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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln mehrerer Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Beim Schmelzspinnen von synthetischen multifilen Fäden ist es bekannt, dass den Fäden vor dem Aufwickeln eine Kräuselung der Filamentstränge aufgeprägt wird. Die Herstellung derartiger Kräuselungen in einem multifilen Faden wird vorzugsweise nach dem Stauchkammerprinzip erzeugt. Dabei wird der multifile Faden mittels einer Förderdüse pneumatisch geführt und in eine Stauchkammer geblasen. Die Förderdüse weist hierzu einen Fadenkanal auf, der zur Erzeugung eines Druckluftstromes mit einer Druckluftquelle gekoppelt ist. Über den Druckluftstrom wird der Faden sodann in eine Stauchkammer geführt, in welcher der Faden zu einem Fadenstopfen gestaucht wird. Dabei legen sich die Filamentstränge des Fadens in Schlingen und Bögen auf der Oberfläche des Fadenstopfens ab und werden über den Druckluftstrom komprimiert. Der Fadenstopfen wird anschließend außerhalb der Stauchkammer zu dem gekräuselten Faden aufgelöst. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
EP 1 593 762 A2 bekannt.
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Bei der bekannten Vorrichtung ist die Stauchkammer in einem oberen Abschnitt mit einer gasdurchlässigen Wandung ausgebildet, um den Druckluftstrom in eine Expansionskammer ableiten zu können. Zur Einhaltung gleichmäßiger Druckverhältnisse während des Betriebes ist die Expansionkammer über eine Absaugleitung mit einer Absaugeinrichtung verbunden, so dass ein konstantes Druckniveau innerhalb der Stauchkammer einstellbar ist. Die Absaugeinrichtung ist hierbei durch mehrere Absaugleitungen direkt mit mehreren Expansionskammern verbunden, so dass benachbarte Stauchkammern zur Kräuselung der Fäden gemeinsam auf ein vorbestimmtes Druckniveau einstellbar sind.
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Bei Prozessbeginn ist es jedoch erforderlich, dass die Absaugeinrichtung abgeschaltet wird, um ein Anstauchen der Fäden innerhalb der Texturierkammern zu ermöglichen. Daher ist es erforderlich, dass parallel geführte Fäden zeitgleich in den Stauchkammern angestaucht werden.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln mehrerer Fäden der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei welcher die Fäden selektiv unabhängig voneinander bei einem Prozessstart zu einem Fadenstopfen angestaucht werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Absaugeinrichtung eine Ventileinheit aufweist, die zwischen einer Unterdruckquelle und den Absaugleitungen angeordnet ist und die ein Schaltmittel zur Separierung einer Saugströmung der Unterdruckquelle enthält.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Fäden bei einem Prozessstart mit größerer Flexibilität durch einen Operator in die Vorrichtung zum Stauchkräuseln angelegt werden können. So lässt sich die Fadenschar selektiv oder gemeinsam in die Vorrichtung zum Stauchkräuseln einlegen. Das Aufstauchen der Fäden innerhalb der Stauchkammern erfolgt jedoch zeitversetzt. So lässt sich an den bereits aufgestauchten Faden über das Schaltmittel der Ventileinheit ein Teilsaugstrom für die betreffende Absaugleitung freigeben. Die benachbarten Fäden lassen sich dagegen in einer nicht besaugten Stauchkammer führen. Insoweit hat ein Operator eine höhere Flexibilität, um den Stauchkräuselprozess mehrerer Fäden zu starten.
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Ein optimierter Prozessablauf lässt sich insbesondere durch die Weiterbildung der Erfindung erreichen, bei welchem das Schaltmittel der Ventileinheit derart ausgebildet ist, dass die Absaugleitungen in einer zeitlichen Reihenfolge mit der Unterdruckquelle verbindbar sind. So können die Fäden nacheinander in einer durch den Operator vorgegebenen zeitlichen Reihenfolge innerhalb der Stauchkammern angestaucht und der Prozess gestartet werden.
