DE2457825A1 - Verfahren und vorrichtung zum garnkraeuseln - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum garnkraeuselnInfo
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Description
"Verfahren und Vorrichtung zum Garnkräuseln"
Priorität: 7. Dezember 1973, GROSSBRITANNIEN Nr. 56777/73
Die vorliegende Erfindung bezieht sich Verbesserungen bei
der Herstellung von Kräuselgarnen.
Gemäss. der Erfindung wird ein kontinuierliches Verfahren ·
zum Kräuseln von Garnen vorgeschlagen, Welches aus folgenden Arbeitsschritten besteht: Fördern und Verzwirnen
eines thermoplastischen Garnes durch die Einwirkung eines heissen Mediums, Einführen des geförderten Garnes in eine Ctauchkammer, Andrücken des Garnes gegen ein Kissen von
3chon gefördertem Garn in dieser Kammer und kontinuierliches Abziehen des gekräuselten Garnes aus der Kammer.
eines thermoplastischen Garnes durch die Einwirkung eines heissen Mediums, Einführen des geförderten Garnes in eine Ctauchkammer, Andrücken des Garnes gegen ein Kissen von
3chon gefördertem Garn in dieser Kammer und kontinuierliches Abziehen des gekräuselten Garnes aus der Kammer.
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Das Fördern und Verzwirnen des Garnes durch die Einwirkung
des heissen Mediums kann dadurch erreicht werden, dass mindestens ein, vorzugsweise vier Ströme eines heissen
Mediums gegen das Garn unter einem spitzen Winkel zur Garnachse gerichtet werden, wob.ei der Strom oder die Ströme
des Mediums derart zu der Garnachse angeordnet sind, dass das Medium auch eine Verzwirnung des Garnes herbeiführt.
Das Ende des Garnkissens kann in der-llähe der Stelle, wo
das Garn abgezogen wird, d.h. am unteren Ende des Kissens abgekühlt werden, indem mindestens zwei Ströme eines kalten
Mediums gegen das untere Ende des Kissens in einer solchen
Richtung geleitet werden, dass sie entgegengesetzt zu der Richtung sind, in der das Garn abgezogen wird.
Erfindungsgemäss wird weiterhin eine Garnkrfluselvorrichtung
vorgeschlagen, welche in Kombination aus einer Garnführung,
Einrichtungen zum Einführen eines heissen Mediums in die Garnführung, um so eine Verzwirnungswirkung auf das Garn
auszuüben, eine Stauchkammer sowie Einrichtungen zum Abziehen des gekräuselten Garnes aus der Stauchkammer besteht.
Die Einrichtungen zum Einführen eines heissen Mediums in die Führungsleitung für das Garn und zum Ausüben einer Verzwirnungswirkung
auf das Garn kann aus mindestens einer engen Leitung bestehen, welche unter einem spitzen Winkel
zur Längsachse der Leitung angeordnet ist und welche exzentrisch in' diese Leitung mündet. Vorzugsweise sind vier
derartiger engen Leitungen vorgesehen, welche symmetrisch um die Garnführungsleitung herum angeordnet sind. Die
Führungsleitung für das Garn kann eine entsprechend ausgestattete Einlassöffnung aufweisen und an diese Leitung
schliesst sich eine Verengung für das Garn und das einge-
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führte Medium an, wobei diese Verengung an sich einen
grösseren inneren Durchmesser aufweist als die Einführungsleitung für das Garn.
Die Kräuselapparatur'kann eine Kammer enthalten, welche
durch Abschrägungen in den benachbarten Endteilen der Garneinlassleitung und der engen Leitung gebildet, wird, durch
die das heisse Medium zum Fördern und Verzwirnen des Garnes gebildet wird.
Dieses Medium kann aus warmer Luft oder vorzugsweise
unter Dampf stehendem Druck bestehen.
