DE2545590B2

DE2545590B2 - Duesenvorrichtung zur herstellung texturierter filamentgarne

Info

Publication number: DE2545590B2
Application number: DE19752545590
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 4047 Dormagen; Wojahn Heinzbert Dipl.-Ing 4019 Monheim; Esser Hans-Theo 5000 Köln; Feltgen Karlheinz Dipl.-Ing. Dr 4041 Straberg; Weisbeck Roland Dr. 5074 Odenthal Bäcker
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1975-10-11
Filing date: 1975-10-11
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2545590A1; GB1567311A; DK454676A; JPS6044412B2; IT1068544B; ATA750276A; FR2327335B1; PL103513B1; DD127848A5; CH603846A5; LU75960A1; BE847148A; JPS5253047A; CS189036B2; ES452281A1; CA1064241A; FR2327335A1; NL7611170A; AT364436B; DE2545590C3

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Düsenvorrichtung zur Herstellung texturierter Filamentgarne aus synthetischen, hochmolekularen Stoffen mittels erhitzter Gase oder Dämpfe, bestehend aus drei hintereinander angeordneten Kammern, in deren erste Kammer in ihrem 1. Teil das heiße gas- oder dampfförmige Medium einströmt und der Faden unter einem Winkel zur Strömungsrichtung im 2. Teil eingesaugt wird, in deren zweiter Kammer der Faden durch das heiße Medium erhitzt wird und in deren dritter Kammer der Faden unter Pfropfenbildung gestaucht wird.

Vorrichtungen dieser Art werden in der DT-OS 2155094 beschrieben. Es ist nachteilig, daß diese Vorrichtungen den Faden im allgemeinen nicht selbst ansaugen. Das Anlegen kann nur mit Hilfsvorrichtungen erfolgen. Vorrichtungen dieser Gruppe benötigen somit längere Anlegezeiten und sind für den Einsatz bei hohen Geschwindigkeiten nur bedingt, z. T. überhaupt nicht, geeignet. Beim Spinnstrecktexturieren sind lange Anlegezeiten gleichbedeutend mit hohem Materialabfall. Vorrichtungen der ersten Gruppe verschlechtern daher die Wirtschaftlichkeit des Texturierverfahrens. Vorrichtungen gemäß DT-OS 2 155094 mögen zwar in der Lage sein, befriedigend zu texturieren, wenn der Faden bei stehender Maschine in die Texturierdüse eingefädelt und anschließend die Maschine hoch gefahren werden kann. Aber bei schnell laufender Maschine z. B. beim Spinnstrecktexturieren ist ein Anlegen des Fadens mit Vorrichtungen dieser Art unmöglich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß für den Fadentransport durch die Düse nur die Axialkomponente des Impulses des Gas- oder Dampfstrahls zur Verfügung steht. Um dennoch den Fadentransport zu bewerkstelligen, müssen kleine Bohrungen bzw. enge Schlitze für die Zufuhr des gasförmigen Mediums zum Faden hin verwendet werden. Das bedeutet einerseits Präzisionsmechanik- d. h. hohe Herstellungskosten - und andererseits die Gefahr von Stellen-Effekten, weil eben doch gewisse Toleranzen in der Maßhaltigkeit nicht unterschritten werden können. Hierunter leidet dann die Gleichmäßigkeit der Produkt-Qualität. Außerdem sind die Vorrichtungen gemäß der DT-OS 2 155094 im Aufbau und in ihrer Handhabung (Füllkörper-Packungen in der Stauchkammer, nur vertikale Anordnung möglich, Zuleitung und Absaugung eines Kühlgases für den Garnstopfen in der Stauchkammer; schlechte Reinigungsmöglichkeit der Stauchkammer, Verschmutzungsgefahr) schwerfällig und überdies bei hohen Geschwindigkeiten - und damit auch für die Spinnstrecktexturierung - unbrauchbar.

Vorrichtungen, wie sie durch die DT-OS 1435693 bekannt sind, haben hinsichtlich der Handhabung den großen Vorteil, daß sie den Faden selbst ansaugen. So kann das Anlegen sehr schnell mit einer Saugpistole ohne jede weitere Hilfsvorrichtung durchgeführt werden. Dies gilt auch noch bei hohen Geschwindigkeiten, z. B. bei 2000 m/min. Nachteilig ist jedoch, daß sowohl der Texturiergrad als auch der Fadenschluß des gewickelten texturierten Fadens nur mäßig sind. Die Produktqualität läßt zu wünschen übrig. So

