DE3627513C2

DE3627513C2 - Düse zum Texturieren eines laufenden Fadens

Info

Publication number: DE3627513C2
Application number: DE3627513A
Authority: DE
Inventors: Manfred Greb; Rainer Keuth
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1986-08-13
Filing date: 1986-08-13
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2006-08-14
Also published as: DE3783403D1; EP0256448A3; DE3627513A1; US4829640A; EP0256448A2; EP0256448B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse zum Texturieren eines laufenden Fadens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Diese Düsen sind zum Texturieren von Chemiefasern, die mit hoher, konstanter Geschwindigkeit laufen, unverzichtbar so ausgebildet, daß der Faden seitlich in die Düse eingelegt werden kann.

Der ordnungsgemäßen Funktion steht dabei allerdings entgegen, daß die beiden Düsenhälften nicht plan und dicht aufeinander liegen bzw. im Betrieb derartige Verwerfungen - insbesondere durch Hitze verursacht - zeigen, daß Undichtigkeiten ent stehen.

In der EP 0 184 625 ist eine Düse offenbart, die zum Abdichten zwischen den beiderseitigen Düsenhälften eine dünne Platte, insbesondere Metallplatte, aufweist. Bei dieser Metallplatte besteht jedoch das Problem, daß die beiden Düsenhälften mit relativ großer Anpreßkraft gegeneinander verspannt werden müs sen, insbesondere daß Verwerfungen der Düsenhälften allerhöch stens begrenzt ausgeglichen werden können. Um diese Metallplatte dichtend zu halten, ist es erforderlich, die Düsenhälften unter Vermeidung jeglicher Verwerfung gegeneinander zu verpressen.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, die bekannte Düse zum Texturieren eines lauf enden Fadens so weiterzubilden, daß be reits bei relativ geringem Anpreßdruck der beiderseitigen Düsen hälften eine zuverlässige Dichtwirkung entsteht.

Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Merkmal des Anspruchs 1.

Nach der Erfindung besteht die eine Düsenhälfte aus einem Führungskörper, der einen länglichen Zylinderraum aufweist, und einem Kolben, der in dem Zylinderraum beweglich ist. Der Kolben ist insbesondere in Längsrichtung, erforderlichenfalls aber auch senkrecht zur Fadenlaufrichtung derart weich ausge führt, daß er leicht verformbar ist. Im Betrieb wird der Kolben auf seiner Rückseite durch Einleitung eines Druck mediums, insbesondere des Heizmediums, in den Zylinderraum gegen die Planfläche der anderen Düsenhälfte gedrückt. Infolge seiner Weichheit kann er sich allen Unebenheiten, die durch die Fertigung oder den Betrieb bedingt sind, derart anpassen, daß keine Undichtigkeiten auftreten.

In die Kolbenplätte und/oder die Trennebene der anderen Düsenhälfte ist eine Halbnut eingearbeitet, die zusammen mit der Halbnut der jeweils anderen Düsenhälfte den Fadenkanal bildet. Aus diesem Grunde, aber auch zur Erhöhung der Wärme kapazität muß der Kolben eine gewisse Dicke haben. Daher ist ein geeignetes Mittel, den Kolben weich auszuführen, darin zu sehen, daß der Kolben auf seiner druckbeaufschlagten Rück seite durch eine Vielzahl von Quernuten geschwächt wird. Die Quernuten liegen im wesentlichen senkrecht zur Fadenlauf richtung und parallel zueinander. Sofern der Kolben auch biegeweich in Querrichtung auszuführen ist, sind dement sprechend auch Längsnuten vorgesehen, die sich parallel zur Fadenlaufrichtung erstrecken.

Ein besonderes Problem stellt die Abdichtung des Kolbens in seinem Zylinderraum dar. Diese Abdichtung darf nämlich die Weichheit des Kolbens nicht beeinträchtigen.

Aus diesem Grunde ist vorgesehen, daß der Kolben mit einer flexiblen Membran hinterlegt ist, die den Querschnitt des Zylinderraums im wesentlichen ausfüllt. Diese Membran wird durch geeignete Dichtungselemente, Ringe und dgl. gegenüber dem Zylinderraum abgedichtet und ist mit dem Kolben beweg lich.