Das Kräuselverfahren und die erfindungsgemässe Apparatur
zur Durchführung desselben sind geeignet zum Kräuseln von irgendeinem thermoplastischen Garn. Sie sind besonders geeignet
zum Kräuseln von Polyamidgarn, wobei Dampf als heisses Medium verwendet wird. Das Garn kann hierbei auch
aus unterschiedlich gefärbten oder Verfärbungsfäden bestehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann unmittelbar anschliessend an das Verstrecken des Garnes durchgeführt werden.
Das Garn kann durch das heisse Medium auf eine Temperatur
erwärmt werden, die derart hoch ist, dass mindestens einige der Fäden des Garnes miteinander verschmelzen.
Die Stauchkammer besitzt einen grösseren Durchmesser als
die enge Einführungsleitung und kann mit einem konischen
oder halb-kugelförmigen Einlass versehen sein, um eine geregelte Ausdehnung des heissen Mediums zu ermöglichen. Die
Stauchkammer kann mit radial gerichteten Löchern versehen sein, um das Entweichen des heissen Mediums zu ermöglichen.
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Die Kräuselvorrichtung kann an dem Garnaustrittsende mit Einrichtungen versehen sein, um ein kaltes Medium, beispielsweise
Luft, in die Stauchkammer in einer Richtung entgegengesetzt zur Förderrichtung des Garnes einzuführen.
Das Kräuselverfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung
sind besonders brauchbar zum Kräuseln von Garnen mit einem Decitex von 800 bis 8000. Auf diese Weise gekräuselte
Garne sind besonders brauchbar zur Herstellung von getufteten Teppichen.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren und der vorgeschlagenen
Apparatur gekräuselte Garne besitzen eine latente Verzwirnung, welche sich entwickelt, wenn die Garne wärmebehandelt
werden, insbesondere im freien Zustand.
Eine Ausführungsform einer Garnkräuselvorrichtung gemäss
der Erfindung sind auf den beigefügten Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Apparatur und
Fig. 2 einen Grundriss auf der Linie A-A des Einsatzstückes 2 der Fig. 1.
Die Kräuselvorrichtung besitzt eine Garneinlassleitung 1,
in der ein Einsatzteil 2 vorgesehen ist, eine Garneinführungsöffnung 3» eine enge Leitung 5 für das Garn und das
Medium sowie eine zylindrische Stauchkammer 7. Eine Diffuserkammer 9 ist zwischen den Enden der Einlassleitung
1 und dem Beginn der schmalen Leitung 5 vorgesehen, indem diese Enden kegelförmig erweitert sind.
Die Kräuselvorrichtung ist mit einem Einlass 11 für das heisse Medium und vier engen Leitungen 13 versehen, wodurch
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das heisse Medium in die Diffuserkammer 9 eingeleitet wird. Die engen Leitungen 13 werden dadurch gebildet, dass
in dem Einsatzstück 2 entsprechende Bohrungen vorgesehen sind und jede dieser Bohrungen sind im Winkel zur Bewegungsrichtung
des Garnes angeordnet. Die vier Leitungen 13 sind derart angeordnet, dass in der Diffuserkammer 9 eine
Wirbelung des heissen Mediums erfolgt.
Die Stauchkammer 7 besitzt ein halb-kugelförmig ausgebildetes Einlassende 21 und ist mit sich in radialer Richtung
erstreckenden öffnungen 23 versehen, um das Entweichen des Mediums zu ermöglichen.
Die Krauselvorricht-ung ist weiterhin mit einem verengten
Auslass 31 für das Garn versehen.
An der Austrittsseite des verengten Auslasses 31 ist die
Kräuselvorrichtung mit einem Einlass 27 für ein kaltes Medium und sechs engen Leitungen 29 versehen, um das kalte
Medium in die Stauchkammer 7 in einer Richtung einzuleiten, welche entgegen der Bewegungsrichtung des Garnes verläuft.
