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EP0489844B1 - Verfahren und vorrichtung zum dämpfen von garn - Google Patents

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Publication number
EP0489844B1
EP0489844B1 EP90913813A EP90913813A EP0489844B1 EP 0489844 B1 EP0489844 B1 EP 0489844B1 EP 90913813 A EP90913813 A EP 90913813A EP 90913813 A EP90913813 A EP 90913813A EP 0489844 B1 EP0489844 B1 EP 0489844B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bell
vacuum
vacuum bell
steam
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP90913813A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0489844A1 (de
Inventor
Ludwig Resch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0489844A1 publication Critical patent/EP0489844A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0489844B1 publication Critical patent/EP0489844B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B5/00—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating
    • D06B5/12—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating through materials of definite length
    • D06B5/16—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating through materials of definite length through yarns, threads or filaments

Definitions

  • the present invention relates to a method for steaming yarn according to the preamble of claim 1 and a device for steaming yarn according to the preamble of claim 11.
  • the yarns are usually steamed to remove the curling tendency, steaming taking place at temperatures between approximately 50 and approximately 150 ° C.
  • the lower temperature range up to approx. 90 ° C is used more for wool yarns and the upper temperature range more for synthetic yarns.
  • the quality requirements for the steaming process are very high because of uneven Vapors, for example, create tension threads in the fabric or the absorption of colorants in a dyeing process becomes uneven.
  • Vacuum steaming has the advantage that there is less air in the system, which makes steaming more uniform.
  • the DE-Z provides an overview of vacuum steaming. "Melliand Textile Reports", Issue 5, 1966, pages 530-536.
  • the main disadvantage of steaming in an autoclave is that the largely continuous processing of yarn is interrupted by a time-consuming, discontinuous process.
  • the ring spinning process achieves a high output of spinning bobbins, which are tubes with a certain amount of yarn on each.
  • spinning bobbins are tubes with a certain amount of yarn on each.
  • they Before these spinning bobbins are now fed to a continuously operating winding machine, they have to be collected in appropriate yarn trolleys and inserted into the autoclave. Then they have to be transported to the winding machine.
  • the material flow required as a result not only requires extensive and complex devices, but also impairs the overall operating sequence of the spinning mill.
  • the autoclaves since the autoclaves usually have to accommodate several yarn trolleys because of the processing capacity required, their dimensions are very large and therefore expensive, space-consuming and very unfavorable in terms of energy expenditure.
  • DE-U 19 82 399 proposed a device in which steam is introduced into the interior of a perforated winding tube without the use of vacuum.
  • a further development of this method is described in DE-A 36 01 099.
  • this method allows the time and energy required for steaming to be reduced, it has the disadvantage that excessive condensation can occur here, which affects the uniformity of steaming.
  • Yarn cores specially prepared for the process are also required. Such yarn tubes are more complex to manufacture than simple, cylindrical yarn tubes.
  • the spinning mills are forced to replace their entire, expensive stock of bobbins using this method. The method has therefore not been able to establish itself in practice.
  • the present invention has for its object to provide a method for steaming yarn, by means of which a uniform steaming of the yarn is achieved with little expenditure of time and with little expenditure of energy. Furthermore, it is the object of the present invention to provide a device for steaming yarn, by means of which a uniform steaming of the yarn can be achieved with a low expenditure of energy and time and which requires only a small amount of space and construction.
  • the method according to the invention and the device according to the invention should work in such short cycles that they can be included in a continuous process of yarn processing.
  • the possibility is created for the first time of performing a cyclical steaming of yarn with saturated steam in a wide temperature range.
  • the evacuated vacuum bell is connected to a steam generator, in which water and saturated steam are enclosed at steam temperature and a pressure which essentially corresponds to the steam pressure of the water at the selected steam temperature, and the thermodynamic state variables in the vacuum bell are practically abruptly adapted to the State variables take place in the steam generator.
  • the amount of water that is required to fill the vacuum bell with saturated steam of the steam temperature and the steam pressure defined for the respective temperature is very quickly converted into saturated steam in the steam generator.
  • the steam generator and preferably also the vacuum bell are largely kept exactly at the steam temperature, the amount of energy required for the evaporation does not lead to a significant drop in the temperature level. Keeping the temperature level constant is made considerably easier by keeping the vacuum bell correspondingly small. Compensation is particularly easy if, according to a preferred embodiment, the vacuum bell only receives a single yarn package. Furthermore, a decrease in temperature is avoided by regulating the temperature of the steam generator and preferably also the vacuum bell, by means of which temperature reductions are immediately compensated for.
  • the sleeve and the yarn can, according to a preferred development of the invention, preferably be preheated by hot air before the vacuum bell is evacuated .
  • the vacuum bell is preferably ventilated after the steaming likewise with preheated hot air. This prevents an uneven temperature drop in the yarn.
  • the yarn is dried immediately after steaming. This can be done in the same bell in which the yarn was steamed. It is also possible to have a second one Provide vacuum bell that is used only for drying.
  • Drying is preferably carried out by evacuating the vacuum bell used for drying. Due to the then decreasing pressure in the bell, the vapor pressure of the water vapor on the yarn exceeds the ambient pressure, so that the majority of the vapor as superheated vapor is drawn off directly by the vacuum pump.
  • An evacuable condensation container is preferably provided, which is connected upstream of the vacuum pump. Cooling in the condensation container can ensure that the temperature prevailing there is below the temperature prevailing in the vacuum bell. Due to the thermodynamic laws, the steam from the vacuum bell then flows very quickly into the condensation container. The colder container thus acts like a powerful pump, through which the water vapor is drawn out of the vacuum bell.
  • the temperature of the condensation tank can be adapted to the desired vacuum end pressure.
  • a vacuum end pressure of 20 mbar roughly corresponds to a saturated steam temperature of 17 ° C.
  • the device according to the invention is characterized by a structure whose external dimensions are only a fraction of the dimensions of a conventional autoclave.
  • the device has a steam generator and at least one vacuum bell, which can be evacuated via a vacuum pump.
  • the internal dimensions of the vacuum bell are adapted to the space requirement of one or more yarn packages.