, .fern Vorrichtungen, wie sie in der DT-OS 1435 693 '. -hrieben sind, ein nur schwach texturiertes Garn B im Mittel weniger als 5 Kräurelbögen/cm ^V0"| dies noch bei relativ niedrigen Tcxturiergehwindißkeiten von rund 500 m/min. Außerdem ist Ί Gleichmäßigkeit des Stopfen-Transports in der QMiichkammer, die maßgeblich die Gleichmäßigkeit ι r Texturierung bestimmt, mangelhaft. Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu-Je eine Texturierdüse zu entwickeln, die die !/"rteile einfacher Handhabung, einfachen Aufbaus •oerseits und guter Texturierqualität sowie guten Fa-„Schlusses andererseits in sich vereinigt. Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch ge-, j^ß die Stauchkammer aus elastisch biegewei-In Stäben besteht, die auf dem Mantel eines gera-Ii Kreiszylinders oder eines geraden Kreiskegelturnpfs angeordnet und einseitig am Ende der zweiten Kammer so befestigt sind

2. und 4. etwas geringer.

Die neue erfindungsgemäße Texturierdüse bringt auch ohne das Merkmal »nicht-axialsymmetriscne Strömung« eine markante Verbesserung des Textunergrades und des Fadenschlusses nach Ausziehen des Garnpfropfens zum Faden hinter der Texturierdüse. Auch bei axialsymmetrischer Strömung vor der Einsaugstelle des Fadens bewirkt die neue Stauchkammer einen großen technischen Fortschritt, der sich in einer höheren Produktqualität niederschlägt. Durch Erzeugung einer nicht-axialsymmetrischen Strömung wird der positive Effekt der neuen Stauchkammer auf die Produktqualität deutlich verstärkt. Der nicht-axialsymmetrischen Strömung kommt also eine reine Verstärkerwirkung zu, die beim konventionellen Stauchrohr keine nennenswerte Verbesserung der Produktqualität bringt.

Die erfindungsgemäße Stauchkammer kann aul verschiedene Weise realisiert werden. Ein grol.ter

_r cn hefestifit Sind. versemeuciu; vyci:»- ■«"■">·'· . - ~

Xrchdaß die Stauchkamme.- nur aus einseitig -·» Vorteil dieser aus einseitig gehalterten Stäben besterten elastisch biegeweichen Stäben besteht, henden Stauchkammer ist, daß die Geometrie inner ÄiSS flß

en elastisch biegeweichen Stäben besteht, hlcibt uic r'ackungsdichte des Garnpfropfens prak-"' u _künstant, da die elastisch biegeweichen Stabe je-•m Druck des Pfropfens leicht nachgeben können, ,daß eine Druckerhöhung des Pfropfens sich in einer r. Volumvergrößerung des Pfropfens äußert. Konstante Packungsdichte bedeutet konstante Texturierquahtat md Vermeidung von Schlingen und Schlaufen, die ι'icht durch Verhakung innerhalb eines zu dichten Pfropfens beim Ausziehen desselben zum Faden ent- w •Phen können. Während in konventionellen Stauchohren eine Regelung der Pfropfenlänge bzw. Pfropenlage notwendig ist, erübrigt sich hier jede Regehme von außen, da das erfindungsgemäße Stangensystem die Pfropfenlänge bzw. Pfropfenlage hinrei- r. chend gut konstant hält.

Eine nicht-axialsymmetrische Strömung des heißen Cases oder Dampfes kann vorteiihafterweise angewendet werden, die erfindungsgemäß erzeugt wird 1 durch Einbau einer nicht-axialsymmetrischen ·' Verengung oder Erweiterung in die Zuführbohrung unmittelbar vor der Einsaugstelle des Fadens, , . 9 durch Einarbeitung mindestens eines Schlitzes "" mit rechteckigem Querschnitt, der in die Boh- ι rung kurz vor der Fadeneinsaugstelle mundet, wobei für die Schlitzbreite b, bezogen auf den engsten Durchmesser d der Bohrung, die Beziehung 0,1 d * b Ä 0,5 it gilt,

3 durch Einbau eines Drallkörpers in die Bohrung ' unmittelbar vor der Einsaugstelle des Fadens und

4 durch Einbau eines Einsatzstückes kurz vor der ' Einsaugstelle des Fadens in die Bohrung, wobei

dieses Einsatzstück mindestens zwei kleinere Bohrungen enthält und keine der Achsen dieser kleineren Bohrungen mit der Achse der großen Bohrung in einer Ebene liegt. Beispielsweise können die Achsen der kleineren Bohrungen mit Tangenten an eine zur Achse der großen Bohrung koaxiale Schraubenlinie zusammenfallen. Die Summe der Querschnittsflachen der kleineren Bohrungen soll ungefähr gleich der Querschnittsfläche der großen Boh-

