DE2628498A1

DE2628498A1 - Fadenkuehler

Info

Publication number: DE2628498A1
Application number: DE19762628498
Authority: DE
Inventors: Lajos Horvath; Emil Munz; Hans Schellenberg
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1975-07-04
Filing date: 1976-06-25
Publication date: 1977-01-27
Also published as: FR2316361A1; GB1542120A; NL7606774A; IT1061931B; BE842977A; FR2316361B1; ES449919A1; CH597391A5

Description

Anmelderin:_ Maschinenfabrik Rieter AG,

Winterthur, Schweiz

Alfred Maxton sr. Alfred Maxton jr. Jürgen Langmaack r^r;)!om-Ingenieure

5 Köln 51 Pferdmengesstraße 50

Unser

Zeichen: ^ 2 PS 767

Tag:

22.06.76

Beze5 chnung: Fadenkühler

Die Erfindung betrifft einen Fadenkühler zur Kühlung schnelllauf ender Fäden, wie sie z. B. auf Falschdrall maschinen behandelt werden, mittels gasförmiger Kühlmittel, mit einem vom Kühlmittel durchströmbaren Fadenlaufbegrenzer.

Es sind schon Fadenkühler zur Kühlung von Fäden aus thermoplastischem Material bekannt, die aus einem Hohlkörper von rechteckigem Querschnitt bestehen,mit einer in einer Außenwand des Hohlkörpers in Längsrichtung vorgesehenen Rinne zur Aufnahme des Fadens und mit in der tiefsten Stelle der Rinne vorgesehenen, die Rinne mit dem Inneren des Hohlkörpers verbindenden Bohrungen. Die Kühlung des Fadens entsteht dadurch, daß der Hohlkörper an eine Unterdruckquelle angeschlossen wird, so daß Umgebungsluft durch die Bohrungen angesaugt wird und dadurch der über den Bohrungen geführte Faden von der quer zur Fadenlaufrichtung strömenden Luft gekühlt wird (CH-PS 445 714).

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Postscheckkonto Köln (BLZ 37010050) Kto.-Nr. 152251-500 · Deutsche Bank AG Köln (BLZ 370 70060) Kto.-Nr. 123 6181 f 12

Ein Nachteil einer solchen Vorrichtung besteht jedoch darin, daß für Schnellaufende Fäden die Kühlung pro Längeneinheit des Kühlers zu wenig intensiv ist, weil die Bohrungen, um keine Auslenkung des Fadens in die Bohrungen zu erhalten, relativ klein sein müssen, so daß die angesaugte Luftmenge pro Bohrung dem naturgemäß beschränkten Unterdruck entsprechend ebenfalls beschränkt ist, so daß entsprechend lange Hohlkörper vorgesehen werden müssen.

Eine andere ähnliche Vorrichtung ist so ausgebildet, daß der Faden in einem mit einer spaltförmigen Einlaufdüse versehenen Luftansaugkörper mittel in regelmäßigen größeren Abständen angeordneten Stegen geführt ist und die Kühlluft in einer zum Fadenlauf senkrechten Richtung angesaugt wird. Um den Kühleffekt zu erhöhen, ist an einer Seite der Einlaufdüse ein in der angesaugten Kühlluft im Bereich des Fadenlaufes Wirbel erzeugender Störkörper angebracht, der eine in der Nähe des Fadenlaufs befindliche, sich über die ganze Länge des Störkörpers erstreckende scharfe, die Wirbel erzeugende, Kante aufweist. Diese Vorrichtung ist ä>enfalls nachteilig, weil durch die relativ großen Abstände der Stege die Kühlluft mit einer relativ kleinen Geschwindigkeit angesaugt werden muß, um eine Auslenkung des Fadens in die Saugdüse zu verhindern, was eine enigprechend beschränkte Kühlluftmenge pro Zeiteinheit ergibt. Im weiteren kann die notwendige Verwirbelung der Luft entlang der Längskante kaum gleichmäßig und konstant gehalten werden, so daß entsprechende

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Unterschiede auch in der Kühlintensität entstehen können, was ein weiterer Nachteil ist. Außerdem ist die Vorrichtung zur Erreichung der notwendigen Kühlleistung aufwendig (DT-AS 17 60 187)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf möglichst kurzer Distanz und ohne großen Aufwand eine intensive Kühlung eines . laufenden Fadens zu erreichen.

Bei einem Fadenkühler zum Kühlen schnellaufender Fäden mittels gasförmiger Kühlmittel mit einem vom Kühlmittel durchströmbaren Fadenlaufbegrenzer, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Fadenlaufbegrenzer aus einem zu einer Wendel mit einem Wendelspalt geformten Band besteht und am oberen Ende des Fadenlaufbegrenzers, in Fadenlaufrichtung gesehen, eine Dtise derart vorgesehen ist, daß das Kühlmittel gegen die Innenwand des Fadenlaufbegrenzers in diesen einblasbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist folgende Vorteile auf: Durch die D allbildung entsteht eine von der eingeblasenen Kühlluft unabhängige zusätzliche Kühlung durch die Umgebungsluft; das Kühlelement ist hinsichtlich Konstruktion , Herstellung und Betrieb wenig aufwendig; z. B. beim Einlegen eines Fadens; der Fadenlauf wird während des Kühlprozesses praktisch durch keine unnötige Reibungen behindert; die intensive Kühlwirkung ermöglicht eine Verkürzung der Kühlzone.

