DE102019114500A1

DE102019114500A1 - Twist element for a spinning nozzle of an air-jet spinning machine and spinning nozzle

Info

Publication number: DE102019114500A1
Application number: DE102019114500.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Kübler; Oliver Straub; David Hensle
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-12-03
Also published as: EP3744880A1; CN112011858A; CN112011858B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drallelement (20) für eine Spinndüse (1) einer Luftspinnmaschine, wobei das Drallelement (20) einen Einlass (2) für einen Faserverband (3) umfasst, wobei das Drallelement (20) Luftdüsen (7) mit jeweils einer Austrittsöffnung (8) umfasst, die dazu dienen, im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Drallelements (20) Luft in eine Wirbelkammer (4) der Spinndüse (1) einzubringen, um innerhalb der Wirbelkammer (4) aus dem über den Einlass (2) in einer Transportrichtung (T) eintretenden Faserverband (3) ein Garn (10) zu erzeugen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Drallelement (20) einen Abschnitt (11) aus einem keramischen Material umfasst, wobei der Abschnitt (11) bezogen auf die Transportrichtung (T) auf einer dem Einlass (2) abgewandten Seite der Austrittsöffnungen (8) der Luftdüsen (7) angeordnet ist. Darüber hinaus wird eine Spinndüse für eine Luftspinnmaschine beschrieben.The invention relates to a swirl element (20) for a spinneret (1) of an air-jet spinning machine, the swirl element (20) comprising an inlet (2) for a fiber structure (3), the swirl element (20) having air nozzles (7) each with an outlet opening (8), which serve to introduce air into a swirl chamber (4) of the spinneret (1) when the swirl element (20) is used as intended in order to move from the swirl chamber (4) via the inlet (2) in a transport direction ( T) incoming fiber structure (3) to produce a yarn (10). According to the invention it is proposed that the swirl element (20) comprises a section (11) made of a ceramic material, the section (11) on a side of the outlet openings (8) of the air nozzles facing away from the inlet (2) in relation to the transport direction (T) (7) is arranged. In addition, a spinneret for an air-jet spinning machine is described.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drallelement für eine Spinndüse einer Luftspinnmaschine, wobei das Drallelement einen Einlass für einen Faserverband umfasst, wobei das Drallelement Luftdüsen mit jeweils einer Austrittsöffnung umfasst, die dazu dienen, im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Drallelements Luft in eine Wirbelkammer der Spinndüse einzubringen, um innerhalb der Wirbelkammer aus dem über den Einlass in einer Transportrichtung eintretenden Faserverband ein Garn zu erzeugen.The present invention relates to a swirl element for a spinning nozzle of an air-jet spinning machine, the swirl element comprising an inlet for a fiber structure, the swirl element comprising air nozzles each with an outlet opening which serve to introduce air into a swirl chamber of the spinneret when the swirl element is used as intended to produce a yarn within the swirl chamber from the fiber structure entering via the inlet in a transport direction.

Ferner wird eine Spinndüse für eine Luftspinnmaschine vorgeschlagen, wobei die Spinndüse einen Einlass für einen Faserverband und eine innenliegende Wirbelkammer aufweist, wobei die Spinndüse ein sich zumindest teilweise in die Wirbelkammer erstreckendes Garnbildungselement mit einer Einlassöffnung für die Fasern des Faserverbands aufweist, wobei die Spinndüse Luftdüsen mit jeweils einer Austrittsöffnung umfasst, über die Luft in die Wirbelkammer einbringbar ist, um dem Faserverband zur Erzeugung eines Garns im Bereich des Garnbildungselements eine Drehung zu erteilen, und wobei die Spinndüse einen Auslass aufweist, über den das Garn aus der Wirbelkammer abziehbar ist.Furthermore, a spinneret for an air-jet spinning machine is proposed, the spinneret having an inlet for a fiber structure and an internal swirl chamber, the spinneret having a yarn formation element extending at least partially into the swirl chamber with an inlet opening for the fibers of the fiber structure, the spinneret having air nozzles each comprises an outlet opening through which air can be introduced into the swirl chamber in order to give the fiber structure a rotation to produce a yarn in the area of the yarn forming element, and wherein the spinneret has an outlet through which the yarn can be drawn out of the swirl chamber.

Entsprechende Spinndüsen dienen der Herstellung eines Garns aus einem länglichen Faserverband mit Hilfe einer durch Luftdüsen innerhalb einer Wirbelkammer der Spinndüse erzeugten Wirbelluftströmung. Der Faserverband wird von einem Streckwerk geliefert, das den Faserverband vor dem Eintritt in die Spinndüse vergleichmäßigt. Der Einlass der Spinndüse wird durch ein sogenanntes Drallelement gebildet bzw. begrenzt, das der Führung der in die Spinndüse eintretenden Fasern des Faserverbands dient und welches die Austrittsöffnungen der Luftdüsen umfasst.Corresponding spinnerets are used to produce a yarn from an elongated fiber structure with the aid of a vortex air flow generated by air nozzles within a vortex chamber of the spinneret. The fiber structure is supplied by a drafting system, which evens out the fiber structure before it enters the spinneret. The inlet of the spinneret is formed or limited by a so-called swirl element, which is used to guide the fibers of the fiber composite entering the spinneret and which includes the outlet openings of the air nozzles.

Die äußeren Fasern des Faserverbands werden nach dem Eintritt in die Spinndüse im Bereich der in der Wirbelkammer platzierten Einlassöffnung eines in der Regel spindelförmigen Garnbildungselements um die innenliegenden Fasern (Kernfasern) gewunden, so dass im Ergebnis ein Garn entsteht, welches schließlich über einen Abzugskanal des Garnbildungselements aus der Wirbelkammer und damit aus der Spinndüse abgezogen und mit Hilfe einer Spulvorrichtung auf eine Hülse aufgespult werden kann.After entering the spinneret, the outer fibers of the fiber composite are wound around the inner fibers (core fibers) in the area of the inlet opening of a usually spindle-shaped yarn forming element, which is placed in the swirl chamber, so that the result is a yarn which is finally produced via a take-off channel of the yarn forming element can be withdrawn from the vortex chamber and thus from the spinneret and wound onto a sleeve with the aid of a winding device.

