-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verwirbeln eines Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus der
WO 2003/029539 bekannt.
-
Bei der Herstellung von synthetischen multifilen Fäden wird ein Faden aus einer Vielzahl von strangförmigen feinsten Filamenten gebildet. Ein derartig schmelzgesponnener Faden stellt ein Bündel einer Vielzahl von Filamentsträngen dar. Um einen Zusammenhalt der Filamentstränge für nachfolgende Verarbeitungsprozesse zu erhalten, wird der multifile Faden vorzugsweise mit einer Druckluft verwirbelt. Hierzu wird der Faden in einen Behandlungskanal geführt, in welchem die Druckluft durch eine Düsenbohrung im wesentlichen quer zur Fadenlaufrichtung eingeblasen wird. Dabei entstehen Verwirbelungen und Verflechtungen der Filamentstränge, die je nach Intensität der Druckluft zu sogenannten Tangleknoten führen. Je nach Verarbeitungsprozess wird dabei eine bestimmte Anzahl von Tangelknoten je Längeneinheit in dem Faden gewünscht, um einen sicheren Zusammenhalt der Filamentstränge zu gewähren. Hierbei besteht der Wunsch, die Tangelknoten auch bei größerer Anzahl mit möglichst geringem Überdruck der Druckluft erzeugen zu können. Die Einstellung höherer Betriebsüberdrücke besitzt grundsätzlich den Nachteil, dass ein hoher Verbrauch an Druckluft einsetzt.
-
Um die Tangleknoten in den Faden mit möglichst geringem Überdruck der Druckluft erzeugen zu können, ist bei der bekannten Vorrichtung ein zusätzlicher Sekundärluftstrom vorgesehen, der über eine zweite in der Prallplatte ausgebildeten Düsenbohrung in dem Behandlungskanal eingeblasen wird. Damit konnte zwar der absolute Wert des Überdruckes des Primärluftstromes vermindert werden, jedoch mit dem Nachteil, dass durch den Sekundärluftstrom ein weiterer Luftverbrauch der Druckluft erzeugt wird.
-
Darüberhinaus weist die bekannte Vorrichtung eine in dem Behandlungskanal mündende Entlastungsbohrung auf, die insbesondere die sich ausbildende Luftverwirbelung innerhalb des Behandlungskanals sowie den eintretenden Sekundärluftstrom beeinflussen soll.
-
Aus der
EP 0 465 407 A1 ist desweiteren eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Intensität der Knotenbildung durch besondere Formgestaltung des Behandlungskanals erzeugt wird. Hierzu ist der Behandlungskanal zwischen einer konkav gekrümmten Düsenplatte und einer konvex gekrümmten Prallplatte ausgebildet, so dass sich der Behandlungsquerschnitt jeweils zum Fadeneinlass und Fadenauslass vergrößert. Derartige Querschnittveränderungen beeinflussen zwar den Druckabfall innerhalb des Behandlungskanals, der sich insbesondere zum Fadeneinlass und Fadenauslass hin sehr stark vermindert, jedoch mit dem Nachteil, dass das schnelle Abfließen der Druckluft innerhalb des Behandlungskanals parallel zur Fadenlaufrichtung eine verminderte Verwirbelung der Filamentstränge erzeugt.
