DE3019302A1 - Filament yarn intermingling jet of non-uniform cross=section - has sudden enlargement in region of jet orifices - Google Patents
Filament yarn intermingling jet of non-uniform cross=section - has sudden enlargement in region of jet orificesInfo
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Abstract
Description
VerwirbelungsdiiseVortex nozzle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse zum Verwirbeln von Garnen mit einem geschlossenen Garnlaufkanal von rechteckigem Querschnitt und Gaszufuhrkanälen,die senkrecht in die- Schmalseiten des Garnlaufkanals einmünden..The present invention relates to a nozzle for entangling yarns with a closed yarn flow channel of rectangular cross-section and gas supply channels that open vertically into the narrow sides of the twine channel ..
Diese Düse soll sich besonders zum Verwirbeln von glatten Garnen -eignen, speziell für grobere Garntiter, wie sie für technische Einsatzgebiete verwendet werden Eine Düse nach dem Oberbegriff der vorliegenden Erfindung ist aus der US-PS 40 63 338 bekannt. Sie dient besonders der Verwirbelung von stauchkammergekräuselten Garnen im Einsatz als Teppichgarne.This nozzle should be particularly suitable for intermingling smooth yarns, especially for coarser yarn counts, such as those used for technical applications A nozzle according to the preamble of the present invention is disclosed in U.S. Patent 40 63 338 known. It is used in particular to swirl crimped stuffer boxes Yarns in use as carpet yarns.
Bekannt sind aus der AT-PS.251 454 ferner Verwirbelungsdüsen, die einen sich allmählich verändernden Querschnitt des Fadenlaufkanals aufweisen (Figuren 13, 15 und 18>.Also known from AT-PS.251 454 are swirl nozzles that have a gradually changing cross-section of the thread run channel (Figures 13, 15 and 18>.
Bei diesen reicht aber die Verwirbelungswirkung noch nicht für alle Anwendungszwecke aus, so daß es erforderlich war, -diese weiter zu verbessern.With these, however, the turbulence effect is not yet sufficient for all Applications from, so that it was necessary to improve these further.
Die erfindungsgemäße Düse soll für glatte Garne in technischen Einsatzgebieten verwendet werden, besonders im Einsatz für beschichtete Markisen oder transluzente Planen.The nozzle according to the invention is intended for smooth yarns in technical fields of application be used, especially when used for coated or translucent awnings To plan.
Bei diesen beschichteten Geweben werden Garnfehler wie z.B.In these coated fabrics, yarn defects such as e.g.
Schlingen deutlich als Störungen des gleichmäßigen Bildes sichtbar, ebenso Garnverdickungen aufgrund einer mehr kno--tenartigen Verwirbelung. Ebenso empfindlich reagiert das Auge auf Störungen der äguidistanten Anordnung der Kett-bzw Schußfäden derartiger Gewebe und auf Veränderung der Zwischenräume zwischen den Fäden durch unterschiedliche Fadendicke. Die ungleichen FadenabstEinde werden durch Eindringen der Beschichtungsmasse sic:bar.Loops clearly visible as disturbances of the uniform image, likewise yarn thickening due to a more knot-like swirl. as well The eye reacts sensitively to disturbances in the equidistant arrangement of the warp or Weft threads of such fabrics and on changing the spaces between the Threads through different thread thicknesses. The unequal thread spacings are through Penetration of the coating compound sic: bar.
Die Verwirbelungsdüsen nach dem Stand der Technik erbrachten bei dem für die Weiterverarbeitung notwendigen- Verwirbelungsgrad alle nicht die- notwendige gleichmäßige Verflechtung, sondern führten eher zu einer wechselnden .Anordnung von offenen, nicht verwirbelten Garnstücken mit fast knotenartigen fest eingebundenen Abschnitten, deren Abstand z.B. nach US-PS 29 85 995 mit Hilfe des hook-drop-Testes bestimmt werden kann.The swirl nozzles according to the prior art provided in the degree of swirl required for further processing all not necessary uniform interweaving, but rather led to an alternating arrangement of open, not swirled pieces of yarn with almost knot-like tightly bound Sections, the distance between them e.g. according to US-PS 29 85 995 with the help of the hook-drop test can be determined.
