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Verfahren und Vorrichtung zum Färben von Garnwickeln.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird bezweckt, Garn in Form von Spulen gleichmässig zu färben. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist für solche Wirkwarenfabriken und sonstige Garnverbraucher bestimmt, die nicht in der Lage sind, die in Färbereien gebräuchlichen umständlichen und kostspieligen Einrichtungen aufzustellen.
Es wurde gefunden, dass Garnwickel gleichmässig gefärbt werden können, wenn eine Färbeflotte durch das Garn hindurch in kurzen Intervallen hin und her bewegt wird, vorausgesetzt, dass bei dieser Hin-und Herbewegung durch das Garn hindurch keine Luftblasen mitgerissen werden. Dies wird erfin- dungsgemäss dadurch erzielt, dass der Wickel ständig in die Farbflüssigkeit untertaucht und der nach einwärts gerichtete Flüssigkeitsstrom entsprechend der Drehzahl der Pumpe, der Art und Dichte des Wickels usw. regelbar ist.
Es wurde allerdings bereits vorgeschlagen, Garnwickel so zu färben, dass diese ständig in der Farbflüssigkeit untergetaucht sind ; bei diesem bekannten Verfahren wird die Flotte aber nicht in kurzen Zeiträumen abwechselnd von innen nach aussen und von aussen nach innen durch den Wickel hindurchgetrieben, sondern einen längeren Zeitraum in der einen und sodann in der andern Richtung, worauf das Färben beendet ist.
Auf der Zeichnung, die eine Ausführungsform der Färbevorrichtung zeigt, ist Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung im Aufriss mit Schnitt nach der Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, Fig. 3 eine Draufsicht auf den unteren Teil der Vorrichtung mit Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1 in kleinerem Massstab. Fig. 4 ist ein Teilschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2 in grösserem Massstab mit einer Düse und den zugehörigen Teilen und Fig. 5 ein lotrechter Schnitt durch einen der Farbstoffbehälter nach der Linie 5-5 der Fig. 2.
Die dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei oftenen Farbstoffbehältern 10, 10', die abwechselnd in Betrieb genommen werden, und aus einer hin und her gehenden Pumpe 11, die mit diesen Behältern verbunden ist.
Der Farbstoffbehälter 10 enthält eine Anzahl Düsen 12, über die die rohrförmigen Kernhülsen J/ der in den Behälter eingesetzten Garnstränge A gesteckt werden können. Durch eine Leitung 13 mit Abzweigungen 14, die den Boden des Behälters 10 durchsetzen, werden die Düsen 12 mit einer in der Nähe des Bodens des Zylinders 16 der Pumpe 11 vorgesehenen Öffnung 15 verbunden. Ausserdem verbindet noch eine Nebenleitung 17 den Behälter 10 mit einer Öffnung 18 im Pumpenzylinder. Die Nebenleitung 17 enthält ein Regulierventil19, durch das die Strömung in dieser Nebenleitung geregelt oder ganz gesperrt werden kann, sowie ein Rückschlagventil 20, durch das jede Strömung der Farbe aus der Pumpe in den Behälter durch diese Leitung verhindert wird.
Die Pumpe hat einen Kolben 21, der durch eine Kurbel 22 zwischen einer unteren und einer oberen in der Fig. 1 strichliert dargestellten Stellung hin und her bewegt wird. Der Hubraum der Pumpe ist kleiner als der freie mit Farbstoff erfüllte Raum des Behälters 10 über den Spulen A. Die Pumpenwelle 23 wird durch einen Schneckenantrieb 24 langsam, aber ununterbrochen angetrieben.
Nimmt man an, dass der Behälter 10 und die Rohrleitungen 13 und 17 mit Färbeflotte gefüllt sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, und dass sich der Kolben 21 am unteren Ende seines Hubes befindet, so wird der Kolben während seines Aufwärtshubes einen Teil der Farbe aus dem Behälter 10 durch die Wickel
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hindurch nach innen in diedfisen 12 und von dort durch die Leitung 13 in den Pumpenzylinder ansaugen :
während des darauffolgenden Abwärtshubes wird nun der Kolben die Farbe durch die Wickel hindurch nach aussen in den Behälter zurückdrücken. Dieses Durchdringen der Farbe wird sich bei jedem Doppelhub der Pumpe wiederholen, und wegen des verhältnismässig geringen Hubraumes der Pumpe werden die Wickel stets vollständig eingetaucht bleiben, so dass keine Luft mit der Farbe in sie eingezogen wird.
Es wurde jedoch gefunden, dass die Farbe durch das Garn hindurch nach aussen viel leichter als nach innen fliesst, was darauf zurückzuführen ist, dass die Farbe bei ihrer Bewegung nach aussen bestrebt ist, das Garn zu lockern, während sie bei der Bewegung nach innen die Garnfäden zusammenzudrÜcken sucht. Wenn bei solchen Wickeln während des Aufwärtshubes des Kolbens keine Farbe aus dem Behälter in die Pumpe durch die Nebenleitung eingeführt wird, so entsteht in dem Pumpenzylinder ein hohes Vakuum, durch welches das Garn noch fester zusammengedrückt wird, so dass die Farbe in ungenügender Menge durch die Garnbündel nach innen fliesst und Luft auf dem Kolbenumfang in den Zylinder eingezogen wird.
