CH681633A5

CH681633A5 -

Info

Publication number: CH681633A5
Application number: CH2197/90A
Authority: CH
Inventors: Helmut Ritter
Original assignee: Heberlein & Co Ag
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1993-04-30
Also published as: EP0465407B1; RU2048622C1; JP3034649B2; US5146660A; DE59101425D1; KR920002831A; CN1024820C; CN1058434A; JPH05140833A; EP0465407A1; KR100222293B1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verwirbeln von Multifilamentgarnen, mit einem Körper, der einen durchgehenden Garnkanal enthält, in welchen wenigstens eine Blasdüse sowie ein Einfädelschlitz je seitlich einmünden.

Solche Verwirbelungsvorrichtungen mit wegen der einfachen Handhabung dauernd geöffnetem Einfädelschlitz sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.

In den letzten Jahren haben sich die Anforderungen an Verwirbelungsvorrichtungen für Glattgarne, vororientierte Garne (POY-Garne), vollorientierte Garne (FOY-Garne) und vollverstreckte Garne (FDY-Garne) durch zunehmenden Einsatz von Filamentgarnen mit immer feineren Einzelfila-menten stark erhöht. Die feineren Einzelfilamente erfordern für die störungsfreie Weiterverarbeitung einen besseren Fadenschluss mit möglichst wenig abstehenden Filamentschlaufen, was für das Verwirbeln dieser Filamentgarne eine Forderung nach immer kürzeren Öffnungslängen zwischen den Verwirbelungsknoten bedeutet. Das heisst gleichzeitig, dass die Verwirbelungsdichte, gemessen als Zahl der Verwirbelungsknoten bzw. Fixpunkte pro Meter Garnlänge (FP/m), auf immer höhere Werte gesteigert werden muss.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die eingangs angegebene Vorrichtung derart auszubilden, dass die geforderte hohe Verwirbelungsdichte bei hoher Regelmässigkeit der Fixpunktabstände - ohne Auftreten von einzelnen grösseren Fixpunktab-ständen bzw. Öffnungslängen - und bei sehr niedrigem Blasluftverbrauch pro Verwirbelungsknoten erreicht werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss mit der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Kombination von Merkmalen gelöst.

Einzelne dieser Merkmale sind an sich bei Verwirbelungsvorrichtungen bekannt. So weiss der Fachmann, dass Verwirbelungsvorrichtungen mit vorwiegend runden (zylindrischen) Garnkanälen für niedrige bis mittlere Verwirbelungsdichten geeignet sind, für höhere Verwirbelungsdichten jedoch Verwirbelungsvorrichtungen mit Garnkanälen zum Einsatz kommen, die in der Regel eine ebene Aufprallfläche für den Blasstrahl aus der Blasdüse aufweisen, ja teilweise auch bis zu drei ebene Flächen besitzen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass nicht nur die Wandflächen des Garnkanals wenigstens zwei ebene Teilflächen enthalten müssen, sondern dass es auch erforderlich ist, das Garn innerhalb der Verwirbelungsvorrichtung sehr genau zu führen, zu welchem Zweck in den Körper der Vorrichtung bei beiden Enden des Garnkanals Fadenführer eingesetzt sein müssen. Überdies sollte das Garn im Betrieb nur mit der zweiten konkaven Wandfläche, die der Mündung der Blasdüse gegenüberliegt, in Berührung treten, kaum jedoch mit der die Mündung der Blasdüse enthaltenden ersten konkaven Wandfläche. Aus diesem Grund hat der Rand der Mündung des Einfädelschlitzes, von dem die erste Wandfläche ausgeht, einen grösseren Abstand von der Symmetriebene als der andere Rand der Mündung des Einfädelschlitzes. Der von der ersten Wandfläche begrenzte Teil des Garnkanals dient neben der Aufnahme der Blasdüse hauptsächlich zur verwirbelungsgünstigen Führung des Blasmediums zu den beiden Enden des Garnkanals hin.

Um eine Verengung des Strömungsquerschnitts für das Blasmedium durch die Fadenführer zu vermeiden, können seitliche Auslassöffnungen vorgesehen werden, die von der Mündung der Blasdüse aus gesehen vor den Fadenführern vom Garnkanai ausgehen.

