopse von den Tellern entnommen und unbear
beitete Spinnkopse auf die auf den Gleitschienen 231, 232
angeförderten Teller aufgesetzt. Nach zwei Minuten ist der
Dämpfungsvorgang abgeschlossen, und die Dämpfglocken und
die Trocknungsglocken werden erneut angehoben und die nun
gedämpften Kopse unter die Trocknungsglocken geschoben.
Gleichzeitig werden die neu gefüllten Teller unter die
Dämpfglocken geschoben und die Glocken wiederum abgesenkt.
Nach ca. zwei Minuten ist der Trocknungsvorgang beendet,
und die Teller werden dann beim nächsten Zyklus auf die
Gleitschienen 233, 234 ausgeschoben, wo die Spinnkopse
abgenommen werden.
Es werden also insgesamt zehn Spinnkopse mit einer Taktzeit
von zwei Minuten verarbeitet, woraus sich eine Gesamtkapa
zität der Anlage von 300 Spinnkopsen pro Stunde ergibt.
Jeder Spinnkops befindet sich (maximal) acht Minuten im
Bereich der Vorrichtung.
Die Fig. 5 zeigt ein Detail der Vorrichtung gemäß Fig. 3
und 4, nämlich den Mechanismus zum Anheben und Absenken der
Glocken. Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, sind die Gleit
schienen 231 etc. in einem Abstand über einer Bodenfläche
angeordnet. Unterhalb der Gleitschienen befinden sich zwei
Zylinder 250, 251, die ausfahrbare Kolbenstangen 252, 253
aufweisen. Parallel zu der Anordnung der Gleitschienen
befindet sich eine Trageinrichtung 254, die fest mit den
Kolbenstangen 252, 253 verbunden ist und im wesentlichen
horizontal angeordnet ist. An dieser Trageinrichtung 254
sind die zwanzig Vakuumglocken angebracht, wie dies in der
Aufsicht auf Fig. 4 zu erkennen ist.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Detail der Vorrichtung, und zwar
den Mechanismus zum Verschieben der Teller. Die Teller
weisen, wie in bezug auf die Fig. 1 erläutert wurde, eine
Bohrung 24 auf, durch die z.B. während des Dämpfens der
Dampf zugeführt wird. Diese Bohrung wird auch verwendet, um
die Teller weiterzubewegen. Dazu ist ein Längszylinder 260
vorgesehen, der horizontal und parallel zur Gleitschiene
234 angeordnet ist. Ein Kurzhubzylinder 261 ist mit seiner
Kolbenstange 262 senkrecht zur Verschieberichtung des
Längszylinders 260 angeordnet. Zum Verschieben der Teller
wird nun der Kurzhubzylinder 261 betätigt, so daß dessen
Kolbenstange 262 in die Bohrung 24 des Spinnkopses 3
eingreift. Der Teller wird dann um eine Tellerteilung
weiterbewegt, wodurch gleichzeitig auch alle anderen, an
diesen anstoßenden Teller bewegt werden.
Fig. 7 zeigt eine Aufsicht auf die Transporteinrichtung
gemäß Fig. 6. Es ist zu erkennen, daß z.B. die Gleitschiene
234 im Antriebsbereich einen Längsschlitz 270 aufweist, in
den die Kolbenstange 262 des Kurzhubzylinders 261 ein
greift. Durch den Längsschlitz kann sich die Kolbenstange
in der gewünschten Weise in der Gleitschiene bewegen.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die
Vakuumglocke 280 im wesentlichen achtförmig gestaltet, d.h.
sie weist zwei ineinander übergehende Innenwandflächen mit
jeweils kreiszylindrischem Durchmesser auf. Koaxial zu
jedem dieser Kreiszylinder-Querschnitte sind die Achsen von
zwei Spinnkopsen 3 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbei
spiel können also pro Vakuumglocke zwei Spinnkopse unter
gebracht werden, wobei trotzdem das Gesamtvolumen der
Vakuumglocke in bezug auf die eingebrachte Anzahl der
Spinnkopse sehr klein ist und wobei weiterhin eine exakte
Ausrichtung der Lage der Spinnkopse zueinander und der
Spinnkopse zur Innenwand der Vakuumglocke gegeben ist.
Dadurch ist auch mit dieser Vorrichtung ein reproduzier
bares Dämpfen des Garnes möglich.
Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel ist zwischen einer
Ringspinnmaschine und einer Spulmaschine eingebaut.