Alle vorgenannten erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Erzeugung einer nicht-axialsymmetr.schen Strömung sind in ihrer Effektivität.geichwertig Der Herstellungsaufwand ist jedoch bei den Maßnahmen henden Stauchkammer ist, daß die Geometrie innerhalb gewisser Grenzen keinen entscheidenden Einfluß auf die Wirkungsweise hat. so hat sich gezeigt, daß bei Anordnung der Stäbe auf einem geraden Kreiszylindermantel die Länge der Kaminer bzw. der Stäbe im Bereich zwischen etwa 30 und 300 mm, der Kammerinnendurchmesser zwischen etwa 2,5 und 10 mm, variiert werden kann, ohne daß das Texturierergebnis nennenswert beeinflußt wird. Normalerweise werden jedoch Längen zwischen etwa 100 und 200 mm und Kammerinnendurchmesser zwischen 3 und 7 mm bevorzugt. Die Stäbe können auch auf dem Mantel eines geraden Kreiskegelstumpfs angeordnet werden, wobei der Winkel der Mantellinien mit der Grundfläche (Einspannfläche der Stäbe) größer ca. 80" und kleiner 110° sein soll. Winkel zwischen etwa 80" und etwa 90° scheinen bei Garntitern (Texturiertiter) im Bereich 1000 bis 3000 dtex am günstigsten zu sein. Die Querschnittsform der Stäbe hat keinen erkennbaren Einfluß auf die Garnqualität, solange scharfe Kanten und Kratzer auf der Oberfläche der Stäbe vermieden werden. Am einfachsten ist jedoch der Einsatz von Stäben mit kreisrundem Querschnitt. Solche Stäbe haben zweckmäßigerweise einen Durchmesser zwi- > sehen etwa 1 und 3 mm. Der Absland zwischen je zwei benachbarten Stäben beträgt an der Einspannstelle 0,2 bis 1,5 mm; er soll so groß sein, daß das erhitzte gas- oder dampfförmige Medium leicht zwischen den Stäben austreten kann auch bei einer e'ia- <> stischen Verformung der Stäbe aber nicht so groß, daß sich der Garnpfropfen zwischen den Stäben herausquetschen kann. Das für die Stäbe verwendete Material und die Oberflächenbeschaffenheit eier Stäbe haben nur untergeordnete Bedeutung, solange scharfe >"> Kanten und Kratzer vermieden werden und von vornherein einigermaßen verschleißfeste Materialien verwendet werden. Die Anforderungen an die Verschleißfestigkeit sind jedoch nicht so hoch, daß nur etwa keramische Bauteile aus z. B. AI₂O, etc. in Frage wi kämen. Gut bewährt haben sich als Stäbe beispielsweise normale handelsübliche Sehweißdrähte. Ihre Verschleißfestigkeit und ihre Oberflächenbeschaffenheit reichen bereits aus. Es ist zweckmäßig, die Stäbe so anzuordnen, daß sie leicht ausgewechselt werden h^r) können. Bei Verwendung preiswerter Stäbe ist es einfacher und billiger, beschädigte oder verschmutzte Stäbe auszuwechseln, als sie nachzuarbeiten oder zu reinigen. Noch einfacher, zweckmäßiger und be-

liiebssicherer ist es, alle Stäbe fest auf einem Kranz zu montieren, so daß die erfindungsgemäße Stauchkammer eine komplette, preiswerte Einheit darstellt, die als Ganzes an der 2. Kammer der Texturierdüsc befestigt wird und im Bedarfsfall leicht ausgewechselt werden kann.

Als erhitzte Gase oder Dämpfe kommen erhitzte Luft und überhitzter Wasserdampf in Frage. Für die Texturierung von Polyamid-Filamcntgarnen liefert überhitzter Wasserdampf etwas bessere Resultate, vor allen Dingen hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Texturierung. Geeignete Drücke für den überhitzten Wasserdampf liegen im Bereich zwischen 3 und 10 bar. Das Massenverhältnis Dampf : Faden sollte zwischen 0,2 und 0,5 liegen.

Beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Zeichnungen ■-Fig. 1 bisFig. 4-schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert: Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der aus drei Kammern bestehenden Vorrichtung,

Fig. 2 eine Schnittzeichnung der Stauchkammer,

Fig. 3 und 4 eine Ausführungsform der 1. Kammer mit drei rechteckigen Schlitzen vor der Einsaugstcllc des Fadens (die Schlitze in zwei Ansichten),

Fig. 5 und 6 eine andere Ausführungsform der 1. Kammer mit einem Einsatzstück unmittelbar vor der Einsaugstelle des Fadens, das drei kleine Bohrungen enthält, wobei keine der Achsen dieser kleinen Bohrungen coplanar mit der Achse der großen Bohrung ist (die kleinen Bohrungen in zwei Ansichten),