Die Düse kann dabei in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung in einem Winkel zwischen 5 und 85° zur Wendelachse angeordnet

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Das Band kann in -vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung außerdem aus einem wendelförmig gebogenen Blechstreifen bestehen, wobei der Wendelspalt gleichbleibend sein kann. Ferner kann das Band perforiert und/oder derart mit einem Längswulst versehen sein, daß nach dem wendeiförmigen Biegen des Bandes ein nach innen oder außen gerichteter wendeiförmiger Wulst entsteht. Die Wendel kann in Fadenlaufrichtmg gesehen, eine Spiralformhaben, zusätzlich kann die spiralförmige Wendel dermaßen ineinandergeschoben werden, daß das Band in radialer Richtung in vorbestimratem Masse teilweise überlappt.

Im folgenden werden anhand schematiseher Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Fadenkühlers verkürzt dargestellt,

mit einer Einblasdüse,
Fig. 2 Grundriß des Fadenkühlers von Fig. 1 entlang der Linie

II - II aufgeschnitten,
Fig. 3 Längsschnitt der Einblasdüse entlang der Linie II - II in Richtung III dargestellt,

Fig. 4a

und 5a Ausführungsvarianten eines Details des Fadenkühlers, leicht vergrößert dargestellt,

Fig. 4b

und 5b Schnitt durch Ausführungsvariante Fig. 4a resp. Fig.

5a entlang der Linie IV resp. V,

Fig. 6 schematische Darstellung des Fadenkühlers, Fig. 7 Anwendungsbeispiel des Fadenkühlers, thematisch dargestellt, Fig. 8 Geschwindigkeitsdiagramm des Fadenlaufes.

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COPY

Ein Fadenkühler 1 besteht aus einer Wendel 2 und einer am oberen Ende der Wendel , in Fadenlaufrichtung F gesehen, angebrachten Einblasdüse 3. Die Wendel 2 wird aus einem Blechstreifen 4 mit einer Breite B derart auf einen Wendelinnendurchmesser C (Fig.2) gebogen, daß ein Wendelspalt A entsteht. Die Größenordnung der Dimensionen A, B und C und deren Verhältnis wird am einfachsten dem Kühlbedarf entsprechend durch Versuche festgelegt, derart, daß der genaue Kühlbedarf durch Regulierung der Luftmenge errebht w< rden kann.

Die Einblasdüse 3 hat gegen die Mündung 5 hin eine Abflachung 6, um von einer Druckquelle (nicht gezeigt) stammende Einblasluft im wesentlichen gegen die Innsvand 7 der Wendel 2 gerichtet austreten zu lassen, so caß in der Wendel ein Luftdrall in Richtung D (Fig. 2) entsteht. Die einzublasende Luftmenge kann durch in einer Zuleitung eingebautes Regelventil (nicht gezeigt) verändert werden. Für einen entgegengesetzt gerichteten Luftdrall kann die Einblasdüse 3 an eine in der entgegengesetzten Richtung gewundenen Wendel spiegelbildlich versetzt angebaut sein.

Die Einblasdüse 3 ist in einem zu einer durch die W_ondelachse X gedachten Ebene vorbestimmten Winkel £< mit dem genannten Wendelende verb__unden. Dieser Winkel kann zwischen 5 und 85 gewählt werden, wodurch das Verhältnis zwischen einer durch den Luftstrom auf einen durch den Kühler geführten Faden 8 in Fadenlaufrichtung F wirkenden Kraftkomponente und einer, einen Fadendrall in Richtung D ergebenden Kraftkomponente verändert werden kann.

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Unter Fadendrall soll eine rotierende Schwingung des Fadens 8 verstanden werden, wie dies in Fig. 2, 6 und 7 mit dem Pfeil D angedeutet ist.

Die Drallrichtung wird entsprechend der Verwendung des Kühlers gewählt. In der mit Fig. 7 gezeigten Verwendung wird die Drallrichtung einer bereits durch ein Falschdrallorgan 9 erzeugten und sich z. B. in eine Heizeinrichtung 10 fortpflanzenden rotierenden Schwingung des Fadens 8 im gleichen Drehsinne angepaßt.

