DE10059058A1

DE10059058A1 - Jet beam, for hydrodynamic water needle jet bonding of fabrics, has a DLC coating to keep the jet openings smooth and sharp in the jet strips over long operating times

Info

Publication number: DE10059058A1
Application number: DE2000159058
Authority: DE
Original assignee: Fleissner Gerold
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2002-05-29

Abstract

The water jet body, within a strip of jets to bond nonwovens, has a wear-resistant coating over the jet strips or the individual jet bodies. The coating is a carbon layer, like diamonds (DLC). The high pressure water jet body has a wear-resistant DLC coating at least at the ring edge of each separate water jet opening. The surface of the hole geometry of the separate jet openings is set by the DLC coating. The separate jet openings or the effective part of the jet strip is wholly cladded with DLC. The jet body is a separate component part (31) of a jet strip (14) holding a number of jet bodies. The jet openings (30) can be inserted into a prepared coating of DLC, or worked into the cladding to give the required cross section of an opening. The cladding thickness is 0.01-10.0 mu m and preferably 1-6 mu m at the water jet ring, or at the edge of each jet opening

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Düsenkörper in einem Düsenstreifen zur Erzeu gung von feinsten Flüssigkeitsstrahlen zur dynamischen Strahlverflechtung von endlo sen oder endlichen Fasern in Warenbahnen aus Chemie- und/oder Naturfasern in Nonwovens, Tissue, Geweben oder Gewirken, der vorzugsweise in einem quer zur vorlaufenden Warenbahn sich erstreckenden, in seiner Länge der Breite der Waren bahn entsprechenden Düsenbalken flüssigkeitsdicht gelagert ist, wobei in dem Düsen balken ein Flüssigkeitsdruck bis zu 1000 bar und mehr erzeugt ist, der den Düsen streifen gegen eine mit einem Durchflussschlitz versehene Wandung des Düsenbal kens presst, wobei in den aus einem möglichst veredelten Stahl hergestellten Düsen streifen zur Erzeugung der Flüssigkeitsstrahlen eine Vielzahl von dicht nebeneinander angeordneten, im Durchmesser kleinste Löcher eingebracht sind und der Düsenstrei fen oder nur der einzelne Düsenkörper mit einer verschleißfesteren Schicht beschich tet ist.The invention relates to a nozzle body in a nozzle strip for generating The finest liquid jets for the dynamic interlacing of endlo sen or finite fibers in webs of chemical and / or natural fibers in Nonwovens, tissue, woven or knitted fabrics, preferably in a crosswise direction leading web extending, in length the width of the goods track corresponding nozzle bar is stored liquid-tight, wherein in the nozzle a fluid pressure of up to 1000 bar and more is generated by the nozzles rub against a wall of the nozzle ball provided with a flow slot kens presses, in the nozzles made of the most refined steel to generate the liquid jets streak a large number of close to each other arranged, the smallest holes are made in diameter and the nozzle strip or just coat the individual nozzle body with a more wear-resistant layer is.

Ein Düsenstreifen ist z. B. aus der EP-A-0 725 175 bekannt. Er erstreckt sich über eine große Arbeitsbreite und ist im allgemeinen aus einem dünnen Blech aus Edelstahl mit z. B. mechanisch hergestellten Löchern gebildet. Dieser Düsenstreifen bzw. die in diesen eingebrachten Löcher haben eine in der Praxis ausprobierte und immer wieder verbesserte Geometrie, die im Herstellungsverfahren sehr teuer ist. Die Wandung der einzelnen bis zu 0,1 mm im Durchmesser großen Düsenlöcher muss äußerst glatt sein, weswegen die Löcher gebohrt oder gestanzt werden. Die Geometrie der Löcher ist von besonderer Bedeutung für die Ausbildung des Wasserstrahls, weswegen im allgemei nen hinter einem den Wasserstrahl bestimmenden Düsenquerschnitt sich ein diffuser, konischer Teil über die Höhe des Düsenloches anschließt, auch um den gebildeten Wasserstrahl auf dem Wege zum Ende des Loches nicht durch Reibung an den Wan dungen des Loches aufzureißen. Die Löcher werden aufgrund des von der Praxis im mer höher gewünschten Wasserdruckes und auch wegen der ständigen Abrasion schnell in den Randbereichen unsauber. Dies erzeugt unscharfe, unrunde Wasser strahlen, die nur eine unbefriedigende Energie in die dynamische Behandlung der Warenbahn bringen.A nozzle strip is e.g. B. is known from EP-A-0 725 175. It extends over a large working width and is generally made of a thin sheet of stainless steel with z. B. mechanically produced holes. This jet strip or the one in These holes have been tried and tested over and over again improved geometry, which is very expensive in the manufacturing process. The wall of the individual nozzle holes up to 0.1 mm in diameter must be extremely smooth, which is why the holes are drilled or punched. The geometry of the holes is from of particular importance for the formation of the water jet, which is why in general behind a nozzle cross section that determines the water jet, there is a diffuse, conical part over the height of the nozzle hole, also around the formed Water jet on the way to the end of the hole does not rub against the tub openings of the hole. The holes are cut due to the practice in the desired higher water pressure and also because of the constant abrasion quickly dirty in the edge areas. This creates blurry, out-of-round water radiate only an unsatisfactory energy in the dynamic treatment of the Bring goods web.