  • a corresponding one is used to regulate the temperature of the steam generator and / or the vacuum bell Control device is provided, which can preferably be combined with a control device which controls the entire sequence of the device.
  • This control device is connected to a large number of temperature and pressure sensors, which detect the state variables in the individual system parts.
  • the control device which preferably has an arithmetic processor, operates according to a predetermined program and outputs control signals in order to control a number of control valves which are required to connect the vacuum bell, the vacuum pump and the steam generator to one another in the predetermined clock sequence.
  • Another very important advantage of the device according to the invention is the extremely low energy consumption. Due to the small dimensions and the short cycle times, the energy consumption, based on one yarn unit, is e.g. on a spinning cop, only a fraction of the effort required for autoclave damping.
  • this is brought about by electrical heating wires which are integrated in the vacuum bell and to which so much electrical energy is supplied that the desired temperature is reached.
  • the heating of the vacuum bells is brought about by integrating heating pipes into the vacuum bells through which a liquid, preferably water, flows.
  • the heating pipes are in flow communication with the water in the steam generator, e.g. with the help of a small circulation pump. It is thereby achieved that the water of the steam generator, the temperature of which is regulated very precisely in relation to the steam generation, flows through the vacuum bell and keeps it at the same temperature.
  • This version has the advantage that a control device for temperature control of the vacuum bell can be omitted.
  • the same vacuum bell that is used for steaming is also used for drying. Drying takes place by connecting the vacuum bell to an evacuated vacuum container via a corresponding valve device, as a result of which the pressure in the vacuum bell drops rapidly. This removes moisture from the yarn package located in the vacuum bell.
  • the residual moisture that the yarn package in some applications requires for further processing can be determined beforehand within narrow limits by the choice of the negative pressure in the vacuum bell used for drying.
  • a different vacuum bell is used for drying the yarn package than for steaming.
  • the device has at least two vacuum bells which are operated in cycles, the The bobbin is first steamed in the first vacuum bell and then dried in the second vacuum bell.
  • the system further preferably has a hot air generator in which air is preheated to a predetermined temperature, which is preferably equal to the steaming temperature, in order to use it for preheating and venting the vacuum bell.
  • the device described above should preferably be set up for the cyclical processing of yarn packages.
  • the individual yarn packages are therefore placed on transport plates. This attachment can take place using handling devices known in the prior art, which are therefore not described in detail.
  • the transport plates slide in a slide rail which has a holding profile which corresponds to an inverted T, into which correspondingly designed parts of the plates engage.
  • the plates have pins provided with one or more through bores, onto which the bobbin can be placed directly, and are arranged in the slide rail during continuous processing so that they are immediately adjacent. When the rearmost plate is pushed further, all other plates are therefore automatically moved forward by the corresponding displacement path.
  • a damping bell and a drying bell are then located above the slide rail and can be raised and lowered by a pneumatic device. Also newly developed sealing measures ensure that the vacuum bells automatically when pressed onto the plate are sealed against this. At this point, holes are also provided in the slide rail, which are also automatically sealed when the vacuum bells are pressed on. Through the holes in the slide rail, the vacuum bell or vacuum bells are connected to the steam generator, etc.
  • the plates with the yarn packages on them thus slowly move through the steaming and drying system, the cycle time in one exemplary embodiment for steaming or drying being approximately 2 minutes.
  • the processing capacity is thus 30 bobbins per hour. If a larger processing capacity is required, several steaming and drying bells can be arranged in parallel.
  • the slide rail then has a corresponding branching, and the incoming stream of plates with yarn packages is divided, for example, into four individual slide rails. With ten bells arranged parallel to one another, a processing capacity of 300 yarn packages per hour can then be achieved, which should be sufficient for most applications, but can be increased without problems by further parallel arrangements.
  • the bells arranged in parallel are raised and lowered by a common device.
  • the slideways of the plates which is described in detail in the subclaims and with reference to the figures, the cyclical steaming can then be carried out with very little space.
  • the device according to the invention can be designed so that it is suitable for any type of yarn package.
  • textile containers under the package to understand. These textile containers are usually produced by winding a textile yarn on sleeves, which consist, for example, of metal or plastic or the like.
  • sleeves which consist, for example, of metal or plastic or the like.
  • other container shapes are also conceivable. Experiments have shown that the method according to the invention works without problems even when yarn packages are used which have a high weight and / or large dimensions.
  • the interior of the vacuum bell is preferably also cylindrical.
  • the previous discontinuous steaming in an autoclave with all of its material flow problems is converted into a continuous process. Since the device is much smaller in size than an autoclave, the device can e.g. be arranged directly between a ring spinning machine and a subsequent winding machine.
  • the embodiment is designed for steaming yarn that comes from ring spinning machines and is wound on cylindrical metal sleeves or plastic sleeves.
  • the device can of course also be used in the same way for all other types of yarns and yarn packages.
  • the yarn 1 schematically indicated in the drawing is on a cylindrical sleeve 2 made of plastic wound up, whereby a spinning cop 3 is formed.
  • the spinning cop 3 is transported through the device with a plate 5, wherein it remains on this plate 5 even during the damping and drying process.
  • the plate 5 is essentially rotationally symmetrical about an axis 6 and has a conical section 7 which is delimited at the top (ie towards the spinning cop) and at the bottom by a flat annular surface 8 or 9. Below this conical section there is a first cylindrical section 10 with a smaller diameter and then a second cylindrical section 11 with a larger diameter.
  • a cylindrical pin 12 is arranged on the upper circular ring surface 8 and has a bevel 12a at its upper end (facing the spinning cop).
  • the outer diameter of the cylindrical pin 12 is slightly smaller than the inner diameter of the sleeve 2, so that the sleeve 2 can be pushed onto the pin 12 and is held by the latter.
  • a cylindrical bore 13 arranged coaxially to the axis 6 runs through the plate 5, the purpose of which will be explained in detail below.
  • the lower annular surface 9 also has a cylindrical extension 14.
  • the plate is made of metal, preferably aluminum.