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Hierbei hat sich die Variante der Erfindung besonders bewährt, bei welcher die Ventileinheit durch ein Schieberventil gebildet ist und wobei das Schaltmittel durch einen beweglichen Schieber gebildet ist, welcher innerhalb eines Ventilgehäuses gehalten ist. So lässt sich durch eine einfache Linearbewegung die zeitliche Steuerung der Absaugströme regulieren.
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Hierzu ist das Ventilgehäuse vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet. Am Zylindermantel lassen sich so mehrere in Abstand angeordnete Anschlüsse zur Aufnahme der Absaugleitungen anordnen.
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Damit die Druckverhältnisse in den Stauchkammern möglichst konstant gehalten werden können, ist die erfindungsgemäße Variante vorgesehen, bei welcher der Schieber innerhalb des Ventilgehäuses als ein Stufenkolben ausgebildet ist, durch welchen die Verbindungen zwischen der Unterdruckquelle und den Anschlüssen in Stufen mit gleichgroßen Saugströmen geöffnet werden.
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Die Öffnungsbewegung des Stufenkolbens lässt sich dabei mit einem Antrieb koppeln, welcher den Stufenkolben in einer vorgegebenen Zeitfolge steuert.
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Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Stufenkolben entlang eines Öffnungsweges mit mehreren Raststellungen zu kombinieren, so dass die Öffnungsbewegung von dem Stufenkolben manuell eingeleitet wird.
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Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher das Ventilgehäuse über eine stirnseitige Saugöffnung mit der Unterdruckquelle verbunden ist, bietet den besonderen Vorteil, dass die Ventileinheit mit in einer Saugleitung zu integrieren. Insbesondere für den Fall, dass die Saugöffnung sich im wesentlichen über einen Saugquerschnitt des Ventilgehäuses erstreckt, lässt sich ein die Saugleitung bildende Rohrleitung an einem Ende dazu nutzen, um da Ventilgehäuse mit den Anschlüssen und dem Schieber zu bilden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit besonders geeignet, um einen Prozess mit selektiver Fadenführung zu starten.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug zu den beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
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1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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2 schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus 1
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3 schematisch eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ventileinheit
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4 schematisch das Ausführungsbeispiel aus 3 in mehreren Betriebssituationen
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5 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Ventileinheit
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stauchkräuseln mehrerer Fäden schematisch in mehreren Ansichten dargestellt. Die 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsansicht und in 2 ist schematisch eine Draufsicht gezeigt.
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Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
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Die Vorrichtung weist mehrere Förderdüsen 1.1 bis 1.3 auf, die – wie in 2 dargestellt – nebeneinander angeordnet sind. Die Förderdüsen 1.1 bis 1.3 sind identisch aufgebaut, so dass hierzu die in der Darstellung in 1 gezeigte Förderdüse 1.1 näher erläutert wird.
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Die Förderdüse 1.1 weist einen vertikal verlaufenden Fadenkanal 3 auf. Der Fadenkanal 3 erstreckt sich von einem Fadeneinlass 7.1 an der Oberseite der Förderdüse 1.1 bis zu einem Fadenauslass 6 an der Unterseite der Förderdüse 1. Im oberen Bereich der Förderdüse 1.1 münden mehrere Druckluftkanäle 4 in den Fadenkanal 3 und verbinden diesen mit einer Druckluftquelle 5. Zwischen der Förderdüse 1.1 und der Druckluftquelle 5 sind noch weitere hier nicht dargestellte Mittel zur Führung und Aufbereitung der Druckluft vorgesehen. So ist es beispielsweise üblich, die Druckluft vor Eintritt in den Fadenkanal 3 zu erwärmen.
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Wie aus der Darstellung in 1 und 2 hervorgeht, sind den Förderdüsen 1.1 bis 1.4 auf einer Blasseite mehrere Stauchkammern 2.1 bis 2.3 zugeordnet. Die Blasseiten der Förderdüsen 1.1 bis 1.3 sind jeweils über den Fadenauslass 6 bestimmt, die unmittelbar in die zugeordneten Stauchkammern 2.1 bis 2.3 münden.