Die Abdichtung erfolgt vorzugsweise durch einen rahmenför migen Ring, der dem Querschnitt des Zylinderraums im wesent lichen angepaßt ist und sich in die Ecken zwischen den Wandungen des Zylinderraums und der Membran schmiegt. Um auch im drucklosen Zustand zu gewährleisten, daß der rahmenförmige Ring sich in die abzudichtende Ecke zwischen Zylinderwandung und Membran legt, ist ein Halterahmen vorgesehen, der einen geringfügig kleineren Querschnitt als der Zylinderraum hat und der eine Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtringes auf weist.

Alternativ zu der Abdichtung durch eine plattenförmige Membran kann der Kolben auch durch eine topfförmige Membran hinterlegt sein, die mit ihrem Topfboden auf dem Kolben liegt und sich mit ihren Seitenwandungen an die Seitenwandungen des Zylinderraums anschmiegt. Zum Schutz dieser Membran, die aus Gummi oder einem anderen gummielastischen, geeigneten Mate rial hergestellt ist, wird zwischen Kolben und Topfboden eine Schutzschicht in Form einer dünnen Platte, Membran oder dgl. gelegt, die ebenfalls die Weichheit des Kolbens nicht beein trächtigt.

Der Kolben wird vorzugsweise durch das Behandlungsmedium auf seiner Rückseite beaufschlagt. Als Behandlungsmedium kommt insbesondere heiße Luft und Dampf, insbesondere Wasserdampf, in Betracht.

Die Düsen nach dem Oberbegriff sind üblicherweise Bestandteil einer rohrförmigen Staukammer, in die der Faden gefördert und zu einem Fadenstopfen aufgestaucht wird. Die Staukammer weist seitliche Löcher auf, durch die das Druckmedium entweicht. Zum Einlegen des laufenden Fadens muß auch diese rohrförmige Staukammer, die im Betrieb mit dem Fadenkanal der Düse fluch tet, geteilt und öffenbar sein.

Daher ist nach dieser Erfindung die rohrförmige Staukammer in ihrer mittleren Axialebene geteilt. Die eine Hälfte ist mit der einen Düsenhälfte fest verbunden. Die andere Hälfte der Staukammer ist mit dem Kolben fest verbunden, wobei die Wandung des Zylinderraums eine entsprechende Aussparung aufweist. Aus dieser Aussparung ragt diese andere Hälfte der Staukammer heraus.

Die Staukammer ist mit verhältnismäßig dünnen Wandungen ausgeführt, damit das Druckmedium leicht entweichen kann. Um der Staukammer trotzdem eine ausreichende Festigkeit zu geben, weist der Führungskörper eine Verlängerung auf, die sich parallel zu der Staukammer erstreckt. Am Ende dieser Verlängerung sitzt eine federnde Abstützung, die insbesondere das freie Ende der Staukammer abstützt.

Ein besonderes Problem stellt die Bedienung der Staukammer dar. Zum Fadenanlegen muß nämlich die Texturierdüse geöffnet werden. Hierzu kann die eine Düsenhälfte und der Führungs körper fest miteinander verbunden sein und an einer Seite einen Längsschlitz in der Trennebene aufweisen. Zum Fadenein legen ist der Kolben bündig mit der einen Schlitzwand zurück gefahren, so daß der laufende Faden durch den Längsschlitz eingelegt werden kann. Durch Druckbeaufschlagung des Kolbens wird die Düse sodann geschlossen. Alternativ ist eine der Düsenhälften senkrecht zur Trennebene beweglich. Dazu ist ein Schwenkarm besonders geeignet, dessen Schwenkachse in der Verlängerung der Trennebene liegt und an dessen freiem Ende die bewegliche Düsenhälfte sitzt.

