DE3145326C2 - - Google Patents
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- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
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- D03D47/28—Looms in which bulk supply of weft does not pass through shed, e.g. shuttleless looms, gripper shuttle looms, dummy shuttle looms wherein the weft itself is projected into the shed
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trans
port eines Schußfadens mittels eines Stroms eines Druck
gases gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei den bisher bekannten und bei modernen pneumatischen
Webmaschinen angewandten Verfahren dieser Art werden üb
licherweise Injektoren verwendet, bei denen der auch als
"Mischrohr" bezeichnete dritte Kanal einen konstanten
Querschnitt aufweist.
Zur Erzielung eines möglichst geringen Luftverbrauchs
wird der Durchmesser des Mischrohrs gewöhnlich so klein
wie möglich gehalten. Ein kleiner Mischrohrdurchmesser
weist noch den zusätzlichen Vorteil auf, daß die tatsäch
liche Bewegungsbahn des Fadens von ihrem Sollwert relativ
wenig abweicht, so daß der Faden bei seinem Eintritt in
das Webfach innerhalb eines ziemlich eng begrenzten Ge
bietes des Webfachquerschnitts zu liegen kommt.
Durch die Erfindung sollen die bekannten Verfahren dahin
gehend verbessert werden, daß bei einem gegebenen Druck
und einem gegebenen Luftverbrauch die vom strömenden Gas
auf den zu transportierenden Faden in der Transportrich
tung ausgeübte Kraft vergrößert und damit der Wirkungs
grad verbessert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
man den Transportkanal so ausbildet, daß das Verhältnis
zwischen dessen Querschnittsfläche und der Massendurch
strömmenge in Strömungsrichtung über die Länge des Trans
portkanals so zunimmt, daß die entstehenden Reibungsver
luste durch die größere Querschnittsfläche zumindest an
nähernd ausgeglichen werden.
Dabei kann unterschieden werden zwischen:
- a) Der Verwendung eines Injektors, bei welchem der ge meinsame Gasstrom die Schallgeschwindigkeit nicht überschreitet, und
- b) der Verwendung eines Injektors, bei welchem in Ab hängigkeit vom angelegten Druck der gemeinsame Gas strom die Schallgeschwindigkeit überschreitet.
Im ersten Fall und im zweiten, wenn der angelegte Druck
für das Erreichen von Überschallgeschwindigkeit zu nied
rig ist, tritt unter dem Einfluß der Reibung des strömen
den Gases an der Mischrohrwand in der Transportrichtung
ein Druckabfall auf, was gleichzeitig eine Dichtevermin
derung bewirkt.
Dadurch, daß bei einer stationären Strömung durch jeden
Querschnitt die gleiche Massenmenge strömt, ist die Ge
schwindigkeit im zylindrischen Mischrohr der Dichte umge
kehrt proportional und somit am Austrittende des Misch
rohrs am größten.
Bei einer Erhöhung des Speisedruckes wird die Geschwin
digkeit anfänglich zunehmen, bis bei einem bestimmten
Wert dieses Druckes am Ende des Mischrohrs die Schallge
schwindigkeit erreicht ist. Bei einer noch weiteren Stei
gerung des Speisedruckes kann diese Geschwindigkeit nicht
mehr zunehmen, und es wird nur noch eine Steigerung der
Dichte auftreten.
Somit erfolgt der größte Beitrag an die auf den Faden
ausgeübte Kraft am Austrittsende des Mischrohres. Da die
se Kraft der Länge proportional ist, über welche Faden
und Gas in gegenseitiger Berührung sind, würde es auf der
Hand liegen, die genannte Kraft durch eine Verlängerung
des Mischrohrs zu vergrößern. Dies führt aber nur zu ei
ner Kraftvergrößerung in dem Mischrohrbereich, wo die Ge
schwindigkeit am niedrigsten ist. Außerdem würde dabei
bei gleichem Druckgefälle weniger Gas durch das Mischrohr
strömen können, und die Dichte über der ganzen Länge wäre
niedriger als bei einem kürzeren Mischrohr, und es käme
zu einem niedrigeren Kraftbeitrag pro Längeneinheit.