  • the plate 5 is displaceably arranged in a slide rail 20, which is only shown in part in FIG. 1.
  • the slide rail 20 has a guide groove 21 which extends essentially perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1.
  • the guide groove 21 consists of an upper, narrower region 22 and a lower, further region 23.
  • the guide groove 21 thus has the shape of an upside-down T in cross section.
  • a cylindrical Bore 24 arranged, the function of which will be explained later.
  • a recess 25 is provided, the width of which is slightly larger than the diameter of the cylindrical extension 14 of the plate 5.
  • the spring body 26 consist of a cylindrical hollow body 27, in the interior of which a spiral compression spring is arranged.
  • the hollow body 27 is closed at its upper end with a flange 29, the diameter of which is slightly larger than the outer diameter of the hollow body 27.
  • the spring body 26 is pressed into a cylindrical bore 28 in the slide rail 20 and is axially connected to the flange 29 by the flange 29 Fixed slide rail.
  • a ball 30 is also provided, which is pressed upwards by the spring. If the spring body 26 is loaded with a predetermined load, the ball 30 is inserted into the hollow body 27.
  • An annular sealing groove 32 is also provided concentrically with the cylindrical bore 24 of the slide rail. A commercially available O-ring 33 is embedded in this sealing groove 32.
  • the bell 35 has a substantially cylindrical metal body 36 which is closed at the bottom by a flange 37. On the flange 37, an upward-pointing cylindrical web 38 is arranged concentrically to the longitudinal axis 39 of the bell.
  • the cylindrical metal body 36 of the bell is closed at the top by an arched cover 41 formed integrally therewith.
  • Two threaded connectors 42 and 43 are arranged in the cover 41, offset with respect to the longitudinal axis 39 of the bell.
  • a pressure sensor 44 is screwed into the first, shorter threaded connector 42 and a temperature sensor 45 in the second, longer threaded connector 43.
  • the cylindrical metal body 36 of the bell is surrounded by a heating wire 55. Furthermore, the bell has an insulation 56 which is intended to largely prevent heat transfer from the cylindrical metal body 36 to the ambient air.
  • the bell can be raised and lowered along its longitudinal axis 39 by a pneumatic cylinder.
  • the bell is initially in the raised state, and the spinning cop 3 located on the plate 5 is brought into a position in which the bore 13 of the plate 5 lies above the bore 24 in the slide rail 20.
  • the bell is then lowered and pressed onto the plate 5.
  • the contact pressure of the bell 5 is transmitted to the spring body 26, whereby the balls 30 are pressed into the hollow body 27 thereof.
  • the second cylindrical section 11 of the cylinder 5 lies firmly on the first O-ring 33.
  • the second O-ring 58 simultaneously seals the flange 36 of the bell from the plate 5, so that the bell is connected to the bore 24 in an airtight or vapor-tight manner.
  • the spring body 26 causes the plate 5 to be pushed onto the O-ring 33 at a vertical distance from the latter. This prevents damage to the O-ring 33 when the plate 5 is pushed. If the plate 5 is not in the position shown in FIG. 1, the cylindrical extension 14 of the plate lies directly on the Slide on. As a result, any wear when the plate 5 slides is limited only to the area between the cylindrical extension and the slide rail.
  • the lower circular ring surface 9 itself and the upper circular ring surface 8, which should keep their original state as far as possible with regard to the sealing or the contact with the spring bodies, are not changed by wear.
  • FIG. 2 shows a functional diagram of the device for steaming yarn according to the invention.
  • a bell 36 is used as the first bell 71 for steaming, and a bell 36 as the second bell 72 for drying.
  • the structure of both bells is identical and corresponds to that of bell 36 described with reference to FIG. 1.
  • the device has a steam generator 73, a condenser 74 and a hot air generator 75.
  • the first bell 71, the second bell 72, the steam generator 73, the condenser 74 and the hot air generator 75 are each designed to withstand both a high negative pressure (up to 20 mbar absolute pressure) and a higher positive pressure (up to about 5 withstand absolute pressure).
  • the upper design value of the system is essentially determined by the maximum treatment temperature of the yarn. If, for example, only a temperature of 120 ° C is to be achieved, a maximum pressure of 2 bar absolute (corresponding to the steam pressure of the water at 120 ° C) is sufficient, only temperatures below 100 ° C used, the system only has to be dimensioned in relation to the necessary negative pressure.
  • the steam generator 73 is essentially designed as a cylindrical container which is sealed in a pressure-tight manner and which is insulated against heat loss via its outer surfaces.
  • the steam generator 73 is connected via a feed pump 76 and a valve 77 to a water supply network shown schematically at 78.
  • the volume flow of the pump, which operates as required, is fed to the steam generator 73 via a line 79.
  • the steam generator also has a heating element or heating coil 80, by means of which the water in the steam generator can be heated.
  • the water level of the steam generator is monitored by a fill level sensor 81, the pressure by a pressure sensor 82 and the temperature by a temperature sensor 83.
  • the steam generator 73 is connected to the other system parts via a line 87 which is arranged at its uppermost end.
  • the condenser 74 also has a substantially cylindrical body which is sealed pressure-tight and which has an external insulation to reduce the heat transfer to the environment.
  • the condenser 73 is connected to a vacuum pump 92 via a line 91.
  • a cooling device 93 is provided which cools a cooling medium which flows through feed lines 94, 95 into a schematically indicated cooling spiral 96 within the condenser 74.
  • a drain line 97 with a valve 98 is provided on the underside of the condenser 74.
  • the condenser is connected via a line 100 both to the steam supply device for the damping bell 71 and to the steam generator 73, a plurality of valves being provided through which these connections can be controlled and regulated in detail.
  • the hot air generator 75 is also designed to be pressure-resistant and thermally insulated from the environment by means of insulation.
  • a heating coil 106 is provided to heat the air in the hot air generator.
  • the line system for connecting the various devices of the damping system essentially has three main lines, namely a first main line 111, a second main line 112 and a third main line 113.
  • the main lines 111 and 113 are connected to the line 87 of the steam generator 74.
  • the main line 111 is also connected to the hot air generator 75 via corresponding valves, as explained below.