Zur gleichzeitigen Behandlung von zwei Fäden mit zwei Textu rierdüsen oder zur gleichzeitigen Behandlung von zwei Paar von Fäden durch zwei Paar von Texturierdüsen sind zwei Schwenkhebel vorgesehen, die eine gemeinsame Schwenkachse haben, die jedoch in Fadenlaufrichtung untereinander angeord net sind. Die Schwenkhebel sind ungleich lang und weisen an ihrem Ende jeweils eine oder ein Paar von Texturierdüsen auf. Der längere der Schwenkhebel kann unabhängig vom kürzeren der Schwenkhebel zum Öffnen seiner Texturierdüsen verschwenkt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt,

Fig. 2 den Querschnitt durch eine Texturierdüse mit Staukammer.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen die Rückansicht je eines Ausfüh rungsbeispiels eines Kolbens.

Die Texturierdüse besteht aus zwei rechteckigen Hälften 1 und 2 und einer sich daran anschließenden. Staukammer 3. Die Texturierdüse und die Staukammer 3 sind in einer Längsebene 21 geteilt. Die in Fig. 1 linke Düsenhälfte 1 mit der daran befestigten Hälfte der Staukammer 3 ist im Maschinengestell 6 befestigt. Die Düsenhälfte 2 und die ihr zugeordnete Hälfte der Staukammer 3 ist senkrecht zur Trennebene beweglich. Die zweite Düsenhälfte 2 besteht aus einem Führungskörper 4 und als funktionswesentlichem Teil: einem Kolben 5. In den Führungskörper 4 ist ein länglicher Zylinderraum 7 eingear beitet. In diesen Zylinderraum 7 ist der Kolben 5 derart eingepaßt, daß er in Längsrichtung beweglich ist. Die Bewe gung des Kolbens relativ zu dem Führungskörper 4 wird durch die Halterung 8 begrenzt, die seitliche Vorsprünge des Kolbens übergreift. Wie Fig. 3 zeigt, sind in die Rückseite des Kolbens Quernuten 15 eingearbeitet. Die Quernuten sind so dicht aneinander angeordnet, daß eine gewünschte Biegsamkeit des Kolbens in Längsrichtung erzielt wird.

Wie Fig. 4 zeigt, können zusätzlich zu den Quernuten 15 auch Längsnuten 16 in die Rückseite des Kolbens eingebracht werden, so daß der Kolben auch eine gewünschte Biegsamkeit in Querrichtung aufweist.

Der Kolben ist auf seiner in den Zylinderraum 7 weisenden Rückseite mit einer Membran 17 hinterlegt. Dabei handelt es sich um eine dünne Platte, z. B. Metallplatte, Kunststoff platte, die ebenfalls sehr biegsam ist. In ihrer Form ist die Membran ebenfalls der Form des Zylinderraums 7 angepaßt. Die umlaufende Ecke zwischen der Membran 17 und den Zylinder wandungen 7 wird abgedichtet durch einen rahmenförmigen Dichtring 18. Der Dichtring 18 wird an seiner Stelle gehalten durch einen Halterahmen 19, der mit größerer Toleranz eben falls dem Querschnitt des Zylinderraums 7 angepaßt ist. Der Rahmen 19 weist auf einer seiner umlaufenden Ecken eine Nut, Einkerbung oder dgl. auf, in die die rahmenförmige Dichtung 18 eingelegt ist. Dabei überragt jedoch die Dichtung 18 die Peripherie des Halterahmens 19 derart, daß die Dichtung an den Wandungen des Zylinderraums 7 sowie an der Membran 17 anliegt.

Der Zylinderraum 7 wird durch Verbindungskanal 20 mit einem Druckmedium beaufschlagt. Es handelt sich dabei vorzugsweise um das Heizmedium, mit dem auch die Texturierdüse beauf schlagt wird.

Auf seiner Vorderseite weist sowohl die erste Düsenhälfte 1 wie auch der Kolben 5 eine Nut auf, die in geschlossenem Zustand (vgl. Fig. 2) den Fadenkanal 12 bildet. Der Faden kanal 12 kann durch Heißluftanschluß 9, Ringkanal 10 sowie Stichbohrungen 11 mit Heißluft beaufschlagt werden. Die Öffnungen des Ringkanals 10 in der Trennebene 21 sowohl der ersten Düsenhälfte 1 als auch des Kolbens 5 liegen im geschlossenen Zustand eng aufeinander, so daß Heißluft auch in den Kolben strömt. Die Stichbohrungen münden unter einem spitzen Winkel in den Fadenkanal. Durch die in den Fadenkanal strömende Heißluft wird zum einen ein Impuls auf den laufen den Faden ausgeübt und zum anderen wird der Faden erhitzt. Dadurch wird der Faden in der Staukammer zu einem Faden stopfen aufgestaucht. An der Oberfläche des Fadenstopfens kann die heiße Luft durch die Schlitze 22 der Staukammer ent weichen. Der Fadenstopfen 23 wird am Ende der Staukammer durch die Förderräder 24 transportiert.

