DE1710660C3 - Tordiervorrichtung in Einrichtungen zum Texturieren von thermoplastischen Fäden oder Garnen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Tordiervorrichtung in Einrichtungen zum Texturieren von thermoplastischen Fäden oder Garnen, die über Führungselemente durch •ine Heizzone der Tordiervorrichtung zugeführt werden, in welcher dem Faden oder Garn mittels Druckluft tine Schein-Tordierung erteilt wird, die an dem Faden Cd. dgl. entlang bis in den Bereich der Heizzone zurückgreift, mit einer zu dem Faden od. dgl. gleichachsig ausgerichteten zylindrischen Bohrung mit tangentialen Zutrittsöffnungen für die Druckluft, einer düsenartig ausgebildeten axialen öffnung für den Eintritt des Fadens od. dgl. und für den Austritt eines Hauptteiles der Druckluft im Gegenstrom zu dem Faden od. dgl. und mit einer axialen Austrittsöffnung für den Faden od. dgl. und den geringeren Anteil der Druckluft.

Derartige Tordiervorrichtungen sind bekannt. Bei einer solchen bekannten Einrichtung ist die zylindrische Bohrune. in der mitteis Druckluft dem Faden eine Schein-Tordierung erteilt wird, an beiden Enden weit offen (GB-PS 8 71 112). Um die dabei auftretende ballonartige Auswanderung des Garnes möglichst klein zu halten, ist es bei einer solchen Tordiervorrichtung weiterhin bekannt, das eine Ende der zylindrischen Bohrung drosselartig einzuschnüren, während das andere Ende weit offen gelassen wird (GB-PS 9 35 227). Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Druckluft aus der Zylinderbohrung zu allen Zeiten in Richtung zum offenen Ende austritt. Dieses kann gleichzeitig die axiale Austrittsöffnung für den Faden und den Hauptanteil der Druckluft bilden. Durch die düsenartig ausgebildete axiale öffnung für den Eintritt des Fadens wird auf der Eintrittsseite der zylindrischen Bohrung ein negativer Druck erzeugt, so daß der Faden oder das Garn durch diesen Druck automatisch in das Innere der zylindrischen Bohrung eingesaugt wird. Um dabei zu verhindern, daß durch den Unterdruck Heißluft aus der Heizzone angesaugt wird, sind zusätzliche Lufteintrittsbohrungen vorgesehen, die dafür sorgen, daß durch die Eintrittsdüse der Tordiervorrichtung nur kalte Luft angesaugt werden kann.

Demgegenüber geht die Erfindung von einer bekannten Tordiervorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art aus, bei der die düsenartig ausgebildete axiale Öffnung für den Eintritt des Fadens oder Garnes zugleich für den Austritt des Hauptteiles der Druckluft im Gegenstrom zu dem Faden od. dgl. dient. Es wird dabei von der Erkenntnis ausgegangen, daß bei einer solchen Tordiervorrichtung die über die Eintrittsdüse dem Faden entgegen austretende Druckluft bis in die davor liegende Heizzone gelangt. Hierdurch wird die Temperatur im Austrittsbereich der Heizzone in unerwünschtem erheblichem Umfange herabgesetzt. Die Folge davon ist eine Verkürzung der Länge derjenigen Zone, die für die Heißbehandlung des Fadens oder Garnes zur Verfügung steht. Außerdem wird die genaue oder gleichförmige Behandlung des Garnes beeinträchtigt. Eine Anhebung der Temperatur in der Heizzone zur Kompensierung dieses Abkühleffektes hat sich als nicht zweckmäßig erwiesen, da dadurch die Kosten für den Betrieb der Vorrichtung erheblich ansteigen. Außerdem ist die Temperatur in der Heizzone auf Grund des verwendeten Fadenmaterials auf Werte beschränkt, die ein erhebliches Anheben der Temperatur nicht gestatten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs näher beschriebene Tordiervorrichtung so weiterzubilden, daß durch den Austritt der Druckluft aus der Tordiervorrichtung eine Beeinflussung der Temperatur im Bereich der Heizzone oder deren Austritt weitgehend ausgeschaltet wird, ohne daß die Luftströmung durch die Eintrittsdüse beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eintrittsdüse der Tordiervorrichtung ein Diffusorelement vorgeschaltet ist, das in einer Ausnehmung an einem Ende die Eintrittsdüse aufnimmt und in einer sich der Zulaufrichtung des Fadens od. dgl. entgegen erweiternden axialen Bohrung zwei oder mehr Ableitkanäle für die Druckluft aufweist, die der Laufrichtung des Fadens entgegen nach außen unter einem Winkel geneigt sind, der größer als der halbe öffnungswinkel der axialen Bohrung ist. Auf Grund dieses der Eintrittsdüse vorgeschalteten Diffusorelementes und seiner Ausbildung wird erreicht, daß nach wie vor der Häuptteil der Druckluft dem Faden entgegen durch die Eintrittsdüse ausströmen kann, ohne daß die austretende Druckluft in den Bereich der Heizzone gelangen