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Der Aufbau der Stauchkammern 2.1 bis 2.3 ist identisch und geht aus der Darstellung der Stauchkammer 2.1 in der 1 hervor. Die Stauchkammer 2.1 weist im oberen Bereich eine luftdurchlässige Kammerwand 8 auf, die innerhalb einer Expansionskammer 10.1 angeordnet ist. Die Kammerwand 8 der Stauchkammer 2.1 weist hierzu eine Vielzahl von Öffnungen 9 auf, die den Innenraum der Stauchkammer 2.1 mit der äußeren Expansionskammer 10.1 verbindet. Die Stauchkammer 2.1 schließt sich unmittelbar der Förderdüse 1.1 an, so dass der Fadenauslass 6 unmittelbar in die Stauchkammer 2.1 mündet. Die Stauchkammer 2.1 erstreckt sich bis zu einem Stauchkammerauslass 30, wobei die Kammerwand 8 der Stauchkammer 2.1 im unteren Bereich gasundurchlässig ausgebildet ist.
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Dem Stauchkammerauslass 30 ist ein Förderwalzenpaar 19 zugeordnet, das zwischen sich einen Förderspalt zur Förderung eines Fadenstopfens 21 bildet. Das Förderwalzenpaar 19 wird über einen hier nicht dargestellten Walzenantrieb angetrieben.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in den 1 und 2 hervorgeht, sind die Expansionskammern 10.1, 10.2 und 10.3, in welchen die Stauchkammern 2.1, 2.2 und 2.3 angeordnet sind, durch jeweils eine Absaugleitung 11.1 bis 11.3 mit einer Absaugeinrichtung 12 verbunden. Die Absaugeinrichtung 12 weist hierzu eine Ventileinheit 13 auf, die einerseits mit den Absaugleitungen 11.1 bis 11.3 und andererseits über eine Saugleitung 16 mit einer Unterdruckquelle 15 verbunden ist. Die Ventileinheit 13 weist ein Schaltmittel 14 auf, durch welches eine Separierung eines Saugstromes der Unterdruckquelle möglich ist.
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Zur weiteren Erläuterung der Ventileinheit 13 wird nachfolgend zu der 3 Bezug genommen.
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In der 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Ventileinheit 13 schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt, wie es beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 einsetzbar wäre. Das bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Ventileinheit 13 als ein Schieberventil 17 mit einem beweglichen Schieber 24 ausgebildet. Das Schieberventil 17 weist ein Ventilgehäuse 18 auf, das zylinderförmig ausgeführt ist und an seinem Zylindermantel 22 mehrerer Anschlüsse 23.1, 23.2 und 23.3 aufweist. An jedem der Anschlüsse 23.1 bis 23.3 ist eine der Absaugleitungen 11.1 bis 11.3 angeordnet. Im Innern des Ventilgehäuses 18 ist ein Stufenkolben 25 angeordnet, der fest mit dem Schieber 24 gekoppelt ist. Der Schieber 24 weist an einem freien außerhalb von einem geschlossenen Ende 35 des Ventilgehäuses 18 ragenden Ende einen Handgriff 26 auf.
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Der Stufenkolben 25 weist an dem mit dem Schieber 24 gekoppelten Ende einen Absperrabschnitt 31 auf, der innerhalb des Ventilgehäuses 18 gleitend geführt ist. Auf der zum Schieber 24 gegenüberliegenden Stirnseite weist der Stufenkolben zwei Öffnungsabschnitte 32.1 und 32.2 auf, die einen kleineren Durchmesser im Vergleich zu dem Absperrabschnitt 31 aufweisen, wobei der am Ende des Stufenkolbens 25 gehaltene Öffnungsabschnitt 32.2 den kleinesten Durchmesser des Stufenkolbens 25 aufweist.
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Innerhalb des Ventilgehäuses 18 sind mehrere Rastmittel 28.1 und 28.2 innerhalb des Ventilgehäuses 18 angeordnet, die mit dem Absperrabschnitt 31 des Stufenkolbens 25 zusammenwirken. Im Bereich eines offenen Endes 34 des Ventilgehäuses 18 ist ein Anschlag 33 ausgebildet.