Fig. 7 eine Ausführungsform der 3. Kammer (Stauchkammer) mit einer Halterungsvorrichtung der Stauchkammer am Ende der 2. Kammer.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 aus den drei Kammern 1, 2 und 3. Das heiße Gas oder der heiße Dampf 4 strömt axial in die Kammer 1 ein, die an ihrem Ende einen Einsatz 5 zur Erzeugung einer nichtaxialsymmctrischen Strömung hat. Der Faden 6 wird

ίο dicht hinter der Kammer 1 bzw. dem Einsatzstück 5 eingesaugt und in der Kammer 2 durch das heiße gasförmige Medium erwärmt. Die Kammer 2 besteht aus einer Bohrung 7, die sich zu einem Trichter 8 erweitert, der als Übergang von der kleineren Bohrung 7

i'> auf den Durchmesser der Kammer 3 (Stauchkammer) dient. Die Stauchkammer 3 besteht aus zwölf zylindrischen, elastisch biegeweichen Stahlstäben 9, die am Ende 10 der Kammer 2 üquidistant gehaltert sind. In Fig. 3 und 4 sind in der Kammer 1 drei sternförmig angeordnete Rechteckschlitzc 11 angebracht, um eine nicht-axialsymmetrischc Strömung zu erzeugen.

In Fig. 5 und 6 sind am Ende der Kammer 1 drei kleine Bohrungen 12 angebracht. Keine der Achsen dieser Bohrungen ist coplanar zur Achse der großen

-'> Bohrung 13. Außerdem stehen die Achsen der Bohrungen 12 sowohl unter unterschiedlichen Winkeln zur Querschnittsebenc - senkrecht zur Achse der Bohrung 13- als auch zu dem zugehörigen (d.h. die Achse schneidenden) Radialstrahl innerhalb einer Quer-

j" schnittsebene - senkrecht zur Achse der Bohrung 13

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Düsenvorrichtung zur Herstellung texturicrter Filamentgarne aus synthetischen, hochmolekularen Stoffen mittels erhitzter Gase oder Dämpfe, bestehend aus drei hintereinander angeordneten Kammern, in deren erste Kammer in ihrem 1. Teil das heiße gas- oder dampfförmige Medium einströmt und der Faden unter einem Winkel zur Strömungsrichtung im 2. Teil eingesaugt wird, in deren zweiter Kammer der Faden durch das heiße Medium erhitzt wird und in deren dritter Kammer der Faden unter Pfropfenbildung gestaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchkammer aus elastisch biegeweichen Stäben besteht, die auf dem Mantel eines geraden Kreiszylinders oder eines geraden Kreiskegelstumpfs angeordnet und einseitig am Ende der zweiten Kammer befestigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung zum Einleiten des gas- oder dampfförmigen Mediums in der ersten Kammer kurz vor der Einsaugstelle des Fadens ein Mundstück hat, das eine nicht-axialsymmetrische Strömung erzeugt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 1. Teil der ersten Kammer aus einer Bohrung besteht, die an ihrem Ende vor der Einsaugstelle des Fadens mindestens eine nicht-axialsymmetrische Verengung oder Erweiterung besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 1. Teil der ersten Kammer aus einer Bohrung besteht, an deren Ende vor der Einsaugstelle des Fadens mindestens ein Schlitz mit rechteckigem Querschnitt in die Bohrung mündet, wobei für die Schlitzbreite b, bezogen auf den engsten Durchmesser d der Bohrung, gilt 0,1 ,/</,< 0,5 d.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 1. Teil der ersten Kammer aus einer Bohrung besteht, die an ihrem Ende vor der Einsaugstelle des Fadens einen Drallkörpereinsatz enthält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 1. Teil der ersten Kammer aus einer Bohrung besteht, die an ihrem Ende vor der Einsaugstelle des Fadens einen Einsatz enthält, in dem mindestens zwei kleinere Bohrungen angebracht sind, wobei keine der Achsen dieser kleineren Bohrungen coplanar mit der Achse der großen Bohrung ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchkammer eine Länge von 30 bis 300 mm und einen Innendurchmesser von 2,5 bis 10 mm besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchkammer aus kreiszylindrischen Stäben aus vorzugsweise Metall von 1 bis 3 mm Durchmesser gebildet wird, die an der Einspannstelle äquidistant angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen je zwei benachbarten Stäben an der Einspannstelle 0,2 bis 1,5 mm beträgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Stauchkammer bildenden Stäbe so eingespannt sind, daß sie auf dem Mantel eines geraden Kreiskegelstumpfs liegen, wobei der Winke! der Mantellinien mit der Grundfläche größer 80° ist.