Im Betrieb wird beim Einführen des Fadens 8 (Fig* 6) mittels einer manuell betätigbaren an sich bekannten S.^ugpistole 11 der mit angesaugte und z. B. von der vorgeschalteten Heizeinrichtung (Fig.7) hergeführte Faden durch wendeiförmige Bewegungen, wie in Fig. 6 dargestellt, in die ¥endel 2 eingelegt und anschließend dem Drallorgan 9 sowie den weiteren aus dem Falschdrallprozeß an sich bekannten, den Faden übernehmenden Verfahrens stufen für den selbstätigen weiteren Ablauf übergeben.

Die Kühlung des Fadens entsteht:

a) einerseits durch die durch die Düse 3 eingeblasene Luftmenge

b) durch die Umgebungsluft vor und nach dem Fadenkühler 1, in Fadenlaufrichtung gesehen.

Zu a):

Je nach Einblaswinkel ß( entstehen unterschiedliche Differenzgeschwindigkeiten zwischen Luft und Faden und damit auch eine unterschiedliche Kühlung des Fadens. Die optimale Größe des

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Winkels ρ( wird ebenfalls durch Versuche ermittelt. Dabei muß neben dem zu erreichenden Kühleffekt die bereits erwähnten auf den Fadenlauf wirkenden Kraftkomponenten berücksichtigt werden.

Außerdem entsteht durch den Luftaustritt aus dem Waidelabstand A (Fig.1) eine weitere Differenzgeschwindigkeit zwischen laufendem Faden und austretender Luft, gegeben durch die Richtungsänderung der Luft gegenüber äsm. Faden, die ebenfalls zur Kühlung des Fadens 8 beiträgt.

Zu b):

Einen weiteren Beitrag zur Kühlung erhält man durch den Drall des laufenden Fadens in der Umgebungsluft - auch Ballonbildung genannt indem wie Fig. 8 zeigt, aus der Fadengeschwindigkeit Vp in Fadenlaufrichtung und der Fadengeschwindigkeit V^ in Drallrichtung eine resultierende Fadengeschwindigkeit V„ gegenüber der Umgebungsluft entsteht, welche höher ist als die Geschwindigkeit V„.

Als zusätzliche Variante kann die Drallwirkung der Luft in der Wendel 2 dadurch erhöht werden, daß, wie in Fig. 4a und 4b gezeigt, das Wendelblech 4 mit einem nach innen oder außen liegenden, die Luftführung verbessernden Führungswulst 12 versehen wird.

Ebenfalls kann die durch das seitliche Austreten der Luft aus dem Wendel, Z.B. durch den Spalt A, entstehende Kühlung durch zusätzliche Öffnungen 13 im Wendelblech 4 noch weiter intensiviert werden.

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Der Wendeldurchmesser C kann, um die Ballonbildung des Fadens zu vergrößern, außerdem in Fadenlaufrichtung allmählich größer werden (nicht gezeigt), so daß die Wendel, in Fadenlaufrichtung gesehen, eine Spiralform erhält.

Weiter besteht in Anwendung dieser Vaiante zudem die Möglichkeit, die spiralförmige Wendel dermaßen ineinander zu schieben, daß sich die Blechstreifen der Breite B in radialer Richtung in vorbestimmter Masse teilweise überlappen (nicht gezeigt), so daß ein dem axialen Abstand A analoger Abstand in radialer Richtung entsteht.

Zudem besteht durch die Verwendung von unterkühlter oder feuchter Luft die Möglichkeit, den Kühleffekt noch zu erhöhen.

Der Begriff Faden umfaßt Mono- und Multifilamente aus syntethischem Material.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche;

1. Fadenkühler zum Kühlen schneilaufender Fäden mittels gasförmiger Kühlmittel, mit einem vom Kühlmittel durchströmbaren Fadenlaufbegrenzer, dadurch gekennzeich net, daß der Fadenlaufbegrenzer aus einem zu einer Wendel (2) mit einem vorgegebenen Wendelspalt (A) geformten Band besteht und am oberen Ende des Fadenlaufbegrenzers, in Fadenlaufrichtung F gesehen, eine Einblasdüse (3) derart vorgesehen ist, daß das Kühlmittel gegen die Innenwand des Fadenlaufbegrenzers in diesen einblasbar ist.

2. Fadenlaufkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasdüse (3) in einem Winkel zwischen 5 und 85° zur Wendelachse angeordnet ist.

3. Fadenkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e nn -zeichnet, daß das Band aus einem wendelförmig gebogenen Blechstreifen (4) besteht.

4. Fadenkühler nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Wendelspalt (A) gleichbleibend ist.

5. Fadenkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e nn ze lehnet, daß das Band perforiert ist.

6. Fadenkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Band derart mit einem Führungswulst (12) versehen ist, daß nach dem wendeiförmigen Biegen des

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Bandes ein nach innen oder außen gerichteter wendeiförmiger Wulst entsteht.

7. Fadenkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (2 ), in Fadenlaufrichtung (F) gesehen, eine Spiralform hat.

8. Fadenkühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die spiralförmige W_endel (2) dermaßen ineinander geschoben wird, daß das Band in radialer Richtung in vorbestimmten Maße teilweise überlappt.

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