CH661753A5 - Luftstrahlduese zur erzeugung von knotenartigen verflechtungen in laufenden multifilamentfaeden. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftstrahldüse zur Erzeugung von knotenartigen Verflechtungen in laufenden Multifilamentfäden.

Das mit diesen Düsen ausgeführte Verfahren wird auch als «tangle- oder interlacing-Verfahren» bezeichnet. Dieses Verfahren wird angewandt für alle synthetischen Multifilamentfäden, also insbesondere auch für Glasfasern und Fäden aus polymeren Kunststoffen.

Es wird ferner sowohl auf glatte als auch auf texturierte Kunstfäden angewandt. Das Verfahren dient dem Zweck, den endlosen Multifilamenten einen inneren Zusammenhang zu geben. Dadurch kann das aufwendige Zwirnverfahren eingespart werden. Das Ziel dieses Verfahrens ist es, die endlosen Multifilamentfäden so herzurichten, dass sie ruhig, mit gleichförmiger Fadenspannung und insbesondere ohne Fadenbruch von ihren Spulen ablaufen und in der Weiterverarbeitung, z.B. beim Tufting, den dafür notwendigen Zusammenhalt bilden. Düsen zur Ausübung dieses Verfahrens bestehen aus einem kreiszylinderförmigen Fadenkanal und einem radialen Lufteinlasskanal in einer Radialebene. Der Lufteinlasskanal wird mit Druckluft von z.B. 6 bar beschickt. Wird ein laufender Faden durch einen derartigen Fadenkanal geführt, so entstehen knotenartige Verflechtungen. Der Abstand dieser Verflechtungen und ihre Stabilität sind entscheidende Qualitätsmerkmale für das Verflechtungsverfahren. Einflussfaktoren für das Verfahren sind zum einen die Fadengeschwindigkeit und zum anderen der Faden- sowie der Filamenttiter. Einen Negativfaktor stellt der Fadeneinlegschlitz dar, welcher bevorzugt in einer zum Lufteinlasskanal senkrechten Axialebene des Fadenkanals in diesen mündet und das Einlegen des Fadens erleichtert.

Der Fadeneinlegschlitz ist insbesondere bei solchen Fäden unverzichtbar, welche mit hoher Geschwindigkeit ohne Unterbrechung anlaufen. Dies ist insbesondere bei dem Spinnen, Spinnstrecken, Spinn-Streck-Texturieren von Synthesefäden der Fall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftstrahldüse der eingangs genannten Art zum Verflechten von multifilen Fäden zu schaffen, in die ein Faden quer zu seiner Laufrichtung durch einen Fadeneinlegschlitz einlegbar ist, die aber gleichwohl in der Lage ist, Fäden, die mit einer Geschwindigkeit von mehr als 2000 m/min anfallen und einen hohen Titer, insbesondere mehr als 1000 dtex haben -z.B. Teppichgarne -, in zufriedenstellender Weise zu verflechten (Tanglen).

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 mit vorteilhafter Weiterbildung nach Anspruch 2.

Das danach vorgesehene Verschlussblech erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Düse.

Die Wände des Einlegschlitzes können vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sein, wobei die Dicke des Verschlussbleches der Breite des Einlegschlitzes entspricht. Ebenso ist es möglich, dass die Wände des Einlegschlitzes konisch, vorzugsweise schwach konisch aufeinander zulaufen. In diesem Falle sind die Oberflächen des Verschlussbleches parallel zu den Wandungen des Einlegschlitzes ausgerichtet. Erfindungswesentlich ist, dass der Querschnitt des Verschlussbleches dem Querschnitt des Einlegschlitzes zumindest in dem dem Fadenkanal benachbarten Bereich entspricht.