  • the second main line 112 is open at one end to the environment and is connected at its other end to the main line 111 in front of the hot air generator 75.
  • the third main line 113 is also connected to the line 87 coming from the steam generator 73 and is connected on the other side to the line 100 leading to the condenser 74.
  • the first main line 111 and the second main line 112 are connected to one another via a connecting piece 115, which continues to lead to the bore 24 of the slide rail in the region of the damping bell 71.
  • the main line 111 is also connected via a line 117 to the bore 24 'of the slide rail in the area of the drying bell 72, this line on the the other side is open to the environment via a valve 118.
  • the operation of the device is controlled and regulated by a control unit 130.
  • the control unit 130 a process computer which e.g. can be constructed on the basis of one of the known microprocessors, receives the signals from all sensors and gives the control signals with which the heating of the bells 71, 72, the steam generator 73 and the hot air generator 75 and the cooling of the condenser 74 is controlled - or control signals for all valves and the control signals for the movement control of the plate 5.
  • the entire control and regulation takes place via a program stored in the control unit 130.
  • An operator can set the desired control parameters, i.e. above all, the temperature at which steaming is to be carried out using a suitable data medium, e.g. insert a floppy disk, a tape, a punched tape or a keyboard into the control unit.
  • the entire function of the system is controlled by the control device 130.
  • the data required for steaming ie essentially the steaming temperature and steaming times, are either predefined in the control unit or, as described, are read into the control unit before starting.
  • the operation of the system begins with a preheating cycle in which the temperature of the bells and the temperature of the steam generator etc. are brought to the predetermined steam temperature. This heating process also causes the water in the steam generator 73 to reach the desired level Temperature heated.
  • the condenser is evacuated to an absolute pressure of approx. 20 mbar via the vacuum pump 92.
  • the absolute pressure of 20 mbar corresponds to the vapor pressure of water at around 17 ° C. Since the usual steam temperatures are significantly higher, this ensures that the saturated steam pressure of the water used for steaming is always above this value. E.g. used to steam wool yarn a temperature of 80 ° C, the steam pressure of the water is 473 mbar.
  • a valve 141 in the main line 113 is briefly opened so that the steam generator (still under normal pressure) and the condenser (with 20 mbar absolute pressure) are connected to one another.
  • the absolute pressure of the system drops to a value that is initially far below 473 mbar. Since the steam pressure of the water at 80 ° C is above this pressure value now prevailing in the steam generator, so much water is practically converted into steam that the saturated steam pressure of 473 mbar is established.
  • the prerequisite for this is that the temperature level in the entire system is kept at 80 ° C. As already stated above, this is achieved in that all essential parts of the system are constantly kept at this temperature.
  • the steam generator 73 now contains water at 80 ° C. and steam at 80 ° C. at a pressure of 473 mbar.
  • the first spinning cop 3 can be conveyed on the plate 5 via the slide rail 20 under the steaming bell 71.
  • the pneumatic actuating devices of the steam bell lower the steam bell and press it onto the plate 5.
  • the balls 30 are pressed into the hollow body 27 of the spring body 26, and a tight seal between the bell and plate and plate and slide rail is achieved via the O-ring seals 33 and 58.
  • a valve 142 in the first main line 111 is then opened, as a result of which the interior of the steam bell is connected to the condenser 74 via the bore 24.
  • the damping bell 71 is constantly kept at this temperature by the heating systems and by the temperature sensors.
  • the saturated steam enters the bell 71 through the bore 24 and the hollow sleeve 2.
  • the sleeve 2 of the spinning cop 3 which is shown in the figure, is not perforated. Rather, the steam enters the bell bell 71 on the upper open side of the sleeve.
  • the sleeve can be preheated by briefly opening a valve 146 to the hot air generator before the bell 71 is evacuated.
  • hot air flows into the damping bell via the main line 112 and heats the sleeve and the yarn. Since the supplied hot air is kept at the temperature level of the saturated steam temperature, i.e. in the example at 80 ° C, the hot air supply does not cause overheating. This effectively prevents the condensation of the steam in a sleeve that is too cold.
  • valve 146 is opened again and the steaming bell is thereby ventilated with hot air. Since the hot air is at the same temperature as the steam temperature, there is no re-steaming. Then the bell 71 is raised and the spinning head is conveyed further with the transport plate 5 and comes into a position under the drying bell 72. The drying bell 72 is moved up and down simultaneously with the damping bell and is sealed off from the slide rail in the same way as in the case of the Damping bell 71 is the case. The spinning head is in the closed drying bell after the next lowering process. As soon as the evacuation of the damping bell 71 has ended, a valve 148 is opened while at the same time the valve 142 is closed.
  • the drying bell 72 is connected to the condenser 74.
  • the steam is now pumped out via the vacuum pump 92.
  • the drying bell is heated via its heating system so that the evaporation does not lead to an inadmissible temperature reduction.
  • the drying time is approximately 2 minutes in order to achieve a desired, uniform and reproducible residual moisture in the yarn, which enables the yarn to be processed immediately.
  • both bells are raised again, and the previously steamed amount of yarn is transferred to the drying bell, while the dried amount of yarn is processed, e.g. can be fed to a winding machine.
  • FIG. 3 schematically shows a conveyor belt 200, as is known in the prior art, in order to convey spinning bobbins or similar yarn packages.
  • the conveyor belt 200 which is deflected via a roller 201, has pins 202 on which the spinning heads 3 are placed.
  • a total of four rows of vacuum bells can be seen in a sectional representation, a first row 207, a second row 208, one third row 210 and fourth row 211.
  • Rows 207, 208 are bells used for steaming, while rows 210, 211 contain bells used for drying.
  • a total of five damping bells 209 and a total of five drying bells 212 are arranged in each row.
  • a second conveyor belt 205 is provided, which is designed in the same way as the conveyor belt 200.
  • a slide rail system 220 is arranged in the central area of the device, which in the exemplary embodiment shown consists of five transverse slide rails 221, 222, 223, 224 and 225 and four longitudinal slide rails 231, 232, 233 and 234 as well consists of two curved slide rails 235, 236, the curved slide rails connecting the longitudinal slide rails 231, 232 to the longitudinal slide rails 233, 234.