Die gestellte Aufgabe wird für einen Fadentransport mit
einem subsonischen Gasstrom erfindungsgemäß dadurch ge
löst, daß ein Injektor verwendet wird, dessen dritter Ka
nal so ausgebildet ist, daß das Verhältnis des Kanalquer
schnitts zur Massendurchströmmenge in Strömungsrichtung
des Gasstroms in einem solchen Maß zunimmt, daß in jedem
Punkt der Strömungsbahn durch den dritten Kanal der durch
Reibung verursachte Dichteverlust zumindest annähernd
durch den größeren Querschnitt aufgehoben wird.
Durch die erfindungsgemäße Lösung bleibt die Geschwindig
keit des Gasstroms über die ganze Länge des den dritten
Kanal bildenden Mischrohrs konstant, so daß es möglich
ist, über die ganze Länge des Mischrohrs die maximale Ge
schwindigkeit, also Schallgeschwindigkeit, zu erreichen.
Die vom gemeinsamen Gasstrom auf den Faden ausgeübte
Kraft nimmt entsprechend zu, da diese Kraft dem Quadrat
der als Folge der erfindungsgemäßen Lösung gesteigerten
Geschwindigkeit proportional ist, während die Dichte nur
linear kleiner geworden ist.
Es wird hierzu bemerkt, daß die Anwendung des Erfindungs
gedankens zu Mischrohrausführungen führt, bei welchen die
Querschnittszunahme pro Längeneinheit ziemlich gering
ist. In Graden der Konizität ausgedrückt, wird die Größe
der "konischen Erweiterung" eines erfindungsgemäß ausge
bildeten Mischrohres in Abhängigkeit von seiner Länge und
vom angelegten Speisedruck zwischen Bruchteilen eines
Grads und maximal der Größenordnung eines einzigen Grads
liegen. Im zweiten Fall werden bei genügend hohem Speise
druck im primären Gasstrom supersonische Geschwindigkei
ten erreicht. Der verwendete Injektor weist in diesem
Fall in Strömungsrichtung vor der genannten "Kehle", das
ist die Stelle des Zusammentreffens des ersten und des
zweiten Kanals, eine Verengung auf, auf welche eine ge
wisse Querschnittszunahme folgt. Ein solcher Injektor ist
zum Beispiel aus der NL-PS 1 44 672 bekannt. Auch bei die
sem bekannten Injektor wird jedoch ein zylindrisches
Mischrohr verwendet.
Die am Ort der "Kehle" auftretende Geschwindigkeit soll
dabei genügend stark supersonisch sein, damit erreicht
wird, daß die Geschwindigkeit nach der Mischung mit dem
vom Faden mitgesaugten sekundären Luftstrom noch immer
supersonisch ist. Da die Geschwindigkeit als Folge der
Reibung an der zylindrischen Mischrohrwand jedoch rasch
abnimmt, kann bei diesem bekannten Injektor die superso
nische Strömung nur über eine sehr beschränkte Mischrohr
länge aufrechterhalten werden und schlägt anschließend
plötzlich in eine subsonische Strömung um. Falls die
Anfangsgeschwindigkeit nach der "Kehle" beispielsweise
das 1,5fache der Schallgeschwindigkeit beträgt, dann be
trägt die Länge bis zum Umschlagen maximal 10- bis 15mal,
bei zweifacher Schallgeschwindigkeit 20- bis 30mal den
Mischrohrdurchmesser. Die Realisierung noch höherer Ge
schwindigkeiten ist nicht realistisch, da der dazu benö
tigte Speisedruck sehr rasch die heute üblichen Werte von
7 bis 8 bar überschreiten würde.