Bei der Garnbildung im Bereich der Einlassöffnung des Garnbildungselements stehen ein Teil der Faserenden aufgrund der Wirbelluftströmung nach außen weg (so genannte Fasersonne) und kommen damit mit dem das Garnbildungselement umgebenden Bereich des Drallelements sowie mit der Oberfläche des Garnbildungselements in Kontakt. Hierdurch kann es mit der Zeit zu einem Verschleiß dieser Bereiche kommen, resultierend in schlechteren Garneigenschaften.When the yarn is formed in the area of the inlet opening of the yarn-forming element, some of the fiber ends face outwards due to the vortex air flow (so-called fiber sun) and thus come into contact with the area of the twist element surrounding the yarn-forming element and with the surface of the yarn-forming element. This can lead to wear in these areas over time, resulting in poorer yarn properties.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, das Garnbildungselement aus einem verschleißfesten Material, beispielsweise einer Keramik, herzustellen ( EP 3 115 485 A1 ). Die Verwendung von Keramik hat jedoch auch den Nachteil, dass notwendige Durchtrittsöffnungen für das Fasermaterial bzw. das Garn schwer bzw. nur unter erhöhtem Aufwand zu fertigen sind.It has therefore already been proposed to manufacture the yarn-forming element from a wear-resistant material, for example a ceramic ( EP 3 115 485 A1 ). However, the use of ceramics also has the disadvantage that the necessary passage openings for the fiber material or the yarn are difficult to manufacture or can only be produced with increased effort.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Drallelement sowie eine Spinndüse für eine Luftspinnmaschine vorzuschlagen, welche den Stand der Technik weiterbildet.The object of the present invention is therefore to propose a swirl element and a spinning nozzle for an air-jet spinning machine, which develop the state of the art.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.The object is achieved by one having the features of the independent patent claims.

Das erfindungsgemäße Drallelement dient dem Einsatz in einer Spinndüse einer Luftspinnmaschine, wobei das Drallelement einen Einlass für einen Faserverband umfasst, und wobei das Drallelement Luftdüsen (vorzugsweise in Form von Bohrungen innerhalb einer Wandung des Drallelements) mit jeweils einer Austrittsöffnung umfasst, die dazu dienen, im bestimmungsgemä-ßen Gebrauch des Drallelements (d.h. nach dem Einbau in eine Spinndüse) Luft in eine Wirbelkammer der Spinndüse einzubringen, um innerhalb der Wirbelkammer aus dem über den Einlass in einer Transportrichtung eintretenden Faserverband ein Garn zu erzeugen.The swirl element according to the invention is used in a spinneret of an air-jet spinning machine, the swirl element comprising an inlet for a fiber structure, and the swirl element comprising air nozzles (preferably in the form of bores within a wall of the swirl element) each with an outlet opening, which are used in the Intended use of the swirl element (ie after installation in a spinneret) to introduce air into a swirl chamber of the spinneret in order to produce a yarn within the swirl chamber from the fiber structure entering via the inlet in a transport direction.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Drallelement einen Abschnitt aus einem keramischen Material umfasst. Das Drallelement umfasst somit auch einen oder mehrere weitere Abschnitte, die nicht aus einem keramischen Material bestehen. Ferner ist vorgesehen, dass der genannte Abschnitt bezogen auf die Transportrichtung auf einer dem Einlass abgewandten Seite der Austrittsöffnungen der Luftdüsen angeordnet ist.According to the invention it is now provided that the swirl element comprises a section made of a ceramic material. The swirl element thus also comprises one or more further sections that do not consist of a ceramic material. Furthermore, it is provided that the said section is arranged on a side of the outlet openings of the air nozzles which is remote from the inlet, with respect to the transport direction.

Der Vorteil der Erfindung liegt nun darin, dass der Bereich, welcher im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Drallelements bei der Garnherstellung mit Fasern des das Drallelement passierenden Faserverbands, insbesondere mit der oben genannten Fasersonne, in Kontakt kommt (= oben genannter Abschnitt), aus einem keramischen Material besteht, welches eine besonders hohe Verschleißfestigkeit aufweist. Hingegen befinden sich die Luftdüsen in einem Bereich des Drallelements, der bezogen auf die Transportrichtung vor dem Abschnitt aus keramischem Material angeordnet ist. Die Luftdüsen befinden sich insbesondere in einem Bereich des Drallelements, der aus Metall oder Kunststoff besteht und können daher auf herkömmliche Weise durch Bohren in das Drallelement eingebracht werden.The advantage of the invention is that the area which, when the twist element is used as intended, comes into contact with fibers of the fiber structure passing through the twist element during yarn production, in particular with the above-mentioned fiber sun (= above-mentioned section), is made of a ceramic material consists, which has a particularly high wear resistance. In contrast, the air nozzles are located in a region of the swirl element which is arranged in front of the section made of ceramic material in relation to the transport direction. The air nozzles are located in particular in a region of the swirl element which is made of metal or plastic and can therefore be introduced into the swirl element in a conventional manner by drilling.

