Verfahren zum Verpacken eines Faserbiindels in einen Behälter
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verpacken eines Faserbündels in einen Behälter.
Beim Herstellen von Kunstgarn und Kunstfasern stosst man oft auf Schwierigkeiten beim Verpacken des erzeugten lmverdrillten oder zu einem Ga. rn verdrillten Faserbündels, besonders wenn dieses Bündel eine Gesamtstarke von mehr als 1000 Denier besitzt und nach dem Verlassen der Spinndüsen mit hoher Geschwindigkeit nach einer Sammelvor- richtmg gefordert werden soll. Das Aufwikkeln eines solchen Faserbündels, beispielsweise auf Haspeln, erfordert die Verwendung von grossen und schweren Garnhaspeln, welche nieht leieht und schnell zu handhaben sind, so dass sich beim Abnehmen ein beträchtlicher Zeitverlust ergibt.
Es wurde gefunden, dass sich Faserbündel bei hohen Geschwindigkeiten in Behältern, wie beispielsweise zylindrische Topfe, packen lassen, indem man das Faserbündel zusammen mit einem durch ein Rohr fliessenden Gasst. rom nach dem Behälter leitet. Gesehwindig- keiten von über 460 : m pro Minute konnten dabei erzielt werden, doch ergaben sich Schwierigkeiten dadurch, dass der'Gasstrom beim Verlassen des Rohrs die Fasern in Un- ordnung brachte und sie daran hinderte, als kompaktes Bündel in den Behälter zu gelan- gen. Dies hat Verwieklungen beim Herausziehen des Faserbündels aus dem Behälter zur Folge
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Verpacken eines sieh schnell bewegenden Faserbündels in einen Behälter vermeidet diesen Nachteil.
Es ist dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbündel von einem durch ein Rohr fliessenden Strom eines gasformigen Mediums mitgenommen und in einen Behälter geschleudert wird, wobei die Länge des genannten Rohrs mindestens das 100fache seines Innen durehmessers beträgt, um ein Verwirren der das Rohr verlassenden einzelnen Fasern des Bündels zu verhindern.
Es hat sich ergeben, dass bei einem solchen Verfahren ein biegsames Rohr, vorzugsweise ein flexibles Metallrohr, mit Vorteil benutzt werden kann.
Beim Verwenden eines Rohrs, dessen Länge kleiner ist als das 100fache seines Innendurchmessers, hat das ins Rohr eingeblasene komprimierte Gas anseheinend nicht genügend Zeit, um sich vor seinem Austritt auf atmosphärischen Druck auszudehnen, und beim Austritt dehnt es sich nach allen Richtungen aus, wobei es die Fasern seitwärts ausbreitet. Wenn man dagegen ein Rohr verwendet, dessen Länge genügend weit über dem 100fachen seines Innendurchmessers liegt, so kann bewirkt werden, dass sich praktisch alle im Gas vorhandene Druekenergie beim Aus dehnen des Gases im Rohr noch vor dessen Austrit aus diesem in kinetisehe Energie umwandelt.
Beim Schmelzspinnen kann eine Anzahl von aus den Spinndüsen kommenden Fasern zu einem Bündel gesammelt und dieses um mindestens eine sich drehende Walze oder Spillwinde geleitet werden, wo das Faserbündel diese mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 460 m pro Minute verlassen kann.
Uni ein sich so schnell bewegendes Faserbündel mittels eines Gasstroms, beispielsweise eines Luftstroms, weiterzubefordern, muss dieser eine Geschwindigkeit von 1200 bis 1800 m pro Minute aufweisen. Die Erfahrung hat bei einem Versuch, das Faserbündel unter Benützung soleher Luftgeschwindigkeiten in einem Behälter zu sammeln, ergeben, dass eine Verwirrung der einzelnen Fasern beim Ausströmen der Luft aus dem Rohr erfolgt, wenn dieses nicht eine gewisse, auf jeden Fall das lOOfaehe seines Innendurchmessers übersteigende Länge aufweist.
Es ist unmöglich, das Faserbündel aus dem Behälter wieder aufzuwickeln, wenn beim Einpacken des Bündels in den Behälter eine solehe Verwirrung seiner Fasern eingetreten ist.
An Hand der Zeichnung wird im folgenden gezeigt, wie das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise ausgeführt werden kann ; diese Zeichnung stellt schematisch eine für diese Ausführungsart des Verfahrens bestimmte Einrichtung dar.
Die dargestellte Einrichtung umfasst eine Rohrleitung, die auf dem grössten Teil ihrer Länge aus einem biegsamen Aletallsehlaueh 5 besteht, aber am Eintrittsende ein starres Endstiiek 3 und am Austrittsende ein starres Endstück 4 aufweist.
