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Verfahren zum Anfeuchten von Garn.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfeuchten von Garn und bezweckt, Flüssigkeit in bestimmter Menge möglichst gleichmässig in dem Garn zu verteilen.
In der Textilindustrie ist es üblich, Garn so zu behandeln, dass es einen bestimmten Grad von
Feuchtigkeit behält, wobei dieser Grad und die Art der zu verwendenden Flüssigkeit von dem Zweck abhängt, für welchen es angefeuchtet wird. Das Anfeuchten kann erfolgen, um z. B. das Garn vor
Zersetzung zu schützen oder seine Qualität für Nachbehandlungen, welchen es unterworfen werden soll, zu erhöhen, oder aber um ihm sein ursprüngliches Gewicht wiederzugeben u. dgl.
In allen diesen
Fällen soll die vom Garn aufgenommene Anfeuchtungsmenge der Flüssigkeit geringer sein als jene Menge, die notwendig ist, um das Garn zu tränken, soll aber grösser sein als jene Flüssigkeitsmenge, welche das
Garn normalerweise unter gewöhnlichen Arbeitsbedingungen aus der Atmosphäre aufnimmt, überdies soll die Flüssigkeit auf dem ganzen Garnkörper gleichmässig verteilt sein.
Baumwollgarn nimmt, der atmosphärischen Luft ausgesetzt, etwa 6% seines Gewichtes an
Feuchtigkeit auf. Für gewisse Web-und andere Verfahren, welchen das Garn unterworfen wird, sowie für Aufbewahrungszweeke ist aber ein grösserer Feuchtigkeitsgehalt, etwa mindestens zu erwünscht, je nach der Garnart und dem Verwendungszweck.
Schon die gleichmässige Verteilung eines beschränkten Flüssigkeitsgehaltes in einem auf einen
Konus, Zylinder od. dgl. ziemlich dick aufgewickelten Garnkörper ist bisher in befriedigender Weise nicht zu erreichen gewesen.
Wohl wird beim Färbeverfahren ein Garnkörper ziemlich gleichmässig mit der Färbeflüssigkeit durchsetzt, dies aber nur deshalb, weil beim Färbeverfahren eine vollständige Durehtränkung des
Garnes stattfindet und hiezu eine solche Flüssigkeitsmenge benutzt wird, die grösser ist als jene die zur Durchtränkung des Garnes erforderlich wäre. Zu diesem Zwecke genügt es, die Flüssigkeit durch und über das Garn hin-und herzubewegen.
Gemäss vorliegender Erfindung ist es demgegenüber wesentlich, einem aufgewickelten Garnkörper einen vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt, der geringer ist als derjenige, der für eine vollständige Durchtränkung erforderlich wäre, unter Bedingungen zu erteilen, welche eine übermässige oder ungenügende Anfeuchtung des Garnes ausschliessen. Es wird erfindungsgemäss eine vorher bestimmte, begrenzte Flüssigkeitsmenge des für die zu behandelnde Garnart notwendigen Imprägnierungsmittels durchaus gleichmässig in dem ganzen Garnkörper verteilt.
Hiebei wird eine Flüssigkeitsmenge verwendet, welche zwar geringer ist als zur Sättigung des zu behandelnden Garnes notwendig, aber wesentlich grösser als jene Menge, die im Garn zurückbleiben soll, und diese Flüssigkeitsmenge unter solchen Bedingungen und in solcher Weise dem Garn zugeführt, dass nur die beabsichtigte Menge gleichmässig verteilt im Garn zurückbleibt, während der Überschuss sofort wieder das Garn verlässt.