In diesem Zusammenhang ist es äußert vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen den Austrittsöffnungen der Luftdüsen und dem genannten Abschnitt einen Betrag zwischen 0,05 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 0,5 mm, aufweist. Die Luftdüsen befinden sich nach dem Einbau des Drallelements in Transportrichtung gesehen relativ nahe im Bereich der Einlassöffnung des Garnbildungselements, da in diesem Bereich die Verdrehung der Fasern mit Hilfe des über die Luftdüsen eingebrachten Luftstroms erfolgt. Mit anderen Worten: die oben genannte Fasersonne liegt in Transportrichtung gesehen nur knapp hinter den Luftdüsen. Da der Bereich, in dem die Fasersonne mit dem Drallelement in Kontakt gelangt, eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen soll, muss in diesem Bereich der Abschnitt aus einem keramischen Material angeordnet sein.In this context, it is extremely advantageous if the distance between the outlet openings of the air nozzles and the said section is between 0.05 mm and 5 mm, preferably between 0.05 mm and 0.5 mm. After the swirl element has been installed, the air nozzles are located relatively close in the area of the inlet opening of the yarn forming element, viewed in the transport direction, since the twisting of the fibers takes place in this area with the aid of the air stream introduced via the air nozzles. In other words: the fiber sun mentioned above is only just behind the air nozzles in the direction of transport. Since the area in which the fiber sun comes into contact with the swirl element should have high wear resistance, the section made of a ceramic material must be arranged in this area.

Hingegen ist es von Vorteil, wenn der Bereich, in dem die Luftdüsen angeordnet sind, bzw. in dem sich die Austrittsöffnungen der Luftdüsen befinden, in einem Abschnitt des Drallelements angeordnet sind, der nicht aus einem keramischen Material besteht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdüsen beim Herstellen des Drallelements durch Bohren relativ einfach in den entsprechenden Bereich eingebracht werden können. Der Übergang zwischen dem keramischen Material und dem nicht keramischen Material sollte sich also in Transportrichtung gesehen zwischen den Austrittsöffnungen der Luftdüsen und der Eintrittsöffnung des Garnbildungselements befinden, wenn das Drallelement in eine Spinndüse einer Luftspinnmaschine eingebaut ist.In contrast, it is advantageous if the area in which the air nozzles are arranged, or in which the outlet openings of the air nozzles are located, are arranged in a section of the swirl element that does not consist of a ceramic material. This has the advantage that the air nozzles can be introduced relatively easily into the corresponding area when the swirl element is produced by drilling. The transition between the ceramic material and the non-ceramic material should therefore be between the outlet openings of the air nozzles and the inlet opening of the yarn forming element when the swirl element is installed in a spinneret of an air-jet spinning machine, seen in the transport direction.

Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn der Abschnitt durch einen Einsatz gebildet ist, der mit einem Grundkörper des Drallelements in Verbindung steht, wobei der Grundkörper die Austrittsöffnungen der Luftdüsen umfasst. Vorzugsweise ist der gesamte Einsatz aus einem keramischen Material hergestellt.There are also advantages if the section is formed by an insert which is connected to a base body of the swirl element, the base body including the outlet openings of the air nozzles. The entire insert is preferably made from a ceramic material.

Die Verbindung zwischen dem Einsatz und dem Grundkörper erfolgt beispielsweise mittels Formschluss oder durch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise mit Hilfe eines Klebers. Vorzugsweise ist der Einsatz in einer senkrecht zur genannten Transportrichtung verlaufenden Richtung zumindest abschnittsweise von dem Grundkörper umgeben. Insbesondere wird der Abschnitt aus einem keramischen Material vollständig aus dem genannten Einsatz gebildet.The connection between the insert and the base body takes place, for example, by means of a form fit or by a material connection, for example with the aid of an adhesive. The insert is preferably surrounded at least in sections by the base body in a direction running perpendicular to the aforementioned transport direction. In particular, the section made of a ceramic material is formed entirely from the said insert.

Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn der Grundkörper zumindest größtenteils aus einem nicht-keramischen Material, vorzugsweise aus einem Metall, besteht. Insbesondere sollte der Grundkörper ganz oder teilweise aus einem Stahl, vorzugsweise einem gehärteten Stahl, bestehen. Ebenso ist es denkbar, dass der Grundkörper ganz oder teilweise aus einem Kunststoff besteht. Die Luftdüsen sind vorzugsweise ausschließlich im Grundkörper, d.h. nicht in dem Abschnitt aus einem keramischen Material, angeordnet.There are also advantages if the base body consists at least for the most part of a non-ceramic material, preferably of a metal. In particular, the base body should consist entirely or partially of a steel, preferably a hardened steel. It is also conceivable that the base body consists entirely or partially of a plastic. The air nozzles are preferably exclusively in the base body, i. not arranged in the portion made of a ceramic material.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Grundkörper und der Einsatz gemeinsam einen Durchtrittskanal für die Fasern des Faserverbands bilden. Beispielsweise ist es denkbar, dass sowohl der Grundkörper als auch der Einsatz eine Durchgangsöffnung besitzen, die gemeinsam den Durchtrittskanal bilden. Nachdem das Drallelement in eine Spinndüse einer Luftspinnmaschine eingesetzt wurde, werden die Fasern des Faserverbands beim Betrieb der Spinndüse durch das Drallelement in die Wirbelkammer der Spinndüse eingeführt. Die Fasern passieren hierbei in der genannten Transportrichtung zunächst einen Bereich des Grundkörpers und anschließend den Einsatz, wobei sie im Bereich des Einsatzes zu einem Garn verdreht und in den Abzugskanal des Garnbildungselements eingezogen werden. Vorzugsweise besitzt der Grundkörper und/oder der Einsatz zumindest an manchen Stellen einen senkrecht zur Transportrichtung verlaufenden runden Querschnitt.Furthermore, it is advantageous if the base body and the insert jointly form a passage for the fibers of the fiber composite. For example, it is conceivable that both the base body and the insert have a passage opening which together form the passage channel. After the swirl element has been inserted into a spinneret of an air-jet spinning machine, the fibers of the fiber composite are introduced through the swirl element into the swirl chamber of the spinneret when the spinneret is in operation. In this case, the fibers first pass a region of the base body and then the insert in the mentioned transport direction, being twisted into a yarn in the region of the insert and drawn into the take-off channel of the yarn forming element. The base body and / or the insert preferably has a round cross-section running perpendicular to the transport direction at least at some points.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Austrittsöffnungen der Luftdüsen im Bereich einer, vorzugsweise zylindrischen, Innenfläche des Grundkörpers angeordnet sind. Die Luftdüsen sind vorzugsweise windschief zu einer Längsachse des Grundkörpers angeordnet und bewirken, sobald sie mit Druckluft beaufschlagt werden, eine Wirbelluftströmung in dem von der Innenfläche des Grundkörpers umgebenen Freiraum. Vorzugsweise durchdringen die Luftdüsen die gesamte Außenwandung des Grundkörpers. Wird das Drallelement in eine Spinndüse eingebaut, so kann die Druckluft, die für die genannte Wirbelluftströmung notwendig ist, von außerhalb des Drallelements durch den Grundkörper in die Wirbelkammer eingebracht werden.It is particularly advantageous if the outlet openings of the air nozzles are arranged in the area of a preferably cylindrical inner surface of the base body. The air nozzles are preferably arranged skewed to a longitudinal axis of the base body and, as soon as compressed air is applied to them, they cause a vortex air flow in the free space surrounded by the inner surface of the base body. The air nozzles preferably penetrate the entire outer wall of the base body. If the swirl element is installed in a spinneret, the compressed air which is necessary for the said vortex air flow can be introduced into the swirl chamber from outside the swirl element through the base body.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Innenfläche des Grundkörpers in der Transportrichtung des Faserverbands gesehen bündig in eine Innenfläche des Einsatzes übergeht. Hierdurch entsteht ein fließender Übergang, so dass eine ungewollte Umlenkung der in das Drallelement eintretenden Fasern vermieden wird. Die Innenfläche des Grundkörpers und die Innenfläche des Einsatzes bilden gemeinsam den oben genannten Durchtrittskanal für die Fasern des Faserverbands.Furthermore, it is advantageous if the inner surface of the base body, viewed in the direction of transport of the fiber structure, merges flush into an inner surface of the insert. This creates a smooth transition so that an undesired deflection of the fibers entering the swirl element is avoided. The inner surface of the base body and the inner surface of the insert together form the above-mentioned passage channel for the fibers of the fiber composite.

Auch ist es von Vorteil, wenn der Grundkörper eine ringförmige Abstufung aufweist, in die der Einsatz eingesetzt ist, um den bündigen Übergang zwischen Grundkörper und Einsatz zu ermöglichen. Die ringförmige Abstufung befindet sich vorzugsweise im Bereich einer Kontaktfläche zwischen Grundkörper und Einsatz. Es ist also vorzugsweise eine, insbesondere stufenförmige, Querschnittserweiterung des Grundkörpers in der Transportrichtung vorgesehen, welche der Aufnahme des Einsatzes dient.It is also advantageous if the base body has an annular step, into which the insert is inserted, in order to create the flush transition between the base body and the insert enable. The annular gradation is preferably located in the area of a contact surface between the base body and the insert. A cross-sectional widening of the base body, in particular a step-shaped, cross-sectional widening in the transport direction is therefore preferably provided, which is used to accommodate the insert.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der Einsatz als Hülse ausgebildet ist. Die Hülse besitzt eine Wandung, welche eine Durchtrittsöffnung der Hülse nach außen hin begrenzt, wobei die Durchtrittsöffnung dem Durchtritt von Fasern dient. Von Vorteil ist es, wenn sich der Innendurchmesser der Hülse abschnittsweise von einer den Luftdüsen zugewandten Seite in der Transportrichtung des Faserverbands gesehen erweitert. Im Bereich der hierdurch gebildeten Austrittsöffnung der Hülse befindet sich schließlich der Bereich des Garnbildungselements, der die Einlassöffnung für die Fasern bzw. für das aus den Fasern hergestellte Garn umfasst.It is also advantageous if the insert is designed as a sleeve. The sleeve has a wall which delimits a passage opening of the sleeve towards the outside, the passage opening serving for the passage of fibers. It is advantageous if the inside diameter of the sleeve widens in sections as viewed from a side facing the air nozzles in the transport direction of the fiber strand. Finally, in the region of the outlet opening of the sleeve formed in this way, there is the region of the yarn-forming element which comprises the inlet opening for the fibers or for the yarn produced from the fibers.

Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn die Hülse um eine Rotationsachse rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Hierdurch ist eine einfache Verbindung zwischen der Hülse und dem Grundkörper möglich, da die Hülse zwangsläufig in der richtigen Winkellage gegenüber dem Grundkörper eingesetzt wird. Die Rotationsachse verläuft vorzugsweise in der vorgesehenen Transportrichtung der Fasern durch das Drallelement.There are particular advantages if the sleeve is designed to be rotationally symmetrical about an axis of rotation. This enables a simple connection between the sleeve and the base body, since the sleeve is inevitably used in the correct angular position relative to the base body. The axis of rotation preferably runs in the intended transport direction of the fibers through the twist element.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn die entlang der Rotationsachse verlaufende Längsausdehnung der Hülse einen Betrag zwischen 1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 mm und 4 mm, aufweist. Die genannte Längsausdehnung ist ausreichend, um den Bereich des Drallelements mit einem Abschnitt aus einem keramischen Material zu versehen, der im Betrieb des Drallelements in einer Spinndüse mit den Fasern der oben genannten Fasersonne in Kontakt gelangt. Der restliche Bereich des Drallelements kann schließlich, wie oben bereits beschrieben, aus einem nicht keramischen Material bestehen.It is also advantageous if the length of the sleeve extending along the axis of rotation is between 1 mm and 5 mm, preferably between 1.5 mm and 4 mm. Said longitudinal extension is sufficient to provide the area of the swirl element with a section made of a ceramic material which, when the swirl element is in operation, comes into contact with the fibers of the aforementioned fiber sun in a spinneret. Finally, as already described above, the remaining area of the swirl element can consist of a non-ceramic material.