kann. Die Temperatur in der Heizzone bzw. in ihrem Austrittsbereich wird also durch die große Menge an austretender Druckluft nicht beeinflußt. .'Ebenso wird die ballonartige Bewegung des Fadens durch den vorgeschalteten Diffusor nicht behindert. Damit läßt sich unter genauer Einstellung der Temperatur in der Heizzone unabhängig von der Luftströmung aus der Tordiervorrichtung diese Vorrichtung mit optimaler Wirkung betreiben, ohne daß während des Betriebes auf die der Fadenrichtung entgegen strömende Druckluft Rücksicht genommen zu werden braucht Die Temperatur in der Heizzone braucht nicht unnötig angehoben zu werden. Die Vorteile der neuen Ausbildung lassen sich auch auf einfache Weise nachträglich bei vorhandenen Tordiervorrichtungen der in Frage stehenden Gattung zur Geltung bringen.

Gegenüber der bekannten Vorrichtung jer gleichen Gattung wird ein wesentlich wirtschaftlicheres Arbeiten erreicht, da die Heizzone mit erheblich geringerem Energieaufwand auf der erforderlichen Temperatur gehalten werden kann, und zwar mit wesentlich größerer Genauigkeit als bei der bisherigen Beeinflussung durch die Druckluft

Vorteilhafterweise sind wenigstens drei in gleichen Umfangsabständen verteilt angeordnete Ableitkanäle vorgesehen. Hierdurch wird eine ausreichend rasche, zuverlässige und störungsfreie seitliche Abführung der Druckluft unterstützt.

Die axiale Bohrung kann zweckmäßigerweise mehrere aufeinanderfolgende, sich der Fadenlaufrichtung entgegen erweiternde Bohrungsabschnitte und zwischen diesen zylindrische Bohrungsabschnitte aufweisen, wobei die Ableitkanäle zweckmäßigerweise in Höhe eines zylindrischen Abschnittes ^;n der Bohrung münden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Tordiervorrichtung gemäß der Erfindung im axialen Schnitt,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Eintrittsende der Tordiervorrichtung gemäß F i g. 1,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Diffusorelementes und

F i g. 4 eine ähnliche Darstellung wie F i g. 3 von einem weiter abgewandelten Beispiel eines Diffusorelementes für die Tordiervorrichtung nach F i g. 1.

Die insgesamt mit 10 in F i g. 1 bezeichnete Einrichtung weist eine Tordiervorrichtung 11 sowia eine mit Heißluft arbeitende Heizzone 12 auf, der mehrere Garnführungselemente 13 für themoplastische Fäden oder vielfädrige thermoplastische Garne 14 vorgeschaltet sind. Die Zuführungsrichtung ist durch den Pfeil A angegeben. Die Fäden oder Garne durchlaufen die Tordiervorrichtung 11 und verlassen diese in Richtung, des Pfeiles B.

Die Tordiervorrichtung 11 weist einen inneren, hohlen Einsatzkörper 15 mit einer nicht dargestellten zylindrischen Bohrung auf. Der Einsatzkörper 15 kann im &° Querschnitt quadratische Umrißgestalt aufweisen. In dem Einsatzkörper sind mehrere tangential Eintrittsbohrungen 16 für Druckluft vorgesehen, die ihrerseits in Richtung des Pfeiles C in dem quer zur Fadenrichtung verlaufenden Zuführungskanal 17 eines äußeren Gehäuses lic zugeführt wird. Die durch die tangentialen Zutrittsöffnungen 16 in die zylindrische Bohrung einströmende Druckluft bildet in der zylindrischen Bohrung eine rotierende Luftströmung, welche das durch die zylindrische Bohrung mit hoher Geschwindigkeit von 2. B. 300 m/Min laufende Garn erfaßt. Diese umlaufende Bewegung des Fadens in der zylindrischen Bohrung des Einsatzkörpers 15 läuft an dem Faden od. dgl. entlang zurück bis in den Bereich der Heizzone 12, d. h. also bis in den Bereich, in dem der Faden erweicht ist. Dadurch erhält man in dem Faden eine Schein-Tordierung.

