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Die
Erfindung betrifft eine Präparationsvorrichtung zum Präparieren
eines Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Präparationsvorrichtung
welchen insbesondere bei der Verarbeitung von multifilen Fäden
eingesetzt, um einen Fadenschluss herzustellen. Hierzu werden die
Faden über eine mit Präparation benetzte Oberfläche
geführt, wobei die Oberfläche feststehend ist
oder die Mantelfläche einer in einem Präparationsbad
laufenden Walze darstellt. Ebenfalls ist es bekannt, die Präparation
mit Hilfe von Düsen direkt auf den Faden aufgetragen.
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Als
Präparation wird Öl oder eine Öl-Wasser-Emulsion
eingesetzt. Der Vorteil der Emulsion ist, dass hier ein größeres
Volumen auf den Faden aufgetragen werden kann, was zu einem gleichmäßigeren
Auftrag führt. Der Nachteil ist jedoch, dass der Wasseranteil
im Laufe der nachfolgenden Fadenbehandlung entfernt werden muss.
Dies erfolgt in der Regel durch beheizte Fadenbehandlungseinrichtungen.
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Somit
ist der ansich bevorzugte Einsatz von Öl mit der Problematik
behaftet, dass die Auftragsgleichmäßigkeit nur
sehr schwer prozesssicher gewährleistet werden kann.
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In
der Patentanmeldung
WO 01/51691 wird eine
Vorrichtung zum Präparieren eines Fadens gezeigt, bei der
der laufende Faden durch eine mit Präparation, beispielsweise Öl
gefüllte Kammer geführt wird. Abdichtungsmittel
am Fadenein- und -auslass verhindern den Austritt der Präparation.
Weiterhin wird vorschlagen, innerhalb der Kammer die Präparation
entgegen der Fadenlaufrichtung zu fördern.
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In
der Patentanmeldung
WO
2005/098104 A1 sowie in der Patentschrift
EP 1 472 400 B1 werden Präparationsvorrichtungen
gezeigt, bei der die Präparation einseitig oder mehrseitige
auf den Faden aufgespritzt wird. Anschließend wird in der
WO 2005/098104 A1 der
Faden durch eine Verwirbelungseinrichtung geführt, wodurch
die Präparation gleichmäßig über
den Faden verteilt werden kann. Dabei wird überschüssige
Präparation ab- und wieder zurückgeführt.
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Die
Patentanmeldung
WO
90/15174 A1 stellt hingegen eine Präparationsvorrichtung
vor, bei der der durchlaufende Faden mittels zweier den Faden umschließenden
Injektoren von einer Mantelströmung mit Präparation
umgeben wird.
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Der
Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Präparationsvorrichtungen
ist, dass entweder eine exakte Dosierung des Präparationsauftrages
nicht gewährleistet ist oder dass die gleichmäßige
Auftragung der Präparation nicht gewährleistet ist.
Dieser Nachteil tritt insbesondere dann zu Tage, wenn ein gleichmäßiger
und zugleich sparsamer Präparationsauftrag gefordert ist.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Präparationsvorrichtung
bereit zu stellen, die einen dosierbaren und die auch bei geringeren
Mengen gleichmäßigen Präparationsauftrag
gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Präparationsvorrichtung gelöst,
bei der mehrere um den Faden herum angeordneten Düsen mit
einem Fadenkanal in der Weise zusammenwirken, dass die Präparation
in den Fadenkanal hinein und entgegen der Fadenlaufrichtung auf
den Faden aufgespritzt wird. Die gleichmäßige
Verteilung wird dadurch erreicht, dass die Präparation
in den Spalt zwischen Faden und Fadenkanal gespritzt wird und sich
dort verteilt. Durch in die Ausrichtung der Düsen entgegen
der Fadenlaufrichtung wird erreicht, dass die den Faden beim Durchlauf
des Fadenkanals begleitende Luftströmung abgestreift wird,
so dass die Präparation den Faden auch tatsächlich
trifft. Der Einsatz mehrerer Düsen stellt sicher, dass
der Faden von mehreren Seiten präpariert wird. Die Gleichmäßigkeit
der Präparation nimmt mit der Anzahl der Düsen
zu. Ein aus wirtschaftlicher Sicht vorteilhaftes Optimum findet sich
zwischen zwei und vier Düsen.