Derartige Garne führen im beschichteten, transluzenten Gewebe zu sogenannten Blitzern, d.h abwechselnden Dick-und Dünnstelien mit entsprechend geringer- bzw. höherer -Lichtdurchlässigkeit.Such yarns lead to so-called in the coated, translucent fabric Blitzern, i.e. alternating thick and thinnest areas with correspondingly lower or higher light transmission.
Die Verwirbelungsdüse nach US-PS 40 63 338 führt zu einer deutlich vergleichmäßigten Verwirbelung ohne diese ausgeprägte Verwirbelungspunkte. Auch diese Düse mit rechteckiges Garnlaufkanal kann abstehende Schlingen nicht einbinden und führt somit weiterhin zu beschichteten Geweben mit einem unruhigen Warenbild.The swirl nozzle according to US-PS 40 63 338 leads to a clear even turbulence without these pronounced turbulence points. Even this nozzle with a rectangular yarn channel cannot tie in protruding loops and thus continues to lead to coated fabrics with a restless appearance.
Die erfindungsgemäße Düse soll dagegen eine Verwirbelung bewirken, die zu Geweben ohne Blitzer, Schlingen und Rissen führt Risse sind dabei Störungen im Abstand der parallel liegenden Garne.The nozzle according to the invention, on the other hand, is intended to cause turbulence, which leads to fabrics without speed cameras, loops and tears. Cracks are disturbances at the distance of the parallel yarns.
Aus wirtschaftlichen -Gründen ist e-s notwendig, die Verwirbelung in der Fixierzone des Fadenherstellverfahrens bei niedrigem Luftdruck und damit niedrigem Luftverbrauch durchzuführen. Da-die Fadenspannungen in dieser Verfahrensstufe sehr klein sind (etwa 0,36 cN/tex), ,soll' die erfindungsgemäße Verwirbelungsdüse bei kleinen Fadenspannungen ,und kleinem Luitdurchsatz einen möglichst guten Faden-zusammenhalt hervorzubringen, d.h. - der Nadeltestwert spll möglichst klein sein.For economic reasons e-s is necessary, the turbulence in the fusing zone of the thread manufacturing process at low air pressure and thus low air consumption. Da-the thread tensions in this process stage are very small (about 0.36 cN / tex) "should" the swirl nozzle according to the invention With small thread tensions and a small Luit throughput, the best possible thread cohesion - the needle test value spll should be as small as possible.
Diese angestrebten Ziele wurden-erfindungsgemäß dadurch erreicht,.daß sich der Querschnitt des Garnlaufkanals im Bereich der.Einmündung der Gas-zufuhrkanäle sprunghaft um einen Winkel M zwischen 90 ° und 30 ° ändert, der zwischen der Achse des Garnlaufkanals und dem dazu geneigten Teil der Wand des Garnlaufkanals gemessen wird.According to the invention, these aims were thereby achieved achieved .that the cross-section of the yarn channel in the area of the confluence of the gas supply channels changes abruptly by an angle M between 90 ° and 30 ° between the axis of the yarn run channel and the inclined part of the wall of the yarn run channel will.
Die Änderung des Querschnitts des Fadenlaufkanals erfolgt bevorzugt in Richtung der Breitseiten bei konstanten Abmessungen der Schmalseiten.The change in the cross section of the thread run channel is preferably carried out in the direction of the broad sides with constant dimensions of the narrow sides.
In einer er besonde-rs bevorzugten Form erweitert sich der Garnlaufkanal zu einem größeren Querschnitt.In a particularly preferred form, the yarn run channel widens to a larger cross-section.
Es wird bevorzugt, daß sich diese beiden Erweiterung-en gegenüberliegen und so einen größeren Querschnitt bilden, ebenso bevorzugt wird aber auch, daß sich diese beiden Erweiterungen auf den entgegengesetzten Seiten der Gaszufuhrkanäle befinden. Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen DUse ist es besonders bevorzugt, daß sich die Erweiterungen des Garnlaufkanals wieder auf den ursprüngtichen Querschnitt verengen.It is preferred that these two extensions be opposite one another and thus form a larger cross-section, but it is also preferred that these two extensions on opposite sides of the gas supply channels are located. It is special in all embodiments of the nozzle according to the invention preferred that the widenings of the yarn run channel are back on the original Narrow cross-section.