  • the slide rails are all designed as has been explained with reference to FIG. 1. Plates move on the slide rails, as were also explained with reference number 5 with reference to FIG. 1.
  • a handling device (not shown), which is known in the prior art, converts the spinning heads conveyed by the conveyor belt 200 onto the plates 5. 4 with respect to the first four plates, which are located on the slide rails 231 and 232, this process has already been completed.
  • the fully steamed and dried spinning cops which are located on the slide rails 233, 234, are placed on the conveyor belt 205 by means of a corresponding handling device.
  • the plates 5 are moved on the two slide rails by one plate division (this is the diameter of a plate) in the direction of the slide rails 231, 232.
  • the sliding device 240 consists of a transversely arranged rod 241 which can be moved towards and away from the slide rails via a double-acting cylinder 242 (pneumatically or electrically operated).
  • the control device outputs a signal and the steam bells and the drying bells are lifted off.
  • the slide device 240 pushes all the plates on the slide rails 221, 222, 223, 224 and 225 by two plate divisions to the left. As a result, these ten plates are pushed under the vacuum bells 207, 208 used for damping.
  • the plates previously located under the steam bells are shifted to the left by two plate divisions (in FIG. 4), so that they are now under the drying bells.
  • the plates previously located under the drying bells are pushed onto the slide rails 233, 234. The steaming and drying bells are then lowered and the steaming and drying process begins.
  • the finished ones on the slide rails 233, 234 are finished Spinning heads removed from the plates and unprocessed spinning heads placed on the plates conveyed on the slide rails 231, 232.
  • the steaming process is complete, and the steaming bells and the drying bells are raised again and the now steamed heads are pushed under the drying bells.
  • the newly filled plates are pushed under the steaming bells and the bells are lowered again.
  • the drying process is complete and the plates are then pushed out on the slide rails 233, 234 in the next cycle, where the spinning heads are removed.
  • a total of ten spinning bobbins are processed with a cycle time of two minutes, which results in a total capacity of the plant of 300 spinning bobbins per hour.
  • Each spinning cop is located (maximum) eight minutes in the area of the device.
  • FIG. 5 shows a detail of the device according to FIGS. 3 and 4, namely the mechanism for raising and lowering the bells.
  • the slide rails 231 etc. are arranged at a distance above a floor surface.
  • two cylinders 250, 251 which have extendable piston rods 252, 253.
  • Parallel to the arrangement of the slide rails is a support device 254, which is fixedly connected to the piston rods 252, 253 and is arranged essentially horizontally.
  • the twenty vacuum bells are attached to this support device 254, as can be seen in the top view of FIG. 4.
  • Fig. 6 shows a further detail of the device, namely the mechanism for moving the plates.
  • the plates have, as has been explained with reference to FIG. 1, a bore 13 through which, for example, during the damping of the Steam is supplied. This hole is also used to move the plates.
  • a longitudinal cylinder 260 is provided, which is arranged horizontally and parallel to the slide rail 234.
  • a short-stroke cylinder 261 is arranged with its piston rod 262 perpendicular to the direction of displacement of the longitudinal cylinder 260.
  • the short-stroke cylinder 261 is now actuated to move the plates, so that its piston rod 262 engages in the bore 24 of the spinning cop 3.
  • the plate is then moved on by one plate division, whereby at the same time all other plates abutting this plate are also moved.
  • Fig. 7 shows a top view of the transport device according to Fig. 6. It can be seen that e.g. the slide rail 234 has a longitudinal slot 270 in the drive area, into which the piston rod 262 of the short-stroke cylinder 261 engages. The longitudinal slot allows the piston rod to move in the slide rail in the desired manner.
  • the vacuum bell 280 is essentially eight-shaped, ie it has two mutually merging inner wall surfaces, each with a circular cylindrical diameter.
  • the axes of two spinning heads 3 are arranged coaxially to each of these circular cylinder cross sections.
  • two spinnerets can therefore be accommodated per vacuum bell, although the total volume of the vacuum bell is still very small in relation to the number of spinnerets introduced, and an exact alignment of the position of the spinnerets to one another and of the spinnerets to the inner wall of the vacuum bell is also provided.
  • reproducible damping of the yarn is also possible with this device.
  • the embodiment described above is installed between a ring spinning machine and a winding machine.

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Fixieren von zu Garnwickelkörpern aufgewickeltem Textilgarn (1). Es wird eine evakuierbare, beheizbare Vakuumglocke (36) verwendet, deren Innenabmessungen dem Raumbedarf eines oder einer geringen Anzahl von Garnwickelkörpern angepasst ist. Wasser und Sattdampf sind bei einer Temperatur, die der vorgewählten Dampftemperatur entspricht oder geringfügig über dieser liegt, und bei einem Druck, der dem Dampfdruck bei Dämpftemperatur entspricht, in einem Dampferzeuger eingeschlössen. Die Vakumglocke mit den darin befindlichen Garnwickelkörpern wird auf einen Druck evakuiert, der wesentlich unterhalb dieses Dampfdruckes liegt. Anschliessend wird ein Steuerventil in einer Verbindungsleitung zwischen der Vakuumglocke und dem Dampferzeuger geöffnet. Da die Vakuumglocke ebenfalls im wesentlichen auf Dämpftemperatur vorgeheizt ist, wird sehr schnell die Wassermenge im Dampferzeuger in Dampf übergeführt, die notwendig ist, um das Gesamtsystem mit Sattdampf von Dämpftemperatur zu füllen. Dadurch ist ein taktweises Dämpfen des Garnes möglich, wobei die Taktzeiten im Bereich von zwei Minuten liegen.