Vorteilhaft ist es, wenn die Hülse eine Wandstärke aufweist, deren Betrag zumindest abschnittsweise zwischen 0,1 mm und 4 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2 mm, liegt. Insbesondere, da die Hülse als Einsatz ausgebildet ist, sind geringe Wandstärken möglich, da die Hülse an sich keine Kräfte aufnehmen muss. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung des Drallelements in einer Spinndüse nicht über die Hülse, sondern über das Grundelement.It is advantageous if the sleeve has a wall thickness whose amount is between 0.1 mm and 4 mm, preferably between 0.1 mm and 2 mm, at least in sections. In particular, since the sleeve is designed as an insert, small wall thicknesses are possible because the sleeve itself does not have to absorb any forces. The swirl element is preferably fastened in a spinneret not via the sleeve, but via the base element.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Spinndüse für eine Luftspinnmaschine. Die Spinndüse umfasst einen Einlass für einen Faserverband und eine innenliegende Wirbelkammer. Ferner besitzt die Spinndüse ein sich zumindest teilweise in die Wirbelkammer erstreckendes, spindelförmiges Garnbildungselement mit einer Einlassöffnung für die Fasern des Faserverbands sowie einen sich an die Einlassöffnung anschließenden Abzugskanal für das in der Spinndüse erzeugte Garn. Um den Fasern des Faserverbands innerhalb der Wirbelkammer die nötige Drehung zu erteilen, besitzt die Spinndüse darüber hinaus mehrere Luftdüsen mit jeweils einer Austrittsöffnung, über die Luft in die Wirbelkammer einbringbar ist. Schließlich ist ein Auslass vorhanden, der das Ende des genannten Abzugskanals bildet und über den das Garn aus der Wirbelkammer abziehbar ist.The invention also relates to a spinneret for an air-jet spinning machine. The spinneret includes an inlet for a fiber structure and an internal swirl chamber. Furthermore, the spinneret has a spindle-shaped yarn-forming element extending at least partially into the swirl chamber with an inlet opening for the fibers of the fiber composite and a take-off channel adjoining the inlet opening for the yarn produced in the spinneret. In order to give the fibers of the fiber structure the necessary rotation within the vortex chamber, the spinneret also has several air nozzles, each with an outlet opening through which air can be introduced into the vortex chamber. Finally, there is an outlet which forms the end of the aforementioned withdrawal channel and via which the yarn can be withdrawn from the swirl chamber.

Die Spinndüse zeichnet sich nun dadurch aus, dass sie einen Abschnitt aus einem keramischen Material umfasst, wobei der Abschnitt zwischen den Austrittsöffnungen der Luftdüsen und dem Auslass der Spinndüse platziert ist und die Einlassöffnung des Garnbildungselements umgibt und beim Betrieb der Spinndüse mit den Fasern des Faserverbands in Kontakt gelangt. Wie bereits beschrieben, kommt es bei der Herstellung des Garns innerhalb der Wirbelkammer zu einem seitlichen Abspreizen von Faserenden resultierend in der genannten Fasersonne. Die Faserenden werden an dem genannten Abschnitt vorbeigeführt. Da der Abschnitt aus einem keramischen Material besteht, besitzt dieser eine sehr hohe Verschleißfestigkeit gegenüber den Faserenden, so dass die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Spinndüse weitaus höher ist als die Lebensdauer bekannter Spinndüsen, bei denen der Abschnitt im Bereich der Einlassöffnung aus einem Metall besteht.The spinneret is now characterized in that it comprises a section made of a ceramic material, the section being placed between the outlet openings of the air nozzles and the outlet of the spinneret and surrounding the inlet opening of the yarn forming element and, when the spinneret is in operation, with the fibers of the fiber strand in Contact reached. As already described, during the manufacture of the yarn inside the swirl chamber, the fiber ends spread out to the side, resulting in the aforementioned fiber sun. The fiber ends are guided past the section mentioned. Since the section consists of a ceramic material, it has a very high wear resistance compared to the fiber ends, so that the service life of the spinneret according to the invention is much longer than the service life of known spinnerets in which the section in the area of the inlet opening is made of a metal.

Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn die Spinndüse ein Drallelement gemäß bisheriger oder nachfolgender Beschreibung umfasst, wobei das Drallelement den Einlass für den Faserverband, die Austrittsöffnungen der Luftdüsen und den Abschnitt aus einem keramischen Material umfasst.It has particular advantages if the spinneret comprises a swirl element according to the previous or following description, the swirl element comprising the inlet for the fiber structure, the outlet openings of the air nozzles and the section made of a ceramic material.

Insbesondere kann das Drallelement die bisher bzw. nachfolgend beschriebenen Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination aufweisen.In particular, the swirl element can have the features described so far or below, individually or in any combination.

Umfasst das Drallelement einen Grundkörper sowie einen den genannten Abschnitt aufweisenden Einsatz, so ist es von Vorteil, wenn das Drallelement über den Grundkörper mit einer Wandung der Spinndüse verbunden ist.If the swirl element comprises a base body and an insert having the section mentioned, it is advantageous if the swirl element is connected to a wall of the spinneret via the base body.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:

1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Spinndüse,
2 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Drallelements, und
3 das Drallelement gemäß 2 mit ausgewählten Abmessungen.

Further advantages of the invention are described in the following exemplary embodiments. They show, each schematically:

1 a longitudinal section of a spinneret according to the invention,
2 a longitudinal section of a swirl element according to the invention, and
3 the swirl element according to 2 with selected dimensions.