Der Körper der erfindungsgemässen Vorrichtung kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Körper zusammengesetzt sein aus einem die Blasdüse enthaltenden Düsenkörperteil mit der ersten konkaven Wandfiäche und einem auswechselbar am Dü-senkörperteil befestigten Prallkörperteil mit der zweiten konkaven Wandfläche. Bei einer solchen Ausführungsform können durch einfaches Auswechseln des Prallkörperteils unter gleichen Betriebsbedingungen andere Verwirbelungsdichtebe-reiche erreicht werden. So kann beim Auswechseln eines Prallkörperteils, in welchem die zweite konkave Wandfiäche eine prismatische Fläche mit etwa rechteckigem Querschnitt ist, gegen einen anderen Prallkörperteil, in welchem die zweite konkave Wandfläche eine zylindrische Fläche mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt ist, die Verwirbelungsdichte unter die Hälfte gesenkt werden, ohne die Verwirbelungsknoten zu schwächen, wie es bei einer Druckabsenkung an der Blasdüse der Fall wäre. Auch ist die Regelmässigkeit der Fixpunktabstände im Falle des Prallkörperteils mit zylindrischer Wandfläche - als Folge der in den Körper der Vorrichtung eingesetzten Fadenführer - immer noch viel grösser als bei einer Druckabsenkung zur Reduktion der Verwirbelungsdichte. Die Möglichkeit der Feinregulierung der Verwirbelungsdichte durch Variation des Blasdrucks kann dann noch zusätzlich angewandt werden. Die auswechselbaren Prallkörperteile können ferner aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder unterschiedlich bearbeitete Oberflächen aufweisen.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Körper einer Verwirbelungsvorrichtung, wobei ein Teil weggebrochen ist,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Körper nach der Linie B-B in Fig. 1,

Fig. 3 einen zu Fig. 2 senkrechten Vertikalschnitt, nach der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 4 in grösserem Massstab einen Ausschnitt aus Fig. 2, der den Querschnitt des Garnkanals zeigt, und

Fig. 5 bis Fig. 11 in gleichen Ansichten wie Fig. 4 verschiedene andere mögliche Formen des Garnkanalquerschnitts.

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Gemäss den Fig. 1 bis 3 besitzt eine Vorrichtung zum Venwirbeln von Multifilamentgarnen einen zweiteiligen Körper mit einem Düsenkörperteil 1 und einem Prallkörperteil 2, der mittels einer Schraube 3 und zweier Zentrierstifte 4 und 5 auswechselbar auf dem Düsenkörperteil 1 befestigt ist.

Durch den zusammengesetzten Körper 1, 2 erstreckt sich geradlinig ein Garnkanal 6, in welchen wenigstens eine im Düsenkörperteil 1 enthaltene Blasdüse 7 sowie ein Einfädelschlitz 8 je seitlich einmünden. Der Einfädelschlitz 8 liegt in der dargestellten zweiteiligen Ausführungsform zwischen ebenen Oberflächen des Düsenkörperteils 1 und des Prallkörperteils 2.

Der Garnkanal 6 ist gebildet von einer Nut mit einer ersten konkaven Wandfläche 11 im Düsenkörperteil 1 und einer Nut mit einer zweiten konkaven Wandfläche 12 im Prallkörperteil 2. Aus Fig. 4 ist zu ersehen, dass die konkave Wandfläche im Prallkörperteil 2 symmetrisch ist bezüglich einer die Achse A des Garnkanals enthaltenden Symmetrieebene E, und zusammengesetzt ist aus drei ebenen Teilflächen 12.1,12.2 und 12.3. (Die Achse A des Garnkanals kann definiert werden als die die Flächenschwerpunkte der Garnkanalquerschnitte enthaltende [gerade] Linie.) Die Teilflächen 12.1 und 12.2 stehen zur Teilfläche 12.3 etwa senkrecht; die Nut im Prallkörperteil 2 ist also im Querschnitt etwa rechteckig. Die konkave Wandfläche im Düsenkörperteil 1 ist ebenfalls symmetrisch bezüglich der Symmetrieebene E, sie ist zusammengesetzt aus zwei zur Symmetrieebene E geneigten, ebenen Teilflächen 11.1 und11.2undeinerdieTeilflächen11.1 und 11.2 miteinander verbindenden zylindrischen Teilfläche 11.3.

Die Blasdüse 7 ist ebenfalls symmetrisch bezüglich der Symmetrieebene E. Sie kann zur Garnkanalachse A wie dargestellt senkecht stehen oder könnte mit dieser Achse einen Winkel zwischen etwa 70 und 90° bilden. Der Düsenkörperteil 1 könnte auch mehr als eine Blasdüse enthalten, in einem solchen Fall könnte jede Blasdüse bezüglich der Symmetrieebene E symmetrisch sein oder könnten auch beispielsweise zwei Blasdüsen einander bezüglich der Symmetrieebene E symmetrisch gegenüberliegend angeordnet sein.