Es sind zwar Tangle-Düsen bekannt, die einen Einlegschlitz besitzen, der auch verschliessbar ist. Die bekannte Düse besteht aus einem inneren und einem äusseren Körper. Der innere Körper ist gegenüber dem äusseren Körper derart verdrehbar, dass in der einen Stellung die Fadeneinlegschlitze des inneren und äusseren Körpers miteinander fluchten, während in der anderen Verdrehstellung die Lufteinlasskanäle des inneren und äusseren Körpers fluchten und der Fadeneinlegschlitz des inneren Körpers überdeckt wird. Es hat sich herausgestellt, dass diese Anordnung dazu führt, dass Fäden mit einem Titer von mehr als 1000 dtex bei einer Geschwindigkeit von 2000 und mehr m/min, d.h. insbesondere texturierte Teppichgarne nicht mehr ausreichend verflochten werden können, was an sich kaum erklärbar ist, da der Fadeneinlegschlitz nicht in der Blasrichtung des Lufteinlasskanals liegt und möglicherweise daran liegt, dass sich in dem Fadenkanal unsymetrische Druckgradienten einstellen, verursacht durch unkontrollierbare Luftleckagen.

Das Verschlussblech kann vorzugsweise auf einer Trageinrichtung gelagert und darauf möglichst auch justierbar sein. Diese Trageinrichtung ist dann in Richtung des Fadeneinlegschlitzes geradgeführt.

Zur Optimierung ist weiterhin verhindert, dass der Faden während des Betriebes den Einlegschlitz oder das Verschlussblech bzw. deren stirnseitige Kanten berührt. Hierzu kann dem Fadenkanal ein Stirnblech vor oder vor- und nachgeordnet sein, welches den Querschnitt des Fadenkanals sekantial oder sichelförmig im Bereich des. Fadeneinlegschlitzes überdeckt. Dieses Stirnblech kann an der Trageinrichtung für das Verschlussblech befestigt sein und im Betrieb quer vor der Einlassöffnung bzw. vor der Auslassöffnung des Fadenkanals

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liegen und für das Fadeneinlegen mit der Trageinrichtung aus dem Bereich des Fadeneinlegschlitzes herausgezogen werden.

Die sekantiale Vorderkante dieses Stirnbleches bildet eine Fadenführung im Bereich des Fadeneinlegschlitzes.

Als weitere Optimierungsmassnahme kann ein schlitzförmiger Fadenführer vor der Fadeneinlassöffnung oder vor der Fadeneinlass- und hinter der Fadenauslassöffnung angeordnet sein. Sein Fadenführungsschlitz ist parallel zum Lufteinlasskanal ausgerichtet. Durch diesen Schlitz wird die Fadenbewegung innerhalb der Luftstrahldüse eingeengt auf die Axialebene, in welcher der radiale Lufteinlasskanal liegt.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Fadenführer so zu lagern, dass der Schlitz parallel zu sich selbst verschoben und einjustiert werden kann. Hierdurch ist eine Anpassung an veränderliche Verfahrensparameter möglich, indem man den Schlitz genau mittig oder seitlich versetzt vor dem Fadenkanal anordnet und dadurch Unsymmetrien der Düsengeometrie ausgleicht. Um das Fadenanlegen zu erleichtern, ist der Fadenführer mit dem Schlitz beweglich, vorzugsweise schwenkbar gelagert, so dass er aus dem Mündungsbereich des Fadenkanals herausgefahren werden kann. Diese Bewegung kann von Hand erfolgen.

Bevorzugt kann der Fadenführer eine Nase aufweisen, welche in eine trichterförmige Erweiterung des Fadeneinlegschlitzes hineinragt bzw. diese überdeckt. Beim Einlegen des Fadens in diese trichterförmige Erweiterung des Fadeneinlegschlitzes drückt er vor die Nase und bewegt dadurch den Fadenführer aus dem Bereich des Fadeneinlegschlitzes bzw. dem Mündungsbereich des Fadenkanals.

