DE3010387A1

DE3010387A1 - Luftduese zum erzeugen verzwirnten garns

Info

Publication number: DE3010387A1
Application number: DE19803010387
Authority: DE
Inventors: Herbert Joseph Pike
Original assignee: JP Stevens and Co Inc
Current assignee: JP Stevens and Co Inc
Priority date: 1979-03-26
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1980-10-16
Also published as: DE8007410U1; JPS5917211B2; US4188692A; GB2047758B; DE3010387C2; FR2452536B1; FR2452536A1; JPS55128035A; CH643605A5; GB2047758A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing/R. "We ic κ man ν; Eü?l.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

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8000 MÜNCHEN 86, DEN '|fj. iCi/ »■-_;.

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Case 815

J. P. STEVENS & CO.,

1185 Avenue of the Americas

New York, New York, V.St.A.

Luftdüse zum Erzeugen verzwirnten Garns

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftdüse zum Erzeugen verzwirnten, mehrfadigen Garns.

Es ist bekannt, mehrfadige Garne mittels einer Luftdüsen-Vorrichtung zu verzwirnen, in die Luft in eine Kammer unter einem Winkel an den Transportweg des Garns herangeführt wird, um eine turbulente Luftzone mit Vielfachwirbeln zu bilden, die die Fäden des Garns verzwirnt oder verschlingt. Eine solche Vorrichtung ist in der U.S.-Patentschrift Nr.

3 983 609, erteilt am 5.Oktober 1976, offenbart,die sich auf eine Luftverzwirnungsvorrichtung bezieht, worin die Luftdüse in Form eines Blocks vorgesehen ist und bei der ein Luftstrom in eine zentrale Bohrung im wesentlichen rechtwinkelig dazu eintritt. Die Bohrung erstreckt sich über ihre gesamte Länge durch den Block und hat vorzugsweise einen gleichförmigen Querschnitt, so daß die Luft aus beiden Enden der Bohrung austritt. Die eintreffende Luft streicht über die obere Wandung der zentralen Bohrung an einem Punkt gegenüber dem Punkt des Lufteintritts und teilt sich, um zwei Wirbel in dem oberen Teil der zentralen Bohrung zu bilden. Die Garnzuführung in die zentrale Bohrung erfolgt stromaufwärts von der Luftdüse unter einem derartigen Winkel , daß das Garn an das obere Ende des turbulenten Luftstroms in den Bereich der Bildung der Luftwirbel bewegt wird, wo es rückwärts und vorwärts quer zum Strom schwingt. Das Garn bewegt sich über eine kurze Entfernung gegenströmig zu der Luft, die das stromaufwärtige Ende der zentralen

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Bohrung verläßt und dann mit dem Luftstrom, der das andere Ende der Bohrung verläßt« Die abgewinkelte Zuführung des Garns und der gegenströmige Luftfluß zwingen das Garn in Richtung des oberen Teils der Bohrung und halten es dort in dem Bereich der Luftwirbelbildung.

Wenn die Vorrichtung gemäß dem U.S.-Patent Nr. 3 983 609 verwendet wird, um zwei oder mehrere mehrfadige Garne zusammenzusetzen, -wird ein Erzeugnis gewonnen, das für viele Zwecke nutzbar ist. Indessen gibt es einige Endverwendungszwecke, für die zusammengesetzte Garne benötigt werden, die eine straffere, dichtere Fadenverzwirnung aufweisen. Insbesondere sind Probleme mit einigen Webstühlen, beispielsweise Sulzer-Webstühlen entstanden, die ein "offenes Fach" (shed) durch Trennen der Kettgarne durch eine Reihe von sehr eng beieinanderstehenden Fingern bilden, die sich mit jeder Schlaufe, die aus der Oberfläche des Garns herausragt, verfangen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die ein zusammengesetztes, verzwirntes Garn erzeugt, das eine straffere, dichtere Verzwirnung als das Erzeugnis, das mit der Luftdüsen-Vorrichtung gemäß dem U.S.-Patent Nr. 3 983 609 hergestellt werden kann, aufweist. Dieses verbesserte Verzwirnen wird durch Veränderungen in der Struktur der Luftdüse gemäß dem oben