Die Teilfläche 11.2 der ersten konkaven Wandfläche geht von einem ersten (unteren) Rand der Mündung des Einfädelschlitzes 8 aus, und die Teilfläche 12.2 der zweiten konkaven Wandfläche geht vom zweiten (oberen) Rand der Mündung des Einfädelschlitzes 8 aus. Der erste Rand der Mündung des Einfädelschlitzes hat von der Symmetrieebene E einen grösseren Abstand als der zweite Rand dieser Mündung.

Die zur Teilfläche 11.2 symmetrische Teilfläche 11.1 erstreckt sich bis zu einer Linie, die dem ersten Rand der Mündung des Einfädelschlitzes 8 symmetrisch gegenüberliegt. Zwischen dieser Linie und dem Rand der Teilfläche 12.1, der dem zweiten Rand der Mündung des Einfädelschlitzes 8 symmetrisch gegenüberliegt, sind am Düsenkörperteil 1 und/oder am Prallkörperteil 2 Übergangswandflächen vorgesehen. Stattdessen könnte da aber auch ein zweiter Schlitz vorgesehen sein, dessen Mündung der

Mündung des Einfädelschlitzes 8 symmetrisch gegenüberliegen würde.

Im Betrieb wird wenigstens ein Multifilamentgarn M (Fig. 3), das in Längsrichtung durch den Garnkanal 6 bewegt wird, durch einen aus der Blasdüse 7 in den Garnkanal 6 eintretenden Strahl von Blasmedium, z.B. Druckluft und/oder Wasserdampf, verwirbelt. Um dabei eine hohe Verwirbelungsdichte zu erreichen, sollte das Garn im wesentlichen nur die zweite konkave Wandfläche 12 im Prallkörperteil 2 berühren, kaum jedoch die die Mündung der Blasdüse 7 enthaltende erste konkave Wandfläche 11. Das wird einerseits durch die Tatsache begünstigt, dass der erste (untere) Rand des Einfädelschlitzes 8, von dem die erste konkave Wandfläche 11 ausgeht, wie beschrieben von der Symmetrieebene E einen grösseren Abstand hat als der zweite (obere) Rand des Einfädelschlitzes, von dem die zweite konkave Wandfläche 12 ausgeht. Anderseits muss das Garn innerhalb des Garnkanals 6 sehr genau geführt werden. Zu diesem Zweck sind in den Düsenkörperteil 1 bei beiden Enden des Garnkanals 6 Fadenführer 13 und 14 eingesetzt, z.B. in Form von eingeklebten Saphirstiften. Die Fadenführer 13 und 14 erstrecken sich derart quer durch den Garnkanal 6, dass ein über diese Fadenführer 13 und 14 gelegter Faden in gespanntem Zustand keinen Kontakt mit der ersten konkaven Wandfläche 11 hat, sondern von dieser ersten konkaven Wandfläche 11 in der Symmetrieebene E gemessen einen Abstand h hat, der vorzugsweise 5 bis 50% des in der Symmetrieebene E gemessenen Abstandes H von der ersten konkaven Wandfläche 11 zur zweiten konkaven Wandfläche 12 beträgt. Dabei ist es vorteilhaft, das Multifilamentgarn M (oder mehrere Multifilament-garne) in Richtungen zu einem der Fadenführer 13 oder 14 zu führen und vom anderen Fadenführer weg abzuziehen, welche Richtungen etwa in der Symmetrieebene E liegen und mit der Achse A des Garnkanals Winkel a von 2 bis 20° bilden.

Damit das Ausströmen des Blasmediums aus den beiden Enden des Garnkanals 6 durch die Fadenführer 13 und 14 nicht behindert wird, gehen vom Garnkanal 6 vor den Fadenführern (von der Mündung der Blasdüse 7 aus gesehen) seitliche Auslassöffnungen für das Blasmedium aus. Gemäss den Fig. 1 und 3 sind diese Auslassöffnungen beispielsweise Nuten 15 und 16 und/oder Bohrungen 17 und 18 im Düsenkörperteil 1, die von der die erste konkave Wandfläche 11 aufweisenden Nut des Dü-senkörperteils 1 ausgehen. Der Querschnitt der Auslassöffnungen ist grösser als der vom jeweiligen Fadenführer 13 bzw. 14 versperrte Teil des Querschnitts des Garnkanals 6 bzw. grösser als die Projektionsfläche in Richtung der Garnkanalachse A des in das Profil des Garnkanals 6 hineinragenden Teils des jeweiligen Fadenführers 13 bzw. 14.