Als weitere Optimierungsmassnahme kann vorgesehen werden, dass zwei im wesentlichen gleichartige Düsen hintereinander im Fadenlauf angeordnet werden. Zwar ist die Zahl und der Abstand der Verflechtungen weitgehend von den Prozessparametern der ersten Düse abhängig, darüber hinaus aber insbesondere auch von der Garnbeschaffenheit, insbesondere dem Garntiter, der Filamentzahl, und den Reibungsverhältnissen der Filamente untereinander. Durch die zweite Düse lässt sich insbesondere die Beschaffenheit der Verflechtungen vorteilhaft beeinflussen. Die Düsen werden bevorzugt in einem Abstand angeordnet, der jedenfalls grösser als der Knotenabstand und bevorzugt kleiner als der doppelte Knotenabstand ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Axialschnitt einer Luftstrahldüse;

Fig. 2 und 3 Aufsichten auf die Ebenen II bzw. III der Luftstrahldüse nach Fig. 1 ;

Fig. 4 den Schnitt IV durch eine Luftstrahldüse nach Fig. 1 ;

Fig. 5 einen Spinn-Streck-Texturierprozess für Polyamidfäden mit der erfindungsgemässen Anordnung von Luftstrahldüsen;

Fig. 6 einen getangelten Faden mit zwei Düsen.

Die Erfindungsmerkmale sind an einer Düse verwirklicht, die aus einem Düsenkörper 1, einem darin eingebrachten kreiszylindrischen Fadenkanal 2 und einem Lufteinlasskanal 3 besteht. Der Lufteinlasskanal trifft senkrecht auf die Mittelachse des Fadenkanals. Geringfügige Modifizierungen dieser Anordnung, insbesondere des Eintreffwinkels des Lufteinlasskanals mögen möglich sein. Ebenso mag es möglich sein, weitere Lufteinlasskanäle vorzusehen. Es muss jedoch hervorgehoben werden, dass die erfindungsgemässe Optimierung herbeigeführt wurde an einer Düse der dargestellten Konfiguration. Alle anderen Konfigurationen führten zu schlechteren Ergebnissen. Lediglich die Düse nach der Offenlegungsschrift 29 13 645 (Bag. 1115) brachte vergleichbare Ergebnisse, allerdings um den Preis eines höheren Luftverbrauches.

Die Düse weist zum Einfädeln einen Fadeneinlegschlitz 4

auf, welcher sich - im Querschnitt des Düsenkörpers - nach aussen hin, das heisst trichterförmig erweitert ( Einlegtrichter 19). Ein derartiger Fadeneinlegschlitz ist bei allen Düsen erforderlich, die sich zur Behandlung eines kontinuierlich mit 5 hoher Geschwindigkeit anlaufenden Fadens, also insbesondere Chemiefadens im Spinn-, Streck- und- oder Texturier-prozess eignen sollen. Der Fadeneinlegschlitz liegt in einer Axialebene des Fadenkanals, die in einer bevorzugten Ausführung senkrecht zum Lufteinlasskana! liegt. Anordnungen io von Fadeneinlegschlitz und Lufteinlasskanal unter einem kleineren oder grösseren Winkel oder in derselben Axialebene auf gegenüber liegenden Seiten des Fadenkanals sind jedoch möglich. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass derartige Fadeneinlegschlitze die Funktionstüchtigkeit der Düse !■> stark herabsetzen. Dies wird in einer ersten Optimierungsmassnahme dadurch vermieden, dass in den Fadeneinlegschlitz ein Verschlussblech 5 eingeführt wird, welches in seiner Breite der Schlitzweite angepasst ist. Das Verschlussblech reicht bis nahezu an den Innenumfang des Fadenkanals 2. Um zu vermeiden, dass der Faden stirnseitig die Kanten des Verschlussbleches oder des Fadeneinlegschlitzes berührt, ist ein Stirnblech 10 vorgesehen, das vor die vordere oder vor beide Stirnseiten des Düsenkörpers 1 derart gesetzt wird, dass es den Querschnitt des Fadenkanals 2 im Bereich des Faden-23 einlegschlitzes 4 mit seiner Vorderkante 11 sekantial oder auch sichelförmig überdeckt. Das Verschlussblech 5 sowie das Stirnblech bzw. die Stirnbleche 10 sind an einer Trageeinrichtung 6 befestigt. Diese Trageinrichtung 6 ist in den Geradführungen 7 in Richtung des Fadeneinlegschlitzes 4 geradge-3" führt. Die Feder 8, die mit Bolzen 9 am Grunde des Düsenkörpers 1 befestigt ist, dient dem Zweck, die Trageinrichtung 6 in ihrer Betriebsposition zu halten. Zum Einfädeln wird die Geradführung 7 soweit aus dem Düsenkörper 1 herausgezogen, dass das Verschlussblech 5 den Einlegschlitz 4 zumindest » im Bereich des Einlegtrichters 19 freigibt.