Die gestellte Aufgabe wird für einen Fadentransport mit
einem supersonischen Gasstrom erfindungsgemäß dadurch ge
löst, daß ein Injektor verwendet wird, dessen dritter Ka
nal so ausgebildet ist, daß eine als Folge der Reibung
verursachte Geschwindigkeitsabnahme zumindest annähernd
von einem allmählich größer werdenden Querschnitt des
dritten Kanals aufgehoben wird.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann im Injektor eine
supersonische Geschwindigkeit (bis ungefähr doppelte
Schallgeschwindigkeit) realisiert werden, welche im Ge
gensatz zur bekannten Ausführung, über eine viel größere
Länge, und zwar insbesondere über die ganze Länge des
dritten Kanals aufrechterhalten wird. In dieser Weise
wird die auf den zu transportierenden Faden ausgeübte
Kraft, welche dem Quadrat der Geschwindigkeit des Trans
portgasstroms proportional ist, beträchtlich vergrößert.
Auch für diesen zweiten Fall gilt, daß die Anwendung der
erfindungsgemäßen Maßnahmen zu einem Mischrohr führt,
dessen Konizität die Größenordnung von einem Grad nicht
übersteigt.
Die Erfindung betrifft außerdem einen beim erfindungsge
mäßen Verfahren verwendeten Injektor gemäß Anspruch 4.
Wie bereits bemerkt wurde, handelt es sich im vorliegen
den Fall insbesondere um Injektoren mit einem Mischrohr,
dessen (mittlerer) Querschnitt so klein wie möglich ist.
Der Luftverbrauch ist dann nämlich so klein wie möglich,
und ein mittels eines Injektors mit einem solchen engen
Mischrohr eingetragener Schußfaden weist eine große Rich
tungsstabilität auf und wird bei seinem Eintritt in das
Webfach innerhalb eines relativ eng begrenzten Gebiets
des Webfachquerschnitts liegen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen und der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsge
mäßen Injektor für einen subsonischen Trans
portgasstrom,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsge
mäßen Injektor für einen supersonischen
Transportgasstrom,
Fig. 3 eine Perspektivansicht eines Teils eines ei
nen Transportkanal für die Schußfäden auf
weisenden Riets und des Endes des Mischrohrs
des Injektors von Fig. 1 oder 2; und
Fig. 4a, 4b je eine Variante der Form des Austrittsendes
des Mischrohrs von Fig. 3.
Im in Fig. 1 dargestellten Injektor ist mit 1 ein Ein
trittsstück bezeichnet, welches mit einem zentralen Kanal
2 zur Führung des zu transportierenden Fadens vorgesehen
ist. Das Eintrittsstück 1 ragt mit seinem, in Transport
richtung gesehen, hinteren Ende 1 a in das eine Ende eines
mit 3 bezeichneten Mischrohrs. Das Eintrittsstück 1 und
das Mischrohr 3 werden von einem diese beiden Teile umge
benden Gehäuse 4 zusammengehalten und gegenseitig zen
triert. Das Gehäuse 4 begrenzt eine ringförmige Kammer
5 um das Eintrittsstück 1 herum, in welche bei 6 ein
Druckgas, beispielsweise Druckluft, zugeführt werden.
Das eigentliche Mischrohr wird von jenem Teil des Rohrs
3 gebildet, welcher sich in Transportrichtung nach der
sogenannten "Kehle" befindet, das ist in der Figur rechts
von dem Punkt, an dem das Ende 1 a des Eintrittsstücks 1
endet, wo also der durch den zentralen Kanal 2 mit dem
zu fördernden Faden mitgeführte sekundäre Luftstrom mit
dem primären Luftstrom aus der Kammer 5 zusammentrifft.
Der links von dieser "Kehle" liegende Teil des Rohrs 3
bildet ein Absatzstück 3′, welches zusammen mit dem Ende
1 a des Eintrittsstücks 1 einen ringförmigen Kanal 7 mit
einem in Transportrichtung abnehmenden Querschnitt be
grenzt. Dieser Kanal 7 steht über Öffnungen 8 in einem
Kragen 9 des Eintrittsstücks 1 mit der Kammer 5 in Ver
bindung. Das eigentliche Mischrohr weist einen in der
Verlängerung des zentralen Kanals 2 liegenden Misch- und
Transportkanal 10 auf, dessen Querschnitt in der Trans
portrichtung stetig zunimmt. Bei einem Kanal 10 mit
kreisförmigem Querschnitt kann beispielsweise der Durch
messer allmählich von einem Wert von 3 mm bis zu einem
Wert von 3,5 bis 4 mm zunehmen, wobei die Mischrohrlänge
zwischen dem Zehn- bis Hundertfachen des Mischrohrdurch
messers liegt. Dies bedeutet eine Konizität zwischen un
gefähr 0,05 und ungefähr 1 Grad.
