DE3739767C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützdüse für Webmaschinen mit pneumatischem Schußeintrag nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Webmaschinen ist es bekannt, besondere getrennte Stützdüsen vorzusehen, die mit einem Führungskanal zusammenwirken, um den Schußfaden einzutragen. Der Führungskanal für den Schußfaden wird vielfach dadurch gebildet, daß ein Riet mit profilierten Zähnen verwendet wird. Das Profil der Rietzähne weist dabei im allgemeinen einen gerade gestreckten Verlauf auf, von dem aus nach vorne in Richtung zur Anschlagkante des Gewebes rampenartige Nasen vorspringen. Der zwischen den oberen und unteren Nasen liegende Einsprung reicht in seiner Tiefe etwa bis auf die Linie des geraden Zahnverlaufs und bildet den Querschnitt des Führungskanals für den Schußfaden. Die Stützdüsen haben die Aufgabe, den Schußfaden im Führungskanal zu halten und zu transportieren. Weil die einzelnen Stützdüsen zeitlich aufeinanderfolgend auf den einzutragenden Schußfaden einwirken, werden sie auch vielfach als Stafettendüsen bezeichnet.

Die Stützdüsen oder Stafettendüsen sind vor dem Führungs­ kanal so angeordnet, daß die Strahlrichtung des aus ihnen ausgeblasenen Eintragmediums tangential oder in flachem Winkel zum Führungskanal liegt. Die Enden der röhrchen­ artigen Stützdüsenkörper ragen zu diesem Zweck durch die Kettfäden des Webfaches hindurch in das Webfach hinein und werden beim Blattanschlag aus dem Webfach herausbe­ wegt und tauchen anschließend wieder in das Webfach ein. Schon aus diesem Grunde sollen die röhrenartigen Stützdü­ senkörper möglichst kleine Querschnitte aufweisen, um bei ihrer Bewegung die Kettfäden nicht zu beschädigen.

Bekannte Stützdüsen dieser Art gemäß der EP 1 45 824 A1 sind sogenannte Einlochdüsen, d. h. der Düsenaustritt befindet sich als einzige Öffnung seitlich im Endbereich eines gerade gestreckten röhrenartigen Düsenkörpers. Die Einarbeitung der Luftaustrittsöffnung in den empfindlichen rohrförmigen Körper der Stützdüse nach Art eines Kanals ist jedoch nur unter schwierigen Bedingungen möglich. Die bekannte Stützdüse weist auch noch einen relativ großen Streuwinkel auf. Die bekannte Ausbildung wirft auch weitere Probleme auf. Wird z. B. wegen der geforderten geringen Abmessungen das Innenvolumen hinter der Düsenöffnung zu klein, so erhält man ungünstige Strömungsverhältnisse. Vor allem wird hierbei die Richtung des austretenden Strahles druckabhängig. Ein anderes Problem besteht darin, daß das Verhältnis von Düsenlänge zu ihrem Durchmesser nicht zu klein werden darf, da sonst der Luftstrahl zu rasch verwirbelt. Ein guter Schußfadentransport ist dann nur noch über kurze Strecken möglich. Das Verhältnis Länge zu Durchmesser sollte daher in der Größenanordnung mindestens in der Nähe von 1 liegen. Um diese Forderung in der Praxis zu erfüllen, hat man die Wandungsstärke der Düsenkörper groß gewählt, um eine größere Länge der Düsenbohrung zu erhalten. Dies ergab aber den Nachteil, daß die Außenabmessungen des Düsenkörpers beträchtlich anstiegen, bzw. daß das Innenvolumen zu klein wurde und der oben genannte Nachteil einer druckabhängigen Strahlrichtung wieder eintrat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützdüse oder Stafettendüse der genannten Art so weiterzubilden, daß bei geringen Herstellungskosten eine scharfe Bündelung des aus der Stütze austretenden Luftstrahls erreicht wird. Dabei soll die Strahlwirkung nicht vom Rohrdruck im Düseninneren abhängig sein. Außerdem soll auch die Richtung des austretenden Strahles leicht einstellbar sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 genannten kennzeichnenden Merkmale gelöst. Weiterbildungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor. Die Stütz­ düse besteht aus einem im Verhältnis zur Weite der Düsen­ öffnung sehr dünnwandigen, an einem Ende geschlossenen rohrförmigen Düsenkörper, in dessen Inneren ein Block an­ geordnet ist. In diesem Block ist ein Kanal vorgesehen, der die Luftaustrittsöffnung bildet und in seiner Länge wenigstens dem Düsendurchmesser entspricht. Auf diese Weise läßt sich auch bei kleinen Außenabmessungen ein günstiges Länge- zu Durchmesserverhältnis von etwa 1 : 1 oder mehr erreichen.