Beim Arbeiten dieser Vorrichtung wird Garn in diese eingeführt und durch den Wirbel des heissen Mediums in der
Diffuserkammer 9 verzwirnt. Das erwärmte Garn wird dann zu einem Garnkissen zusammengedrückt, welches ständig in
der Stauchkammer 7 gebildet wird, wobei sich das eine Ende dieses Kissens in der Nähe des Einlasses 21 der Stauchkammer
befindet und das andere Ende, d.h. das untere Ende des Kissens sich zwischen den Löchern 23 zum Entweichen dee
strömenden Mediums und dem begrenzten Auslass 31 befindet.
Wie schon erwähnt, entweicht das heisse Medium durch die radial gerichteten Löcher 23. Das gekräuselte Garn wird
durch da3 kalte Medium abgekühlt, welches in die Stauch-
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kammer 7 durch die engen Leitungen 29 eingeleitet wird. Das gekräuselte Garn wird von dem Garnkissen in geregelter
Weise abgeführt.
Die in den Beispielen beschriebenen gekräuselten Garne
wurden folgenden Untersuchungsmethoden unterworfen:
In jede der beiden Backen einer Instron-Zugprüfvorrichtung
wurde ein Metallhaken eingeklemmt. Eine bestimmte Länge des Kräuselgarnes wurde.- an dem Mittelpunkt in zwei Hälften
getrennt. Jede Hälfte wurde auf einen Haken angehängt und die beiden Haken wurden dann mit einer Geschwindigkeit
von 10 cm pro Minute voneinander getrennt. Die grösste Belastung, welche während der Trennung auf 20 cm Länge
erreicht wurde, wurde aufgetragen. Jedes gekräuselte Garn vmrde drei Versuchen unterworfen und die angegebene Trennbelastung
ist das Mittel dieser drei maximalen Belastungen.
An jedem Ende eines IjJ cm langen Kräuselgarnes wurde ein
Einzelfaden für etwa 1 cm Länge ausgezogen. Diese ausgezogenen Fäden wurden in die Backen einer Instronzugprüfvorrichtung
eingeklemmt und die Backen wurden dann mit einer Geschwindigkeit von 5 cm pro Minute voneinander getrennt.
Die maximale Belastung, welche für je cm Trennung bis zu einer Grenze von 10 cm notwendig war, wurde aufgetragen.
Der angegebene Fadenzusammenhalt ist das Mittel der maximalen Belastungen für je cm Trennung, die bei drei
13 cm langen Proben festgestellt wurde..
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Diese Stranglänge wurde durch die übliche Methode gemessen,
bei der ein Garnstrang dadurch hergestellt wurde, dass das Garn mit 36 Windungen um eine Aufwickeltrommel von 1 m
Umfang aufgewickelt wurde. Der so hergestellte Strang wurde
in Wasser von 60°C eingetaucht und die Stranglänge wurde unter einer Spannung von 60 g gemessen. y
Der jeweils anzuwendende Versuch hängt mit der Feststellung der Verzwirnungsänderungen ab und wurde wie folgt durchgeführt
:
Die zu prüfende Garnprobe wurde auf einem frei drehbaren Tisch aufgebracht und das Garnende durch eine Keramiköse,
einem Quetschwalzenpaar, einem Flügelzusaminenbau, eine zweite Keramiköse und dann einer Abziehvorrichtung zugeführt.
Der Flügelzusammenbau drehte sich frei um eine horizontale Achse und enthielt einen rechteckigen Schlitz,
durch den das Garn hindurchgeführt wurde. Das Garn wurde mit einer Geschwindigkeit.von 1 m pro Minute aufgewickelt,
wobei die Quetschwalzen unter Federbelastung standen und abgebremst waren, um eine Garnspannung von 1 kg zu ergeben.
Unter diesen Bedingungen führten in dem Garn vorhandene Zwirnänderungen zu einer Drehbewegung des Garnes, die ihrerseits
beim Durchlaufen des Garnes durch den rechteckigen Schlitz eine Drehung des Flügels hervorriefen. Der Betrag
und die Richtung der Flügeldrehung standen in bezug zu der Grosse und Richtung der Verzwirnungsänderungen des Garnes.