Der Injektor von Fig. 2 entspricht zum Großteil demjeni
gen von Fig. 1. Entsprechende Teile sind deshalb in Fig. 2
mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.
In Abweichung von der Ausführung nach Fig. 1 weist der
ringförmige Kanal 7 des Injektors von Fig. 2 eine Ver
engung 7 a in einem Abstand vor der "Kehle" auf. Dies be
deutet, daß bei Anwendung eines Speisedrucks des primären
Luftstroms, welcher am Ort der Verengung 7 a einen Luft
strom von Schallgeschwindigkeit bewirkt, als Folge des
in Transportrichtung nach der Verengung 7 a divergierenden
Teils des Kanals 7 eine Erhöhung dieser Geschwindigkeit
stattfinden kann. Selbstverständlich wird diese Erhöhung
nur dann auftreten, wenn die Menge des sekundären Luft
stroms, welcher zusammen mit dem Faden vom Kanal 2 ange
saugt wird, gegenüber der Menge des primären Luftstroms
nicht zu groß ist. Ausgehend von einer bestimmten Menge
des primären Luftstroms ist also der Querschnitt des Ka
nals 2 an ein Maximum gebunden. Der sich im ersten Teil
des eigentlichen Mischrohrs 3 mit dem vom Kanal 2 zuge
führten sekundären Luftstrom mischende primäre Luftstrom
führt dann zu einem Transportluftstrom mit Überschallge
schwindigkeit.
Diese Überschallgeschwindigkeit wird über den restlichen
Teil des Mischrohrs 3 aufrechterhalten, da der in der
Verlängerung des Kanals 2 liegenden Misch- und Transport
kanal 10 einen, in Strömungsrichtung gesehen, teilweise
zunehmenden Querschnitt aufweist. die Reibungsverluste,
welche bei einem zylindrischen Verlauf des Mischrohrs zu
einer schnellen Abnahme der Geschwindigkeit des Trans
portluftstroms führen würden, werden von diesem zunehmen
den Querschnitt kompensiert, und der vorteilhafte Effekt
der Überschallgeschwindigkeit des Transportluftstroms
wird über die ganze Länge des Mischrohrs 3 ausgenützt.
Das in Fig. 3 dargestellte Riet 11 besteht in bekannter
Weise aus profilierten Blattzähnen 11 a, welche gesamthaft
einen an einer Längsseite offenen Transportkanal 12 für
die ins Webfach der nicht näher dargestellten Webmaschine
einzutragenden Schußfäden begrenzen. Während des Betriebs
wird das Riet 11 in Richtung des Pfeiles I hin und her
bewegt. Mit 13 ist das die Austrittsöffnung tragende Ende
des Mischrohrs des Injektors bezeichnet. Im Bereich des
Mischrohrendes 13 geht, in der Transportrichtung II des
Fadens betrachtet, der Querschnitt des Mischrohres von
einem Kreis in eine mehr abgeflachte Form an dem vor dem
Eintrittsende des Tunnels 12 liegenden Austrittsende des
Mischrohrs über. Die Längsachse des abgeflachten Aus
trittsquerschnitts liegt dabei ungefähr in der Bewegungs
richtung des Riets, welche ihrerseits ungefähr parallel
zur Ebene der nicht näher dargestellten Kettfäden liegt.
Der Übergang vom kreisförmigen auf den abgeflachten Quer
schnitt ist dabei derart, daß die Querschnittsfläche zum
Austrittsende hin hauptsächlich gleich bleibt. Gegenüber
einer Ausführung mit einem kreisförmigen Austrittsende
hat das Mischrohr gemäß Fig. 3 am Austrittsende eine ge
ringere Höhe h′. Es leuchtet ein, daß damit die Sicher
heit, daß ein das Mischrohr verlassender Faden innerhalb
der Höhe H des Fördertunnels 12 liegt, wesentlich ver
größert ist.