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Bevorzugt
ist die in Richtung des Fadens wirkende Komponente der Austragsrichtung,
die durch eine Projektion auf eine Ebene, die von dem Fadenlauf
und der Öffnung der Düse aufgespannt wird, dargestellt
wird, kleiner 40°, besonders bevorzugt kleiner 20°.
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In
einer alternativen Ausführungsform kann die Austrittsrichtung
der Düsen auch in Fadenlaufrichtung ausgerichtet sein.
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Der
den Fadenlauf umschließende Fadenkanal ist in einer vorteilhaften
Variante ein den Faden rohrförmig geschlossener Kanal.
Bevorzugt ist dabei der Fadenkanal zu den Düsen hin ausgeweitet.
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Besonders
bevorzugt weisen die Düsen dabei eine zusätzliche
zeitliche Ausrichtung auf, die senkrecht zu der oben beschriebenen
zwischen Fadenlaufrichtung und Düsenöffnung aufgespannte Ebene
ausgerichtet ist. In Zusammenspiel mit dem geschlossenen Fadenkanal
führt dies zu mehreren Präparationsstrahlen, die
in Form einer sich verjüngenden Helix beziehungsweise konischen
Spirale auf den Faden gespritzt werden.
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Der
Drallwinkel ist dabei größer 0°, besonders
bevorzugt größer 20° und hängt
ab von der Geometrie des Fadenkanals und der Düsen.
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Da
die Verteilung der Präparation durch die vorgenannten Merkmale
besonders gleichmäßig ist, wird in einer alternativen
preisgünstigen Ausführungsform die Präparation
von nur einer Düse aufgespritzt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Präparationsvorrichtung
sieht eine Umhüllung vor, die den Fadenkanal und das Auftragsmittel,
welches die Düsen entfällt, umschließt.
Besonders bevorzugt ist die Umhüllung mit einer Heizvorrichtung
verbunden, die die Beheizung der Präparationsvorrichtung
ermöglicht.
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Eine
weitere Steigerung der Gleichmäßigkeit des Präparationsauftrages
wird durch eine auf der Fadenausgangsseite mit der Präparationsvorrichtung
verbundene Verwirbelungseinrichtung erreicht. Dabei ist es nicht
notwendigerweise erforderlich, dass die Verwirbelungseinrichtung
direkt mit den anderen Bestandteilen der Präparationsvorrichtung
verbunden ist, erfindungsgemäß kann die Verwirbelungseinrichtung
auch in einen gewissen Abstand und außerhalb der Umhüllung
hinter dem Fadenkanal und dem Auftragsmittel angeordnet sein.
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Ein
Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Hinweis auf
die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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Es
stellen dar:
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1:
Den Schnitt durch die erfindungsgemäße Präparationsvorrichtung,
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2:
die Ansicht des Austragmittelkörpers in Fadenlaufrichtung.
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1 stellt
im Schnitt die erfindungsgemäße Präparationsvorrichtung
dar. Der in Fadenlaufrichtung 5 laufende Faden 1 wird
durch eine Fadenöffnung 21 in die Umhüllung 12 der
Präparationsvorrichtung geführt. Die Präparationsvorrichtung
enthält einen Fadenkanalkörper 15 mit
einem Fadenkanal 2, durch den der Faden 1 geführt
wird. Hinter dem Fadenkanalkörper 15 schließt
sich das Auftragsmittel 3 an, durch das die Präparation
ausgetragen und auf den Faden aufgebracht wird. Das Auftragsmittel 3 enthält
mehrere in dem Austragmittelkörper 16 vorgesehene
Düsen 4, die auf den Umfang verteilt um den Faden 1 angeordnet
sind. Die Düsen 4 sind über einen Ringkanal 17 mit
der Präparationsmittelzuführung 22 verbunden,
durch die die Präparation mittels einer hier nicht dargestellten
Pumpe unter Druck zu den Düsen 4 gefördert
wird. Der Fadenkanalkörper 15 und der Austragmittelkörper 16 sind
von einem Träger 18 gehalten, der über
einen hier nicht dargestellte Verbindung die Bauteile fixiert. Ebenfalls
nicht dargestellt ist ein Hilfsmittel zum Einlegen des Fadens 1.
Hierher kommen aus dem Stand der Technik grundlegend bekannte Lösungen
wie einen Einlegeschlitz oder einen Teilung der Körper
infrage. Umgeben ist der Fadenkanalkörper und der Austragmittelkörper
von einer Umhüllung 12, die mittels einer Heizeinrichtung 13 beheizbar
ist. Zusätzlich dient die Umhüllung 12 dem
Auffangen überschüssiger, nicht vom Faden 1 aufgenommener
Präparation, und die über eine Präparationsmittelrückführung
abgeführt wird. Idealerweise wird die überschüssige
Präparation dem System wieder zuführt.