Die bewegliche Hälfte der Staukammer 3 ist an dem Kolben 5 befestigt. Daher weist der Führungskörper 4 im Bereich des Durchtritts dieser Staukammerhälfte eine entsprechende Ausnehmung auf. Der Führungskörper 4 besitzt eine Verlänge rung 25. An deren Ende befindet sich eine federnde Abstützung 26, die bewirkt, daß im Betrieb auch die beiden Hälften der Staukammer 3 dicht und bewegungsfrei aufeinanderliegen.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Heißluftkanal 9 und der Verbindungskanal 20 außerhalb der Texturierdüse miteinander verbunden sind.

Zum Fadenanlegen wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Führungskörper 4 in Richtung des Pfeils 27 von der ortsfesten ersten Düsenhälfte abgefahren. Dabei ist die Heißluftzufuhr zu dem Verbindungskanal 20 unterbunden, während die Heißluft zufuhr zu dem Heißluftanschluß 9 mit vermindertem Druck aufrechterhalten wird.

Wenn der Faden in den Bereich des Fadenkanals 12 eingebracht ist, wird die zweite Texturierdüsenhälfte wieder zurückge fahren, so daß die erste Texturierdüsenhälfte 1 und der Kolben 5 in der Trennebene 21 aufeinanderliegen. Die Zentrierbolzen 13 im Kolben 5, die eine konische Spitze besitzen, sowie die Zentrierbohrungen 14 in der ersten Textu rierdüsenhälfte gewährleisten, daß der Kolben 5 im Betrieb seine Position so einnimmt, daß sich die beiden Nutenhälften in der ersten Texturierdüsenhälfte und in dem Kolben 5 genau zu dem Fadenkanal 12 überdecken. Ferner wird gewährleistet, daß auch die Öffnungen des Ringkanals 10 in der Trennebene 21 genau aufeinanderliegen.

Nunmehr wird der Verbindungskanal 20 mit der Heißluftquelle verbunden. Dadurch wird der Zylinderraum 7 unter Druck gesetzt. Das Druckmedium bewirkt zunächst eine Abdichtung des Dichtringes 18 gegenüber der Membran 17 und der Zylinder wandung. Ferner drückt das Druckmedium den Kolben 5 fest gegen die Trennebene 21 der ersten Texturierdüsenhälfte 1.

Da der Kolben durch die Querschlitze 15 und ggf. auch durch die Längsschlitze 16 weich geworden ist, kann sich die Trenn ebene 21 des Kolbens 5 unter dem auf seiner Rückseite lasten den Druck des Heizmediums den Unebenheiten der Trennebene 21 der ersten Texturierdüsenhälfte 1 gut anschmiegen. Auch Ver werfungen, die während des Betriebes z. B. durch Erhitzung auftreten, werden von dem weichen Kolben 5 ausgeglichen.

Bezugszeichenliste

1 erste Texturierdüsenhälfte
2 zweite Texturierdüsenhälfte
3 Staukammer
4 Führungskörper
5 Kolben
6 Maschinengestell
7 Zylinderraum
8 Halterung
9 Heißluftanschluß
10 Ringkanal
11 Stichbohrung
12 Fadenkanal
13 Zentrierbolzen
14 Zentrierbohrung
15 Querschlitze
16 Längsschlitze
17 Membran
18 Dichtrahmen, Dichtung
19 Halterahmen
20 Verbindungskanal
21 Längsebene, Trennebene
22 Schlitz
23 Fadenstopfen
24 Förderräder
25 Verlängerung
26 Abstützung
27 Pfeil