-
Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Verwirbelung eines multifilen Fadens der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden und dass pro Längeneinheit des Fadens eine intensive Verflechtung mit hoher Knotenhäufigkeit bei relativ niedrigem Überdruck der Druckluft erreichbar ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Entlastungsbohrung in der Prallplatte angeordnet ist und dass die Entlastungsbohrung in eine drucklose Umgebung mündet.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Knotenbildung in einem Faden beim Verwirbeln unmittelbar mit der Schwingbewegung des Fadens in dem Behandlungskanal zusammenhängt, wobei die Schwingbewegung im wesentlichen durch die Höhe des Betriebsüberdruckes der Druckluft bestimmt wird. Nun wurde festgestellt, dass die Verteilung der Druckluft innerhalb des Behandlungskanals einen Druckabfall bis hin zum Fadenauslass und Fadeneinlass derart initiiert, dass im Bereich der Düsenbohrung ein im Behandlungskanal anstehender Druck unmittelbar der einströmenden Druckluft der Düsenbohrung entgegensteht, so dass an dem Faden nur eine Druckdifferenz des eigentlichen Betriebsüberdruckes der Druckluft wirkt. Die Erfindung hat nun erkannt, dass ein innerhalb des Behandlungskanals verminderter Luftdruck die Wirksamkeit der einströmenden Druckluft erheblich steigern kann. Insoweit ist die Entlastungsbohrung unmittelbar in der Prallplatte angeordnet, um den Behandlungskanal direkt mit einer drucklosen Umgebung zu verbinden. Somit wird ein gezielter Druckabbau innerhalb des Behandlungskanals erreicht, der der einströmenden Druckluft nicht entgegensteht. Damit lässt sich die Wirksamkeit des Druckluftstromes, der unmittelbar aus der Düsenbohrung austretenden Druckluft erheblich erhöhen. Dieser Effekt lässt sich insbesondere zur Reduzierung der Betriebsüberdrücke und damit zur Reduzierung des Druckluftverbrauchs nutzen.
-
Darüberhinaus kann durch die Anordnung und Ausbildung der Entlastungsbohrung in der Prallplatte zusätzliche Verwirbelungseffekte erzeugt werden, die die Verflechtungen der Filamentstränge hinsichtlich einer Knotenstabilität wesentlich verbessern.
-
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Entlastungsbohrung und die Düsenbohrung an den Behandlungskanal fluchtend gegenüberliegend angeordnet. Damit lässt sich ein relativ harter Druckluftstrahl innerhalb des Behandlungskanals erzeugen, der unmittelbar auf den Faden gerichtet ist. Durch die Größe des freien Strömungsquerschnittes der Entlastungsbohrung kann dabei der Anteil der Druckluft beeinflusst werden, der über den Behandlungskanal abgeführt werden muss.
-
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, an der Prallplatte mehrere Entlastungsbohrungen auszubilden, die symmetrisch oder asymmetrisch zu der Düsenbohrung in den Behandlungskanal münden. Diese Weiterbildung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, um zusätzliche Verwirbelungseffekte durch die in dem Behandlungskanal abströmenden Druckluft zu erhalten.
-
Dieser Effekt lässt sich vorteilhaft noch dadurch erweitern, dass die Entlastungsbohrungen durch mehrere Wandöffnungen zweier Siebzylinder gebildet sind, die den Fadeneinlass und den Fadenauslass des Behandlungskanals bilden.
-
Eine Vergleichmäßigung der Luftströmung lässt sich dabei besonders im Bereich des Fadeneinlasses und Fadenauslasses dadurch erzielen, dass die Wandöffnungen in den Siebzylindern gleichmäßig am Umfang der Siebzylinder verteilt ausgebildet sind. Diese Weiterbildung der Erfindung hat sich besonders bewährt, um möglichst lange Tangelknoten in einem Fadenstück ausbilden zu können.
-
Zusätzliche Verwirbelungseffekte an den multifilen Fäden werden noch dadurch erreicht, dass die Entlastungsbohrungen mit einer Neigung in Fadenlaufrichtung oder entgegen der Fadenlaufrichtung in den Behandlungskanal münden.
-
Die Neigung der Entlastungsbohrungen sind dabei vorteilhaft in Richtung und Größe unterschiedlich ausgebildet, so dass innerhalb des Behandlungskanals auf einer Einlaufseite unterschiedliche Verwirbelungseffekte gegenüber der Auslassseite erzeugbar sind.