In der DE-A-199 41 729 ist ein Düsenkörper beschrieben, von dem die Erfindung aus geht. Es ist dort vorgeschlagen worden, den Düsenstreifen oder den einzelnen Düsen körper, also die das Düsenloch bildenden Wandungen aus einem besonders ver schleißfesten Material wie Hartmetall, Keramik, Saphir oder einem solchen zu bilden, der die gleichen oder ähnliche physikalische Eigenschaften hat. Es war daran gedacht, den Düsenstreifen wie bekannt aus einem Edelstahl herzustellen und mit Löchern für den Durchtritt der Wasserstrahlen zu versehen. Die Bildung der Wasserstrahlen sollte jedoch durch eine Wandung, durch ein Material erfolgen, das besonders verschleißfest ist. Dazu wurde Hartmetall, Keramik oder ein Saphir gefunden.DE-A-199 41 729 describes a nozzle body from which the invention is based goes. It has been suggested there, the nozzle strip or the individual nozzles body, i.e. the walls forming the nozzle hole from a particularly ver to form wear-resistant material such as hard metal, ceramic, sapphire or such, that has the same or similar physical properties. It was thought to manufacture the nozzle strip as known from a stainless steel and with holes for to provide the passage of the water jets. The formation of the water jets should however, through a wall, through a material that is particularly wear-resistant is. For this, hard metal, ceramic or a sapphire was found.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen Düsenkörper, einen Düsen streifen zu entwickeln, in dem die exakt ausgebildeten, über die wirksame Länge äußerst glatten Düsenlöcher erzeugbar sind, deren den Wasserstrahl bildende Kanten oder Flächen auch nach längerer Benutzungsdauer scharfkantig und glatt verbleiben.The invention is also based on the object of a nozzle body, a nozzle to develop strips in which the precisely trained, over the effective length extremely smooth nozzle holes can be produced, the edges of which form the water jet or surfaces remain sharp-edged and smooth even after a long period of use.

Ausgehend von einem Düsenkörper anfangs genannter Art, wird die Lösung des Pro blems darin gesehen, dass die in der älteren Anmeldung vorgesehene Beschichtung aus einer diamantähnlichen Kohlenstoffschicht (DLC) besteht. Derartige verschleiß feste und reibungsmindernde amorphe Kohlenstoffschichten sind zur Oberflächenver edelung an Außenflächen von zu beanspruchenden Gegenständen bekannt. Hier ist z. B. die verschleißfeste Beschichtung der Dorne zu erwähnen, die für die ziehende Her stellung von Kupferrohren benötigt werden. Die Verwendung dieser Beschichtungs technik ist aber mit Vorteil auch auf die Herstellung von verschleißfesten Düsenlöchern anwendbar wie sie für die Wasserstrahlverfestigung von anfangs aufgezählten Gütern nötig ist.Starting from a nozzle body of the type mentioned initially, the solution of the Pro blems seen that the coating provided in the earlier application consists of a diamond-like carbon layer (DLC). Such wear solid and friction-reducing amorphous carbon layers are used for surface ver Finishing known on the outer surfaces of objects to be claimed. Here is z. B. to mention the wear-resistant coating of the mandrels for the pulling Her position of copper pipes are required. The use of this coating However, technology is also advantageous for the production of wear-resistant nozzle holes applicable as for the hydroentanglement of initially listed goods is necessary.