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Das Ventilgehäuse 18 ist an dem offenen Ende 34 über eine Saugleitung 16 mit einer Unterdruckquelle verbunden. Die Saugleitung 16 mündet mit einer Saugleitung 36 in das stirnseitige offene Ende 34 des Ventilgehäuses 18 mit einem Saugquerschnitt, der sich im wesentlichen über den gesamten Querschnitt des Ventilgehäuses 18 erstreckt. Bei der in 3 dargestellten Stellung des Stufenkolbens 25 sind alle Anschlüsse 23.1 bis 23.3 an dem Ventilgehäuse 18 getrennt von der Unterdruckquelle 15, so dass an den zugeordneten Expansionskammern 10.1 bis 10.3 keine Saugwirkung ansteht.
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Das in 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist in einer Betriebssituation gezeigt. Im Betrieb wird über die Druckluftquelle 5 innerhalb des Fadenkanals 3 der Förderdüsen 1.1, 1.2 und 1.3 jeweils ein Druckluftstrom erzeugt, der die über die Fadeneinlässe 7.1 bis 7.3 eingesaugten Fäden 20 in die Stauchkammer 2 fördert. Hierbei wird der Druckluftstrom über den Fadenauslass 6 der Förderdüsen 1.1 bis 1.3 in die zugeordneten Stauchkammern 2.1 bis 2.3 eingeblasen. Zu Prozessbeginn wird der jeweilige Stauchkammerauslass 30 der Stauchkammern 2.1 bis 2.3 für kurze Zeit geschlossen, damit sich innerhalb der Stauchkammer 2.1 bis 2.3 jeweils ein Fadenstopfen 21 bildet.
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Zu Beginn des Anlegens sind die Expansionskammern 10.1 bis 10.3 durch die Ventileinheit 13 von der Unterdruckquelle 15 getrennt.
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Im Bezug auf 3 befindet sich der Schieber 24 in einer ausgefahrenen Position und hält den Stufenkolben 25 an dem Anschlag 33, so dass der Abschnitt 31 des Stufenkolbens 25 die Anschlüsse 23.1 bis 23.3 von der Unterdruckquelle 15 trennt.
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Das Verschließen der Stauchkammern 2.1 bis 2.3 und das Anstauchen der Fäden zu jeweils einem Fadenstopfen erfolgt in einer zeitlichen Reihenfolge. Hierzu wird der Stufenkolben 25 über den Schieber 24 in mehreren Raststellungen in eine geöffnete Stellung zurückbewegt. Die Öffnungsbewegung wird bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel manuell über den Handgriff 26 eingeleitet.
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In der 4.1, 4.2 und 4.3 sind die verschiedenen Raststellungen des Stufenkolbens 25 innerhalb des Ventilgehäuses 18 des Schieberventils 17 dargestellt. Der Öffnungsweg des Stufenkolbens 25 erstreckt sich zwischen dem Anschlag 33 und einer Endstellung des Stufenkolbens 25 am geschlossenen Ende 35 des Ventilgehäuses 18.
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Nachdem sich beispielsweise in der Stauchkammer 2.1 ein Fadenstopfen gebildet hat, wird der Stauchkammerauslass 30 geöffnet und die Absaugung der Expansionskammer 10.1 aktiviert. Hierzu wird der Stufenkolben 25 in eine erste Raststellung, die durch das Rastmittel 28.1 bestimmt ist, verschoben. Diese Situation ist in 4.1 dargestellt. Der Absperrabschnitt 31 des Stufenkolbens 25 trennt nach wie vor die Anschlüsse 23.2 und 23.3 von der Unterdruckquelle. Nur der Anschluss 23.1, der über die Absaugleitung 11.1 mit der Expansionskammer 10.1 verbunden ist, wird geöffnet. Hierbei wird der Anschluss 23.1 von dem Öffnungsabschnitt 32.1 des Stufenkolbens 25 überdeckt, so dass sich innerhalb des Ventilgehäuses 18 nur ein Teilquerschnitt für die Erzeugung eines Saugstromes zur Unterdruckquelle frei ist. Der durch den Öffnungsabschnitt 32.1 des Stufenkolbens 25 gebildete Öffnungsquerschnitt beträgt ca. 1/3 des gesamten Saugquerschnittes der Saugleitung 16.