Vier fotoelektrische Vorrichtungen, die um 90° versetzt · in einer Ebene senkrecht zur Achse des Garnes angeordnet :
waren, stellten die Bewegung des Flügels fest, wobei eine Drehung durch einen der Quadranten einen Impuls auf die
entsprechende Feststellvorrichtung ergab. Die Gesamtanzahl
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von Impulsen, welche durch sämtliche vier Fotozellen
während des Durchganges von H m Länge des Garnes festgestellt
wurden, dienten zur Ermittlung der Charakteristika des Garnes. ·
Der Verzwirnungswert des Garnes wurde weiterhin dadurch gemessen, dass nach dem Durchgang des Garnes dieses durch
ein Bad von kochendem Wasser geleitet wurde, um eine latente Verzwirnung zu entwickeln.
Der Erfindungsgegenstand ist in den folgenden Beispielen weiter erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines verzwirnten, teilweise geschmolzenen Nylon-6,6-Garnes und die Herstellung
eines vliesartigen Teppichs aus diesem Garn.
Ein aus 136 Einzelfäden, von Nylon-6,6 bestehendes Garn
mit 8800 Decitex, das aus trilobalen Fäden mit einem Modifizierungsverhältnis ,von 1,4 bestand (gemessen nach US-PS
2 939 201) wurde mit einem Streckverhältnis von 3,7^ verstreckt,
und zwar mit einer Streckgarngeschwindigkeit von 702 m pro Minute. Nach dem Verstrecken wurde das Garn
direkt einer Kräuselvorrichtung zugeführt, wie sie in den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen dargestellt ist, die folgende
Abmessungen besass:
Durchmesser des Garneinlasses 0,96 mm Durchmesser von jeder der vier Dampfeinlassleitungen 0,58 mm
Winkel zwischen jeder Dampfleitung und der OarneinlassfUhrung
30°
Durchmesser der Diffuserkammer 2,^5 mm
Durchmesser der verengten Leitung 1,78 mm
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Durchmesser der Stauchkammer 6,4 mm
Durchmesser einer jeden der Kaltluftleitungen 0,51 mm.
Die Kräuselvorrichtung wurde unter folgenden Bedingungen angewendet:
Druck des eingeleiteten Dampfes 16,52 kg/cm Temperatur des Dampfes 36O°C
Druck der zügeführten Kaltluft 2,8 kg/cm2 Abzuggeschwindigkeit des gekräuselten Garnes 305 m/Min. Aufwickelspannung 25 g.
Druck der zügeführten Kaltluft 2,8 kg/cm2 Abzuggeschwindigkeit des gekräuselten Garnes 305 m/Min. Aufwickelspannung 25 g.
Das so hergestellte Ga.fn besass einen Decitexwert von 2937 a
eine Bruchbelastung von 6,5 kg, eine Bruchdehnung von 53 %,
eine Stranglänge von 476 mm, einen Verzwirnungswert. (wie
oben beschrieben) von 175 und 259 vor und nach einer Behandlung
in kochendem V/asser und eine latente Verzwirnung von 3/^ Windungen pro 25 mm, gemessen nach dem V/armfixieren
in freier Luft von 1700C 3 Minuten lang. Einige der Fc'iden
des Garnes waren miteinander verschmolzen und das Garn besass das Aussehen eines verzwirnten Garnes mit einigen
Umkehrungen und wies eine -.spiralförmige/ wellenförmige Kräuselung
auf. Das gekräuselte Garn besass eine Ausziehbelastung (wie oben beschrieben) von ^k g und eine Fadenhaftung
(wie oben beschrieben) von 12 g.
Aus dem so gekräuselten Garn wurde ein getufteter Teppich mit geschnittenen Fadenbüscheln mit 3/16 Zoll Gauge O »7 mm)
hergestellt, und zwar auf einer Venor-Tufting-Maschine
mit einem Gewicht von 17 oz/yd (576 g/m2). Die Büschelhöhe
betrug 9>5 rom. Der Teppich hatte das Aussehen eines hoch-verzwirnten Vliesgarnes.