Die gleichmässige Verteilung der im Garn zu belassenden und die Austreibung der überschüssigen Flüssigkeitsmenge erfolgt durch Zentrifugalkraft, indem der Garnkörper erfindungsgemäss mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die grösser ist als jene, bei welcher das Garn die ganze Flüssigkeit aufnehmen könnte, so dass die überschüssige Flüssigkeitsmenge ausgestossen wird, ehe sie in das Innere der Garnfasern eindringen kann. Es wird demnach eine bestimmte Flüssigkeitsmenge entweder vor Beginn oder während der Drehung des Garnkörpers, z. B. in das Innere desselben, eingeführt und dann die Umdrehungsgeschwindigkeit des Garnkörpers so geregelt, dass die Flüssigkeit den Garnkörper sehr schnell durchsetzt und keine Zeit hat, die innersten Schichten des Garnes völlig zu durchtränken und von diesen zurückgehalten zu werden.
Die Grösse der Rotationsgeschwindigkeit hängt z. B. von der
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Natur des Garnes, von der Dicke der Garnpackung, der Dichte der Wicklung, der Viskosität und Zu- führungsart der verwendeten Flüssigkeit, von der Dauer der Rotation u. dgl. ab und wird jeweils für das zu behandelnde Garn zu ermitteln sein. Versuche haben ergeben, dass Geschwindigkeiten von ungefähr 2000 bis 6000 Umdrehungen pro Minute, wie sie gewöhnlich in der Praxis benutzt werden, genügen und Umdrehungszahlen von 4500 bis 5000 in der Minute die besten Ergebnisse liefern.
Die Flüssigkeit wird dem Garnkörper, der zweckmässig aus einer hohlen gelochten Spule besteht, auf welcher das Garn aufgewickelt ist, unter Druck oder durch Schwerkraft zugeführt.
In den Zeichnungen sind zwei beispielsweise Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 im lotrechten Mittelschnitt eine Vorrichtung, bei welcher die Flüssigkeit unter Druck in das Innere des Garnkörpers eingeführt wird, und Fig. 2 in gleicher Darstellung eine Ausführungsform mit durch Schwerkraft eingeführter Flüssigkeit.
Das Garn oder die Garnmasse ist auf einem Hohlkonus 11 aufgewiekelt, mit dem sie den Garnkörper 10 bildet und der bei Einführung der Flüssigkeit unter Druck aufrecht angeordnet ist (Fig.]) und einen mit hoher Geschwindigkeit drehbaren Kegel 12 umgibt, der an den beiden Enden Ansatz-
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der Innenfläche des Konus 11 gebildet wird, wenn dieser auf dem Kegel 11 aufgesetzt ist. Dieser Zwischenraum oder Spalt 15 steht in Verbindung mit Kanälen 16 im Kegel 12 und einer im unteren Teil des Kegels vorgesehenen Bohrung 17. Der Konus 12, gegebenenfalls mit dem aufgesetzten Garn, liegt innerhalb eines gelochten Korbes 18, dessen Boden mittels Bolzen 20 einerseits mit einer rotierenden Antriebsmuffe 19 und anderseits mit dem Kegel 12 verschraubt ist.
Die Muffe 19 ist auf einer lotrechten Welle 21 ausgekeilt, die auf Kugeln 22 und 2. 3 in einem durch
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von dem mit einem Rahmen 21 der Vorrichtung fest verbundenen Ring 26 getragen wird. Die inneren Ringe der Kugellager 22, 23 werden zwischen einem Flansch 29 der Welle 21 und einer Mutter 30 eingeklemmt. Eine Scheibe 31 befindet sich zwischen der Mutter 30 und dem Kugellager 23, während ein Abstandsring 32 sich zwischen den Kugellagern 22 und 23 befindet.
Zur Einführung der verwendeten Flüssigkeit in das Innere des Garnkörpers ist eine Düse 33 vorgesehen, die durch Schlauch 34 mit einer Düse 35 und durch Muffe 36 mit einem Rohr 37 verbunden
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bindung steht. Schlauch 34 und Düse 35 können mittels eines Drahtringes 39 fest verbunden sein. Das untere Ende des Tragkörpers 24 ist rohrförmig verengt, mit Aussengewinden und einer Mutter 40 versehen, die zusammen mit einem Rohr 41 eine Anzahl Dichtigkeitsringe 42 zusammenpresst. Die Dichtigkeitsringe 42 verhindern das Eindringen der Flüssigkeit aus dem Innern des Rohres 37 in den Raum ausserhalb der Welle 21 und in das Innere der Kugellager 22 und 23.