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genannten Patent erreicht.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die eine Luftdüse innerhalb eines Blocks enthält, der einen Hauptdurchlaß, der sich von der stromauf wärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite erstreckt, aufweist. Ein zweiter Durchlaß unterbricht den unteren Teil des Hauptdurchlasses unter einem spitzen Winkel und ist schräg nach unten in Richtung s" romaufwärts abgewinkel*:„ Ein Lufteinlaßkanal unterbricht den unteren Teil des 'nc ptdurchlasses stromabwärts von dem zweiten Durchlaß. Die Achse

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des Lufteinlaßkanals und die Achse des Hauptdurchlasses liegen im wesentlichen in der gleichen Ebene. Sie schneiden sich unter einem Winkel von ungefähr 86° bis 88.5°, wobei der Schnittpunkt nicht weiter als 0.20" (vorzugsweise 0.14" bis 0.19") vom stromabwärtigen Ende des Hauptdurchlasses entfernt liegt. Der Lufteinlaßkanal ist schräg nach unten von dem Hauptdurchlaß in Richtung stromabwärts geneigt. Eine Überlaufkante, die bei oder nahe bei dem unteren Teil des stromabwärtigen Endes des Hauptdurchlasses beginnt, erstreckt sich in stromabwärtiger Richtung, vorzugsweise über eine Strecke von etwa 0.18" bis 0.32". Vorzugsweise ist die Überlaufkante nicht weiter als etwa 0.10" unterhalb des unteren Teils des Hauptdurchlasses angeordnet.

In der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen ist die Seite des Hauptdurchlasses, die durch den Lufteinlaßkanal unterbrochen wird, als der untere Teil des Hauptdurchlasses bezeichnet, um die relativen Positionen der Elemente der Düse zu beschreiben. Darunter kann indessen verstanden werden, daß die gesamte Düsenstruktur in unterschiedlichen Positionen orientiert sein kann.

Gegenüber der Luftdüse gemäß dem U.S.-Patent Nr. 3 983 609 bestehen bei der Luftdüse gemäß der vorliegenden Erfindung drei hauptsächliche vorteilhafte Unterschiede, die miteinander kombiniert für das straffere, dichtere Verzwirnen des Erzeugnisses gemäß der vorliegenden Erfindung verantwortlich sind. Zum ersten ist der Lufteinlaßkanal gemäß der vorliegenden Erfindung derart schräg nach unten von dem Hauptdurchlaß in Richtung stromabwärts geneigt, daß sich die Achse des Lufteinlaßkanals und die Achse des Hau,pteinlasses unter einem Winkel von 86° bis 88.5°, besser als unter einem rechten Winkel,schneiden. Daraus ergibt sich, daß der in den Hauptdurchlaß eintretende Luftstrom leicht stromaufwärts abgewinkelt ist. Ein Winkel von zumindest 1.5° ist für eine merkliche Zunahme der Dichte der Verzwirnung notwendig, während oberhalb ungefähr 4° die stromaufwärts ge-

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richtete Kraft des Luftstroms beginnt, ein einwandfreies Einführen des Garns durch die Luftdüse zu behindern. Zum zweiten sollte in der Düse gemäß der vorliegenden Erfindung der Abstand des stromabwärtigen Endes des Hauptdurchlasses zu dem Schnittpunkt der Achse des Hauptdurchlasses mit der Achse des Lufteinlaßkanals 0.20" nicht übersteigen. Die Ausdehnung des Hauptdurchlasses unterhalb dieses Grenzwertes vermindert die Dichte der Fadenverzwirnung. Das dritte Merkmal, das zu einer strafferen, dichteren Verzwirnung beiträgt, ist durch das Vorhandensein einer Kante, die sich stromabwärts von dem Austrittsende des Hauptdurchlasses aus erstreckt, gegeben.