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-id-
Beispiel 2 · ""
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines gekräuselten Polyamidgarnes von cheniHeartigern Aussehen.
Das Beispiel 1 wurde in folgenden Abänderungen wiederholt:
Garnstreckgeschwindigkeit j62 m/Min.
Abzugsgeschwindigkeit des gekräuselten Garnes 596 m/Min.
Druck des zugeführten Dampfes 14 ,.4 .kg/cm
Dampftemperatur 30O0C.
Das so hergestellte Garn besass einen Decitexx^ert von 2927,
eine Bruchdehnung von 57 %, eine Bruchbelastung von 6,5 kg, eine Stranglänge von 473 mm, einen Verzwirnungswert (wie
oben angegeben) von 196 und 309 vor und nach Behandlung
mit kochendem Wasser und eine latente Zwirnung von einer Windung pro 25 mm, gemessen nach der Wärmefixierung in
freier Luft von 1700C 3 Minuten lang. Dieses Garn besass
die gleiche Art einer spiralischen Kräuselung wie das gekräuselte Garn des Beispiels 1, zeigte jedoch eine sehr
geringe Fadenverschmelzung. Das gekräuselte Garn besass eine Auszuehbelastung des Fadens von 49 g und eine Fadenhaftung
von 11 g. .
Aus diesem gekräuselten Garn wurde ein getufteter Teppich wie in Beispiel 1 hergestellt, der einen weicheren Griff
besass als der Teppich nach Beispiel 1.
Das Beispiel 1 wurde wiederholt mit folgenden Abwandlungen:
Decitex des unverstreckten Garnvorrats 17600
Durchmesser des Garneinlasses 1,4 mm .
Durchmesser der Garnführung 2,5 mm Durchmesser der Diffuserkammer 4 mm
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- li -
Durchmesser einer jeden der vier Dampfeinlassleitungen
0,8 mm
Garnabzugsgeschwindigkeit 300 m/Min.
Abzugsgeschwindigkeit des gekräuselten Garnes 250 m/Min.
Druck des zugeleiteten Dampfes 11 kg/cm Temperatur des zugeleiteten Dampfes 342°C.
Das hergestellte Garn-besass einen Qecitexwert von 5784,
eine Bruchdehnung von 39,6 %, eine Festigkeit von 2,32 g/ Decitex, eine Stranglänge von 486 mm, einen Verzwirnungswert
(wie oben beschrieben) von 208 und 306 und vor und nach der Behandlung in kochendem Wasser und eine latente
Verzwirnung von 19 Windungen auf 25 mm, gemessen nach dem
Wärmefixieren in freier Luft von 1700C 3 Minuten lang.
Das gekräuselte Garn besass eine wellenförmige Kräuselung wie im Beispiel 1 jedoch ohne der verzwirnten Bereiche.
Die Fäden des Garnes waren an Punkten entlang der Oarnlänge
miteinander verschmolzen. Das Garn besass eine Faden haftung von 10 g und eine Ausziehbelastung von 75 g·
Ein getufteter Teppich aus derart gekräuseltem Garn mit einem Gexvicht von 1085 bis 1116 g/m erreichte eine gute
Tuftausbildung mit.'einer leichten Kräuselung an den Enden
der Tufte.
Ein Nylon-6,6-Garn von 8080 Decitex wurde mit einem Streckverhältnis
von 3,90 und einer Streckgarngeschwindigkeit von 1000 m pro Minute verstreckt. Nach dem Verstrecken wurde
das Garn einer Kräuselvorrichtung nach Beispiel 1 zugeführt, bei der folgende Abänderungen vorgesehen waren:
Durchmesser der Garneinlassöffnung 1,99 mm Durchmesser einer jeden der vier Dampfzuleitungen 0,6 mm
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Winkel zwischen jedem Dampf kanal und der Garneinlassleitung 45°
Durchmesser der engen Leitung 2 mm
Druck des zugeleiteten Dampfes 15,7 kg/cm Abzugsgeschwindigkeit des gekräuselten Garnes 777 m/Min.
