DE10150357A1

DE10150357A1 - Garnbehandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10150357A1
Application number: DE2001150357
Authority: DE
Inventors: Marcus Keulen
Original assignee: DO CERAM INGENIEURKERAMIK GmbH
Current assignee: DO CERAM INGENIEURKERAMIK GmbH
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2003-04-17
Also published as: WO2003033788A2; AU2002349330A1; WO2003033788A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Garnbehandlungsvorrichtung, insbesondere für die Lufttexturierung von Filamentgarn, mit mindestens einem Garnkanal (4), dessen Innenwand einen Garnführungsbereich aufweist, an welchem das Garn (7) bei seinem Durchtritt durch den Garnkanal (4) anliegt. DOLLAR A Um bei einer derartigen Garnbehandlungsvorrichtung Wandhafteffekte zwischen dem Garn (7) und dem Garnführungsbereich des Garnkanals (4) zu vermindern, schlägt die Erfindung vor, daß die Innenwand des Garnkanals (4) im Garnführungsbereich mit mindestens zwei in den Kanalquerschnitt vorstehenden Vorsprüngen (8) versehen ist, an welchen das durchtretende Garn (7) derart anliegt, daß es zwischen den Vorsprüngen in einem engen Abstand zur Innenwand des Garnkanals (4) gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Garnbehandlungsvorrichtung, insbesondere für die Lufttexturierung von Filamentgarn, mit mindestens einem Garnkanal, dessen Innenwand einen Garnführungsbereich aufweist, an welchem das Garn bei seinem Durchtritt durch den Garnkanal anliegt.
Bei nach dem Stande der Technik bekannten Garnbehandlungsvorrichtung der genannten Art besteht die Innenwand des Garnkanals aus besonders verschwleißfestem Material, z. B. aus hochverschleißfester Keramik. Um eine möglichst geringe Durchtrittsreibung zu erzielen, ist die gesamte Innenwand des Garnkanals glatt poliert ausgebildet und hat keine in den Garndurchtrittsbereich vorstehende Vorsprünge.
Es ist bekannt, daß insbesondere bei einer sehr hohen Durchtrittsgeschwindigkeit des Garnes Wandhafteffekte auftreten können. Diese Wandhafteffekte sind insbesondere bei glatt polierten Oberflächen zu beobachten und beruhen auf Adhäsion und sich ausbildenden elektrostatischen Aufladungen. Besonders intensiv sind die Wandhafteffekte bei Glattgarnen, bei welchen die Filamente völlig gradlinig verlaufen, bei Mikrofilamenten mit dtx < 1 sowie bei Garngeschwindigkeiten von über 7.000 pro m/min.
Die Wandhafteffekte führen zu einer überhöhten Reibung und im schlimmsten Fall zu Filamentbrüchen.
Man hat bereits versucht, diesen Wandhafteffekten dadurch zu begegnen, daß der mit dem Garn in Berührung kommende Garnführungsbereich mit Mikroporen versehen wird, was zum sogenannten Orangenhauteffekt führt. Es hat sich aber herausgestellt, daß diese Mikroporen von dem durchtretenden Garn außerordentlich schnell wegpoliert werden, so daß sich die unerwünschten Wandhafteffekte meistens nach kurzer Betriebszeit wieder einstellen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Garnbehandlungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die unerwünschten Wandhafteffekte so gut wie möglich vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend vom Stand der Technik der eingangs genannten Art vor, daß die Innenwand des Garnkanals im Garnführungsbereich mit mindestens zwei in den Kanalquerschnitt vorstehenden Vorsprüngen versehen ist, an welchen das durchtretende Garn derart anliegt, daß es zwischen den Vorsprüngen in einem engen Abstand zur Innenwand gehalten wird.
Bei der Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird die Berührungsfläche zwischen dem Garn und der Innenwand des Garnkanals auf ein Minimum reduziert. Dementsprechend werden die oben erläuterten Wandhafteffekte reduziert, und zwar auf ein Maß, welches für den Durchtritt des Garnes absolut unschädlich ist. Da die Berührungsflächen zwischen Garn und Kanalwand besonders klein sind, ist allerdings der Verschleiß an den Berührungsstellen intensiver. Dieser Umstand wirkt sich bei den heute zur Verfügung stehenden hochwertigen Materialien aber kaum noch negativ aus. Wegen der Minimierung des Wandhafteffektes sind die Standzeiten bei den Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung sogar größer, als bei den nach dem Stand der Technik bekannten Garnführungsvorrichtungen, bei denen allerdings wegen der Wandhafteffekte noch Beschädigungen des durchtretenden Garnes zu befürchten sind, nämlich Filamentbrüche.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß im Garnführungsbereich eine große Zahl von in den Kanalquerschnitt vorstehenden Vorsprüngen vorgesehen ist, an denen das Garn bei seinem Durchtritt durch den Garnkanal anliegt. Hierdurch wird entlang dem Garnführungsbereich eine große Zahl von mit Abstand zueinander angeordneten Berührungsstellen geschaffen, so daß der Verschleiß besser verteilt wird und die Standzeit entsprechend verlängert wird, ohne daß die oben erläuterten Wandhafteffekte auftreten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß sich zwischen den aufeinander folgenden Vorsprüngen Vertiefungen befinden, in denen sich das von dem durchlaufenden Filamentgarn abgestreifte Spinnöl sammeln kann, um anschließend von dem durchlaufenden Garn wieder aufgesogen zu werden. Die Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung hat also den besonderen Vorteil, daß von dem durchlaufenden Garn weniger Spinnöl abgestreift wird. Das ist insofern von Bedeutung, als in den nachgeschalteten Prozessen die Anwesenheit von Spinnöl nützlich oder sogar erforderlich ist.
