DE3019302C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse zum Verwirbeln von Garnen mit einem geschlossenen Garnlaufkanal von rechteckigem Querschnitt und Gaszufuhrkanälen, die senkrecht in die Schmalseiten des Garnlaufkanals einmünden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der DE-OS 22 28 031, s. dortige Fig. 3, bekannt ist.

Bekannt sind aus der AT-PS 2 51 454 ferner Verwirbelungsdüsen, die einen sich allmählich verändernden Querschnitt des Fadenlaufkanals aufweisen (Fig. 13, 15 und 18). Bei diesen reicht aber die Verwirbelungswirkung noch nicht für alle Anwendungszwecke aus, so daß es erforderlich war, diese weiter zu verbessern.

Die Verwirbelungsdüsen nach dem Stand der Technik erbrach­ ten bei dem für die Weiterverarbeitung notwendigen Verwir­ belungsgrad alle nicht die notwendige gleichmäßige Verflech­ tung, sondern führten eher zu einer wechselnden Anordnung von offenen, nicht verwirbelten Garnstücken mit fast kno­ tenartigen fest eingebundenen Abschnitten, deren Abstand z. B. nach US-PS 29 85 995 mit Hilfe des sogenannten hook-drop-Testes bestimmt werden kann.

Derartige Garne führen im beschichteten, transluzenten Gewebe zu sogenannten Blitzern, d. h. abwechselnden Dick- und Dünnstellen mit entsprechend geringer bzw. höherer Lichtdurchlässigkeit.

Die Verwirbelungsdüse nach US-PS 40 63 338 führt zu einer deutlichen vergleichmäßigten Verwirbelung ohne diese ausge­ prägte Verwirbelungspunkte. Auch diese Düse mit recht­ eckigem Garnlaufkanal kann abstehende Schlingen nicht ein­ binden und führt somit weiterhin zu beschichteten Geweben mit einem unruhigen Warenbild.

Der erfindungsgemäßen Düse liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verwirbelung zu bewirken, die zu Geweben ohne Blitzer, Schlingen und Rissen führt; Risse sind dabei Störungen im Abstand der parallel liegenden Garne. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es dabei notwendig, die Verwir­ belung in der Fixierzone des Fadenherstellverfahrens bei niedrigem Luftdruck und damit niedrigem Luftverbrauch durch­ zuführen. Da die Fadenspannungen in dieser Verfahrensstufe sehr klein sind (etwa 0,36 cN/tex), soll die erfindungsge­ mäße Verwirbelungsdüse bei kleinen Fadenspannungen und kleinem Luftdurchsatz einen möglichst guten Fadenzusammen­ halt hervorbringen, d. h. der Nadeltestwert soll möglichst klein sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Düse zum Verwirbeln von Garnen mit einem geschlossenen Garnlaufkanal von rechteckigem Querschnitt und Gaszufuhrkanälen, die in die Schmalseiten des Garnlaufkanals einmünden, bei der sich der Querschnitt des Garnlaufkanals im Bereich der Einmündung der Gaszufuhrkanäle sprunghaft ändert, dadurch gelöst, daß die sprunghafte Querschnittsänderung des Garnlaufkanals in der Weise gebildet ist, daß der Winkel, der zwischen der Achse des Garnlaufkanals und der dazu geneigten Wand gemessen wird, zwischen 90° und 30° liegt und daß die Gaszuführkanäle senkrecht in die Schmalseiten des Garnlaufkanals einmünden.

Die erfindungsgemäße Düse soll sich besonders zum Verwirbeln von glatten Garnen eignen, speziell für grobere Garntiter, wie sie für technische Einsatzgebiete verwendet werden, besonders im Einsatz für beschichtete Markisen oder transluzente Planen. Bei diesen beschichteten Geweben werden Garnfehler wie z. B. Schlingen deutlich als Störungen des gleichmäßigen Bildes sichtbar, ebenso Garnverdickungen aufgrund einer mehr knotenartigen Verwirbelung. Ebenso empfindlich reagiert das Auge auf Störungen der äquidistanten Anordnung der Kett- bzw. Schußfäden derartiger Gewebe und auf Veränderung der Zwischenräume zwischen den Fäden durch unterschiedliche Fadendicke. Die ungleichen Fadenabstände werden durch Eindringen der Beschichtungsmasse sichtbar.