Der den Kanal enthaltende Block läßt sich auf verschie­ dene Weise herstellen. Die eine Möglichkeit besteht darin, den Düsenkörper aus zwei sich in Längsrichtung zu einem Rohr ergänzenden Halbschalen zu bilden, wobei in eine der Halbschalen der Block durch Materialverstärkung integriert ist. Vor dem Zusammensetzen der Halbschalen läßt sich der Kanal auf einfache Weise herstellen und bearbeiten.

Eine andere Möglichkeit sieht vor, den Block als Einsatz­ körper auszubilden und ihn in eine seitlich am rohrförmi­ gen Düsenkörper angebrachte Bohrung einzusetzen. Der die Luftaustrittsöffnung bildende Kanal kann ohne Schwierig­ keiten im Einsatzkörper bearbeitet werden.

Der Block bzw. der Düseneinsatz kann unabhängig von der Wandungsstärke des Rohres verhältnismäßig weit ins Rohr­ innere hineinragen und schafft daher ein günstiges Längen- zu Durchmesserverhältnis. Dabei verläuft die Innenwandung des Düseneinsatzes strömungstechnisch optimal in Strömungsrichtung konvergent. So ist es möglich, bei der Fertigung ausgehend von gleichartigen Röhrchen und gleichgroßen seitlichen Öffnungen, die einfach gebohrt oder auf andere Weise erzeugt werden können, wahlweise verschiedene Einsätze mit unterschiedlichem Längen- zu DurchmesserverhäItnis je nach Bedarf einzusetzen. Die Befestigung der Düseneinsätze in den Röhrchen des Düsenkörpers kann ebenfalls auf einfache Weise erfolgen, z. B. durch Pressen oder auch durch Schnappen oder Kleben. In der Wahl des Werkstoffes für den Düseneinsatz besteht große Freizügigkeit und es können Metalle, wie z.B. Stahl, oder auch Kunststoffe verwendet werden. Die Fertigung des Düsenkörpers, d.h. des dünnwandigen Röhrchens, ist ohne Einfluß auf die Wirkungsweise der Erfindung und kann z. B. beliebig erfolgen. Wegen der Dünnwandigkeit des Düsenkörpers bleiben die Außenabmessungen gering. Ferner kann das Ende des Düsenkörpers sogar noch einen abgeflachten Querschnitt aufweisen, um die Querschnittsform des Körpers noch mehr dem Verlauf der Kettfäden des Webfaches anzupassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a einen Längsschnitt durch einen Düsenkörper,

Fig. 1b die Seitenansicht der Fig. 1a,

Fig. 1c einen Querschnitt durch Fig. 1a,

Fig. 2 eine AbwandIung eines Ausschnittes aus Fig. 1a,

Fig. 3 eine weitere Abwandlung des Düseneinsatzes,

Fig. 4 schematisch die Strahlverteilung einer Stützdüse,

Fig. 5 ein Diagramm zur Aufspreizung des Strahles bezüglich der Strahlrichtung gem. Fig. 4,

Fig. 6 ein Diagramm zum Einfluß des in der Stützdüse herrschenden Vordruckes auf den Abstrahlwinkel der Düse und

Fig. 7 eine weitere Abwandlung der Fig. 1a.