Beim Abwärtsbub des Kolbens wird dann diese Luft mit der Farbe durch die Garnbündel hindurchgedrückt, so dass es vorkommen kann, dass einige Stellen im Garnbündel ungefärbt bleiben. Um dies zu vermeiden, wird das Regulierventil 19 entsprechend geöffnet, damit eine hinreichende Farbenmenge unmittelbar aus dem Behälter in den Pumpenzylinder während jedes Saughubes des Kolbens fliesst, um das Entstehen eines hohen Vakuums im Pumpenzylinder zu verhindern. Beim Druckhub des Kolbens schliesst sich jedoch das Rückschlagventil 20, so dass die ganze im Pumpenzylinder enthaltene Farbenmenge durch die Garnbündel hindurch in den Behälter zurüekgedrüekt wird.
Dadurch, dass die Wickel stets in der Farbflüssigkeit eintauchen und dass die Farbe die Garnwickel nach aussen in etwas grösserer Menge als nach innen durchfliesst, wird verhindert, dass mit der Flüssigkeit auch Luft in den Wickel eindringt. Hiedurch ergibt sich ein rasches und gleichmässiges Färben der Wickel.
Bei einem praktisch vorkommenden Ausführungsbeispiel macht die Pumpenwelle neun Umdrehungen in der Minute und ist-das Regulierventil ? so eingestellt, dass der negative Druck bzw. die Saugwirkung während des Aufwärtshubes des Pumpenkolbens 0'422 jr/CM unter, wogegen die Druckwirkung beim Abwärtshub des Kolbens ungefähr 0'422 7e < yicm2 über dem atmosphärischen Dmck beträgt. In diesem Falle verlässt ungefähr ein Drittel der bei jedem Aufwärtshub in die Pumpe gelangenden Farbmenge den Behälter durch die Nebenleitung.
Es versteht sich von selbst, dass die wirkliche Grösse der Saug-und Druckwirkung entsprechend der Wicklungsdichte der zu färbenden Spulen in weiten Grenzen verändert werden kann. In dem oben erwähnten Fall wurde eine. ziemlieh lose aufgewickelte Spule verwendet. Mit Saugwirkungen bis zu 0'774 7cg/e2 unter und mit Drücken bis zu 1'406 7cgjcm2 über dem atmosphärischen Druck wurden gute Erfolge erzielt. Um eine gute Färbewirkung zu erzielen, ist es jedoch sehr zweckmässig, dass die Kolbengeschwindigkeit und die Einstellung des Regulierventil in einem solchen Verhältnis zueinander stehen, dass der Pumpenzylinder am Ende eines jeden Aufwärtshubes wirklich vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist..
Ausser den Mitteln zur Durchführung dieses neuen Färbeverfahrens besitzt die dargestellte Vorrichtung noch Mittel, um das Auswechseln der gefärbten Garnbündel bzw. ihren Ersatz durch zu färbende Garnbündel zu erleichtern. So sind z. B. die Düsen der beiden Behälter 10 und 10', wie aus den Fig. 1, 2 und 3 deutlich ersichtlich, mit der Pumpe durch getrennte mit Absperrventilen 28, 28'versehene Abzweigungen 27, 27'mit der Hauptleitung 13 verbunden, während die Behälter selbst mit der Pumpe durch getrennte, ebenfalls mit getrennten Absperrventilen 26, 26' versehene Abzweigungen 25, 25'mit der Nebenleitung 17 verbunden sind.
Durch je einen gemeinsamen Steuerhebel 29 bzw. 30 für die Ventile 26 und 28 bzw. 26'und 28'ist es leicht, den einen oder den andern Behälter mit der Pumpe zu verbinden bzw. von der Pumpe abzuschalten. Die Behälter 10 und 10'sind mit getrennten, durch Ventile 32, 32' ge- steuerten Ablassleitungen 31, 31' versehen. Im Betrieb wird der eine Behälter mit der Pumpe verbunden, um das beschriebene Verfahren durchzuführen, während der andere Behälter von der Pumpe abgeschaltet ist und entleert wird, damit die darin enthaltenen Spulen herausgenommen werden können.
Um die Spulen während des Färbeprozesses fest auf der zugehörigen Düse zu halten und ihr leichtes Auswechseln zu ermöglichen, hat jede Düse 12 unten ein ringförmiges Widerlager 33 für das untere Ende der Kernhülse A'eines Garnbündels A ; das Widerlager 34 für die oberen Enden der Kernhülsen ist unter Einschaltung von Federn 35 an einem mit dem oberen Rand des Farbenbehälters durch Scharniere verbundenen Rahmen 36 angebracht. Nach Hochklappen dieses Rahmens, wie Fig. 5 zeigt, können die
Garnbündel A von den Düsen 12 abgezogen werden. Nachdem frische Spulen auf die Düsen aufgesteckt worden sind, wird der Rahmen 36 heruntergeklappt, um die federnden Widerlager : 34 auf die oberen Enden der Kernhülsen zu drücken.
Dabei werden die Federn 35 zusammengedrückt und der Rahmen durch einen federnden Riegel 37 gefangen.
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