Claims

1. Düse zum Texturieren eines laufenden Fadens mit einem Druckfluid, insbesondere heißer Luft oder Dampf, das in den Fadenkanal der Düse unter Druck und mit großer Geschwindig keit einströmt;
die Düse besteht aus zwei in einer Trennebene geteilten Hälften;
der Fadenkanal ist durch eine Nut gebildet, die in eine Planfläche zumindest einer der Hälften eingebracht ist; die Hälften werden im Betrieb durch Kraftgeber dicht auf einander gedrückt und zum Einlegen des Fadens in den Faden kanal geöffnet, dadurch gekennzeichnet, daß
die eine Hälfte (2) aus einem Führungskörper (4) und einem Kolben (5) besteht, die sich im wesentlichen über Länge und Breite der anderen Hälfte (1) erstrecken, daß
der Kolben (5) in einem Zylinderraum (7) des Führungskör pers (4) senkrecht zur Trennebene beweglich und dichtend geführt sowie in Längsrichtung und Querrichtung biegeweich und verformbar gestaltet ist, wobei der Zylinderraum (7) mit einem Druckmedium derart verbindbar ist, daß der Kolben (5) dicht gegen die Planfläche der anderen Hälfte (1) ge drückt wird und sich den im Betrieb auftretenden Unebenhei ten in der Planfläche der anderen Hälfte (1) anpaßt, und daß
der Kolben (5) mit einer flexiblen Membran (17) hinterlegt ist, die den Querschnitt des Zylinderraums (7) im wesentli chen ausfüllt und die mit dem Zylinderraum (7) derart abge dichtet ist, daß die Membran (17) senkrecht zur Trennebene beweglich ist.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine dünne Platte und die Dichtung ein rahmenförmiger Ring ist, der dem Querschnitt des Zylinderraums im wesentlichen angepaßt ist und auf der dem Zylinderraum zugewandten Seite der Membran in der Ecke zwischen dieser und der Zylinder wandung anliegt.

3. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rahmenförmige Ring durch einen Halterahmen gehal ten wird, der einen geringfügigen kleineren Quer schnitt als der Zylinderraum hat und der eine Ausneh mung zur Aufnahme des Dichtringes auf derjenigen Außenkante hat, die der umlaufenden Kante zwischen Membran und Zylinderwandung zugewandt ist.

4. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben gegenüber dem Zylinderraum durch eine topfförmige Membran abgedichtet ist, die mit ihrem Topfbo den an dem Kolben und mit ihren Seitenwandungen an den Seitenwandungen des Zylinderraums anliegt.

5. Düse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Topfboden und der Rückseite des Kolbens eine biegeweiche, die Nuten des Kolbens überbrückende Membranplatte gelegt ist.

6. Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Düse sich eine perforierte oder ge schlitzte, rohrförmige Staukammer anschließt, die in ihrer mittleren Axialebene geteilt ist und daß die eine Hälfte der Staukammer mit der einen Hälfte der Düse fest verbunden und die andere Hälfte der Staukammer mit dem Kolben fest verbunden ist, wobei die Wandung des Zylinderraums eine entsprechende Aussparung aufweist.

7. Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Düsenhälften senkrecht zu der Trennebene beweglich ist.

8. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Düsenhälfte am Ende eines Schwenkarms sitzt.

9. Düse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Schwenkarms in der Ver längerung der Trennebene liegt.

10. Düse nach einem der vorangeangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Behandlung von zwei Fäden am Ende des Schwenkarms zwei Düsenhälften befestigt sind, die mit zwei ortsfesten Düsenhälften zusammenwirken.

11. Düse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Behandlung von vier Fäden vier ortsfeste Düsenhälften mit vier anderen Düsenhälften zusammenwirken, die senkrecht zu der gemeinsamen Trennebene beweglich sind, wobei je zwei bewegliche Düsenhälften an dem Ende eines Schwenkhebels sitzen und die Schwenkhebel um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbar sind, die in der gemeinsamen Trennebene der Düsenhälften liegt.

12. Düse nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet daß der Zylinderraum (7) mit dem Druckfluid zum Texturieren des laufenden Fadens beaufschlagbar ist.