-
Einige Ausführungsbespiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
-
Es stellen dar:
-
1 schematisch ein Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
-
2 schematisch eine Querschnittansicht des Ausführungsbeispiels auf 1
-
3 schematisch ein Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
-
4 schematisch ein Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
-
5 schematisch ein Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
-
In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verwirbeln eines multifilen Fadens schematisch in mehreren Ansichten gezeigt. Die 1 stellt das Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittansicht und 2 in einer Querschnittansicht dar. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
-
Die Vorrichtung weist eine längliche Düsenplatte 1 auf, die an einer Oberseite eine Längsnut 3.1 bildet. In dem Nutgrund der Längsnut 3.1 mündet eine Düsenbohrung 4, die mit einem an der Unterseite der Düsenplatte 1 ausgebildeten Druckluftanschluss 5 verbunden ist. An der Oberseite der Düsenplatte 1 liegt eine Prallplatte 2 an, die im Bereich der Längsnut 3.1 eine Ausnehmung 3.2 aufweist, wobei die Längsnut 3.1 in der Düsenplatte 1 und die Ausnehmung 3.2 in der Prallplatte 2 einen Behandlungskanal 3 bilden.
-
Der sich zwischen der Düsenplatte 1 und der Prallplatte 2 erstreckende Behandlungskanal 3 ist an den Enden der Platten 1 und 2 offen und bildet jeweils einen Fadeneinlass 7 und einen Fadenauslass 8.
-
An der Prallplatte 2 ist eine Entlastungsbohrung 6 ausgebildet, die in die Ausnehmung 3.2 mündet und auf der Oberseite der Prallplatte 2 mit der Umgebung verbunden ist. Insoweit stellt die Entlastungsbohrung 6 eine Verbindung zwischen den Behandlungskanal 3 und der Umgebung her.
-
Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Entlastungsbohrung 6 fluchtend gegenüberliegend zu der Düsenbohrung 4 in der Düsenplatte 1 ausgebildet. Der freie Strömungsquerschnitt der Entlastungsbohrung 6 ist in diesem Fall im wesentlichen gleich groß dem freien Strömungsquerschnitt der Düsenbohrung 4.
-
Im Betrieb wird die Vorrichtung durch jeweils einen Fadenführer auf der Einlassseite und ein Fadenführer auf der Auslassseite ergänzt. Der multifile Faden wird über die Fadenführer (hier nicht dargestellt) durch den Behandlungskanal 3 geführt. Zum Verwirbeln des multifilen Fadens ist die Düsenbohrung 4 über den Druckluftanschluss 5 mit einer hier nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden. Die Druckluftquelle erzeugt einen Druckluftstrom, der mit einem Betriebsüberdruck an der Düsenbohrung 4 ansteht und über die Düsenbohrung 4 in den Behandlungskanal 3 eingeblasen wird. Hierbei tritt der Druckluftstrom quer auf den im Behandlungskanal 3 geführten Faden. Ein Teil der Druckluft wird unmittelbar auf der gegenüber liegenden Seite des Behandlungskanals 3 durch die Entlastungsbohrung 6 aufgenommen und in die Umgebung abgeführt. Der aufgrund der Divergenz austretende Druckluftstrom innerhalb des Behandlungskanals 3 wird über den Behandlungskanal 3 entlang des Fadens zu dem Fadeneinlass 7 und dem Fadenauslass 8 geführt. Durch die gegenüberliegende Anordnung der Entlastungsbohrung 6 im Bereich der Düsenbohrung 4 ist innerhalb des Behandlungskanals 3 ein verminderter Druckaufbau möglich, so dass der aus der Düsenbohrung 4 austretende Druckluftstrom mit der durch die Druckluftquelle vorgegebenen Energie auf den Faden auftreffen kann. Damit lassen sich an dem Faden selbst mit relativ geringem Überdruck intensive Auslenkungen und Schwingungen erzeugen, die die gewünschten Tangleknoten im Faden erzeugen.
-
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei das Ausführungsbeispiel im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 ist. In 3 ist das Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittansicht dargestellt, wobei an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorgenannte Beschreibung Bezug genommen wird.