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In der 4.2 ist die Situation des Schieberventils 17 dargestellt, in welcher sich auch bereits in der zweiten Stauchkammer 2.2 ein Fadenstopfen gebildet hat und bei welcher die Stauchkammer 2.2 geöffnet ist. In dieser Situation wird der Stufenkolben 25 über den Schieber 24 in eine zweite Raststellung geführt, die durch das Rastmittel 28.2 definiert ist. In dieser Position wird der Anschluss 23.3 durch den Absperrabschnitt 31 des Stufenkolbens 25 verschossen. Die übrigen Anschlüsse 23.1 und 23.2 sind geöffnet, wobei der Anschluss 23.1 von dem Öffnungsabschnitt 32.2 und der Anschluss 23.2 von dem Öffnungsabschnitt 32.2 des Stufenkolbens 25 überdeckt sind. Der Öffnungsabschnitt 32.2 des Stufenkolbens 25 ist derart bemessen, dass der in dem Ventilgehäuse 18 ringförmige Strömungsquerschnitt ca. 2/3 des gesamten Saugquerschnittes der Saugleitung 16 beträgt. Damit stellen sich in den Anschlüssen 23.1 und 23.2 im wesentlichen gleichgroße Teilsaugströme zwischen den angeschlossenen Expansionskammern 10.1 und 10.2 und der Unterdruckquelle 15 ein.
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In der 4.3 ist die Situation der Ventileinheit 13 dargestellt, bei welcher alle Expansionskammern 10.1 bis 10.3 mit der Unterdruckquelle 15 verbunden sind. In dieser Situation befindet sich der Stufenkolben 25 in einer Endstellung an dem geschlossenen Ende 35 des Ventilgehäuses 18. In dieser Situation erstrecken sich die Öffnungsabschnitte 32.1 und 32.2 des Stufenkolbens 25 über die Anschlüsse 23.3 und 23.2. Der Anschluss 23.1 ist mit dem gesamten Saugquerschnitt des Ventilgehäuses 18 verbunden. In dieser Situation wird an jedem der Anschlüsse 23.1 bis 23.3 eine im wesentlichen gleichgroßer Teilsaugstrom erzeugt, so dass die angeschlossenen Expansionskammern 10.1 bis 10.3 mit gleichem Druckniveau betrieben werden können. Die in 4.3 dargestellte Situation entspricht dem Betriebszustand.
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In 1 ist die Betriebssituation zur Kräuselung der Fäden 20 gezeigt. Hierbei wird der kontinuierlich gebildete Fadenstopfen 21 über das Förderwalzenpaar 19 gefördert und abgeführt.
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An dieser Stelle sei grundsätzlich erwähnt, dass die Führung und Förderung des Fadenstopfens grundsätzlich auch durch ein Rohabschnitt ohne Zuordnung von Förderwalzen geführt werden kann. Hierbei wird die Bildung und die Förderung des Fadenstopfens innerhalb der Stauchkammer im wesentlichen durch Friktion bestimmt.
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Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Ventileinheit 13 ist eine manuelle Verstellung des Schaltmittels 14 vorgesehen. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Schaltmittel 14 elektrisch oder pneumatisch zu betätigen. In 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Ventileinheit 13 dargestellt, die im wesentlichen identisch zu der Ventileinheit in 3 ist. Insoweit wird nachfolgend nur der Unterschied erläutert und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
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Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schieber 24 am freien Ende mit einem Linearantrieb 27 gekoppelt. Der Linearantrieb 27 lässt sich durch einen Steueralgorithmus derart steuern, dass der Öffnungsweg des Stufenkolbens 25 innerhalb des Ventilgehäuses 18 in mehreren zeitabhängigen Stellphasen erfolgt. Hierzu weist das Ventilgehäuse 18 keinerlei Rastmittel oder Anschläge auf. Die Positionen des Stufenkolbens 25 werden durch den Linearantrieb 27 bestimmt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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