1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Spinndüse 1 für eine Luftspinnmaschine. Ist die Spinndüse 1 in eine Luftspinnmaschine integriert, so wird der Spinndüse 1 ein strangförmiger Faserverband 3 in einer vorgegebenen Transportrichtung T zugeführt. Der Faserverband 3 wird in der Regel mit Hilfe eines nicht gezeigten Streckwerks in den Bereich des Einlasses 2 der Spinndüse 1 geliefert, der durch ein sogenanntes Drallelement 20 gebildet wird, und gelangt dort ins Innere der Spinndüse 1. Der Einlass 2 kann durch ein separates Faserführungselement 15 teilweise begrenzt sein. 1 shows a longitudinal section of a spinneret according to the invention 1 for an air-jet spinning machine. Is the spinneret 1 Integrated into an air-jet spinning machine, so is the spinneret 1 a strand-like fiber structure 3 in a specified transport direction T fed. The fiber bandage 3 is usually with the help of a drafting system (not shown) in the area of the inlet 2 the spinneret 1 delivered by a so-called swirl element 20th is formed, and gets there inside the spinneret 1 . The inlet 2 can by a separate fiber guide element 15th be partially limited.

Im Inneren befindet sich eine Wirbelkammer 4, d.h. ein Hohlraum, in den ein spindelförmiges Garnbildungselement 5 ragt. Ferner sind Luftdüsen 7 vorhanden, über die beim Betrieb der Spinndüse 1 Druckluft in Form einer Wirbelluftströmung in die Wirbelkammer 4 eingebracht werden kann. Die Austrittsöffnungen 8 der Luftdüsen 7 befinden sich vorzugsweise in Transportrichtung T gesehen vor der Einlassöffnung 6 des Garnbildungselements.Inside there is a vortex chamber 4th , ie a cavity into which a spindle-shaped yarn-forming element 5 protrudes. There are also air nozzles 7th present over the operation of the spinneret 1 Compressed air in the form of a vortex air flow into the vortex chamber 4th can be introduced. The outlet openings 8th the air jets 7th are preferably located in the direction of transport T seen in front of the inlet opening 6th of the yarn forming element.

Wird nun beim Betrieb der Spinndüse 1 Druckluft über die Luftdüsen 7 in die Wirbelkammer 4 eingebracht, so entsteht eine Wirbelluftströmung. Diese bewirkt, dass ein Teil der Faserenden der Fasern des Faserverbands 3 aus dem Faserverband 3 nach außen abgelenkt wird und eine sogenannte Fasersonne 22 bildet. Diese Faserenden werden durch den sich bewegenden Faserverband 3 sowie die Wirkung der Wirbelluftströmung um die innenliegenden Fasern gewunden. Das auf diese Weise entstehende Garn 10 wird schließlich über einen Abzugskanal 21 aus der Spinndüse 1 abgezogen, wobei das Garn 10 die Spinndüse 1 über einen Auslass 9 verlässt, der das Ende des Abzugskanals 21 bildet.Will now when operating the spinneret 1 Compressed air through the air nozzles 7th into the vortex chamber 4th introduced, a vortex air flow is created. This causes part of the fiber ends of the fibers of the fiber composite 3 from the fiber structure 3 is deflected outwards and a so-called fiber sun 22nd forms. These fiber ends are held by the moving fiber structure 3 as well as the effect of the vortex air flow wrapped around the internal fibers. The yarn created in this way 10 is finally via a flue 21st from the spinneret 1 peeled off the yarn 10 the spinneret 1 via an outlet 9 that leaves the end of the flue 21st forms.

Bei herkömmlichen Spinndüsen 1 ist das Drallelement 20 aus einem Metall gefertigt, so dass es aufgrund des mechanischen Kontakts zwischen den Faserenden der Fasersonne 22 und dem die Fasersonne 22 umgebenden Bereich des Drallelements 20 zu einem Verschleiß der nach innen weisenden Oberfläche des Drallelements 20 kommt.With conventional spinnerets 1 is the swirl element 20th made of a metal so that it is due to the mechanical contact between the fiber ends of the fiber sun 22nd and the fiber sun 22nd surrounding area of the swirl element 20th to wear of the inwardly facing surface of the swirl element 20th comes.

Um diesem Nachteil zu begegnen, wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Spinndüse 1 bzw. das Drallelement 20 einen Abschnitt 11 aufweist, der beim Betrieb der Spinndüse 1 mit den Faserenden der Fasersonne 22 in Kontakt gelangt, wobei dieser Abschnitt 11 aus einem keramischen Material hergestellt ist. Unter einem keramischen Material wird im Übrigen im Rahmen der Erfindung ein anorganischer, nichtmetallischer und gebrannter Werkstoff (wie beispielsweise Porzellan) verstanden.In order to counter this disadvantage, it is now proposed according to the invention that the spinneret 1 or the swirl element 20th a section 11 having that during operation of the spinneret 1 with the fiber ends of the fiber sun 22nd comes into contact, this section 11 is made of a ceramic material. A ceramic material is also understood within the scope of the invention to be an inorganic, non-metallic and fired material (such as porcelain, for example).

Wie aus 1 sowie aus 2 ersichtlich, ist es von Vorteil, wenn der genannte Abschnitt 11 durch einen Einsatz 12 gebildet wird, der mit einem Grundkörper 13 verbunden ist, wobei der Einsatz 12 in Transportrichtung T gesehen nach den Austrittsöffnungen 8 der Luftdüsen 7 angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdüsen 7 in einem Bereich platziert sein können, der nicht aus einem keramischen Material, sondern beispielsweise aus Metall oder Kunststoff, gefertigt ist. Die Luftdüsen 7 lassen sich in diesem Fall relativ einfach durch Bohren herstellen.How out 1 as well as from 2 it can be seen that it is advantageous if the said section 11 through an operation 12th is formed with a base body 13 connected, with the use 12th in transport direction T seen after the exit openings 8th the air jets 7th is arranged. This has the advantage that the air nozzles 7th can be placed in an area that is not made of a ceramic material, but for example metal or plastic. The air jets 7th can in this case be made relatively easily by drilling.