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 Weiterverarbeitung, z.B. durch Spulvorgänge und dergleichen, hervorgerufen 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 üblicherweise 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 synthetische 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 ungleichmäßig 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 aufweist. 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 herrschende Druck vom Umgebungsdruck nach oben oder unten abweichen kann. Üblicherweise werden für das Dämpfen Autoklaven verwendet, in die das auf Spulenkörpern aufgewickelte Garn gemeinsam mit den entsprechenden Transportmitteln, z.B. Garnwagen, Garnkästen oder Paletten eingebracht 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, diskontinuierlichen Vorgang unterbrochen wird. So wird z.B. durch das Ringspinnverfahren ein hoher Ausstoß von Spinnkopsen 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 beeinträchtigt 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 hinsichtlich 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 Zeitund Energieaufwand zu verringern, hat jedoch den Nachteil, daß hier eine zu starke Kondenswasserbildung entstehen kann, welche die Gleichmäßigkeit des Dämpfens beeinträchtigt. Weiterhin werden speziell für das Verfahren vorbereitete 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 Zeitaufwand 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 Garnwickelkörpern der Dämpfung unterworfen wird und indem eine Vakuumglocke verwendet wird, die in kurzer Zeit sehr stark evakuiert werden kann. Die evakuierte Vakuumglocke wird mit einem Dampferzeuger verbunden, in dem Wasser und Sattdampf bei Dämpftemperatur und einem Druck eingeschlossen sind, der im wesentlichen dem Dampfdruck des Wasser bei der gewählten Dämpftemperatur entspricht, und es findet praktisch schlagartig eine Anpassung der thermodynamischen Zustandsgrößen in der Vakuumglocke an die Zustandsgrößen im Dampferzeuger statt. Dabei wird im Dampferzeuger sehr schnell die Wassermenge zusätzlich 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 Energiemenge nicht zu einem wesentlichen Absinken des Temperaturniveaus. Die Konstanthaltung des Temperaturniveaus wird dabei wesentlich dadurch erleichtert, daß die Vakuumglocke entsprechend klein gehalten ist. Besonders problemlos ist der Ausgleich, wenn die Vakuumglocke, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, nur einen einzigen Garnwickelkörper aufnimmt. Weiterhin wird ein Absinken der Temperatur durch die Temperaturregelung des Dampferzeugers und vorzugsweise auch der vakuumglocke vermieden, durch die Temperaturverminderungen 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 Garnwickelkörper zu einer unerwünschten Temperaturabsenkung oder zu einer zu starken Kondensation des eingebrachten 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. Weiterhin ist es möglich, eine zweite Vakuumglocke vorzusehen, die ausschließlich dem Trocknen dient.
  • Das Trocknen erfolgt vorzugsweise, indem die zum Trocknen Verwendete Vakuumglocke evakuiert wird. Aufgrund des dann gering werdenden Druckes in der Glocke übersteigt der Dampfdruck des auf dem Garn befindlichen Wasserdampfes den Umgebungsdruck, 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 aus der Vakuumglocke dann sehr schnell in den Kondensationsbehälter. Der kältere Behälter wirkt also wie eine starke Pumpe, durch die der Wasserdampf aus der Vakuumglocke abgezogen wird.
  • Die Temperatur des Kondensationsbehälters kann 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 zumindest eine Vakuumglocke auf, die über eine Vakuumpumpe evakuiert werden kann. Die Innenabmessungen der Vakuumglocke sind dem Raumbedarf von einem oder mehreren Garnwickelkörpern angepaßt. Zur Temperaturregelung des Dampferzeugers und/oder der Vakuumglocke ist eine entsprechende Regeleinrichtung vorgesehen, die vorzugsweise mit einer Steuereinrichtung 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 Anlagenteilen erfassen. Die Steuereinrichtung, die vorzugsweise einen Rechenprozessor aufweist, 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 Dampferzeuger in der vorgegebenen Taktfolge miteinander zu verbinden.
  • Ein weiterer, sehr bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen 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 Bruchteils des Aufwandes, der für eine Autoklavendämpfung erforderlich ist.
  • Für eine gleichbleibende Qualität der Dämpfung ist es wichtig, daß die Dämpftemperatur während des Betriebes der Anlage im wesentlichen konstant gehalten wird. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, daß zumindest die zum Dämpfen benutzte Vakuumglocke derart beheizt ist, daß die Temperatur ihrer Innenwandung im wesentlichen mit der gewünschten Dämpftemperatur übereinstimmt.
  • Gemäß einer ersten, zu bevorzugenden Variante wird dies durch elektrische Heizdrähte bewirkt, die in die Vakuumglocke integriert sind und denen soviel elektrische Energie zugeführt wird, daß die gewünschte Temperatur erreicht wird.
  • Gemäß einer weiteren, zu bevorzugenden Ausführungsform der Erfindung wird die Heizung der Vakuumglocken bewirkt, indem in die Vakuumglocken Heizrohre integriert sind, die von einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser durchströmt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform stehen die Heizrohre in einer Strömungsverbindung mit dem Wasser im Dampferzeuger, z.B. mit Hilfe einer kleinen Umwälzpumpe. Dadurch wird erreicht, daß das Wasser des Dampferzeugers, dessen Temperatur sehr genau in bezug auf die Dampferzeugung geregelt ist, durch die Vakuumglocke strömt und diese auf der gleichen Temperatur hält.
  • Diese Ausführung hat den Vorteil, daß eine Regeleinrichtung für die Temperaturregelung der Vakuumglocke entfallen kann.
  • Wie bereits in bezug auf das Verfahren erläutert, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die gleiche Vakuumglocke, die zum Dämpfen benutzt wird, auch zum Trocknen benutzt. Das Trocknen geschieht, indem die Vakuumglocke über eine entsprechende Ventileinrichtung mit einem evakuierten Unterdruckbehälter verbunden wird, wodurch der Druck in der Vakuumglocke schnell absinkt. Dadurch wird dem in der Vakuumglocke befindlichen Garnwickelkörper Feuchtigkeit entzogen.
  • Dabei ist die Restfeuchte, die der Garnwickelkörper bei manchen Anwendungsfällen für die weitere Verarbeitung benötigt, über die Wahl des Unterdrucks in der zum Trocknen verwendeten Vakuumglocke in engen Grenzen vorher bestimmbar.
  • Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zum Trocknen des Garnwickelkörpers eine andere Vakuumglocke eingesetzt als zum Dämpfen. In diesem Fall weist die Vorrichtung also mindestens zwei Vakuumglocken auf, die taktweise betrieben werden, wobei der Garnwickelkörper zuerst in der ersten Vakuumglocke gedämpft und dann in der zweiten Vakuumglocke getrocknet wird.
  • Die Anlage weist weiterhin vorzugsweise einen Heißlufterzeuger auf, in dem Luft auf eine vorbestimmte Temperatur, die vorzugsweise gleich der Dämpftemperatur ist, vorgeheizt wird, um sie zum Vorheizen und zum Belüften der Vakuumglocke zu verwenden.
  • Wie in der Einleitung ausgeführt, soll die vorbeschriebene Vorrichtung vorzugsweise zur taktweisen Bearbeitung von Garnwickelkörpern eingerichtet sein. Gemäß einer zu bevorzugenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die einzelnen Garnwickelkörper deshalb auf Transportteller 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 mit einer oder mehreren Durchgangsbohrungen versehene Zapfen, auf die die Garnwickelkörper unmittelbar aufgesetzt werden können, und 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 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 Garnwickelkörpern 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 Garnwickelkörper 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 Garnwickelkörpern wird beispielsweise auf vier einzelne Gleitschienen aufgeteilt. Bei zehn parallel zueinander angeordneten Glocken läßt sich dann bereits eine Verarbeitungskapazität von 300 Garnwickelkörpern pro Stunde erreichen, die für die meisten Anwendungen ausreichen dürfte, aber ohne Probleme durch weitere Parallelanordnungen erhöht werden kann.
  • Gemäß einer zu bevorzugenden Ausführungsform der vorliegenden 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.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so gestaltet werden, daß sie für jede Art von Garnwickelkörpern geeignet ist. Dabei sind unter Garnwickelkörper ganz allgemein Textilgebinde zu verstehen. Üblicherweise werden diese Textilgebinde hergestellt, indem ein Textilgarn auf Hülsen, die z.B. aus Metall oder aus Kunststoff oder dergleichen bestehen, gewickelt wird. Es sind jedoch auch andere Gebindeformen denkbar. Versuche haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch dann problemlos funktioniert, wenn Garnwickelkörper verwendet werden, die ein hohes Gewicht und/oder große Abmessungen aufweisen.
  • Wird, wie wohl in den meisten Fällen, ein rotationssymmetrisch gewickelter, im wesentlichen zylindrischer Garnwickelkörper verwendet und pro Vakuumglocke jeweils nur ein Garnwickelkörper bearbeitet, wird das Innere der Vakuumglocke vorzugsweise ebenfalls zylindrisch gestaltet.
  • Durch die Erfindung wird das bisherige diskontinuierliche 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 vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung 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 Vorrichtung 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 Vorrichtung 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 Trocknungsglocken 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 aufgewickelt ist. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Vorrichtung selbstverständlich in gleicher Weise auch für alle anderen Arten von Garnen und Garnwickelkörpern 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 zylindrischer Abschnitt 10 mit einem kleineren Durchmesser und daran anschließend ein zweiter zylindrischer Abschnitt 11 mit einem größeren Durchmesser. Auf der oberen Kreisringfläche 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 Federkörper 26 wird in eine zylindrische Bohrung 28 der Gleitschiene 20 eingepreßt und ist durch den Flansch 29 axial in bezug auf die Gleitschiene fixiert. Im Inneren des Hohlkörpers 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 eingelassen.
  • 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 Längsachse 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 eingeschraubt 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 zylindrischen 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 Pneumatikzylinder 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 aufgeschoben 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 Dampferzeuger 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) standhalten. 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 befindliche 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 überwacht.
  • 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 Hauptleitung 113. Die Hauptleitungen 111 und 113 sind mit der Leitung 87 des Dampferzeugers 74 verbunden. Die Hauptleitung 111 ist weiterhin über entsprechende Ventile, wie nachfolgend erläutert, mit dem Heißlufterzeuger 75 verbunden. 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 Kondensator 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 Trocknungsglocke 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 wesentlichen 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 Kondensator (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 praktisch schlagartig soviel Wasser in Dampf übergeführt, daß sich der Sattdampfdruck von 473 mbar einstellt. Voraussetzung dafür ist, daß das Temperaturniveau in der gesamten Anlage auf 80 °C gehalten wird. Dies wird, wie bereits vorstehend ausgeführt, dadurch erreicht, daß alle wesentlichen 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 Betätigungseinrichtungen 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 eingedrückt, und es wird eine feste Dichtung zwischen Glocke und Teller und Teller und Gleitschiene über die O-Ringdichtungen 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 Absolutdruck wieder hergestellt worden. Dadurch wird erreicht, 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 Dampfkondensation 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 Kondensation 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 Dämpftemperatur, findet kein Nachdämpfen statt. Anschließend wird die Glocke 71 angehoben und der Spinnkops mit dem Transportteller 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 Kondensator 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 Garnwickelkörper 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 Darstellung 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 längsverlaufenden Gleitschienen 231, 232 mit den längsverlaufenden 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 Spinnkopse von der Gleitschiene 233, 234 abgenommen sind, werden die Teller 5 auf den beiden Gleitschienen um eine Tellerteilung (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 angeordneten 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 Schiebeeinrichtung 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 Trocknungsglocken 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 bearbeiteten Spinnkopse von den Tellern entnommen und unbearbeitete 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 Gesamtkapazität 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 Gleitschienen 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 13 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 eingreift. Durch den Längsschlitz kann sich die Kolbenstange in der gewünschten Weise in der Gleitschiene bewegen.
  • Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden 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 Ausführungsbeispiel können also pro Vakuumglocke zwei Spinnkopse untergebracht 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 reproduzierbares Dämpfen des Garnes möglich.
  • Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel ist zwischen einer Ringspinnmaschine und einer Spulmaschine eingebaut.