Die Herstellung einer DLC Beschichtung kann mittels einer unselbständigen Kohlen wasserstoff-Gleichstromentladung in einer Glühkathoden-Anodengitter Anordnung er zeugt werden. Es ist dazu eine prozessgesteuerte Plasma Beschichtungseinrichtung notwendig, der der Kohlenstoff als Kohlenwasserstoffgas zugeführt wird. Beim Betrei ben der Beschichtungseinrichtung wird mittels Glühkathode und Anodengitter eine un selbständige Kohlenwasserstoff Gasentladung gezündet. Die im Entladungsplasma entstehenden positiven, kohlenwasserstoffhaltigen Ionen werden unter elektrischer Feldeinwirkung auf die zu veredelnden Flächen beschleunigt und bilden dort gemein sam mit neutralen und angeregten Molekülen und deren Fragmenten die DLC-Schicht. Vor der eigentlichen Beschichtung erfolgt eine intensive Ionenätzung der zu be schichtenden Flächen z. B. mit Krypton.The production of a DLC coating can be done using a dependent carbon Hydrogen direct current discharge in a hot cathode anode grid arrangement be fathered. For this purpose, it is a process-controlled plasma coating device necessary to which the carbon is supplied as a hydrocarbon gas. At the petting ben of the coating device is a un by means of a hot cathode and anode grid independent hydrocarbon gas discharge ignited. The one in the discharge plasma Resulting positive, hydrocarbon-containing ions are under electrical Field impact on the surfaces to be refined accelerates and forms there together sam with neutral and excited molecules and their fragments the DLC layer. Before the actual coating, an intensive ion etching takes place layered surfaces z. B. with krypton.

Die Beschichtung aus dem diamantähnlichen Kohlenstoff kann nun nur dort erfolgen oder vorhanden sein, wo der Wasserstrahl geformt wird, also an den Ringkanten oder an der Innenfläche des einzelnen Loches oder über die ganze Fläche des Düsenstrei fens, jedenfalls soweit er für die Düsenlöcher benötigt wird.The coating of the diamond-like carbon can now only be done there or be present where the water jet is formed, i.e. at the ring edges or on the inner surface of the single hole or over the entire surface of the nozzle line fens, at least as far as it is needed for the nozzle holes.

Ein Düsenbalken zur Herstellung der Wasserstahlen ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt. Die Figuren zeigen zunächst einen Schnitt quer durch einen Düsenbalken, wie er in der EP 0 725 175 offenbart ist, und dann nur die Draufsicht auf einen Düsen streifen mit einzelnen Düsenkörpern.A nozzle bar for the production of the water steels is exemplary in the drawing shown. The figures first show a section across a nozzle bar, as disclosed in EP 0 725 175, and then only the top view of a nozzle streak with individual nozzle bodies.

Das Gehäuse des Düsenbalkens besteht aus einem Oberteil 1, das mit dem Unterteil 2 vielfach über die Länge durch die Schrauben 3 von unten verschraubt ist. Das Oberteil 1 weist längs zwei Bohrungen 4 und 5 auf, von denen die obere die Druckkammer 4 und die untere die Druckverteilkammer 5 ist. Beide Kammern sind an der einen Stirn seite offen und wieder durch Deckel flüssigkeitsdicht verschraubt. Die beiden Kam mern 4 und 5 sind durch eine Zwischenwandung voneinander getrennt. Über die Länge des Düsenbalkens verbinden eine große Anzahl von Durchflussbohrungen 9 in der Zwischenwandung die beiden Kammern, so dass die in die Druckkammer 4 einströ mende Flüssigkeit gleichmäßig verteilt über die Länge in die Druckverteilkammer 5 ausströmt, in der zusätzlich an Halterungen 21 ein Prallkörper 20 gehalten ist. Die Druckverteilkammer ist nach unten offen, und zwar durch den gegenüber dem Durch messer der Bohrung der Druckverteilkammer 5 schmalen Schlitz 10, der sich ebenfalls über die Länge des Balkens erstreckt.The housing of the nozzle bar consists of an upper part 1 , which is screwed to the lower part 2 many times over the length by the screws 3 from below. The upper part 1 has two bores 4 and 5 , the upper of which is the pressure chamber 4 and the lower one the pressure distribution chamber 5 . Both chambers are open on one end and screwed tight again through the cover. The two chambers 4 and 5 are separated from one another by an intermediate wall. Over the length of the nozzle beam to connect a large number of flow holes 9 in the intermediate wall, the two chambers so that the einströ-inhibiting fluid into the pressure chamber 4 evenly distributed over the length in the pressure distribution chamber 5 flows out, held in the addition of brackets 21, a baffle 20 is. The pressure distribution chamber is open at the bottom, namely through the narrow compared to the diameter of the bore of the pressure distribution chamber 5 slot 10 , which also extends over the length of the bar.