Für die Vorrichtung sind Mittel zum Zuführen eines oder mehrerer mehrfadiger Garne durch den Hauptdurchlaß mit einem kleinen Grad von Überschub, vorzugsweise etwa 0.1% bis 10%, vorgesehen. Dieser kleine Betrag des Überschubes ermöglicht ein ausreichendes Durchhängen, was das Verzwirnen der Fäden erlaubt. Es wird jedoch nicht soviel Garn vorgeschoben, daß die Bildung eines straffen, dichten Erzeugnisses , das keinerlei aus der Oberfläche herausragende Schlaufen aufweist, behindert. Die Garne werden entweder direkt dem stromaufwärtigen Ende des Hauptdurchlasses zugeführt oder in den zweiten Durchlaß geführt, der die Garne aufwärts in den Hauptdurchlaß leitet. Die Garne können mit sehr hohen Geschwindigkeiten durch die Luftdüse mit einem erreichten Garnausstoß im Bereich von etwa 115m/min bis zu etwa 1145m/min geleitet werden.

Die Luftdrücke sind üblicherweise in einem Bereich von etwa 0.7 bis 7 at (10 bis 100 p.s.i.g.) gehalten.Im allgemeinen werden für. höhere Garngeschwindigkeiten höhere Luftdrükke erforderlich. Der von dem Lufteinlaß kommende Luftstrom bestreicht die obere Wandung des Hauptdurchlasses und teilt sich unter Bildung zweier Wirbel in dem oberen Bereich des Hauptdurchlasses,die in entgegengesetzten Richtungen rotieren. In dem Bereich dieser Wirbel findet der größte Anteil

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-5"

der Verzwirnung statt. Wie oben beschrieben ist der Lufteinlaßkanal derart konstruiert, daß der Luftstrom in seiner Eintrittsrichtung in den Hauptdurchlaß leicht in Richtung stromaufwärts abgewinkelt ist.
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Der zweite Durchlaß ist in Bezug auf den Lufteinlaßkanal in entgegengesetzter Richtung abgewinkelt und unterbricht den Hauptdurchlaß unter einem Winkel, der vorzugsweise in einem Bereich von etwa 30° bis 65° liegt, wobei die besten Ergebnisse bei oder nahe bei 45° erzielt werden. Wenn das Garn durch den zweiten Durchlaß geführt wird, richtet der Winkel der Einführung in den Hauptdurchlaß das Garn auf den oberen Teil des Hauptdurchlasses, nämlich den Bereich der Wirbelbildungen. Das Garn schwingt im oberen Teil des Hauptdurchlasses seitwärts jeweils von dem einen Luftwirbel zu dem anderen. Es ist auch möglich, das Garn direkt in den Hauptdurchlaß einzuführen. Bei einer solchen Betriebsweise sollte eine Eingangsführung benutzt werden, die das Garn aufwärts auf den Hauptdurchlaß ausrichtet, beispielsweise eine stromaufwärtige Eingangsführung, die etwas unterhalb des Eingangs des Hauptdurchlasses angeordnet ist. Vorzugsweise sollte diese Eingangsführung das Garn aufwärts in den Hauptdurchlaß unter einem Winkel von etwa 10° einführen. Die Verwendung eines solchen Führungssystems in Kombination mit den Luftströmen, die sich aus den ineinander übergehenden Durchlässen ergeben, ist im allgemeinen ausreichend, um das Garn in dem oberen Teil des Hauptdurchlasses in dem Bereich der Luftwirbel zu halten und eine zufriedenstellende Verzwirnung zu bewirken. Zusätzlich zu einer stromaufwärtigen Eingangsführung wird vorzugsweise eine Ausgangsführung stromabwärts von der überlaufkante der Luftdüse vorgesehen, die verhindert, daß sich das Garn abwärts über die Überlaufkante bewegt.

Wenngleich nicht kritisch, sollte der Durchmesser des Lufteinlaßkanals im allgemeinen zwischen etwa 1/8" bis 1/32"

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betragen. Die optimale Größe variiert etwas mit dem Luftdruck, dem Betrag der Garnzuführungsgeschwindigkeit, dem Durchmesser der Garne und der Anzahl der Garne.