Des weiteren ist der Düse zur Optimierung ihrer Funktion ein Schlitzfadenführer 12 zugeordnet, und zwar derart, dass der Schlitz 13 dieses Schlitzfadenführers 12 den Fadenkanal 2 etwa mittig überdeckt und in Richtung des Lufteinlasskanals 40 3 ausgerichtet ist. Ein derartiger Schlitzfadenführer 12 kann vor und/oder hinter dem Düsenkörper 1 angeordnet sein, und zwar möglichst dicht anliegend, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Der Schlitzfadenführer ist um Schwenkachse 14 schwenk-4"' bar. Er wird durch Feder 16 gegen den Anschlag 17 in seine Betriebsposition gezogen. Er besitzt eine Nase !8, welche in den Einlegtrichter 19 hineinragt. Wenn die Trageinrichtung 6 mit dem Stirnblech 10 soweit aus dem Einlegtrichter herausgezogen wird, dass der Faden in den Einlegtrichter 19 gleitet und gegen die Nase 18 drückt, wird der Schiitzfadenführer 12 soweit verschwenkt, dass er den Einlegschlitz 4 und den Fadenkanal 2 freigibt. Der Faden gleitet sodann an der Vorderkante des Schlitzfadenführers 12 entlang in den Schlitz 13. Der Schiitzfadenführer 12 ist senkrecht zu dem Schlitz 13 ver-stellbar. Hierzu dient in dem Ausführungsbeispiel ein drehbarer Exzenter, der als Lagerbuchse des Schlitzfadenführers 12 um die Schwenkachse 14 dient. Es hat sich herausgestellt,

dass eine radiale Verschiebung von nur wenigen 1 io-Millime-tern die Anpassung der Düse an unterschiedliche Fadentiter h" und Fadengeschwindigkeiten bzw. sonstige Verfahrensparameter erlaubt, insbesondere die Bildung eines Falschdralles durch die Luftstrahldüse selbst verhindern lässt. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, zwei im wesentlichen gleichartige Düsen im Fadenlauf hintereinander anzuordnen. h' Anhand von Fig. 6 sei hierzu zunächst die Wirkungsweise der Verflechtung geschildert.

Bei der Verflechtung durch Luftstrahl in der Tangle-Düse 27 entstehen in dem laufenden Faden (Laufrichtung 34) kno

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tenartige Verflechtungen, welche voneinander einen Abstand A haben. Der Abstand A ist zwar von verschiedenen Fadenparametern und auch Verfahrensparametern abhängig,