Das untere Ende der Mutter 40 ist mit Aussengewinden einer Mutter 43 versehen, die ihrerseits einen als Widerlager für eine die Mutter 40 umschliessende Feder 44 dienenden Ring 43 a trägt. Die Feder 44 drückt den Tragkörper 24 nach unten und hält denselben fest auf seinem Sitz 25, wodurch die ganze Vorrichtung stabilisiert wird.
Dadurch, dass der Ring 25 aus Gummi oder einem andern nachgiebigen Material ausgeführt ist, kann der Tragkörper 24 innerhalb gewisser Grenzen eine seitliche Bewegung ausführen, ohne dass die ver- schiedenen Teile hohen Kraftansprüchen ausgesetzt sind. Das Rohr 37 ist mit dem Träger 24 fest verbunden, so dass es sich in bezug auf den Träger nicht drehen kann. Rohr 24 a gestattet die Schmierung und Blechwand 26 a schützt die Vorrichtung gegen Schmutz, Staub usw.
Die Muffe 19 und mit ihr die Welle 21 werden durch einen Elektromotor 45 mittels eines über Seilseheibe 47 und Seilkranz 48 der Muffe geführten Seiles od. dgl. 46 angetrieben.
Der drehbare Korb 18 ist innerhalb eines unbeweglichen Gehäuses 49 angeordnet, welches auf Säulen 50 des Rahmens 27 aufsitzt. Der Korb 18ist mit einer um Scharniere 52 drehbaren, durch Schliessvorrichtung 53 in ihrer Arbeitslage gehaltenen Deckelplatte 51 versehen und trägt innerhalb einer in der Mitte angebrachten Öffnung einen Kolben 54, der durch eine Feder betätigt wird und mit dem oberen, runden Ende des Konus 11 elastisch in Berührung steht, wodurch der Konusll in seiner mittleren Lage festgehalten und stabilisiert wird. Im Mantel des Konus 11 ist eine Anzahl radialer Öffnungen 55 vorgesehen, die von dem Spalt 15 gegen den Garnkörper gerichtet sind.
Die Zahl der Öffnungen 55 sowie ihre Grösse und Lage ist von der Art des Garnes, dem Druck, unter welchem die Flüssigkeit zugeführt wird, u. a. mehr abhängig und wird am besten durch praktische Versuche bestimmt. Nach unten ist der Konus 11 durch den Gummiring 64 gedichtet.
Das Gehäuse 49 ist auf einer Tasse 56 aufgesetzt, in welche die überflüssige Flüssigkeit hineinfliesst und aus welcher dieselbe durch beliebige, nicht dargestellte Mittel entfernt wird. Die durch Zentrifugalkraft aus dem Garnkörper 10 herausgestossene Flüssigkeit geht durch die im Korbe 18 vorhandenen Öffnungen hindurch und gelangt auf diese Weise in die Tasse 56.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Wird der Motor in Tätigkeit versetzt, dann
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Während dieser Drehung oder vorher wird eine bestimmte Flüssigkeitsmenge, die grösser ist als diejenige Menge, die im Garn verbleiben soll, durch das Rohr 33 unter Druck eingeführt und fliesst durch den
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hindurch zu radialen Kanälen 16, dann durch diese in den Spalt 15 und wird aus diesem durch die Öffnungen 55 des Konus 11 in Form vieler Strahlen in den Garnkörper 10 hineingepresst.
Die Touren- zahl des Motors 45, von welcher die Geschwindigkeit abhängt, mit welcher das Garn durchtränkt und die Feuchtigkeit absorbiert wird, wird dabei so gewählt, dass die überflüssige Flüssigkeitsmenge mittels
Zentrifugalkraft durch die äusseren Garnschichten hindurchgedrängt wird und sich in der Tasse 56 ansammelt, bevor die Garnfasern Zeit hatten, eine grössere als die vorgeschriebene Flüssigkeitsmenge zu absorbieren.