Zunächst sei anhand der Fig. 1a bis 1c der allgemeine Aufbau der Stützdüse beschrieben. Der Düsenkörper besteht aus einem rohrförmigen Teil 1 mit sehr dünner Wandung. Dieses Rohr ist an seinem Ende 2 verschlossen. Vorteil­ hafterweise ist dem Rohr 1 ein abgeflachter Querschnitt gegeben, wie in der Fig. 1c angedeutet ist, um eine bes­ sere Anpassung an den Verlauf der gestrichelt eingezeich­ neten Kettfäden 7 des Webfaches zu geben. Das Eintau­ chen des Düsenkörpers in die Kettfäden des Webfaches ist wegen der reduzierten Abmessungen wesentlich begün­ stigt. Im Bereich des Rohrendes 2 ist in einer Seitenwand des Rohres 1 ein Durchbruch, z.B. eine Bohrung, vorgese­ hen, deren Rand mit 8 angedeutet ist. In dieser seitli­ chen Bohrung ist ein Düseneinsatz 3 eingebracht, dessen Länge wesentlich größer als die Wandstärke des Rohres 1 ist und der somit verhältnismäßig weit in das Innere des Düsenkörpers hineinragt. Die Außenfläche des Einsatzes 3 liegt mit der Außenwandung des Rohres 1 bündig oder gege­ benenfalls ein wenig vertieft. Die Innenwandung 4 des Einsatzes 3 ist strömungsgünstig ausgebildet und verläuft z.B. nach außen hin leicht konvergent. Es wird somit ein sich in Strömungsrichtung leicht verengender Strömungska­ nal 5 gebildet, aus dem das Transportmedium als Strahl austreten kann. Die Strahlrichtung ist in Fig. 1a mit S bezeichnet. Hier in Fig. 1a ist die Längsachse des Düsen­ körpers, d.h. des rohrförmigen TeiIes 1, mit x bezeich­ net. Die Richtung des seitlich austretenden Strahles S ist in Fig. 1 gegenüber der Querebene y zur Längsachse x um den WinkeI α geneigt. In diesem Zusammenhang ist vorteilhafterweise die Außenwandung des Düsenkörpers im Bereich des Einsatzes 3 ebenfalls mit einer Neigung ge­ genüber der x-Achse versehen, wobei diese Neigung wie­ derum dem Winkel α entspricht. Die Neigung der Rohrwan­ dung ist in diesem Bereich mit 1′ bezeichnet. Der im In­ neren des Düsenkörpers liegende EinlaufteiI 33 des Ein­ satzes 3 weist einen gekrümmten Verlauf zur günstigen Führung des Strömungsmediums auf. Die Befestigung des Einsatzes 3 in der Wandung 1 des Düsenkörpers kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, z.B. kann der Einsatz 3 eingepreßt oder auch eingeklebt sein. Im Beispiel der Fig. 1c ist eine weitere Befestigungsmöglichkeit gezeigt, bei der der Einsatz 3 auf seiner Außenseite eine wulstar­ tige Verdickung 32 aufweist, hinter der die einwärts ge­ drückten Ränder 6 der Bohrung 8 am Einsatz selbst anlie­ gen und somit eine Art Schnappverbindung schaffen. Die Fig. 1c läßt außerdem noch erkennen, wie ein vorspringen­ der Kragen 31 des Einsatzes 3 sich an die Ränder 6 der Bohrung 8 legt. Ferner ist durch den schmalen Abstand 36 angedeutet, daß die Außenfläche des Einsatzes 3 Ieicht versenkt in der Wandung 1 des Düsenkörpers liegen kann.

In der Fig. 2 ist nochmals vereinfacht ein Einsatz 3 in der Wandung 1 eines Düsenkörpers dargestellt. Die Anord­ nung entspricht im wesentlichen der Fig. 1a, jedoch ist der Übersichtlichkeit halber hier die Strahlrichtung S ohne einen Neigungswinkel α eingezeichnet. Dagegen läßt sich leicht durch die Abmessungen L für die Länge des Dü­ senkanals 5 im Einsatz 3 und durch den Durchmesser D des Düsenkanals das angestrebte gute Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Düsenkanals erkennen. Im Inneren des Dü­ senkörpers ist mit p _o der angenommene Vordruck angegeben. Bei dieser Ausgestaltung mit dünner Rohrwandung und be­ sonderem Düseneinsatz ergibt sich ein so großes Innenvo­ lumen im Bereich der Düse, daß der oben genannte Nachteil einer Abhängigkeit der Strahlrichtung vom Vordruck p _o nicht mehr eintritt.