Die Oberflächen der Luftdüse, die von den Garnen während der Verzwirnungsvorgänge berührt werden, sind vorzugsweise aus hartem,.widerstandfähigem Material, wie gehärtetem Stahl, Keramik oder oberflächengehärtetem eloxierten Aluminium hergestellt, um den Verschleiß gering zu halten. Wenn Keramik benutzt wird, gewährleistet die Struktur der Oberfläche dieses Materials eine zusätzliche Verbesserung der Dichte der Garηverzwirnung.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann dazu verwendet werden, sowohl vortexturierte Garne als auch Garne, die nicht texturiert worden sind, zu verzwirnen. Wenngleich ein einziges mehrfadiges Garn verarbeitet werden kann, werden bevorzugte Erzeugnisse durch Benutzen der vorliegenden Erfindung zum Zusammensetzen zweier oder mehrerer mehrfadiger Garne vorbereitet. Die Garne müssen nicht gleich sein und können in Farbe, Färbbarkeit und anderen Charakteristika variieren,· so daß eine Variation sichtbarer Effekte und physikalischer Eigenschafts-Kombinationen erreicht werden kann. Wenn vortexturierte Garne verwendet werden, können die Garne direkt von den Texturiereinrichtungen, beispielsweise einer Reibungsscheiben - Twist-Einrichtung (friction disc false twister),in die Luftdüse gemäß der vorliegenden Erfindung geleitet werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand mehrerer, Ausführungsbeispiele für die Erfindung betreffender Figuren im einzelnen erläutert.

Fig.1 zeigt einen senkrechten, teilweise gebrochenen Schnitt der Luftdüse gemäß der vorliegenden Erfindung, der parallel zur Richtung des Garns verläuft, das durch die Luftdüse geführt wird.

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Fig.2 zeigt eine um 90° gegenüber Fig.1 gedrehte Ansicht der Luftdüse.

Fig.3 zeigt eine schematische Ansicht von Führungsmitteln zur Führung der Garne durch die Luftdüse.

Wie bereits erwähnt, zeigen Fig.1 und Fig.2 die Luftdüse 1, die aus einem Block mit einem Hauptdurchlaß 2, einem abgewinkelten Durchlaß 5, einem mit einem Gewinde versehenem Lufteinführungskanal 3, einem Lufteinlaßkanal 4 und einer Überlaufkante 6 gebildet ist. Die Achse des Lufteinlaßkanals 4 schneidet die Achse des Hauptdurchlasses 2 unter einem Winkel A, der in einem Bereich von ungefähr 86° bis 88.5° liegen kann. Das stromaufwärtige Ende 7 der Überlaufkante 6 kann auf gleicher Höhe oder bis zu 0.10" unterhalb des unteren Teils des stromabwärtigen Endes des Hauptdurchlasses 2 liegen. Eins oder mehrere mehrfadige Garne werden in den Hauptdurchlaß 2 aus stromaufwärtiger Richtung entweder direkt oder durch den abgewinkelten Durchlaß 5 geführt. In den Hauptdurchlaß 2 wird durch den Lufteinlaßkanal 4 Luft eingeführt, die die gewellte obere Wandung des Hauptdurchlasses bestreicht, wobei zwei Wirbel gebildet werden, die die Fäden des Garns verzwirnen.

Fig.3 zeigt, wie bereits erwähnt, eine typische Anordnung zum Zuführen von Garnen durch die Luftdüse 1. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden Garne 11 und 12 über Zuführungsrollen 14 und 15 zu einer Eingangsführung transportiert, die etwas unterhalb des unteren Teils des Hauptdurchlasses 2 angeordnet ist. Von der Eingangsführung 16 werden die Garne entweder direkt in den Hauptdurchlaß 2 oder durch den abgewinkelten Durchlaß 5 in die Luftdüse 1 eingeführt. Inder Luftdüse werden die Garne 11 und 12 zu einem verzwirnten Garn 22 mittels eines Luftstroms verarbeitet, der der Luftdüse durch eine Röhre 21 zugeführt wird. Das aus der Luftdüse austretende verzwirnte Garn 22 läuft durch eine Ausgangsführung 23, die in Verlängerung mit dem unteren Teil