jedoch weitgehend konstant und nicht beeinflussbar. Zwischen zwei knotenartigen Verflechtungen laufen die Einzelfi-lamente im wesentlichen parallel zueinander. Die Stabilität der Verflechtungen und ihr Abstand sind wesentliche Qualitätskriterien für das Verflechtverfahren. Von dem Abstand A und der Stabilität der Verflechtungen hängt insbesondere ab, ob der Faden von seiner Spule mit hoher Geschwindigkeit und ohne Fadenspannungsspitzen und Fadenbruch wieder abgezogen werden kann. Es hat sich wider Erwarten herausgestellt, dass der Abstand A durch die Zahl und Anordnung mehrerer Lufteintrittskanäle 3 oder durch mehrere hintereinander angeordnete Düsen direkt nicht oder kaum beeinflusst werden kann. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die Behandlung des Fadens mit zwei Düsen nur dann sinnvoll ist, wenn diese Düsen einen bestimmten Mindestabstand voneinander haben. Dieser Mindestabstand ist im wesentlichen gleich dem Knotenabstand A. Es hat sich ferner herausgestellt, dass die maximale Grenze für den Abstand zweier Düsen nicht besonders ausgeprägt ist. Günstige Ergebnisse wurden jedoch erzielt, wenn der Abstand A zwischen zwei Düsen kleiner als der doppelte Knotenabstand A ist. Die in der Laufrichtung zweite Düse lässt eine deutliche Beeinflussung der Stabilität der Knoten zu. Die Knoten werden fester, 5 und die Verteilung der Knoten wird gleichförmiger, was indirekt dazu führt, dass sich auch die Knotenzahl pro Längeneinheit erhöht. Die zweite Düse kann kleiner als die erste Düse ausgelegt sein und daher auch mit einem geringen Luftverbrauch arbeiten.

io In Fig. 5 ist das Verfahrensschema eines Spinn-, Streck-Texturier-Tangle-Wickelprozesss gezeigt. Im Spinnschacht 20 laufen die Multifîlamente 21 an. Sie werden zu einem Faden 23 zusammengefasst, der durch Präparationswalze 22 mit einer geeigneten Flüssigkeit versehen wird. Zwischen den 15 Streckgaletten 24 erfolgt die Verstreckung. Mit 25 ist eine Dampftexturierdüse, mit 26 eine Kühltrommel angedeutet. Nach einer weiteren Galette wird der Faden durch die erste Tangle-Düse 27 und die zweite Tangle-Düse 28 geführt, sodann am Fadenführer 29 umgelenkt und in die Changier-2" einrichtung 30, bestehend aus Changierfadenführer und Nutwalze geführt. Die Aufspulung erfolgt auf der Spule 32, die durch Treibwalze 31 angetrieben ist.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

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1. Luftstrahldüse zur Erzeugung von knotenartigen Verflechtungen in laufenden Multifilamentfäden mit einem kreis-zylinderförmigen Fadenkanal (2), einem radialen Lufteinlasskanal (3) und einem Fadeneinlegschlitz (4) in einer Axialebene des Fadenkanals, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadeneinlegschlitz (4) durch ein Verschlussblech (5), das der Breite des Fadeneinlegschlitzes angepasst ist, zumindest im Bereich des radialen Lufteinlasskanals (3) verschliessbar ist.

2. Luftstrahldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussblech (5) radial zum Fadenkanal derart verschiebbar ist, dass es in seiner eingeschobenen Stellung im wesentlichen bis auf den inneren Umfang des Fadenkanals herabreicht.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Luftstrahldüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verschlussblech (5) ein Stirnblech (10) vor- und/oder nachgeordnet ist, welches die Einlassöffnung bzw. Auslassöffnung des Fadenkanals (2) in dem Umfangsbereich, in welchem der Fadeneinlegschlitz (4) in den Fadenkanal (2) mündet, sekantial oder sichelförmig überdeckt.

4. Luftstrahldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassöffnung und/oder der Auslassöffnung des Fadenkanals (2) ein schlitzförmiger Fadenführer (12) zugeordnet ist, dessen Fadenführungsschlitz (13) sich im wesentlichen radial über den Fadenkanalquerschnitt erstreckt, und parallel zu dem Lufteinlasskanal (3) ausgerichtet ist, und der in Richtung der Längserstreckung des Fadenführungsschlitzes (13) aus dem Öffnungsbereich des Fadenkanals (2) herausbewegbar ist.

5. Luftstrahldüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzfadenführer (12) senkrecht zur Längserstreckung des Fadenführerschlitzes (13) verstellbar ist.

6. Luftstrahldüse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzfadenführer (12) eine Nase (18) besitzt, welche eine trichterförmige Erweiterung (19) des Fadeneinlegschlitzes (4) überdeckt.

7. Luftstrahldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadeneinlegschlitz (4) in einer zum Lufteinlasskanal senkrechten Ebene liegt.