Gemäß der Figur ist das Oberteil 1 mit dem Unterteil 2 fest und flüssigkeitsdicht ver schraubt. Die Dichtigkeit wird durch den O-Ring 11 bewirkt, der in einer Ringnut des Oberteils 1 einliegt. In der Mitte zwischen dem O-Ring 11 umschließt den Schlitz 10 einen Federvorsprung 23, der in einer entsprechenden Nut 24 des Unterteils 2 einge passt ist und für den O-Ring 12 eine Reparaturnut 26 aufweist, dessen Außenränder 25 gegen den Rand des Düsenstreifens 14 gerichtet sind. In dem Boden der Nut 24 des Unterteils 2 ist wiederum eine Ringnut eingebracht, in der der O-Ring 12 zur Ab dichtung des Düsenstreifens 14 einliegt. In einer Linie unterhalb der Flüssigkeits durchflussbohrungen 9 und des Schlitzes 10 ist im Unterteil 2 ebenfalls ein Schlitz 13 eingebracht, der in seinem oberen Bereich nur sehr schmal ist und nur wenig mehr als die Breite der wirksamen Düsenöffnungen des Düsenstreifens 14 offen lässt.According to the figure, the upper part 1 with the lower part 2 is screwed tight and liquid-tight ver. The tightness is brought about by the O-ring 11 , which lies in an annular groove in the upper part 1 . In the middle between the O-ring 11 10 surrounds the slot has a spring tab 23 which is in a corresponding groove 24 of the base 2 is fitted and a repair groove having for the O-ring 12 26, whose outer edges 25 against the edge of the nozzle strip 14 are directed. In the bottom of the groove 24 of the lower part 2 , an annular groove is again introduced, in which the O-ring 12 for sealing the nozzle strip 14 lies. In a line below the liquid flow bores 9 and the slot 10 , a slot 13 is also introduced in the lower part 2 , which is only very narrow in its upper region and leaves little more than the width of the effective nozzle openings of the nozzle strip 14 open.

Die Figur ist hier nur im Zusammenhang mit der Lagerung des Düsenstreifens, oder Düsenkörpers von Bedeutung. Der Düsenbalken kann auch ganz anders aussehen, nämlich wie er z. B. in der DE-A-199 21 694 offenbart ist.The figure here is only in connection with the storage of the nozzle strip, or Nozzle body of importance. The nozzle bar can also look very different, namely how he z. B. is disclosed in DE-A-199 21 694.

Der Düsenstreifen 14 hat eine gewisse Breite, die für die Aufnahme der Düsenlöcher 30 und für die Lagerung oberhalb des O-Rings 12 notwendig ist. Sind Düsenkörper als Einzelteil 31 hergestellt und auf dem Düsenstreifen 14 gelagert, dann sind sie in ein zelnen Ausnehmungen eines die Düsenkörper 31 aufnehmenden Materials gehalten.The nozzle strip 14 has a certain width, which is necessary for receiving the nozzle holes 30 and for storage above the O-ring 12 . If nozzle bodies are produced as individual parts 31 and are mounted on the nozzle strip 14 , then they are held in individual recesses of a material which accommodates the nozzle bodies 31 .

Claims

1. Nozzle body in a nozzle strip for the production of the finest liquid jets for the dynamic jet interlacing of endless or finite fibers in webs of chemical and / or natural fibers in nonwovens, tissue, woven or knitted fabrics, which preferably extend in a cross-direction to the leading web, The length of the nozzle bar corresponding to the width of the material web is stored in a liquid-tight manner, a liquid pressure of up to 1000 bar and more being generated in the nozzle bar, which presses the nozzle strip against a wall of the nozzle bar provided with a through-flow slot, whereby in the from a As far as possible refined steel manufactured nozzle strips for generating the liquid jets, a plurality of holes arranged close to one another, the smallest in diameter are made and the nozzle strip or only the individual nozzle body is coated with a more wear-resistant layer, characterized in that d he coating consists of a diamond-like carbon layer (DLC).

2. Nozzle body according to claim 1, characterized in that the nozzles jet-forming ring edge of the individual nozzle hole made of a diamond-like Carbon layer (DLC) exists.

3. Nozzle body according to claim 1 or 2, characterized in that the surface the hole geometry of the individual nozzle hole from a diamond-like Koh lenstoffschicht (DLC) exists.

4. Nozzle body according to claims 1-3, characterized in that the individual Hole in the nozzle strip or the effective part of the nozzle strip as a whole is coated with a diamond-like carbon layer (DLC).

5. Nozzle body according to claim 1 to 4, characterized in that it these nozzle bodies are taken as a single part is formed in a nozzle strip (14) (31), over the length of the nozzle steifens (14) on that a plurality, and this nozzle body at least but the ring opening forming the nozzle hole is coated with a diamond-like carbon layer (DLC).

6. Nozzle body according to one of claims 1 to 5, characterized in that the respective nozzle hole ( 30 ) is subsequently introduced into the diamond-like carbon layer (DLC) or is subsequently processed in its effective cross section.

7. Nozzle body according to one of claims 1-9, characterized in that the Thickness of the coating on the ring forming the water jet or on the Edge of the nozzle hole is 0.01-10 microns, preferably 1-6 microns.