Die Vorsprünge sind zweckmäßig als quer zur Kanalachse verlaufende Rippen ausgebildet. Das hat den Vorteil, daß sich über die gesamte Breite des Kanals gleichartige Führungseigenschaften ergeben.
Um zu erreichen, daß die Rippen das durchlaufende Garn etwa in der Mitte des Kanals halten, ist weiterhin vorgesehen, daß die Rippen in Draufsicht bogenförmig gekrümmt sind. Hierdurch erteilen die Rippen dem über sie gleitenden Garn eine in die Mitte des Kanals gerichtete, zusätzliche Führung.
Alternativ können die Rippen in Durchlaufrichtung des Garnes und in Draufsicht gesehen abwechselnd nach rechts und links geneigt verlaufen. Hierdurch erfährt das Garn an jeder Rippe eine zur Seite gerichtet eine Führungskraft, deren Richtung sich von Rippe zu Rippe an jeder Rippe umkehrt. Auch hierdurch wird das Garn im Ergebnis etwa in der Mitte des Führungskanals gehalten.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Vorsprünge jeweils im Scheitel leicht abgerundet ausgebildet sind. Hierdurch wird verhindert, daß das Garn oder einzelne Filamente des Garnes an den Vorsprüngen hängen bleiben. Das Garn verläuft tangential zu den Abrundungen und berührt somit die einzelnen Vorsprünge etwa punktförmig, wodurch jedwede Wandhaftung zuverlässig vermieden wird.
Eine Alternative hierzu sieht vor, daß die Vorsprünge im Scheitelbereich jeweils eine in Garndurchlaufrichtung verlaufende Abflachung aufweisen. Diese Abflachungen sind in Garndurchlaufrichtung allerdings so kurz, daß sich Wandhafteffekte nicht ausbilden können. Sie bieten dem durchtretenden Garn allerdings größere Stützflächen, wodurch der Verschleiß minimiert und die Standzeit der Garnbehandlungsvorrichtung verbessert wird.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß in der Mitte des Garnführungskanals eine im wesentlichen quer zur Kanallängsachse verlaufende Blasdüse einmündet. Mit dieser Blasdüse ist es möglich, das durch die Garnbehandlungsvorrichtung durchtretende Garn, z. B. mit Druckluft, zu verwirbeln und dadurch zu texturieren. Dabei erteilten die in den Kanalquerschnitt vorstehenden Vorsprünge der durch den Kanal abströmenden Druckluft zusätzliche Umlenkungen, wodurch der Verwirbelungseffekt verbessert wird.
Zweckmäßig mündet die Blasdüse im Bereich zwischen zwei Vorsprüngen aus. Hierdurch wird erreicht, daß das durchlaufende Garn der Blasdüse gegenüberliegend frei im Raum liegt und durch den Blasstrahl und durch die vom Blasstrahl verursachten Strömungswirbel in Schwingung versetzt werden kann. Außerdem können die entlang der Innenwand des Garnkanals verlaufenden Wirbel das zwischen den Vorsprüngen mit Abstand zur Wand verlaufende Garn untergreifen, was sich ebenfalls günstig auf den Verwirbelungseffekt auswirkt.
Alternativ kann die Blasdüse auch im abgeflachten Scheitelbereich eines Vorsprunges ausmünden. In diesem Fall ist das durchlaufende Garn in unmittelbarer Nachbarschaft der Blasdüse geführt und kann dementsprechend weniger frei schwingen. Das kann vorteilhaft sein, wenn aufgrund von besonderen Eigenschaften des Garnes die oben erwähnten Schwingungen unerwünscht sind.
Durch die oben erläuterten verschiedenen Anordnungen der Blasdüse hat man es in der Hand durch eine entsprechende Ausgestaltung des Garnkanals, der Vorsprünge und der Düseneinmündung den besonderen Anforderungen des jeweiligen Garnes optimal Rechnung zu tragen.
Um die von der Blasdüse verursachten Wirbel entlang der Innenwand des Garnkanals zu führen ist vorgesehen, daß an der der Blasdüse gegenüberliegenden Kanalwand ein in Richtung der Kanalachse verlaufender, in die Mitte des Düsenstrahles ragender Strömungsteiler vorgesehen ist. Dieser Strömungsteiler teilt den Blasstrahl in zwei gegensätzlich drehende Wirbel, durch welche die eingeblasene Luft entlang den abgerundeten Kanalwandungen in den Garnführungsbereich zurückgeführt wird. Dort kann die eingeblasene Luft in den Bereichen, in denen das Garn zwischen zwei Vorsprüngen mit Abstand zur Wand verläuft, das durchlaufende Garn von unten erfassen und entsprechend besser verwirbeln.
Zweckmäßig sind die Wandungen des Stromteilers und die sich anschließenden Kanalwandungen dem Verlauf der beiden Wirbel folgend abgerundet ausgebildet. Hierdurch wird die eingeblasene Luft noch besser dem Garnführungsbereich zugeführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung in einer dritten Ausführungsform;
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Garnführungsvorrichtung einer Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung in einer vierten Ausführungsform;
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Garnführungsbereich einer Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung in einer fünften Ausführungsform;
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit einem der Einblasdüse gegenüberliegenden Stromteiler.