Eine Düse zum Verwirbeln von Garnen mit einem geschlossenen Garnlaufkanal von rechteckigem Querschnitt und Gaszufuhrkanälen, die senkrecht in die Schmalseiten des Garnlaufkanals einmünden, ist aus der US-PS 40 63 338 bekannt. Sie dient besonders der Verwirbelung von stauchkammergekräuselten Garnen im Einsatz als Teppichgarne.

Zwar ist es auch aus der eingangs zitierten DE-OS 22 28 031, s. dortige Fig. 2, für sich bekannt, daß die Gaszufuhrkanäle senkrecht in die Schmalseiten des Garnlaufkanals münden, jedoch nicht in Verbindung mit der gattungsgemäß vorausgesetzten Erweiterung des Garnlaufkanals. Da es Aufgabe nach dieser Druckschrift war, eine leicht einfädelbare pneumatische Verarbeitungsvorrichtung für Multifilamentgarne zur Verfügung zu stellen, wobei die Erzielung unterschiedlicher Brems- und Beschleunigungswirkungen durch spezielle Ausgestaltungen dieser Düse eine weitere Teilaufgabe darstellte, da ferner diese bekannte Düse ein Bauschgarn mit zahlreichen im wesentlichen senkrecht zur Fadenachse stehenden Filamentschlingen liefert konnte der DE-OS 22 28 031 kein Hinweis entnommen werden, daß es möglich ist, durch eine Texturierdüse gemäß Anspruch 1 ein verwirbeltes aber praktisch schlingenfreies, glattes Garn zu erzeugen.

Die Änderung des Querschnitts des Fadenlaufkanals erfolgt bevorzugt in Richtung der Breitseiten bei konstanten Abmessungen der Schmalseiten.

In einer besonders bevorzugten Form erweitert sich der Garnlaufkanal auf beiden Breit­ seiten stufenförmig.

Es wird bevorzugt, daß sich diese beiden Erweiterungen gegenüberliegen und so einen größeren Querschnitt bilden, ebenso bevorzugt wird aber auch, daß sich diese beiden Erweiterungen auf den entgegengesetzten Seiten der Gaszufuhrkanäle befinden. Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Düse ist es besonders bevorzugt, daß sich die Erweiterungen des Garnlaufkanals wieder auf den ursprünglichen Querschnitt verengen.

Die Einmündungen der Gaszufuhrkanäle liegen gegenüber, können aber auch gegeneinander versetzt gegenüberliegen, wobei dann diese Versetzung bevorzugt etwa dem halben Durchmesser der Gaszufuhrkanäle entspricht.

Die sprunghafte Änderung des Querschnittes des Garnlaufkanals soll nicht an einer beliebigen Stelle stattfinden, sondern im Bereich der Einmündung der Gaszufuhrkanäle. Dies bedeutet, daß die sprunghaft Änderung in einem Abstand von der benachbart liegenden Seite des Gaszufuhrkanals beginnen oder enden soll, der etwa die Hälfte bis das Dreifache der Kantenlänge der kürzeren Seite des Garnlaufkanals beträgt. Die untere Grenze dieses Abstandes liegt bei 0, doch wird man vorteilhaft immer noch einen kleinen Grat zwischen Garnlaufkanal und Beginn der sprunghaften Änderung belassen.

Wenn dagegen der Abstand auf mehr als das Dreifache der Länge der kürzeren Seite des Garnlaufkanals ansteigt, läßt die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Düse nach.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die erfindungs­ gemäße Verwirbelungsdüse besonders dann zu besonders vor­ teilhaften Garnen führt, wenn sie bei geringer Garnspan­ nung von etwa 0,25-0,7 cN/tex betrieben wird. Diese ge­ ringen Garnspannungen liegen z. B. in der Fixierstufe vor. Bei Düsen nach dem Stand der Technik wird oft unmittelbar vor der Spulmaschine verwirbelt, wobei dabei aber die Schwankungen der Garnspannung durch die Changierung usw. als Schwankungen des Verwirbelungsgrades sichtbar werden.

Die erfindungsgemäße Verwirbelungsdüse wird im Folgenden näher beschrieben. Die angegebenen Maße für Längen und Querschnitte beziehen sich dabei auf einen Garntiter von etwa 300 dtex, für feinere oder grobere Titer ist eine entsprechende Anpassung dieser Dimensionen notwendig.

Die Fig. 2-5 zeigen Querschnitte durch erfindungs­ gemäße Verwirbelungsdüsen, Fig. 1 zeigt eine Düse nach dem Stand der Technik.