Der Grundkörper 13 und der Einsatz 12 bilden gemeinsam einen Durchtrittskanal 14 für die Fasern des Faserverbands 3, wobei es von Vorteil ist, wenn die Innenfläche 16 des Grundkörpers bündig in den Einsatz 12 übergeht.The basic body 13 and the use 12th together form a passage channel 14th for the fibers of the fiber composite 3 , whereby it is advantageous if the inner surface 16 of the base body flush into the insert 12th transforms.

Der Einsatz 12 ist vorzugsweise bezogen auf eine Längsachse des Drallelements 20, die in der genannten Transportrichtung T verläuft, rotationssymmetrisch ausgebildet.The use 12th is preferably based on a longitudinal axis of the swirl element 20th in the specified transport direction T runs, formed rotationally symmetrical.

Insbesondere liegt der Einsatz 12, wie in den Figuren gezeigt, als Hülse 17 vor. Dies kann dadurch realisiert sein, dass der Grundkörper 13, wie in 1 gezeigt, eine ringförmige Abstufung 19 aufweist, die einen Freiraum für die Aufnahme des Einsatzes 12 bildet.In particular, the stake lies 12th , as shown in the figures, as a sleeve 17th in front. This can be achieved in that the base body 13 , as in 1 shown an annular gradation 19th having a space for receiving the insert 12th forms.

3 zeigt die gleiche Ansicht wie 2, wobei anstelle der in 2 dargestellten Bezugszeichen einige relevante Abmessungen des Drallelements 20 kenntlich gemacht sind. 3 shows the same view as 2 , where instead of the in 2 Reference numerals shown some relevant dimensions of the swirl element 20th are identified.

Das Drallelement 20 kann im Übrigen das Faserführungselement 15 als separates Bauteil umfassen. Ebenso ist es denkbar, dass auf ein entsprechendes Faserführungselement 15 verzichtet wird, wenn der Grundkörper 13 die Einlassöffnung 6 alleine begrenzt.The swirl element 20th can also use the fiber guide element 15th as a separate component. It is also conceivable that a corresponding fiber guide element 15th is omitted if the base body 13 the inlet port 6th limited alone.

Prinzipiell ist es von Vorteil, wenn sich der Abschnitt 11 aus einem keramischen Material, insbesondere also der Einsatz 12, in Transportrichtung T gesehen möglichst nah an den Austrittsöffnungen 8 der Luftdüsen 7 befindet. Dies stellt sicher, dass der Bereich, in dem sich die Fasersonne 22 bilden kann, aus dem keramischen Material besteht. Der Abstand A zwischen den Austrittsöffnungen 8 der Luftdüsen 7 und dem genannten Abschnitt 11 beträgt daher vorzugsweise in Transportrichtung T nur 0,05 mm bis 5 mm.In principle, it is advantageous if the section 11 made of a ceramic material, in particular the insert 12th , in the transport direction T seen as close as possible to the outlet openings 8th the air jets 7th is located. This ensures that the area where the fiber sun is 22nd can form, consists of the ceramic material. The distance A. between the outlet openings 8th the air jets 7th and the mentioned section 11 is therefore preferably in the transport direction T only 0.05 mm to 5 mm.

Die Wandstärke W des Einsatzes 12 kann relativ gering ausfallen, wenn der gesamte Einsatz 12 aus dem keramischen Material gefertigt ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Wandstärke W des Einsatzes 12 bzw. der den Einsatz 12 bildenden Hülse 17 zumindest abschnittsweise einen Betrag aufweist, der zwischen 0,1 mm und 4 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2 mm, liegt.The wall thickness W. of use 12th can be relatively small if the entire stake 12th is made of the ceramic material. In particular, it is advantageous if the wall thickness W. of use 12th or the use 12th forming sleeve 17th at least in sections has an amount which is between 0.1 mm and 4 mm, preferably between 0.1 mm and 2 mm.

Die sich in der Längsachse des Drallelements 20 erstreckende Längsausdehnung L des Einsatzes 12 bzw. der den Einsatz 12 bildenden Hülse 17 weist vorzugsweise einen Betrag zwischen 1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 mm und 4 mm, auf, wobei sich die Längsausdehnung L in der genannten Transportrichtung T erstreckt. Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn der Einsatz 12 eine Rotationsachse R besitzt, die parallel oder deckungsgleich mit der Transportrichtung T verläuft.Which is in the longitudinal axis of the swirl element 20th extending longitudinal extension L. of use 12th or the use 12th forming sleeve 17th preferably has an amount between 1 mm and 5 mm, preferably between 1.5 mm and 4 mm, the longitudinal extent L. in the specified transport direction T extends. In addition, it is advantageous if the use 12th an axis of rotation R. that is parallel or congruent with the direction of transport T runs.