Mit der Vorrichtung gemäss den Fig. 1 bis 4 konnten dank der beschriebenen Merkmale, insbesondere auch dank der ebenen Form der drei Teilflächen 12.1,12.2 und 12.3, aus denen die konkave Wandfläche 12 im Prallkörperteil 2 zusammengesetzt ist, an einer POY-Spinnmaschine sehr hohe Verwirbelungsdichten von durchschnittlich über 45 FP/m un-

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ter Produktionsbedingungen und durchschnittlich über 50 FP/m unter Laborbedingungen erreicht werden, wobei das eingesetzte Polyester-Garn einen POY-Titer von etwa dtex 75 bis 85 bei etwa 36 bis 45 Filamenten aufwies und mit 3000 m/min durch den Garnkanal lief. Das bedeutet, dass pro Sekunde 2500 Fixpunkte im Garn gebildet wurden. Gleichzeitig konnte der Energieeinsatz pro Fixpunkt unter die Hälfte der bisher üblichen Werte gesenkt werden. So betrug der Energieeinsatz im obigen Beispiel 0,44 m3 Druckluft (im Normzustand) pro 1 Million gebildeter Fixpunkte, bei einem manometrischen Luftdruck von 6 bar.

Die Fig. 5 bis 11 zeigen ähnliche Ansichten wie die Fig. 4 für abgewandelte Ausführungsformen des zweiteiligen Körpers der Verwirbelungsvorrich-tung. In diesen abgewandelten Ausführungsformen haben die einen Teil des Garnkanals bildende Nut im Düsenkörperteil und/oder die Nut im Prallkörperteil unterschiedliche Querschnittsformen, die jedoch immer symmetrisch sind bezüglich der Symmetrieebene E.

Gemäss Fig. 5 haben die Nut im Düsenkörperteil 1 bzw. die erste konkave Wandfläche die gleiche Form wie anhand der Fig. 4 beschrieben. Die zweite konkave Wandfläche im Prallkörperteil 2.1 besteht aus einer zylindrischen Fläche 12.4. Wenn der Prallkörperteil 2 von Fig. 4 gegen den Prallkörperteil 2.1 gemäss Fig. 5 ausgewechselt wird, wird mit dem gleichen Düsenkörperteil 1 eine Vorrichtung erhalten, die in einem Multifilamentgarn unter gleichen Betriebsbedingungen eine geringere Verwirbelungsdichte erzeugt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen Ausführungsformen, in denen die Nut im Düsenkörperteil 1.1 eine abgeänderte Form hat. Die erste konkave Wandfläche ist zusammengesetzt aus drei ebenen Teilflächen 11.4,

11.5 und 11.6. Der Düsenkörperteil 1.1 kann gemäss Fig. 6 mit dem anhand der Fig. 4 beschriebenen Prallkörperteil 2 oder gemäss Fig. 7 mit dem anhand der Fig. 5 beschriebenen Prallkörperteil 2.1 verwendet werden.

In den Fig. 8 und 9 hat die Nut im Düsenkörperteil 1.2 noch eine andere Querschnittsform. Die erste konkave Wandfläche im Düsenkörperteil 1.2 besteht aus einer zylindrischen Fläche 11.7. Der Düsenkörperteil 1.2 wird gemäss Fig. 8 mit dem anhand der Fig. 4 beschriebenen Prallkörperteil 2 verwendet, gemäss Fig. 9 jedoch mit einem Prallkörperteil 2.2, in welchem die zweite konkave Wandfläche zusammengesetzt ist aus drei ebenen Teilflächen 12.5,

12.6 und 12.7 und zwei diese ebenen Teilflächen paarweise miteinander verbindenden zylindrischen Teilflächen 12.8 und 12.9.

Die Fig. 10 und 11 zeigen, dass der anhand der Fig. 9 beschriebene Prallkörperteil 2.2 auch mit dem Düsenkörperteil 1 gemäss Fig. 4 bzw. mit dem Düsenkörperteil 1.1 gemäss Fig. 6 verwendet werden kann.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Prallkörperteil stets auswechselbar auf dem Düsenkörperteil befestigt; es ist jedoch klar, dass der Prallkörperteil auch dauerhaft mit dem Düsenkörperteil verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet sein könnte.