Der Querschnitt des Garnlaufkanals ist in allen vier in den Fig. 2-5 dargestellten Düsen etwa 1 mm (0,7-1,1) × 5 mm (2-10), die Einmündungen der Gaszufuhrkanäle liegen in den Schmalseiten. Die Neigungswinkel an den sprunghaften Veränderungen betragen etwa 90° bis 30°, bevorzugt etwa 70°-60°.

Die Gaszufuhrkanäle münden rechtwinklig in den Garnlauf­ kanal und haben in den Beispielen einen Querschnitt von 0,9 mm × 1,1 mm bei rechteckiger Form. Ihre Länge beträgt das 3- bis 30fache der größten Querabmessung, vorzugsweise 5-15 mm.

Fig. 2 zeigt eine Stufendüse, Fig. 3 eine Düse mit symmetri­ scher Erweiterung, Fig. 4 eine Düse mit einem symmetrischen Hohlraum und Fig. 5 eine Verwirbelungsdüse mit zwei ein­ seitigen Hohlräumen.

In den Figuren bedeutet 1 den Düsenkörper, der meist aus drei miteinander verschraubten Lagen besteht, 2 den Garn­ durchlaufkanal und 3 und 4 die Gaszufuhrkanäle.

Die sprunghafte Änderung der Querschnitte kann - wie aus den Figuren ersichtlich - einseitig oder beidseitig sein, d. h. entweder das Oberteil oder das Unterteil, oder beide weisen diese sprunghafte Änderung auf, wobei im letzteren Fall beide Stufen entweder auf der Fadenzulaufseite oder auf der Fadenablaufseite liegen können, oder der "Sprung" der Oberseite liegt im Fadeneinlauf, während der "Sprung" der Unterseite im Fadenauslauf liegt bzw. auch umgekehrt.

Zur Beseitigung von Schlingen (siehe Beispiel) ist beson­ ders vorteilhaft, wenn diese Stufe als Hohlraum ausgebildet wird, d. h., daß am Düsenausgang wieder ein kleinerer Querschnitt vorhanden ist. Diese Querschnittsverringerung liegt üblicherweise in der Nähe des Querschnittes vor dem "Sprung". Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausge­ stellt, daß die hohlraumartigen Erweiterungen der Ober- und Unterseite beide in Fadeneinlaufrichtung liegen, wobei die Erweiterung senkrecht zum Faden im Bereich des 1,5- bis 7fachen der nicht erweiterten Fadenkanalhöhe liegt. Die Längsausdehnung des Holhlraumes soll zwischen dem 1-10fachen der nicht erweiterten Fadenkanalhöhe liegen (vor­ zugsweise: Höhe = 2,6fach, Länge = 6fach).

Die Fadenlaufrichtung ist aber von geringerer Bedeutung, in den Abbildungen ist die bevorzugte Richtung von rechts nach links.

Die Gaszufuhrkanäle liegen teilweise exakt gegenüber, können aber auch um etwa ihren Durchmesser, bevorzugt um ihren halben Durchmesser zueinander verschoben sein, wie das Fig. 5 zeigt.

Die sprunghafte Vergrößerung des Garnlaufkanals erfolgt vorteilhaft durch ein rechtwinkliges Einspringen des Fadenlaufkanals, so wie es in Fig. 2 und 3 dargestellt ist (α=90°). Günstig sind Werte bis herab zu 30°.

Bei einem Winkel von 25° geht die günstige Wirkung der Verbreiterung des Garnlaufkanals schon verloren.

Vergleichsbeispiel 1

Verwendet wurde eine Düse mit Garnlaufkanal ohne Änderung des Querschnittes mit folgenden Abmessungen:

Garnlaufkanal: 1,1 × 3 mm,
Gaszufuhrkanal: 0,9 × 1,1 mm (2 gegenüberliegende),
Länge der Düse (des Garnlaufkanals): 40 mm,
Höhe der beiden Düsenhälften: je 20 mm.
Die Düse ist in Fig. 1 dargestellt.

Beispiel 1

Benutzt wurde eine Stufendüse nach Fig. 2 mit folgenden Abmessungen und asymmetrischer Anordnung der sprunghaften Änderung des Garnlaufkanals:

Garnlaufkanal: 1,1 × 3 mm,
Verbreiterung des Garnlaufkanals mit α=90° von 3 mm auf 5 mm im Abstand von 1 mm von den Luftzufuhrkanälen im Ein- und Auslauf der Düse.