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des Hauptdurchlasses 2 angeordnet ist,und anschließend über Abführungsrollen 25 und 26,die sich mit einer geringeren Geschwindigkeit als die Zuführungsrollen 14 und 15 drehen,um den gewünschten überschub zu erreichen.Das verzwirnte Garn 22 wird anschließend einer herkömmlichen Aufspulvorrichtung 28 zugeführt,in der es in Abpackungen gewünschter Form aufgespult wird.

Beispiel:

Die in einem ausgeführten Beispiel benutzte Luftdüse entsprach der in Fig.1 und Fig.2 gezeigten mit einem Winkel A von 88° und einem Durchschneidungswinkel zwischen dem abgewinkelten Durchlaß 5 und dem Hauptdurchlaß 2 von 45°.

Die Luftdüse wurde aus gehärtetem Stahl hergestellt. Die Vorrichtungsanordnung zur Führung der Garne durch die Luftdüse entsprach der in Fig.3 gezeigten. Es wurden zwei Abschnitte mit 150 Denier 34-fadigem Polyester-Garn , das scheintwist-strukturiert (false twest textured) war, benutzt.

Ein Garnabschnitt war "S"-förmig, der andere Garnabschnitt "Z"-förmig getwistet. Die zwei Garne wurden zusammen durch die Verzwirnungsvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 496.8m/min (552 yd./min) unter einem Luftdruck von 2.8 at (40 p.s.i.g.) und einem Überschub von 5.4% geleitet. Das sich ergebende Erzeugnis war ein dicht verzwirntes zusammengesetztes Garn, das erfolgreich als Kettgarn in einem Sulzer-Webstuhl verwendet wurde.

Es ist ersichtlich, daß zahlreiche Änderungen und Variationen durchgeführt werden können, ohne den Schutzumfang der neuen Konzeptionen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die gezeigten Einzelheiten bedeuten keine Beschränkung der Erfindung auf sie.

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Claims

Patentansprüche

1. Luftdüse zum Erzeugen verzwirnten Garns/ dadurch gekennzeichnet , daß ein Block mit einem Hauptdurchlaß (2), der sich durch den Block von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite erstreckt ,vorgesehen ist, daß ein zweiter Durchlaß vorgesehen ist, der den unteren Teil des Hauptdurchlasses (2) unter einem spitzen Winkel unterbricht und schräg nach unten in stromaufwärtiger Richtung abgewinkelt ist, daß ein Lufteinlaßkanal (4) zum Einführen von Luft in den Hauptdurchlaß (2) vorgesehen ist, wobei der Lufteinlaßkanal (4) den unteren Teil des Hauptdurchlasses (2) unterbricht und sich die Achse des Hauptdurchlasses (2) und die Achse des Lufteinlaßkanals (4), die im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen, unter einem Winkel von ungefähr 86° bis Βδ.δ⁰ an einem Punkt schneiden, der nicht mehr als 0.20" vom stromabwärtigen Ende des Hauptdurchlasses (2) entfernt ist, daß der Lufteinlaßkanal (4) nach unten von dem Hauptdurchlaß (2) in stromabwärtiger Richtung geneigt ist und daß eine überlaufkante (6) vorgesehen ist, die bei oder nahe bei dem unteren Teil des stromabwärtigen Endes des Hauptdurchlasses (2) beginnt und sich in stromabwärtiger Richtung erstreckt.

2. Luftdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung zwischen dem stromabwärtigen Ende des Hauptdurchlasses (2) und dem Schnittpunkt der Achse des Hauptdurchlasses (2) mit der Achse des Lufteinlaßkanals (4) ungefähr 0.14" bis 0.19" beträgt.

3. Luftdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß sich die Überlaufkante (6) stromabwärts 0.18" bis 0.32" erstreckt.

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