Die Einmündungen der Gaszufuhrkanäle-liegen gegenüber, können aber auch gegeneinander versetzt gegenüberliegen, wobei dann diese Versetzung bevorzugt etwa dem halben Durchmesser der Gaszufuhrkanäle entspricht.The junctions of the gas supply channels are opposite, but can are also offset from one another, in which case this offset is preferred corresponds to about half the diameter of the gas supply channels.
Die sprunghafte Änderung des Querschnittes des Garnlaufkanåls soll nicht an einer beliebigen Stelle stattfinden, sondern- im Bereich der Einmündung der Gaszufuhrkanäle. Dies bedeutet, daß die sprunghafte Anderung in einem Abstand von der benachbart liegenden Seite des Gaszufuhrkanals beginnen oder- enden soll, der etwa die Hälfte bis das Dreifache der Kantenlänge der kürzeren Seite des Garnlaufkanals beträgt. Die unterc Grenze dieses Abstandes liegt bei 0, doch wird man vorteilhaft immer noch einen kleinen Grat zwischen Garnlaufkanal und Beginn der sprunghaften Änderung belassen.The sudden change in the cross-section of the Garnlaufkanåls should do not take place at any point, but - in the area of the confluence the gas supply channels. This means that the sudden change is at a distance should begin or end from the adjacent side of the gas supply duct, which is about half to three times the edge length of the shorter side of the yarn run channel amounts to. The lower limit of this distance is 0, but one becomes advantageous still a small ridge between the yarn run channel and the beginning of the erratic modification left.
Wenn dagegen der Abstand auf mehr als das Dreifache der Länge der kürzeren Seite des Garnlaufkanals ansteigt, läßt die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Düse nach.Conversely, if the distance is more than three times the length of the the shorter side of the yarn run channel increases, the effectiveness of the invention Nozzle after.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Verwirbelungsdüse besonders dann zu besonders vorteilhaften Garnen führt, wenn sie bei geringer Garnspannung von etwa 0,25 - 0,7 cN/tex betrieben wird. Diese geringen Garnspannungen liegen z.B. in der Fixierstufe vor.Surprisingly, it has been shown that the swirl nozzle according to the invention leads to particularly advantageous yarns especially when they are used at low yarn tension is operated from about 0.25 - 0.7 cN / tex. These low yarn tensions lie e.g. in the fusing stage.
Bei Düsen nach dem Stand der Technik wird oft unmittelbar vor der Spulmaschine verwirbelt, wobei ,dabei aber die Schwankungen der Garnspannung durch die Changierung usw.With nozzles according to the prior art is often immediately before the Winding machine swirls, whereby, however, the fluctuations in the yarn tension through the traversing etc.
als Schwankungen des Verwirbelungsgrades sichtbar werden Die erfindungsgemäße Verwirbelungsdüse wird im Folgenden näher beschrieben. Die angegebenen Maße für Längen und Querschnitte beziehen sich dabei auf einen Garntiter'von etwa 300 dtex, für feinere oder grobere Titer ist eine entsprechende Anpassung-dieser Dimensionen notwendig.become visible as fluctuations in the degree of turbulence The swirl nozzle is described in more detail below. The specified dimensions for Lengths and cross-sections relate to a yarn titer of about 300 dtex, for finer or coarser titers there is a corresponding adjustment of these dimensions necessary.
Die Figuren 2- - 5 zeigen Querschnitte durch erfindungsgemäße Verwirbelungsdüsen, Figur zeigt eine Düse nach dem Stand der Technik.Figures 2-5 show cross-sections through turbulence nozzles according to the invention, Figure shows a nozzle according to the prior art.
Der Querschnitt des Garnlaufkanals ist in allen vier in den Figuren 2 - 5- dargestellten Düsen etwa .1 mm (0,7 - 1;1) x 5 mm (2 - -10), die Einmündungen der Gaszufuhrkanäle liegen in den Schmalseiten. Die Neigungswinkel an den sprunghaften Veränderungen betragen etwa 90 ° bis 30 Oj bevorzugt etwa 70 --60 °.The cross section of the yarn run channel is in all four in the figures 2 - 5 nozzles shown about .1 mm (0.7 - 1; 1) x 5 mm (2 - -10), the junctions the gas supply channels are in the narrow sides. The angles of inclination at the erratic Changes are about 90 ° to 30 °, preferably about 70-60 °.