-
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Entlastungsbohrung 6 in der Prallplatte 2 ebenfalls fluchtend zu der Düsenbohrung 4 in der Düsenplatte 1 ausgebildet. Die Entlastungsbohrung 6 weist hierbei jedoch einen größeren freien Strömungsquerschnitt auf, der im Mündungsbereich des Behandlungskanals 3 eine Erweiterung zur Aufnahme einer größeren Luftmenge aufweist. Insoweit lässt sich durch die Größe des Strömungsquerschnittes der Anteil der unmittelbar im Einströmungsbereich der Düsenbohrung 4 abgeführte Druckluft beeinflussen.
-
In 4 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Ausführungsbeispiels aus 1 und 2 gezeigt. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiels sind mehrere Entlastungsbohrungen 6.1 und 6.2 in der Prallplatte 2 ausgebildet. Die Entlastungsbohrungen 6.1 und 6.2 sind symmetrisch zu der in dem Behandlungskanal 3 mündenden Düsenbohrung 4 angeordnet, wobei jeder der Entlastungsbohrungen 6 eine Neigung zu einer Düsenmitte hin aufweist. Die Entlastungsbohrungen 6.1 und 6.2 weisen im Vergleich zu der Düsenbohrung 4 einen jeweils größeren Strömungsquerschnitt auf.
-
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt der Druckabbau außerhalb des Einströmbereiches der Düsenbohrung 4. Erst die sich seitlich an dem Behandlungskanal 4 fortpflanzende Druckluft wird über die Entlastungsbohrung 6.1 und 6.2 teilweise aufgenommen und der Umgebung zugeführt. Damit lassen sich insbesondere die Verwirbelungsvorgänge an dem Faden beeinflussen, die die Stabilität der Tangleknoten beeinflusst.
-
In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer Längsschnittansicht dargestellt. Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Entlastungsbohrungen durch eine Mehrzahl von Wandöffnungen 10 ausgebildet, die in zwei Siebzylindern 9.1 und 9.2 ausgebildet sind. Die Siebzylinder 9.1 und 9.2 bilden jeweils den Fadeneinlass 7 und den Fadenauslass 8. Die Düsenplatte 1 und die Prallplatte 2 sind als relativ kurze Keramikblöcke ausgebildet, die mit den seitlich angeordneten Siebzylinder 9.1 und 9.2 den Behandlungskanal 3 bilden. Im mittleren Bereich der Düsenplatte 1 mündet eine Düsenbohrung 4 in den Behandlungskanal 3, wobei die Düsenbohrung 4 über den Druckluftanschluss 5 mit einer Druckluftquelle verbindbar ist.
-
Bei den seitlich neben der Düsenplatte 1 und der Prallplatte 2 angeordneten Siebzylinder 9.1 und 9.2 sind die Wandöffnungen 10 gleichmäßig am Umfang verteilt ausgebildet, so dass eine über die gesamte Umfangsfläche austretende Luftströmung aus dem Behandlungskanal 3 entweichen kann. Damit wird ein relativ schneller Druckabfall reduziert, der sich vorteilhaft bis in den mittleren Bereich des Behandlungskanals 3 zwischen den Düsenplatten 1 und der Prallplatte 2 auswirken.
-
Die in der 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nur beispielhaft. Grundsätzlich können die Anzahl und die Anordnung der Entlastungsbohrung in der Prallplatte auch asymmetrisch ausgebildet sein, um an den Fadenabschnitten zwischen Düsenbohrung und Fadeneinlass und Düsenbohrung und Fadenauslass unterschiedliche Schwingungsformen zu erhalten. Damit lassen sich unterschiedliche Verflechtungsknoten in einem Faden mit hoher Gleichmäßigkeit erzeugen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Düsenplatte
- 2
- Prallplatte
- 3
- Behandlungskanal
- 3.1
- Längsnut
- 3.2
- Ausnehmung
- 4
- Düsenbohrung
- 5
- Druckluftanschluss
- 6
- Entlastungsbohrung
- 7
- Fadeneinlass
- 8
- Fadenauslass
- 9.1, 9.2
- Siebzylinder
- 10
- Wandöffnungen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2003/029539 [0002]
- EP 0465407 A1 [0006]