Ein Teil der zugeführten Druckluft verläßt die zylindrische Bohrung durch eine am Ende 11a des Einsatzkörpers 15 vorgesehene axiale Austrittsöffnung für den Faden. Der Hauptteil der Druckluft verläßt die zylindrische Bohrung jedoch durch eine düsenartig ausgebildete axiale öffnung am Ende Ufa des Einsatzkörpers, welche Öffnung zugleich den Eintritt für den Faden od. dgl. bildet. Der Hauptteil der Druckluft verläßt also die zylindrische Bohrung im Gegenstrom zu dem Faden und damit in Richtung auf die Heizzone 12. Ohne besondere Maßnahmen führt diese Druckluftströmung zu einer Herabsetzung der Temperatur wenigstens im letzten Drittel der Heizzone. Die Temperaturabsenkung durch die Druckluft beträgt dabei etwa 18O⁰C. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Tordiervorrichtung in vorbestimmtem geringem Abstand von der Heizzone 12 angeordnet sein muß, damit die umlaufende Bewegung des Fadens ausreichend weit in die Heizzone zurückreicht

Um diese Abkühlwirkung der austretenden Druckluft zu vermeiden, ist der Eintrittsdüse der Tordiervorrichtung ein Diffusorelement 18 vorgeschaltet. Dieses hat den Zweck, den Hauptteil der ausströmenden Druckluft im wesentlichen seitlich von der Bahn des Garnes und damit von der Heizzone wegzuleiten.

Das Diffusorelement 18 weist einen Gewindeabschnitt 19 auf, der in den Gehäuseteil lic eingeschraubt ist. Außerdem weist das Diffusorelement einen Kopfabschnitt 20 von größerem Durchmesser auf, der außen gerändelt oder anderweitig riffelig ausgebildet sein kann. Das Diffusorelement nimmt in einer dem Einsatzkörper 15 zugewandten Ausdrehung 21 den die Eintrittsdüse aufweisenden Endabschnitt lib des Einsatzkörpers 15 auf. Die Ausdrehung 21 steht über eine relativ enge axiale Bohrung 22 mit einer axialen Bohrung 23 in Verbindung, welche sich generell in einer der Zulaufrichtung des Fadens entgegenweisenden axialen Richtung erweitert. Diese sich erweiternde axiale Bohrung 23 besteht aus mehreren konischen und zylindrischen Abschnitten. An die drosselartige Bohrung 22 schließt sich ein konischer Bohrungsabschnitt 23a und an diesen ein zylindrischer Abschnitt 236 an. Von diesem geht ein weiterer konischer Abschnitt 23c aus, der mit einem ebenfalls konisch verlaufenden Mündungsabschnitt 23e durch einen weiteren zylindrischen Abschnitt 23d in Verbindung steht.

Im wesentlichen in Höhe des ersten zylindrischen Abschnittes 23£> liegen die inneren Mündungen von mehreren Ableitkanälen 24, die in Draufsicht nach Γ i g. 2 radial gerichtet und in der Schnittdarstellung nach F i g. 1 der Fadenlaufrichtung entgegen nach außen schräg geneigt sind.

Besonders vorteilhaft haben sich drei oder vier gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Ableitkanäle für die Druckluft erwiesen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 sind drei solcher Ableitkanäle vorgesehen.

In einem praktischen Anwendungsfall kann das Diffusorelement 18 eine gesamte axiale Länge von 1,56 cm

aufweisen. Die Bohrung 21 weist dabei eine Länge von 0,24 cm, die drosselartige Bohrung 22 eine solche von 0,20 cm sowie die aufeinanderfolgenden Bohrungsabschnitte 23a bis 23c Längen von 0,40, 0,12, 0,20, 0,24 bzw. 0,16 cm auf. Die konischen Bohrungsabschnitte 23a, 23c, 23e besitzen gegenüber der Achse des Diffusorelementes jeweils eme Neigung von etwa 45°. Jeder Ableitkanal weist eine lichte Weite von 0,24 mm auf, während ihre Achse zur Achse des Diffusorelementes unter einem Winkel von etwa 60° verläuft. Das bedeutet, daß die Ableitkanäle der Fadenlaufrichtung entgegen divergieren.

Statt der in F i g. 1 dargestellten abgestuften Ausbildung der konischen axialen Bohrung kann diese auch durchgehend konisch ausgebildet sein, wie dies beim Diffusorelement 18" mit der Bohrung 25 angedeutet ist. Im übrigen ist das Diffusorelement nach F i g. 3 übereinstimmend mit dem Diffusorelement nach F i g. 1 ausgebildet.

Die Ableitkanäle 24 können auch in der axialen Schnittebene zur Achse des Diffusorelementes unter einem rechten Winkel, also radial, verlaufen, wie dies bei den Ableitkanälen 24' des Diffusorelementes 18' der F i g. 4 angedeutet ist.