Die Gaszufuhrkanäle münden rechtwinklig in den Garn auf kanal und haben in den Beispielen einen Querschnitt von 0,9 mm x 1,1 mm bei rechteckiger Form. Ihre Länge betr-ägt das 3 bis 30fache der größten Querabmçessung, vorzugsweise 5 - 15 mm.The gas supply channels open at right angles into the yarn on channel and in the examples have a cross section of 0.9 mm x 1.1 mm with a rectangular shape. Their length is 3 to 30 times the largest transverse dimension, preferably 5 - 15 mm.
Fig. 2 zeigt eine Stufendüse, Fig 3 eine Düse mit symmetrischer Erweiterung, Fig. 4- eine Düse mit einem symmetrischen Hohlraum und Fig. 5 eine Verwirbelungsdüse mit zwei einseitigen Hohlräumen.Fig. 2 shows a stage nozzle, Fig. 3 shows a nozzle with a symmetrical extension, Fig. 4- a nozzle with a symmetrical cavity; and Fig. 5 a swirl nozzle with two unilateral cavities.
In den Figuren bedeutet 1 den Düsenkörper, der meist aus drei miteinander verschraubten Lagen besteht, 2 den Garndurchlaufkanal und 3 und 4 die Gaszufuhrkanäle.In the figures, 1 means the nozzle body, which usually consists of three together screwed layers, 2 the yarn passage and 3 and 4 the gas supply channels.
Die sprunghafte Snderung der Querschnitte kann - wie aus den Figuren ersichtlich - einseitig oder beidseitig sein, d.h. entweder das Oberteil oder das Unterteil, oder beide weisen diese sprunghafte Änderung auf, wobei im letzteren Fall beide Stufen entweder auf der Fadenzulaufseite oder auf der Fadenablaufseite liegen können, oder der "Sprung" der Oberseite liegt im Fadeneinlauf, während der "Sprung" der Unterseite im Fadenlauf liegt bzw. auch umgekehrt.The sudden change in the cross-sections can - as can be seen from the figures visible - be one-sided or both-sided, i.e. either the upper part or the Lower part, or both, show this sudden change, with the latter Fall both stages either on the thread inlet side or on the thread outlet side can lie, or the "jump" of the upper side lies in the thread inlet, during the "Jump" of the underside lies in the grain or vice versa.
Zur Beseitigung von Schlingen (siehe Beispiel) ist besonders vorteilhaft, wenn diese Stufe als Hohlraum ausgebildet wird, d.h.l daß am Düsenausgang wieder ein kleinerer Querschnitt vorhanden- ist. Diese Querschnittsverringerung liegt üblicherweise in der Nähe des Querschnittes vor dem "Sprung". Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die hohlraumartigen Erweiterungen der Ober- und Unterseite beide in Fadeneinlaufrichtung liegen, wobei die Erweiterung senkrecht zum Faden im Bereich des 1,5- bis 7-fachen der nicht erweiterten Fadenkanalhöhe liegt. Die Längsausdehnung des Hohlraumes soll zwischen dem 1 - 10-fachen der nicht erweiterten Fadenkanalhöhe liegen (vorzugsweise: Höhe = 2,6-fach, Länge = 6-fach).To remove loops (see example), it is particularly advantageous if this step is formed as a cavity, i.e. that at the nozzle outlet again a smaller cross-section is available. This reduction in cross section is usually near the cross-section before the "jump". It has also proven to be advantageous found that the cavity-like extensions of the top and bottom both lie in the thread inlet direction, with the extension perpendicular to the thread in the area 1.5 to 7 times the unexpanded thread channel height. The longitudinal extension of the cavity should be between 1 - 10 times the unexpanded thread canal height (preferably: height = 2.6 times, length = 6 times).
Die Fadenlaufrichtung ist aber von geringerer Bedeutung, in den Abbildungen ist die bevorzugte Richtung von rechts nach links.The direction of the thread is of less importance in the figures is the preferred direction from right to left.