Die in der Zeichnung nur schematisch in ihren wesentlichen Teilen dargestellte Garnbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung weist einen aus hochverschleißfester Keramik bestehenden Kanalblock 1 und einen in Richtung des Doppelpfeiles 2 (in Fig. 2 dargestellt) verschiebbaren Deckblock 3 auf, der ebenfalls aus verschleißfester Keramik hergestellt ist.
In der Oberseite des Kanalblockes 1 befindet sich ein der Garnbehandlung dienender Garnkanal 4, der als Einformung in der Oberseite des Kanalblockes 1 ausgebildet ist und nach oben hin durch den aufliegenden Deckblock 3 abgeschlossen ist. Durch Verschieben des Deckblockes 3 nach links (in Fig. 2 dargestellt) in die Öffnungsstellung wird der Kanal 4 über seine gesamte Länge nach oben offengelegt, so daß das Garn von oben eingelegt werden kann. Zum Schließen des Garnkanals 4 wird sodann der Deckblock 3 wieder nach rechts in die Schließstellung verschoben.
In den Garnkanal 4 mündet etwa im Bereich von dessen Mitte eine mit Druckluft beaufschlagbare Blasdüse 5 ein, deren Druckluft das durch den Garnkanal durchtretende Filamentgarn verwirbelt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der am Boden des Garnkanals 4 befindliche Garnführungsbereich mit zwei in den Kanalquerschnitt vorstehenden Vorsprüngen 6 versehen, an welchen das durchtretende Garn 7 - in der Zeichnung in strichpunktierter Linie dargestellt - anliegt, und zwar derart, daß es im Bereich zwischen den beiden Vorsprüngen 6 in einem engem Abstand zur Kanalwand verläuft. Vor und hinter dem Garnkanal ist dsa Garn 7 durch entsprechende Garnführer so geführt, daß es an dem am Boden des Garnkanals 4 befindlichen Garnführungsbereich anliegt.
Die Vorsprünge 6 sind als quer zur Kanalachse verlaufende Rippen ausgebildet, die nach oben abgerundet ausgebildet sind. An den Abrundungen liegt das Garn 7 tangential, d. h. punktförmig an. Somit sind die zwischen der Wandung des Garnführungskanales 4 und dem Garn 7 auftretenden Wandhafteffekte auf ein absolutes Minimum reduziert.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 weist der in dem Kanalblock 1 ausgebildete Garnkanal 4 im Garnführungsbereich, d. h. am Boden des Garnkanals 4 eine große Zahl von mit verhältnismäßig engem Abstand zueinander angeordneten Vorsprüngen 8 auf, die ebenfalls als nach oben hin abgerundete Rippen ausgebildet sind.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind im Garnführungsbereich, d. h. am Boden des Garnkanals 4, in den Kanalquerschnitt vorspringende Vorsprünge 9 vorgesehen, die jeweils oben abgeflacht ausgebildet sind und zwischen denen muldenförmige Vertiefungen 10 angeordnet sind. Eine Besonderheit bei dieser Ausführungsform besteht noch darin, daß die Blasdüse 5 im abgeflachten Bereich eines solchen Vorsprunges 9 ausmündet. Das hat zur Folge, daß das Garn 7 hier in unmittelbarer Nachbarschaft der Blasdüse 5 an der Kanalwandung anliegt.
In Fig. 5 ist lediglich der Garnführungsbereich, d. h. der Boden des Garnkanals in Draufsicht dargestellt. Die in Fig. 5 dargestellten Vorsprünge 11 haben ebenfalls die Form von abgerundeten Rippen, die hier bogenförmig ausgebildet sind, wobei die Mitten der Bögen jeweils in der Mitte des Kanalbodens liegen. Durch diese bogenförmige Ausgestaltung der Vorsprünge erfährt der Faden 7 bei seinem Durchlauf durch den Garnführungskanal 4 eine Zentrierung. Außerdem erfährt die den Garnkanal 4 abströmende Druckluft entsprechende Umlenkungen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6, in der wiederum nur der als Garnführungsbereich dienenden Kanalboden dargestellt ist, verlaufenden die als Vorsprünge dienenden abgerundeten Rippen in Durchlaufrichtung des Garnes 7 und in Draufsicht gesehen abwechselnd nach rechts und nach links geneigt. Hierdurch erfährt das durchlaufende Garn 7 bei seinem Lauf über die aufeinanderfolgenden Vorsprünge 12 abwechselnd Führungskräfte nach rechts und links. Ebenso wird die den Garnkanal 4 durchströmende Druckluft abgelenkt.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist der Deckblock 3 an der der Blasdüse 5 gegenüberliegenden Seite mit einer in Richtung der Kanalachse verlaufenden, in die Mitte des Düsenstrahles ragenden Strömungsteiler 13 versehen. Dieser Strömungsteiler teilt den aus der Blasdüse 5 austretenden Druckluftstrahl in zwei gegenläufig rotierende Wirbel.
Dabei sind die Wandungen des Strömungsteilers 13 und die sich anschließenden Kanalwandungen des Garnkanals 4 dem Verlauf dieser Wirbel folgend abgerundet ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, daß die über die Blasdüse 5 eingeblasene Druckluft entlang den Kanalwandungen zum Boden des Garnkanals 4 zurückgeführt wird, wo sie das zwischen den Vorsprüngen freiliegende durchlaufende Garn 7 gut von unten erfassen kann.
Abweichend von den in der Zeichnung dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Erfindung auch für Garnführungskanäle ohne Blasdüse oder mit andersartig ausgebildeten Garnbehandlungseinrichtungen geeignet, und zwar überall dort, wo die oben erläuterten Wandhafteffekte vermieden werden sollen.