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Die
Auftragsrichtungen 8 der Düsen 4 weisen
unter spitzem Winkel in Richtung des Fadens 1 und entgegen
der Fadenlaufrichtung 5. Eine in 2 gezeigte
und in 1 mit der Zeichenebene zusammen fallende Ebene 7 wird
durch den Lauf des Fadens 1 und der Öffnung 6 der
Düse 4 für jede der Düsen 4 aufgespannt.
Die auf diese jeweilige Ebene 7 projizierte Austragsrichtung 8 der
Düse 4 weist eine Komponente 9 auf, die
in einem spitzen Auftragswinkel 10 zum Fadenlauf auf den
Faden 1 gerichtet ist.
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2 stellt
die in Fadenlaufrichtung gesehene Ansicht des Austragmittelkörpers 16 dar.
Die Fadenlaufrichtung 5 weist in die Zeichenebene hinein. Die Öffnungen 6 der
Düsen 4 sind auf dem Umfang gleichmäßig
verteilt. Die Austragsrichtung 8 der Düsen 4 weist
eine hier sichtbare Komponente senkrecht zur Ebene 7 der
jeweiligen Düse 4 auf, die durch den Drallwinkel 11 bewirkt
wird. Ebenfalls zu sehen ist in 2 der Ringkanal 17,
durch den die Düsen 4 mit Präparation
versorgt werden. Der Einlegeschlitz 24 ermöglicht
das Einlegen des Fadens 1.
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Der
Drallwinkel der Düsen 4 bewirkt in Verbindung
mit dem Fadenkanal 2, insbesondere mit der trichterförmigen
Ausbildung des dem Austragmittelkörper 16 zugeordneten
Endes des Fadenkanals 2, dass die aus den Düsen 4 austretenden
Präparationsstrahlen in Form einer konischen Helix auf
den Faden 1 geführt werden. Hierdurch wird eine
besonders gleichmäßige Benetzung des Fadens 1 erreicht.
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In
diesen Beispiel sind drei Düsen 4 dargestellt.
Diese Anzahl ermöglicht eine besonders gleichmäßige
Benetzung des Fadens 1 mit Präparation von allen
Seiten. Eine höhere Anzahl von Düsen 4 wird
das Ergebnis der Benetzung nicht weiter verbessern. Abhängig
von der die geometrischen Gestaltung ist es auch möglich,
die Anzahl der Düsen 4 zu verringern. Insbesondere
ist es möglich, bei optimaler Ausbildung der konischen
Helix die Anzahl bis auf eine Düse 4 zu verringern.
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Zurückkommend
und auf 1 ist in Fadenlaufrichtung hinter
dem Auftragsmittel 3 eine Verwirbelungseinrichtung 14 mit
einem Verwirbelungskanal 19 und einen Luftkanal 20 angeordnet,
in der der mit Präparation benetzte Faden 1 verwirbelt
wird, wobei die Präparation zusätzlich auf den
Filamenten des Fadens 1 verteilt wird. Die Verwirbelungseinrichtung 14 muss
nicht notwendigerweise mit der Umhüllung 12 oder
anderen Bestandteilen verbunden sein, sondern kann auch in einem
gewissen Abstand dahinter angeordnet sein.
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- 1
- Faden
- 2
- Fadenkanal
- 3
- Austragsmittel
- 4
- Düse
- 5
- Fadenlaufrichtung
- 6
- Öffnung
der Düse
- 7
- Ebene
- 8
- Austragsrichtung
- 9
- Komponente
- 10
- Austragswinkel
- 11
- Drallwinkel
- 12
- Umhüllung
- 13
- Heizeinrichtung
- 14
- Verwirbelungseinrichtung
- 15
- Fadenkanalkörper
- 16
- Austragmittelkörper
- 17
- Ringkanal
- 18
- Träger
- 19
- Verwirbelungskanal
- 20
- Luftkanal
- 21
- Fadenöffnung
- 22
- Präparationsmittelzuführung
- 23
- Präparationsmittelrückführung
- 24
- Einlegeschlitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 01/51691 [0005]
- - WO 2005/098104 A1 [0006, 0006]
- - EP 1472400 B1 [0006]
- - WO 90/15174 A1 [0007]