Aufwickelspannung 50 bis 70 g.
Das so hergestellte Garn besass einen Decitexwert von 2720, eine Stranglänge von 46*J mm, einen Verzwirnungswerf
(wie oben beschrieben) von 78 und 420 vor und nach der
Behandlung in kochendem Wasser und eine latente Verzwirnung von einer Windung pro 25 mm, gemessen nach der Wärmefixierung
in freier Luft von 1700C 3 Minuten lang. Das
gekräuselte Garn besass eine Ausziehbelastung (wie oben
beschrieben) von 65 g und eine Fadenheftung (wie oben beschrieben)
von ΐβ g.
Das so gekräuselte Garn war geeignet zur Herstellung eines getufteten Teppichs wie in Beispiel 1 beschrieben.
Patentansprüche'
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Claims (13)
- PATENTANSPRÜCHE:flj Kontinuierliches Verfahren zum Kräuseln von Garn, wobei ein thermoplastisches Garn der Einwirkung eines heissen Mediums unterworfen, einer Stauchkammer zugeführt, gegen ein bereits in dieser Kammer vorhandenes Garnkissen gedrückt und schliesslich das gekräuselte Garn aus dieser Kammer abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Garn durch die Einwirkung des heissen Mediums sowohl gefördert als auch verzwirnt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die förderung und Kräuselung des Garnes durch das heisse Medium in der Weise erfolgt, dass mindestens ein Strom des heissen Mediums gegen das Garn unter einem spitzen Winkel zur Garnachse geleitet wird, wobei der Strom des Mediums derart mit Bezug auf die Garnachse angeordnet ist, dass das Medium auch die Verzwirnung des Garnes herbeiführt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vier Ströme des heissen Mediums gegen das Garn gerichtet werden.
- 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des Garnkissens gekühlt wird, indem mindestens zwei Ströme eines kalten Mediums gegen das untere Ende des Kissens gerichtet werden, und zwar in einer Richtung, die entgegengesetzt ist zu der Richtung, in der das Garn abgezogen wird.509824/0854
- 5· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das heisse Medium aus Dampf besteht.
- 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn durch das heisse Medium auf eine Temperatur erhitzt wird, die derart ist, dass mindestens ein Teil der Fäden des Garnes miteinander verschmolzen werden. .
- 7. Vorrichtung- zum Kräuseln von Garn, bestehend aus einer Garnführung, Einrichtungen zum Einleiten eines heissen Mediums in diese Führung, eine Stauchkammer und Einrichtungen zum Abführen des gekräuselten Garnes aus der Stauchkammer, dadurch.gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Einführen des heissen ?4ediums in die Garnführung aus Vorrichtungen bestehen, durch die das Garn sowohl gefördert als auch eine Verzwirnungswirkung auf das Garn durch das Medium ausgeübt wird.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Fördern des.Garnes und Verzwirnen desselben aus mindestens einer engen Leitung bestehen, die unter-einem spitzen Winkel zur Längsachse der Garnführung angeordnet ist und in diese exzentrisch eintritt.
- 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlassleitung für das Garn und eine verengte Leitung für das Garn und das Medium vorgesehen sind, wobei die enge Leitung einen grösseren inneren Durchmesser besitzt als die Einführungsleitung für das Garn.509824/0854
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Diffuserkammer gebildet wird, indem die Enden der Einlassleitung und der verengten Leitung abgeschrägt sind und in dieser Kammer die Kanäle für das Einleiten des heissen Mediums münden.
- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräuselvorrichtung in der Nähe des Garnaustrittsendes Einrichtungen besitzt, durch die kaltes Medium in die Stauchkammer eingeführt werden kann.
- 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchkammer ein konisches Austrittsende aufweist.
- 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchkanmer ein halbkugelförmiges Eintrittsende aufweist.PAnNTANWXLTEM.-IW.H.FJNC«. DIFI.-ING. H.BOHI 0IPL-HMO-S. STAEGEII50982k /085ULeerseite
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