Claims (32)

  1. Verfahren zum Fixieren von zu Garnwickelkörpern gewickeltem 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 Dampferzeuger befindlichen Wassermenge auf eine Temperatur, die der gewählten Dämpftemperatur entspricht oder geringfügig über dieser liegt,
    - Evakuieren des Dampferzeugers auf einen Absolutdruck, der im wesentlichen dem Dampfdruck des Wassers bei der vorgewählten Dämpftemperatur entspricht,
    - Einbringen eines Garnwickelkörpers oder einer geringen Anzahl von Garnwickelkörpern in einer vorbestimmten räumlichen Ausrichtung zur Innenwand der Vakuumglocke und, bei mehreren Garnwickelkörpern, 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,
    - Ausbringen des oder der Garnwickelkörper(s).
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumglocke ebenfalls auf eine Temperatur vorgeheizt wird, die im wesentlichen gleich der vorgewählten Dämpftemperatur ist.
  3. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüften der Vakuumglocke nach dem Dämpfen mit vorgewärmter Heißluft erfolgt.
  4. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn nach dem Dämpfen getrocknet wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen des Garnes in einer evakuierbaren Vakuumglocke unter Vakuum erfolgt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der zum Trocknen dienenden evakuierbaren Vakuumglocke während der Trocknungsvorganges über eine verschließbare Verbindungsleitung mit dem Inneren eines kühlbaren, evakuierbaren Kondensationsbehälters verbunden wird.
  7. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Dämpfen und zum Trocknen die gleiche Vakuumglocke verwendet wird.
  8. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 5 oder 6, 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 bzw. 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 Trocknungsglocke weniger als 300 Sekunden, vorzugsweise weniger als 150 Sekunden beträgt.
  11. Vorrichtung zum Fixieren von zu Garnwickelkörpern gewickeltem Textilgarn mittels Sattdampf bei einer vorgewählten Dämpftemperatur, mit einer durch eine Vakuumpumpe evakuierbaren, beheizbaren Vakuumglocke zur Aufnahme des Textilgarns und einem druckfesten,
    beheizten Dampferzeuger,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Innenabmessung der Vakuumglocke (36,71) dem Raumbedarf eines (3) oder einer geringen Anzahl von Garnwickelkörpern angepaßt ist,
    daß eine Heizeinrichtung mit einer Temperaturregeleinrichtung vorgesehen ist, welche eine im Dampfbehälter befindliche Wassermenge auf einem Temperaturniveau hält, welches in etwa der Dämpftemperatur entspricht,
    daß eine Druckregeleinrichtung vorgesehen ist, welche den Druck im Dampferzeuger mittels einer Vakuumpumpe auf einen Wert regelt, der im wesentlichen dem Dampfdruck des Wassers bei der vorgewählten Dämpftemperatur entspricht,
    und daß mindestens drei Steuerventile vorgesehen sind, wobei ein erstes Steuerventil in einer Verbindungsleitung zwischen Vakuumpumpe und Vakuumglocke angeordnet ist, ein zweites Steuerventil in einer Verbindungsleitung zwischen der Vakuumglocke und dem Dampferzeuger und ein drittes Steuerventil in einer Belüftungsleitung für die Vakuumglocke und daß weiterhin eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Funktion der Steuerventile steuert und 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 angeordnet 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 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung weiterhin Ausgangssignale ausgibt, welche die Temperaturregelung und die Druckregelung 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 ausgebildet 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 Heißlufterzeugung 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 oder einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Trocknen dienende Vakuumglocke über eine Verbindungsleitung und ein viertes Steuerventil mit dem evakuierbaren Behälter verbunden ist.
  19. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 16 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Dämpfen verwendete Vakuumglocke auch zum Trocknen verwendet wird.
  20. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vakuumglocke so gestaltet ist, daß sie einen einzelnen Garnwickelkörper aufnimmt.
  21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß Dämpfglocke und/oder Trocknungsglocke als zylindrische Körper mit im wesentlichen zylindrischem Innenraum gestaltet sind, und daß eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, durch welche der Garnwickelkörper im wesentlichen koaxial zur Zylinderachse des Behälters gehalten ist.
  22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung als Transportteller (5) aufgebaut ist, welcher einen, in Gebrauchslage im wesentlichen vertikal angeordneten, mit einer oaer mehreren Durchgangsbohrungen versehenen Zapfen aufweist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser einer Hülse (2) angepaßt ist, auf welche das Textilgarn gewickelt ist.
  23. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vakuumglocke heb- und senkbar ist.
  24. Vorrichtung gemäß Anspruch 23 oder Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der den Garnwickelkörper aufnehmende 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.
  25. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschiene eine Bohrung aufweist, welche mit der oder den Bohrungen des Zapfens des Tellers verbunden ist, wenn der Teller in einer vorbestimmten Position unter der Vakuumglocke steht.
  26. Vorrichtung gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gleitschiene oder im Transportteller 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 Gleitschiene gedrückt wird.
  27. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Vakuumglocken vorgesehen ist, welche durch eine gemeinsame Tragvorrichtung miteinander verbunden sind und gemeinsam abgesenkt und gehoben werden.
  28. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Gleitschienen parallel zueinander angeordnet sind.
  29. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein System von Gleitschienen vorgesehen ist, welches einen ersten Bereich aufweist, in dem die Garnwickelkörper auf Transportteller aufgesetzt werden, einen zweiten Bereich, in dem die Garnwickelkörper in der oder den Vakuumglocke(n) gedämpft und gegebenenfalls getrocknet werden, einen dritten Bereich, in dem die Garnwickelkörper von den Transporttellern abgenommen werden und einen vierten Bereich, in dem die Transportteller vom dritten Bereich des Gleitschienensystems in dessen ersten Bereich zurückgeführt werden.
  30. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Vakuumglocke(n) zu heizen.
  31. Vorrichtung gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Vakuumglocke(n) durch eine in der Glocke angeordnete elektrische Heizeinrichtung erfolgt, die über die Steuereinrichtung geregelt ist.
  32. Vorrichtung gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Vakuumglocke(n) über in der Glocke angeordnete wasserdurchströmte Heizrohre erfolgt, wobei diese Heizrohre in einer Strömungsverbindung mit dem im Dampferzeuger befindlichen Wasser stehen.
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