Vor der Mündung des Eintrittsendstückes 3 ist ein Paar zusam- menwirkender Forderwalzen 1 angeordnet, die auf nieht dargestellte Weise angetrieben werclen, so da# sie zwischen ihnen durchlaufen- des Material ins Innere des Endstüekes 3 und somit der Rohrleitung 3, 5, 4 befordern. In das Endstiiek 3 mündet ferner eine Luftzuleitung 2, durch welche Luft von einem nicht dargestellten Gebläse ebenfalls ins Innere der Leitung 3, 5, 4 gefordert wird.
Das Austrittsendstüek 4 der Rohrleitung wird von einem Arm 7 über der Öffnung eines oben offenen zylindrischen Behälters 6 gehalten. Dieser Arm 7 wird mit Hilfe eines Motors und einer nicht dargestellten Panto graphenvorriehtung derart in wechselnden Riehtungen hin und her bewegt, da# er das Endstiiek 4 in einer die Achse des Behälters 6 schneidenden und sieh allmählich um diese Achse drehenden geraden Bahn hin und her bewegt.
Zum Ablegen eines Faserbündels von beispielsweise 3000 Denier Gesamtstärke in den Behälter 6 werden die Forderwalzen l beispielsweise mit solcher Geschwindigkeit ange trieben, dass das Faserbündel mit einer Geschwind'igkeit von 600 m/min, also sehr schnell, in das Endstüek 3 der Rohrleitung 3, 5, 4 eintritt.
Die durch die Zuleitung 2 eingeführte Luftmenge wird dann so bemessen, dass die Luft mit einer Geschwindigkeit von 1500 m/min durch die Rohrleitung 3, 5, 4 strömt, wobei sie auf dleren ganzer Länge einen Zug auf das Faserbündel ausübt und dafür sorgt, dass dieses mit der Geschwindigkeit von 600 m/min, mit der es in das Endstiie-k 3 eingetreten ist, gla. tt durch die ganze Rohrleitung 3, 5, 4 läuft. Es verlä#t dann diese Rohrleitung durch das Endstüek 4 und legt sieh dann infolge der Bewegung dieses Endstüekes längs einer in einer Schraubenfläche von kleiner Ganghöhe liegenden Zick zacklinie in sternförmigen Lagen im Behäl- ter 6 ab.
Dank dieser Lagerung kann das Faserbündel ohne weiteres aus dem Behälter 6 abgezogen werden, ohne sich zu verwickeln.
Die Wahl einer zweckmä#igen Rohrlänge hängt von so vielen veränderlichen Faktoren ab, dass es unmöglich ist, die Längen und Innendurchmesser für alle Verhältnisse vor- zuschreiben. Auf jeden Fa, ll übersteigt diese Rohrlänge das 1100faehe des Innendurehmes- sers des Rohres. In der Praxis ist es jedoch nicht sehwierig, nach einigen einfachen Versuchen gute Erfolge zu erzielen. Dies wird am besten so gemacht, dass die Geschwindigkeit der Luftströmung auf das zum Fördern des Faserbündels erforderliche Mindestmass redu- ziert wird und hierauf die Länge des Rohres allmählieh bis zur Erzielung guter Betriebs verhältnisse vergrö#ert wird.
Zum Beispiel wurde mit einem zu einem Garn verdrillten Faserbündel von 1000 Denier Gesamtstärke bei einer Garngeschwindigkeit von 600 Meter pro Minute und einer Luftstromgeschwindigkeit von 1800 Meter pro Minute ein zufriedenstellendes Verpaeken mit einem Rohr erzielt, welches bei einem lich- ten Durchmesser von 6, 4 mm eine Länge von 76 cm, also etwa dem 120fachen dieses Durchmessers, aufwies, während ein ahnliches, nur 30 em langes Rohr, eine sehr starke Faserverwirrung und schlechtes Backen ergab.
Bei einem. andern Versuch wurde ein bieg sames und. gasdichtes 2, 14 m langes, einen Innendurehmesser von 19 mm aufweisendes und an beiden Enden dureh starre 76 cm lange Endstücke auf 3,66 m, also das 190- fache des Innendurehmessers verlängertes Rohr d'azu benutzt, um ein Faserbündel von 3000 Denier mit einer'Geschwindigkeit von 600 m pro Minute bei einer Luftstromge- schwindigkeit von 1500 m pro Minute zu for dern, wobei keine Faserverwirrung eintrat und mit einer zweckmä#igen Einlegvorrich- tung ein nit, es Verpaeken erzielt wurde,
Die Bohrmy des Rohres sollte vorzugs- weise über die ganze Rohrlänge gleichen Durchmesser haben, braueht aber nieht ge- radlinig zu verlaufen. Es ist daher zweekmässig, einen biegsamen Teil für das Rohr zu verwenden. Jedes passende Material kann zur Herstellung des Rohres benutzt werden, das natürlieli an seiner Innenseite glatt sein mu#.