Die zur Behandlung verwendete Flüssigkeit wird demnach mit hoher Gesehwindigkeit durch den Garnkörper getrieben, so dass infolge der Durehdringungs- und Diffusionseigenschaften der
Flüssigkeit alle Teile der Garnmasse mit der Flüssigkeit in Berührung gelangen und alle Garnsehiehten zur selben Zeit unter beinahe gleichen Absorptionsbedingungen stehen. Es werden daher alle Teile der Garnmasse beinahe den gleichen Gehalt an Feuchtigkeit annehmen, so dass in dem Augenblick, da der vorbestimmte Flüssigkeitsübersehuss aus dem Garnkonus entfernt wird, die im Garn übrig- bleibende Flüssigkeitsmenge gleichmässig durch das Garn verteilt sein wird.
Die Behandlungszeit für jeden besonderen Garnkonus oder eine andere Garnpackung kann durch praktische Experimente bestimmt werden.
Es kann auch eine Mehrzahl von Vorrichtungen der beschriebenen Art im Kreise angeordnet und durch einen einzigen Arbeiter bedient werden, derart, dass der Arbeiter den mit der richtigen Flüssig- keitsmenge getränkten Garnkonus entfernt und einen neuen Garnkonus aufsetzt, während ein oder mehrere andere Garnkörper in Rotation bleiben und durch die Flüssigkeit behandelt werden.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Garnkonus verkehrt angeordnet, so dass er eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge ausfnehmen kann, die ihm durch die Eigenschwere der Flüssigkeit zugeführt wird. Die Menge der dem Garnkonus zugeführten Flüssigkeit ist dabei wiederum grösser als diejenige Menge, die im Garn verbleiben soll. Die Flüssigkeit wird dem Garnkörper 10 mittels eines Rohres 60 zugeführt, das um eine Vertikalachse 61 drehbar ist und aus einem beliebigen, in der Zeichnung nicht dargestellten, graduierten Behälter gespeist wird. Der Garnkonus wird unmittelbar durch den Korb 18 getragen, der mit einer schraubenförmigen Rippe 62 versehen ist, die das Garn in einem bestimmten Abstand von den Innenwandungen des Korbes 18 hält, so dass die Flüssigkeit radial aus dem Korb herausfliessen kann.
Zu gleichem Zwecke können auch andere Mittel, z. B. Stifte oder Haken, verwendet werden, die an den zylindrischen Körben angebracht sein können.
Auch in der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ist der Korb 18 mit einer mit Seilrille 48 versehenen Muffe 19 verbunden, die mit Welle 21 verkeilt ist. Welle 21 ist in diesem Falle massiv, ist aber ebenfalls auf Kugeln 22 und 23 gelagert und durch den Träger 24 gehalten. Das untere Ende des Trägers 24 ist aber massiv. Alle andern für Betriebs-und Stützzweeke verwendeten Teile sind den entsprechenden in Fig. 1 dargestellten Teilen ähnlich.
Die Deckelplatte 51 des Korbes 18 ist in dieser Ausführungsform mit einem Ansatz 63 versehen, welcher in die innere Öffnung des hier verkehrt liegenden Garnkonus 11 hineinpasst und mit einem aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi, bestehenden Ring 64 versehen. Der Ring 64 steht mit den Kanten des Konus 11 in Berührung und schliesst das Innere des Konus 11 wasserdicht ab. Die Innenfläche des Ansatzes 63 bildet eine Stauwand, um die Flüssigkeit, die sich während der Rotation des Konus aufwärtsbewegt, zu zwingen, wieder auf den Boden des hohlen Konus 11 zurückzufallen.
Der Betrieb dieser Vorrichtung erfolgt in gleicher Weise wie der der in Fig. 1 dargestellten, nur wird hier die Flüssigkeit in das Innere des Konus durch eigene Schwere anstatt durch pneumatischen oder hydraulischen Druck eingeführt.
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