Claims (31)
1. Verfahren zum Fixieren von auf Spulkörpern aufge
wickeltem Textilgarn mittels Sattdampf bei einer
vorgewählten Dämpftemperatur unter Verwendung einer
durch eine Vakuumpumpe evakuierbaren, beheizbaren
Vakuumglocke zur Aufnahme des Textilgarnes, und eines
Dampferzeugers,
gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte:
- - Vorheizen des Dampferzeugers und einer im Dampf erzeuger befindlichen Wassermenge auf eine Tempera tur, die der Dämpftemperatur entspricht oder geringfügig über dieser liegt,
- - Evakuieren des Dampferzeugers auf einen Absolut druck, der im wesentlichen dem Dampfdruck des Wassers bei der vorgewählten Dämpftemperatur ent spricht,
- - Einbringen eines Garnwickelkörpers oder einer geringen Anzahl von Garnwickelkörpern in einer vorbestimmten räumlichen Ausrichtung zur Innenwand der Vakuumglocke und, bei mehreren Garnwickel körpern, auch zueinander,
- - Evakuieren der Vakuumglocke auf einen Absolutdruck, der wesentlich unterhalb des Dampfdruckes des Wassers bei der vorgewählten Dämpftemperatur liegt,
- - Öffnen eines Ventils in einer Verbindungsleitung zwischen Dampferzeuger und Vakuumglocke,
- - Dämpfen des Garns durch den in die Vakuumglocke einströmenden Sattdampf,
- - Belüften der Vakuumglocke.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vakuumglocke ebenfalls auf eine Temperatur vor
geheizt wird, die gleich oder geringfügig höher ist als
die vorgewählte Dämpftemperatur.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Temperatur des Dampferzeugers und/oder die
Temperatur der Dämpfungsglocke im Innenwandbereich
identisch mit der Dämpftemperatur ist.
4. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Belüften der Vakuum
glocke nach dem Dämpfen mit vorgewärmter Heißluft
erfolgt.
5. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Garn nach dem Dämpfen
getrocknet wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Trocknen des Garnes in einer evakuierbaren Vakuum
glocke unter Vakuum erfolgt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Innere der zum Trocknen dienenden evakuierbaren
Vakuumglocke während des Trocknungsvorganges über eine
verschließbare Verbindungsleitung mit dem Inneren eines
kühlbaren, evakuierbaren Kondensationsbehälters
verbunden wird.
8. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsvorgang unter
Verwendung mindestens zweier Vakuumglocken taktweise
erfolgt, wobei der Garnwickelkörper zunächst in der
ersten Glocke gedämpft wird und dann in die zweite
Glocke eingebracht und dort getrocknet wird.
9. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Dämpfungstakt und
in jedem Trocknungstakt jeweils ein Garnwickelkörper
innerhalb einer Glocke aufgenommen ist.
10. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des oder
der Garnwickelkörper in der Dämpfungsglocke und/oder
die Verweilzeit der Garnwickelkörper in der Trocknungs
glocke weniger als 300 Sekunden, vorzugsweise weniger
als 150 Sekunden beträgt.
11. Vorrichtung zum Fixieren von auf Spulkörpern aufge
wickeltem Textilgarn mittels Sattdampf bei einer
vorgewählten Dämpftemperatur, mit einer durch eine
Vakuumpumpe evakuierbaren, beheizbaren Vakuumglocke zur
Aufnahme des Textilgarns und einem druckfesten,
beheizten Dampfbehälter, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenabmessung der Vakuumglocke (36, 71) dem
Raumbedarf eines (3) oder einer geringen Anzahl von
Garnwickelkörpern angepaßt ist, daß eine Temperatur
regeleinrichtung vorgesehen ist, welche eine im
Dampfbehälter befindliche Wassermenge auf einem
Temperaturniveau hält, welches in etwa der Dämpftempe
ratur entspricht, und daß mindestens drei Steuerventile
vorgesehen sind, wobei ein erstes Steuerventil in einer
Verbindungsleitung zwischen Vakuumpumpe und Vakuum
glocke angeordnet ist, ein zweites Steuerventil in
einer Verbindungsleitung zwischen der Vakuumglocke und
dem Dampfbehälter und ein drittes Steuerventil in einer
Belüftungsleitung für die Vakuumglocke und daß weiter
hin eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche
bewirkt, daß zunächst das erste Steuerventil geöffnet
ist, während das zweite und das dritte Steuerventil
geschlossen sind, daß dann das zweite Steuerventil
geöffnet wird, während das erste und das dritte
Steuerventil geschlossen sind und daß dann das dritte
Steuerventil geöffnet wird, während das erste und das
zweite Steuerventil geschlossen sind.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Vakuumglocke und in dem Dampferzeuger
Sensoren zur Messung von Druck und Temperatur an
geordnet sind, und daß die Steuereinrichtung das
Öffnen und Schließen der Steuerventile nach einem
vorgegebenen Zeittakt unter Berücksichtigung der
gemessenen Temperatur- und Druckwerte durchführt.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 11 und Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Ausgangs
signale ausgibt, welche die Temperaturregelung des
Dampfbehälters und/oder der Vakuumglocke bewirken.
14. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vakuumpumpe
und Vakuumglocke ein evakuierbarer Behälter vorgesehen
ist, welcher über das erste Steuerventil mit der
Vakuumglocke verbunden ist.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der evakuierbare Behälter als Kondensator ausgebil
det ist und eine Kühleinrichtung sowie ein in seinem
unteren Bereich angeordnetes Wasser-Ablaßventil
aufweist.
16. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Heißluft
erzeugung dienender, beheizbarer Behälter vorgesehen
ist, der über eine Verbindungsleitung mit dem dritten
Steuerventil verbunden ist.
17. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine zweite
Vakuumglocke vorgesehen ist, in welcher das gedämpfte
Garn getrocknet wird.
18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17 und einem der Ansprüche
14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zum
Trocknen dienende zweite Vakuumglocke über eine
Verbindungsleitung und ein viertes Steuerventil mit dem
evakuierbaren Behälter verbunden ist.
19. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vakuumglocke so
gestaltet ist, daß sie einen einzelnen Garnwickelkörper
aufnimmt.
20. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis
19, dadurch gekennzeichnet, daß Dämpfglocke und/oder
Trocknungsglocke als zylindrische Körper mit im wesent
lichen zylindrischem Innenraum gestaltet sind, und daß
eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, durch welche der
Garnwickelkörper im wesentlichen koaxial zur Zylinder
achse des Behälters gehalten ist.
21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteeinrichtung als Transportteller (5)
aufgebaut ist, welcher einen, in Gebrauchslage im
wesentlichen vertikal angeordneten, hohlen Zapfen
aufweist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser
einer Hülse (2) angepaßt ist, auf welche das Textilgarn
gewickelt ist.
22. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis
21, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vakuumglocke heb-
und senkbar ist.
23. Vorrichtung gemäß Anspruch 23 und Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß der den Garnwickelkörper aufneh
mende Transportteller auf einer Gleitschiene (20)
verschiebbar ist und daß Dichtungsmittel vorgesehen
sind, die eine Dichtung zwischen der Vakuumglocke und
dem Teller bewirken, wenn die Vakuumglocke auf den
Teller herabgesenkt wird.
24. Vorrichtung gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleitschiene eine Bohrung aufweist, welche mit
dem Inneren des hohlen Zapfens des Tellers verbunden
ist, wenn der Teller in einer vorbestimmten Position
unter der Vakuumglocke steht.
25. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Gleitschiene Federkörper angeordnet sind,
welche den Transportteller in einem vorbestimmten
Abstand über der Gleitschiene halten und daß eine
Dichtung zwischen der Zuführbohrung der Gleitschiene
und dem Inneren des Zapfens des Tellers vorgesehen ist,
die schließt, wenn der Teller durch die Vakuumglocke
gegen die Federkraft der Federkörper auf die Gleit
schiene gedrückt wird.
26. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 23 bis
25, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gleitschienen
parallel zueinander angeordnet sind.
27. Vorrichtung gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Richtung quer zu den parallel angeordneten
Gleitschienen mehrere Vakuumglocken nebeneinander
angeordnet sind, wobei jeder Gleitschiene zumindest
eine Dämpfglocke und eine Trocknungsglocke zugeordnet
ist.
28. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vakuumglocken gemeinsam heb- und senkbar sind.
29. Vorrichtung gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß eine parallel über den Gleitschienen angeordnete
Trageinrichtung vorgesehen ist, durch die alle Vakuum
glocken miteinander verbunden sind, so daß die Vakuum
glocken gemeinsam durch Heben und Senken der Tragein
richtung abgehoben und abgesenkt werden.
30. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 26 bis
29, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zueinander
angeordneten Gleitschienen mit senkrecht zu diesen an
geordneten Gleitschienen verbunden sind.
31. Vorrichtung gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vakuumglocken an dem ersten Ende der parallel
zueinander angeordneten Gleitschienen auf Transport
teller aufgesetzt werden, daß sie am anderen Ende der
parallel zueinander angeordneten Gleitschienen von
diesen abgenommen werden und daß die Transportteller
nach dem Abnehmen der Spulenkörper über mindestens eine
bogenförmig angeordnete Gleitschiene zum ersten Ende
der Gleitschiene zurückgefördert werden.
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