Mit einem biegsamen Metallsehlauch vom Balgtyp oder aus schraubenförmig gewickeltem Band oder Profilmaterial werden besonders gute Resultate erzielt, wobei-wahr- seheinlieh wegen der glatten Ausbildung der Innenwand des Rohres und wegen der Härte der Metalloberfläehe-eine viel längere Be triebsdauer möglich ist, bevor vereinzelte Fasern innen am Rohr hängenbleiben
Da Luft jederzeit leicht und billig erhält- lich ist, ist ihre Verwendung für das beschriebene Verfahren sehr zweckmässig, aber falls erwünscht, kann auch ein anderes gasförmiges Medium, zum Beispiel Dampf oder ein beliebiges Gas, benutzt werden, welches die Fasern nieht angreift.
Falls und soweit neben der rein mechanischen Förderung des Faserbündels durch das gasförmige Medium eine Veredlung der Faser durch das gasformige Medium eintritt, ist ein solches Veredlungsver- fahren, soweit es für die Textilindustrie in Betracht kommt, durch dieses Patent nicht geschützt. Für das Ablegen des Faserbündels in den Sammelbehälter ist es ein Vorteil, wenn die Austrittsöffnung des Rohres längs einer vorgeschriebenen Bahn bewegt wird, so dass die Lagen des Faserbündels gleichförmig in den Behälter zu liegen kommen. Das Rohr kann durch jedes geeignete mechanische Mittel veranlasst werden, sich zweekmäl3ig zu bewegen.
Es hat sich ergeben, dass eine Vorrichtung, die das Ende des Rohres über der Öffnung, vorzugsweise eines offenen zylin drischen Behälters, rasch hin und her be wegt, und langsam die Richtung dieser Bewe yng im Uhrzeigersinn oder entgegen diesem dreht, ein erwünschtes Muster liefert und das Faserbündel im Behälter in gleichmässige La- gen legt. Ein Pantographmechanismus kann benutzt werden, welcher am starren Endstüek des Rohres angreift und die Drehung von zwei relativ kleinen Antriebsnocken in die ge wünschte Bewegung der Austrittsöffnung des Rohres umwandelt, um das Faserbündel nach einem bestimmten Muster in den Behälter ab zulegen.
Obgleich sich die Austrittsöffnung des Rohres so nahe als möglich über dem offenen Ende des Behälters befinden sollte, ist doch ein gewisser Abstand zwisehen dieser Aus- trittsöffnung und dem Behälter erforderlieh, um besonders bei einem nahezu gefüllten Behälter jede Verwirrung der Fasern und Lagen des im Behälter abgelegten Bündels zu verhindern.
Auch der Behälter kann zur Erzielung eines geeigneten Einlegmusters bewegt wer- den. F'erner kann der Behälter, während er gefüllt wird, gerüttelt werden, um sicherzustellen, dass die Lagen des Faserbündels gut niedergebettet werden. Der Behälter kann auch mit Mitteln versehen werden, um min destens so viel gasformiges Medium abzuziehen, als die Eintrittsmenge beträgt, wodurch die Verlagerung der schon eingebetteten Abschnitte des Faserbündels verringert wird.
Der Behälter, in den das Faserbündel abgelegt wird, ist zweckmässigerweise zylin driseh, da dies die Verwendung einer ein facheren Vorrichtung zum Einlegen des Fa serbündels gestattet. Es ist jedoeh aueh möglich, offene Behälter irgendeiner Form zum Verpacken zu benutzen, vorausgesetzt, dass der Strom des gasformigen Mediums in geeigneter Weise geführt werden kann.
Das in das Rohr einzuführende gasförmige Medium kann durch jedes bekannte Mittel zugeführt werden.
Das beschriebene Verfahren ist insbesondere auf garnförmige Faserbündel anwendbar, deren Fasern aus einem synthetischen, organischen Material bestehen, zum Beispiel aus Nylon oder hochpolymeren Estern, wie beispielsweise Polyäthylenterephthalat. Das Verfahren ist ganz besonders zum Verpacken von aus solchen Substanzen bestehenden dicken Faserbündeln nützlich, zum Beispiel von Faserbündeln von mehr als 1000 Denier, welche mit Geschwindigkeiten von über 150 m pro Minute nach dem Behälter gefordert werden.
Beim Herstellen von Garnen, Faserbündeln und Fasern aus synthetise-hen linearen Polymeren, wie sie die Polyamide oder Poly- ester darstellen, zum Beispiel aus hochpolymerem Polymethylenterephthalat, ist es notig, die Fasern, Faserbündel und Garne zu streeken. Bei einem solchen Streckvorgang müssen sich diese Erzeugnisse mit sehr hohen Geschwindigkeiten geradlinig fortbewegen.
Das beschriebene Verfahren ist auch nützlieh, m die aus der Streckvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit austretenden Faserbündel zu sammeln und abzulegen.