Die Gaszufuhrkanäle liegen teilweise exakt gegenüber; können aber auch um etwa ihren Durchmesser, bevorzugt um ihren halben Durchmesser zueinander verschoben sein, wie das Fig.The gas supply channels are partly exactly opposite one another; but can also by about their diameter, preferably by half their diameter to each other be shifted, as shown in Fig.
5 zeigt.5 shows.
Die sprunghafte Vergrößerung des Garnlaufkanals erfolgt vorteilhaft durch ein rechtwinkliges Einspringen des Fadenlaufkanals, so wie es ,in Figuren 2 und 3-dargesteilt ist (α = 90 °). Günstig sind Werte-bis herab zu 30 °.The sudden enlargement of the yarn running channel is advantageous by jumping in the thread run channel at right angles, as shown in figures 2 and 3 are shown (α = 90 °). Values down to 30 ° are favorable.
Bei einem Winkel von 25 ° geht die günstige Wirkung der Verbreiterung des Garnlaufkanals schon verloren.At an angle of 25 °, the beneficial effect of widening is of the yarn run channel has already been lost.
Vergleichsbeispiel 1, Verwendet wurde eine Düse mit Garnlaufkanal ohne Änderung des Querschnittes mit folgenden Abmessungen: Garnlaufkanal: 1,1 x 3 mm Gaszufuhrkanal-: 0,9 x 1,1 mm (2 -gegenüberliegende) Länge des-D;use (des Garnlaufkanals): mm Höhe der beiden Düsenhälften: ,je 20 mm Die Düse ist in Figur 1 dargestellt.Comparative example 1, a nozzle with a yarn runner channel was used without changing the cross-section with the following dimensions: Yarn channel: 1.1 x 3 mm gas supply channel-: 0.9 x 1.1 mm (2 - opposite) length of the -D; use (of the yarn run channel): mm Height of the two nozzle halves:, 20 mm each. The nozzle is shown in FIG.
Beispiel 1 Benutzt wurde eine Stufendüse nach Fig. 2 mit folgenden Abmessungen und asymmetrischer Anordnung der sprungha-ften änderung des Garnlaufkanals : des Garnlaufkanals: Garnlaufkanal: 1,1 x 3 mm Verbreiterung des Garnlaufkanals mit= 90 ° von 3 mm auf, 5 mm im Abstand von 1 mm von den Luftzufuhrkanälen im Ein-und Auslauf der Düse.Example 1 A stage nozzle according to FIG. 2 was used with the following Dimensions and asymmetrical arrangement of the abrupt change in the yarn channel : of the yarn run channel: Yarn run channel: 1.1 x 3 mm Widening of the yarn run channel with = 90 ° from 3 mm to, 5 mm at a distance of 1 mm from the air supply channels in the inlet and Outlet of the nozzle.
Beispiel 2 -Verwendet wurde- die in Figur 4- dargestellte Düse mit -symmetrischer sprunghafter änderung des Garnlaufkanals: Garnlaufkanal: 1,,1--x 3 mm Erweiterung mit α = 60 ,, 2 mm- entfernt von--der Düsenaußenkante auf 8 mm, Verengung auf wieder 3 mm bis zum Abstand von 1,1 mm vor den Gaszufuhrkanälen Beispiel 3 Verwendet wurde eine (weitgehend identische) Düse mit folgenden Abmessungen: Garnlaufkanal: 1,1 x 3 mm mit symmetrischer Erweiterung jeweils 3 mm nach Beginn des Garnlaufkanals bis 1,1 mm vor Beginn der Gaszufuhrkanäle, Winkel= 35 Erweiterung des Garnlaufkanals bis auf 8 mm.Example 2 - The nozzle shown in Figure 4- was used -Symmetrical abrupt change of the yarn run channel: Yarn run channel: 1,, 1 - x 3 mm extension with α = 60 ,, 2 mm - away from - the outer edge of the nozzle 8 mm, Narrowing to 3 mm again up to a distance of 1.1 mm the gas supply channels Example 3 A (largely identical) nozzle was used with the following dimensions: Yarn run channel: 1.1 x 3 mm with symmetrical expansion 3 mm after the beginning of the yarn channel up to 1.1 mm before the start of the gas supply channels, Angle = 35 Extension of the twine channel up to 8 mm.