Beispiel 2

Verwendet wurde die in Fig. 4 dargestellte Düse mit sym­ metrischer sprunghafter Änderung des Garnlaufkanals:

Garnlaufkanal: 1,1 × 3 mm,
Erweiterung mit α=60°, 2 mm entfernt von der Düsenaußen­ kante auf 8 mm,
Verengung auf wieder 3 mm bis zum Abstand von 1,1 m vor den Gaszufuhrkanälen.

Beispiel 3

Verwendet wurde eine (weitgehend identische) Düse mit fol­ genden Abmessungen:

Garnlaufkanal: 1,1 × 3 mm mit symmetrischer Erweiterung jeweils 3 mm nach Beginn des Garnlaufkanals bis 1,1 mm vor Beginn der Gaszufuhrkanäle, Winkel α=35°,
Erweiterung des Garnlaufkanals bis auf 8 mm,
Gaszufuhrkanäle wie in Vergleichsbeispiel 1.
Die Düse ist in Fig. 4 dargestellt.

Die Tabelle gibt die mit den einzelnen Düsen erzielten Nadeltestwerte für verschiedene, dort angeführte Versuchs­ bedingungen an.

Verwirbelt wurden glatte, hochfeste Garne aus Polyethylen­ terephthalat (TREVIRA) dtex 280f 48

Der Nadeltestwert (NT) wird mit dem Rothschild-Meßgerät Enttanglement-Test R 2050 zur Bestimmung von Verwirbelungs­ abständen gemessen. Die Messung erfolgt automatisch, indem in den bewegten Faden eine Nadel eingeführt wird. Auf Grund der Verschlingungen der Filamente baut sich zwischen Garn und Nadel eine zunehmende Kraft auf. Wenn diese Kraft eine vorgegebene Schwelle erreicht hat, wird das Garn gestoppt, und es wird die zurückgelegte Garnlänge registriert. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt, um repräsentative Mittel­ werte für den Verwirbelungsabstand eines Fadens zu erhalten.

Die Anzahl der Schlingen pro 100 lfm Gewebe bei 1,6 m Breite wird an einer auf einem schützenlosen Webstuhl hergestellten mit PVC beschichteten Gewebebahn visuell festgestellt. Die Schlingen zeigen sich als lokale Störungen in der Beschich­ tungsdicke, die im Durchlicht gut zu erkennen sind.

Die Versuche zeigen, daß nach Vergleichsbeispiel 1 (glatter Garnlaufkanal) zwar annehmbare Nadeltestwerte, aber hohe Schlingenzahlen erreicht werden.

Beispiel 2 zeigt, daß sich durch die erfindungsgemäße Düse die Schlingenzahl deutlich herabsetzen läßt.

Beispiel 3 zeigt an Hand der Schlingenzahl, wie kleinere Winkel bei sonst unveränderten Bedingungen gegenüber Bei­ spiel 2 wieder zu einer Erhöhung der Schlingenzahl führen.

Claims (9)

1. Düse zum Verwirbeln von Garnen mit einem geschlossenen Garnlaufkanal von rechteckigem Querschnitt und Gaszufuhrkanälen, die in die Schmalseiten des Garnlaufkanals einmünden, und bei der sich der Querschnitt des Garnlaufkanals im Bereich der Einmündung der Gaszufuhrkanäle sprunghaft ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die sprunghafte Querschnittsänderung des Garnlaufkanals (2) in der Weise gebildet ist, daß der Winkel, der zwischen der Achse des Garnlaufkanals (2) und der dazu geneigten Wand des Laufkanals gemessen wird zwischen 90°C und 30°C liegt, und daß die Gaszufuhrkanäle (3, 4) senkrecht in die Schmalseiten des Garnalufkanales (2) einmünden.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Garnlaufkanal (2) auf einer Breitseite stufenförmig erweitert.

3. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Garnlaufkanal (2) auf beiden Breitseiten stufenförmig erweitert.

4. Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Erweiterungen gegenüberliegen.

5. Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Erweiterungen auf den entgegengesetzten Seiten der Gaszufuhrkanäle (3, 4) befinden.

6. Düse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Erweiterungen des Garnlaufkanals (2) wieder auf den ursprünglichen Querschnitt verengen.

7. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einmündungen der Gaszufuhrkanäle (3, 4) gegenüberliegen.

8. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einmündungen der Gaszufuhrkanäle (3, 4) gegeneinander versetzt gegenüberliegen.

9. Düse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzung etwa dem halben Durchmesser der Gaszufuhrkanäle (3, 4) entspricht.