Claims

1. Garnbehandlungsvorrichtung, insbesondere für die Lufttexturierung von Filamentgarn, mit mindestens einem Garnkanal (4), dessen Innenwand einen Garnführungsbereich aufweist, an welchem das Garn (7) bei seinem Durchtritt durch den Garnkanal (4) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Garnkanals (4) im Garnführungsbereich mit mindestens zwei in den Kanalquerschnitt vorstehenden Vorsprüngen (6; 8; 9; 11; 12) versehen ist, an welchen das durchtretende Garn (7) derart anliegt, daß es zwischen den Vorsprüngen (6; 8; 9; 11; 12) in engem Abstand zur Innenwand gehalten wird.

2. Garnbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Garnführungsbereich eine große Zahl von in den Kanalquerschnitt vorstehenden Vorsprüngen (8; 9; 11; 12) vorgesehen ist, an denen das Garn (7) bei seinem Durchtritt in den Garnführungskanal (4) anliegt.

3. Garnbehandlungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6; 8; 11; 12) als quer zur Kanalachse verlaufende Rippen ausgebildet sind.

4. Garnbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (11) bogenförmig verlaufen.

5. Garnbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (12) in Durchlaufrichtung des Garnes (7) und in Draufsicht gesehen abwechselnd nach rechts und links geneigt verlaufen.

6. Garnbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6; 8; 11; 12) jeweils im Scheitelbereich abgerundet ausgebildet sind.

7. Garnbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (9) im Scheitelbereich jeweils eine in Garndurchlaufrichtung verlaufende Abflachung aufweisen.

8. Garnbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Garnführungskanals (4) eine im wesentlichen quer zur Kanallängsachse verlaufende Blasdüse (5) einmündet.

9. Garnbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasdüse (5) im Bereich zwischen zwei Vorsprüngen (6; 8; 9; 11; 12) ausmündet.

10. Garnbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasdüse (5) im abgeflachten Scheitelbereich eines Vorsprungs (9) ausmündet.

11. Garnbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der, der Blasdüse (5) gegenüberliegenden Kanalwand ein in Richtung der Kanalachse verlaufender, in die Mitte des Düsenstrahles ragender Strömungsteiler (13) vorgesehen ist.

12. Garnbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Strömungsteiler (13) und die sich anschließenden Kanalwandungen dem Verlauf der Wirbel folgend abgerundet ausgebildet sind.