Gaszufuhrkanäle wie in Vergleichsbeispiel 1 Die Düse ist in Fig.'4 dargestellt.Gas supply channels as in Comparative Example 1. The nozzle is shown in FIG shown.
Die Tabelle gibt die mit den einzelnen Düsen erzielten Nadeltestwerte für verschiedene, dort angeführte Versuchsbedingungen an.The table shows the needle test values achieved with the individual nozzles for various test conditions listed there.
Fadenspannung 8 - 1.0 cN 20 cN Schlingen pro Luftdruck bar 1 2 3 1 2 3 100.lfm bei 2 bar/10cN NT Vergleichsbei- 128 -36 25 580 120 66 1100 - 1800 spiel 1 Beispiel 1 81 33 22 318 104 29 790 - 1000 Beispiel 2 67 32 21 81 75 27 0 - 60 Beispiel 3 71 35 24 81 83 28 90 - 350 Darin bedeutet lfm = laufende Meter, NT Nadeltest.Thread tension 8 - 1.0 cN 20 cN loops per air pressure bar 1 2 3 1 2 3 100 running meters at 2 bar / 10cN NT comparative example 128 -36 25 580 120 66 1100 - 1800 play 1 example 1 81 33 22 318 104 29 790 - 1000 example 2 67 32 21 81 75 27 0 - 60 Example 3 71 35 24 81 83 28 90 - 350 This means running meters = running meters, NT needle test.
Verwirbelt wurden glatte, hochfeste Garne aus Polyethylenterephthalat (TREVI-RA) dtex 280f 48.Smooth, high-tenacity yarns made of polyethylene terephthalate were entangled (TREVI-RA) dtex 280f 48.
Der Nadeltestwert (NT) wird mit dem Rothschild-Meßgerät Enttanglement-Test R 2050 zur Bestimmung von Verwirbelungsabständen gemessen. Die Messung erfolgt automatisch, indem in den bewegten Faden eine Nadel eingeführt wird. Auf Grund der Verschlingungen der Filamente baut sich zwischen Garn und Nadel eine zunehmende Kraft auf. Wenn diese Kraft eine vorgegebene Schwelle erreicht hat, wird das Garn gestoppt, und es wird die zurückgelegte Garnlänge registriert. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt, um repräsentative Mittelwerte für den Verwirbelungsabstand eines Fadens zu erhalten.The needle test value (NT) is measured with the Rothschild measuring device Enttanglement test R 2050 to determine the turbulence distances measured. The measurement takes place automatically, by doing a needle is inserted into the moving thread. Because of the entanglement of the filaments builds up between the thread and the needle Force on. When this force has reached a predetermined threshold, the yarn will stopped and the thread length covered is registered. This process will repeated several times to obtain representative mean values for the turbulence distance of a thread.
Die Anzahl der Schlingen pro 100 lfm Gewebe bei 1,6 m Breite wird-an einer auf einem schützenlosen Webstuhl hergestellten mit PVC beschichteten Gewebebahn visuell festgestellt. Die Schlingen zeigen sich als lokale Störungen in der Beschichtungsdicke, die im Durchlicht gut zu erkennen sind.-Die Versuche zeigen, daß nach Vergleichsbeispiel 1 (glatter Garnlaufkanal) zwar annehmbare Nadeltestwerte, aber hohe Schlingenzahlen erreicht werden.The number of loops per 100 running meters of fabric with a width of 1.6 m is on a PVC-coated fabric web produced on a shuttleless loom visually determined. The loops show up as local disturbances in the coating thickness, which can be clearly seen in transmitted light. The tests show that according to the comparative example 1 (smooth yarn run channel), although acceptable needle test values, but high number of loops can be achieved.
Beispiel 2 zeigt, daß sich durch die erfindungsgemäße Stufe die Schlingenzahl deutlich herabgesetzen lassen.Example 2 shows that the number of loops increases as a result of the stage according to the invention let reduce significantly.
Beispiel 3 zeigt an Hand der Schlingenzahl, wie kleinere Winkel bei sonst unveränderten Bedingungen gegenüber Beispiel 2 wieder zu einer Erhöhung der Schlingenzahl führen.Example 3 shows how smaller angles are based on the number of loops otherwise unchanged conditions compared to Example 2 again to an increase in Lead number of loops.
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