Die Ausdrehung 21 nimmt das Ende llfcdes Einsatzkörpers 15 mit geringem Spiel auf, und zwar zweckmäßigerweise sowohl mit axialem als auch mit radialem Spiel. Das axiale Spiel kann etwa 0,04 cm und das radiale Spiel zwischen etwa 0,005 und 0,025 cm betragen.

Bei Betrieb zeigt sich, daß das Diffusorelement die Schein-Tordierung des Fadens oder Garnes nicht beeinträchtigt, da, wie dies in F i g. 1 angedeutet ist, der Faden der rotierenden Bewegung der Druckluft unbehindert folgen kann. Durch das vorgesehene Diffusorelement wird ein Teil der aus der Eintrittsdüse austretenden Druckluft durch die Ableitkanäle 24 entsprechend den eingezeichneten Pfeilen abgeleitet. Der restliehe Teil der Druckluft verläßt das weite Ende des Diffusorelements ebenfalls mit radialer Strömungskomponente, so daß die Druckluft weitgehend von dem Austrittsbereich der Heizzone 12 weggelenkt wird, ohne in der Heizzone im nennenswerten Umfange abkühlend wirksam zu werden.

Praktische Messungen haben ergeben, daß die Abkühlwirkung der austretenden Druckluft bei der Tordiervorrichtung gemäß der Erfindung gegenüber der gleichen Vorrichtung ohne das Diffusorelement ganz

■ 5 erheblich gesenkt werden kann. Dadurch kann die Heizzone mit erheblich verminderter Temperatur betrieben werden, da diese nunmehr auf ihrer ganzen Länge die notwendige Betriebstemperatur halten kann. Die seitliche Ableitung der Druckluft erfolgt praktisch

ze auch ohne jede Turbulenz, welche der Scheindrehung des Fadens oder Garnes nachteilig werden könnte Auch ist zuverlässig die Gefahr einer Berührung des rotierenden Fadens mit den Wänden des Diffusorelementes ausgeschaltet.

Gegenüber der obengenannten Temperatursenkung durch die austretende Druckluft wurde festgestellt, daC mit dem betriebenen Diffusorelement die Temperatui in der Heizzone nur um wenige Grad beeinflußt wird wobei dieser Einfluß zwischen 5,4 und 12,6°C gemesser wurde.

Statt Druckluft kann auch ein anderes gasförmige: Druckmittel verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Tordiervorrichtung in Einrichtungen zum Texturieren von thermoplastischen Fäden oder Garnen, die über Führungselemente durch eine Heizzone der Tordiervorrichtung zugeführt werden, in welcher dem Faden oder Garn mittels Druckluft eine Schein-Tordierung erteilt wird, die an dem Faden od. dgl. entlang bis in den Bereich der Heizzone zurückgreift, mit einer zu dem Faden od. dgl. gleichichsig ausgerichteten zylindrischen Bohrung mit tangentialen Zutrittsöffnungen für die Druckluft, einer düsenartig ausgebildeten axialen Öffnung für den Eintritt des Fadens od. dgl. und für den Austritt eines Hauplteiles der Druckluft im Gegenstrom zu dem Faden od. dgl. und einer axialen Austrittsöffnung für den Faden d. dgl. und den geringeren Anteil der Druckluft, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsdüse [Hb) der Tordiervorrichtung ein Diffusorelement (18) vorgeschaltet ist, das in einer Ausnehmung (21) an einem Ende die Eintrittsdüse (11Λ) aufnimmt und in einer sich der Zulaufrichtung des Fadens entgegen erweiternden axialen Bohrung (23, 25) zwei oder mehr Ableitkanäle (24) für die Druckluft aufweist, die der Laufrichtung des Fadens entgegen nach außen unter einem Winkel geneigt sind, der größer als der halbe öffnungswinkel der axialen Bohrung (23,25) ist.

2. Tordiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei in gleichen Umfangsabständen verteilt angeordnete Ableitkanäle (24) vorgesehen sind.

3. Tordiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung (23) mehrere aufeinanderfolgende, sich der Fadenlaufrichtung entgegen erweiternde Bohrungsabschnitte (23a, 23c, 23e) und zwischen diesen zylindrische Bohrungsabschnitte (23ö, 23d) aufweist, und daß die Ableitkanäle (24) in Höhe eines zylindrisehen Abschnittes in der axialen Bohrung münden.

4. TordiervoTichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsdüse (116) von der Ausnehmung (21) des Diffusorelementes mit geringem axialem und/oder radialem Spiel aufgenommen ist.