In alien Ausführungsformen ist das Profil des Garnkanals durch zwei konkave Wandfiächen begrenzt, von denen jede bezüglich der Symmetrieebene E symmetrisch ist und die zusammen wenigstens vier Teilflächen enthalten, von denen wenigstens zwei eben sind. Diese Teilflächen sind in Fig. 4 die ebenen Teilflächen 11.1,11.2,12.1,12.2 und 12.3 und die zylindrische Teilfläche 11.3. In der Ausführungsform gemäss Fig. 5 sind es die ebenen Teilflächen 11.1 und 11.2 und die zylindrischen Teilflächen 11.3 und 12.4; gemäss Fig. 6 die ebenen Teilflächen 11.4,11.5,11.6,12.1,12.2 und 12.3; gemäss Fig. 7 die ebenen Teilflächen 11.4, 11.5, 11.6 und die zylindrische Teilfläche 12.4; gemäss Fig. 8 die ebenen Teilflächen 12.1, 12.2, 12.3 und die zylindrische Teilfläche 11.7; gemäss Fig. 9 die ebenen Teilflächen 12.5, 12.6,12.7 und die zylindrischen Teilflächen 11.7,12.8 und 12.9; gemäss Fig. 10 die ebenen Teilflächen 11.1, 11.2, 12.5, 12.6, 12.7 und die zylindrischen Teilflächen 11.3,12.8 und 12.9; gemäss Fig. 11 die ebenen Teilflächen 11.4,11.5,11.6,12.5,12.6,12.7 und die zylindrischen Teilflächen 12.8 und 12.9.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verwirbeln von Multifilamentgarnen, mit einem Körper (1, 2), der einen durchgehenden Garnkanal (6) enthält, in welchen wenigstens eine Blasdüse (7) sowie ein Einfädelschlitz (8) je seitlich einmünden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: das Profil des Garnkanals (6) ist begrenzt durch zwei konkave Wandflächen (11, 12), die von je einem Rand der Mündung des Einfädelschlitzes (8) ausgehen und die je symmetrisch sind bezüglich einer die Achse (A) des Garnkanals (6) enthaltenden Symmetrieebene (E), wobei eine erste der konkaven Wandflächen (11) die Mündung der Blasdüse (7) enthält, während die zweite konkave Wandfläche (12) dieser Mündung gegenüberliegt, die beiden konkaven Wandflächen (11, 12) enthalten zusammen wenigstens vier Teilflächen, von denen wenigstens zwei eben sind, der Rand der Mündung des Einfädelschlitzes (8), von dem die erste konkave Wandfläche (11) ausgeht, hat einen grösseren Abstand von der Symmetrieebene (E) als der andere Rand der Mündung des Einfädelschlitzes (8), in den Körper (1, 2) sind bei beiden Enden des Garnkanals (6) Fadenführer (13, 14) eingesetzt, die so positioniert sind, dass ein über diese Fadenführer (13, 14) gelegter Faden in gespanntem Zustand keinen Kontakt mit der ersten konkaven Wandfläche (11) hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasdüse (7) bzw. -düsen bezüglich der Symmetrieebene (E) symmetrisch ist bzw. sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Körper (1, 2) zusammengesetzt ist aus einem die Blasdüse (7) enthaltenden Düsenkörperteil (1) mit der ersten konkaven Wandfläche (11 ) und einem auswechselbar am Düsenkörperteil (1) befestigten Prallkörperteil (2) mit der zweiten konkaven Wandfläche (12).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Körper (1,

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2) eingesetzten Fadenführer (13, 14) so positioniert sind, dass ein über diese Fadenführer (13, 14) gelegter Faden in gespanntem Zustand von der ersten konkaven Wandfläche (11) in der Symmetrieebene (E) gemessen einen Abstand (h) hat, der 5 bis 50% des in der Symmetrieebene (E) gemessenen Abstan-des (H) von der ersten (11) zur zweiten konkaven Wandfiäche (12) beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vom Garnkanal (6), von der Mündung der Blasdüse (7) aus gesehen vor den Fadenführern (13, 14), seitliche Auslassöffnungen (15,16; 17,18) ausgehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Auslassöffnungen (15,16; 17,18) grösser ist als der vom Fadenführer (13, 14) versperrte Teil des Querschnitts des Garnkanals (6).

7. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Multifilamentgarn (M) in Richtungen zu einem der Fadenführer (13, 14) geführt und vom anderen Fadenführer weg abgezogen wird, welche Richtungen etwa in der Symmetrieebene (E) liegen und mit der Achse (A) des Garnkanals (6) Winkel (a) von 2 bis 20° bilden.

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