Die Fig. 4a und 4b zeigen zwei Beispiele eines Austritts
querschnitts für ein Mischrohr, welches aus einem Kern
querschnitt 14 mit vier bzw. drei von diesem in radialer
Richtung ausgehenden Ausstülpungen 14 a bzw. 14 b zusammen
gesetzt ist. Der Umfang des unverformten Teils des Misch
rohrs ist mit gestrichelten Linien dargestellt. Bei die
sen Ausführungsbeispielen kommt es im Kernquerschnitt 14
gegenüber den Ausstülpungen 14 a, 14 b zu einer relativ ho
hen Luftgeschwindigkeit, so daß der Kernquerschnitt ein
Vorzugsgebiet für das Einnisten des Fadens darstellt. Da
durch wird die Richtungsstabilität des Fadens nicht nur
in der Richtung senkrecht zur Kettfadenebene (Höhe des
Tunnels 12, Fig. 3), sondern auch in der Kettfadenebene
(Tiefe des Tunnels 12) verbessert.
Claims (7)
1. Verfahren zum Transport eines Schußfadens mittels ei
nes Stroms eines Druckgases, mit einem an das Druck
gas angeschlossenen Injektors, welcher einen gemeinsa
men Transportkanal für das Druckgas und den Faden
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport
kanal so ausgebildet ist, daß das Verhältnis zwischen
dessen Querschnittsfläche und der Massendurchström
menge in Strömungsrichtung über die Länge des Trans
portkanals so zunimmt, daß die entstehenden Reibungs
verluste durch die größere Querschnittsfläche zumin
dest annähernd ausgeglichen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer die Schallgeschwindigkeit nicht über
schreitenden Geschwindigkeit des Druckgases im Trans
portkanal dieser so ausgebildet ist, daß das genannte
Verhältnis so zunimmt, daß der durch Reibung verur
sachte Dichtverlust zumindest annähernd aufgehoben
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer die Schallgeschwindigkeit überschrei
tenden Geschwindigkeit des Druckgases im Transport
kanal dieser so ausgebildet ist, daß das genannte
Verhältnis so zunimmt, daß die durch Reibung verur
sachte Geschwindigkeitsabnahme zumindest annähern
aufgehoben wird.
4. Injektor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1, welcher eine an eine Quelle des Druckgases an
schließbare Kammer, einen von dieser Kammer ausgehen
den ersten Kanal für einen primären Gasstrom, einen
mit diesem ersten Kanal zusammentreffenden zweiten
Kanal für den zu transportierenden Faden und für ei
nen sekundären Gasstrom und einen dritten Kanal auf
weist, in welchem die beiden Gasströme zu einem ge
meinsamen Gasstrom für den Transport des Fadens ver
einigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte
Kanal (10) einen in Transportrichtung zunehmenden
Querschnitt aufweist, und zwar mit einer Konizität,
welche zwischen einem Bruchteil eines Grads und einem
Grad liegt.
5. Injektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb des ersten Kanals (7) in Strömungsrichtung
vor dessen Zusammentreffen mit dem zweiten Kanal (2)
eine Querschnittsverengung (7 a) vorgesehen ist, wel
che von einer Querschnittserweiterung gefolgt ist.
6. Injektor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, daß der dritte Kanal (10) einen kreisförmigen
Querschnitt aufweist und im Bereich seines Austritts
endes (13) derart verformt ist, daß die Austrittsöff
nung in wenigstens einer Richtung eine Verengung auf
weist, wobei die gesamte Querschnittsfläche an dieser
Stelle nicht wesentlich verkleinert ist.
7. Injektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Austrittsöffnung des dritten Kanals (10) zu einem
Querschnitt verformt ist, welcher von einem Kernquer
schnitt (14) und einer Anzahl von diesem in radialer
Richtung ausgehender Ausstülpungen (14 a, 14 b) gebil
det ist.
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