Schließlich zeigen die Figuren und insbesondere 3, dass es von Vorteil ist, wenn sich der Innendurchmesser D des Einsatzes 12 zumindest abschnittsweise in der genannten Transportrichtung T vergrößert. Hierdurch wird der Raum geschaffen, der nötig ist, um das Garnbildungselement 5 im Bereich dessen Einlassöffnung 6 zu umgeben.Finally, the figures show and in particular 3 that it is beneficial if the inside diameter D. of use 12th at least in sections in said transport direction T enlarged. This creates the space that is necessary around the yarn forming element 5 in the area of its inlet opening 6th to surround.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine beliebige Kombination der beschriebenen Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Teilen der Beschreibung bzw. den Ansprüchen oder in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind, vorausgesetzt, dass kein Widerspruch zur Lehre der unabhängigen Ansprüche entsteht.The present invention is not restricted to the illustrated and described exemplary embodiments. Modifications within the scope of the claims are just as possible as any combination of the features described, even if they are shown and described in different parts of the description or the claims or in different exemplary embodiments, provided that there is no contradiction to the teaching of the independent claims.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: SpinndüseSpinneret
22: Einlassinlet
33: FaserverbandFiber bandage
44th: WirbelkammerVortex chamber
55: GarnbildungselementYarn forming element
66th: EinlassöffnungInlet opening
77th: LuftdüseAir nozzle
88th: AustrittsöffnungOutlet opening
99: AuslassOutlet
1010: Garnyarn
1111: Abschnitt aus einem keramischen MaterialSection made of a ceramic material
1212: Einsatzcommitment
1313: GrundkörperBase body
1414th: DurchtrittskanalPassage channel
1515th: FaserführungselementFiber guide element
1616: Innenfläche des GrundkörpersInner surface of the main body
1717th: HülseSleeve
1818th: Innenfläche des EinsatzesInner surface of the insert
1919th: ringförmige Abstufungannular gradation
2020th: DrallelementSwirl element
2121st: AbzugskanalExhaust duct
2222nd: Fasersonne Fiber sun
AA.: Abstand zwischen den Austrittsöffnungen der Luftdüsen und dem AbschnittDistance between the outlet openings of the air nozzles and the section
DD.: Innendurchmesser HülseInner diameter sleeve
LL.: Längsausdehnung der HülseLongitudinal expansion of the sleeve
RR.: Rotationsachse der HülseAxis of rotation of the sleeve
TT: Transportrichtung des FaserverbandsDirection of transport of the fiber strand
WW.: Wandstärke der HülseWall thickness of the sleeve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 3115485 A1 [0006]

Claims

Swirl element (20) for a spinneret (1) of an air-jet spinning machine, the swirl element (20) comprising an inlet (2) for a fiber structure (3), the swirl element (20) comprising air nozzles (7) each with an outlet opening (8) which serve to introduce air into a swirl chamber (4) of the spinneret (1) when the swirl element (20) is used as intended, in order to move from the swirl chamber (4) via the inlet (2) in a transport direction (T) Entering fiber structure (3) to produce a yarn (10), characterized in that the twist element (20) comprises a section (11) made of a ceramic material, the section (11) based on the transport direction (T) on one of the inlet (2) facing away from the outlet openings (8) of the air nozzles (7) is arranged.

Swirl element (20) according to the preceding claim, characterized in that the distance (A) between the outlet openings (8) of the air nozzles (7) and the section (11) is between 0.05 mm and 5 mm, preferably between 0. 05 mm and 0.5 mm.

Swirl element (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the section (11) is formed by an insert (12) which is connected to a base body (13) of the swirl element (20), the base body (13) comprises the outlet openings (8) of the air nozzles (7).

Twist element (20) according to the preceding claim, characterized in that the base body (13) consists at least for the most part of a non-ceramic material, preferably of a metal.

Swirl element (20) according to one of the Claims 3 to 4th , characterized in that the base body (13) and the insert (12) together form a passage (14) for the fibers of the fiber composite (3).

Swirl element (20) according to one of the Claims 3 to 5 , characterized in that the outlet openings (8) of the air nozzles (7) are arranged in the area of a, preferably cylindrical, inner surface (16) of the base body (13).

Twist element (20) according to the preceding claim, characterized in that the inner surface (16) of the base body (13) merges flush into an inner surface (18) of the insert when viewed in the transport direction (T) of the fiber structure (3).

Swirl element (20) according to one of the Claims 3 to 7th , characterized in that the base body (13) has an annular step (19) into which the insert (12) is inserted.

Swirl element (20) according to one of the Claims 3 to 8th , characterized in that the insert (12) is designed as a sleeve (17), the inner diameter (D) of which preferably widens at least in sections from a side facing the air nozzles (7) in the transport direction (T) of the fiber strand (3).

Twist element (20) according to the preceding claim, characterized in that the sleeve (17) is designed to be rotationally symmetrical about an axis of rotation (R).

Twist element (20) according to the preceding claim, characterized in that the longitudinal extension (L) of the sleeve (17) running along the axis of rotation (R) has an amount between 1 mm and 5 mm, preferably between 1.5 mm and 4 mm .

Swirl element (20) according to one of the Claims 9 to 11 , characterized in that the sleeve (17) has a wall thickness (W), the amount of which is at least partially between 0.1 mm and 4 mm, preferably between 0.1 mm and 2 mm.

Spinning nozzle (1) for an air-jet spinning machine, the spinning nozzle (1) having an inlet (2) for a fiber structure (3) and an internal swirl chamber (4), the spinning nozzle (1) being at least partially into the swirl chamber (4) extending yarn forming element (5) with an inlet opening (6) for the fibers of the fiber composite (3), the spinneret (1) comprising air nozzles (7) each with an outlet opening (8) through which air can be introduced into the swirl chamber (4) is to give the fiber structure (3) to produce a yarn (10) in the region of the yarn forming element (5) a rotation, and wherein the spinneret (1) has an outlet (9) through which the yarn (10) from the The swirl chamber (4) is removable, characterized in that the spinneret (1) comprises a section (11) made of a ceramic material, the section (11) between the outlet openings (8) of the air nozzles (7) and the outlet (9) the spinneret (1) and the inlet opening (6) of the yarn forming element (5).

Spinning nozzle (1) according to the preceding claim, characterized in that the spinning nozzle comprises a swirl element (20) according to one or more of the preceding claims, wherein the swirl element (20) is the inlet (2) for the fiber structure (3), the outlet openings ( 8) the Air nozzles (7) and the portion (11) made of a ceramic material.