Die Fig. 3 zeigt eine Abwandlung gegenüber der Fig. 2 in der Weise, daß hier die Außenfläche 34 des Einsatzes 3 nicht eben, sondern mit einer leicht nach außen vorsprin­ genden Wölbung versehen ist. Ferner ist der im Inneren des Düsenkörpers liegende Einlauf 33 des Einsatzes 3 un­ symmetrisch ausgebildet und hat einen rückspringenden Rand 35, der den Einlauf des Mediums in den Düsenkanal 5 begünstigen kann.

Selbstverständlich können im Bedarfsfalle verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten des Einsatzes 3 gegenseitig aus­ getauscht werden. Auf diese Weise ist es möglich, bei standardisierter Ausbildung des Düsenkörpers 1 bedarfs­ weise unterschiedliche Einsätze 3 mit anderen Abmessungen des Düsenkanals bezüglich seiner Länge und seines Durch­ messers einzusetzen. Es besteht auch die Möglichkeit, z.B. gemäß einer Ausbildung nach Fig. 1c, den in die Boh­ rung 8 eingebrachten Einsatz 3 in seiner Achsrichtung leicht zu verschwenken, sodaß die Richtung des austreten­ den Strahles leicht verändert werden kann. Auf diese Weise kann z.B. der in Fig. 1a genannte Abstrahlwinkel zusätzlich verändert und justiert werden. Der justierte Einsatz kann dann z.B. durch Klebung befestigt werden.

In der Fig. 4 ist etwa gemäß einer Anordnung nach Fig. 1a Richtung und lntensität eines Strahles aufgezeigt. Die Strahlrichtung S gegenüber der Querachse y ist wieder mit α bezeichnet. Deutlich ist zu erkennen, daß durch das günstige Länge- zu Durchmesserverhältnis des Einsatzes der austretende Strahl eine gute Bündelung aufweist und nicht zur unvorteilhaften Aufspreizung neigt. Der Zusam­ menhang zwischen Strahlrichtung und Strahlintensität in einem Abstand A von der Strahlaustrittsöffnung ist aus dem Diagramm der Fig. 5 zu erkennen. Man erkennt, daß die Hauptstrahlrichtung etwa bei α = 9° liegt und dort der höchste Staudruck p gemessen wird. Bei seitlicher Abwei­ chung von diesem Wert verringert sich in symmetrischer Weise der Staudruck sehr rasch, d.h. daß der Strahl eine günstige Bündelung aufweist.

Im Diagramm der Fig. 6 ist die Strahlrichtung a für den Fall aufgetragen, daß bei geometrisch gleich bleibenden Bedingungen der Vordruck p _o im Düsenkörper verändert wird. Dabei zeigt sich, daß wegen des günstigen Innenvo­ lumens des erfindungsgemäßen Stützdüsenkörpers die Strahlrichtung praktisch unabhängig vom Vordruck p _o ist.

Bei den oben beschriebenen Figuren ist als blockartiger Körper, der den Kanal mit der Luftaustrittsöffnung ent­ hält, ein besonderer Körper vorgesehen, der in die Wan­ dung eines rohrförmigen Teiles eingesetzt wird. Die Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher der den Kanal enthaltende Block in den rohrförmigen Düsenkörper als Materialverstärkung integriert ist. Zur Herstellung des Düsenkörpers 1 sind hier zwei Halbschalen 1 a und 1 b vorgesehen, die in der Ebene der x-Achse zu einem rohr­ förmigen Gebilde zusammengefügt und fest miteinander ver­ bunden werden können. Dabei besteht große Freizügigkeit in der Wahl des Materials und in der Herstellung der Halbschalen sowie in der Art ihrer Verbindung. Metallene Halbschalen können z.B. geschweißt oder auch geklebt wer­ den. Auch die Form der Halbschalen selbst ist in weiten Grenzen variierbar, etwa im wesentlichen symmetrisch zur x-Achse oder, wie in Fig. 7 dargestellt, auch unsymme­ trisch. Wesentlich ist, daß ein genügend großer Innenraum im Düsenkörper vorhanden ist und der Kanal für die Aus­ trittsöffnung mit der notwendigen Länge in das Innere des Düsenkörpers vorspringen kann. Die Halbschalen 1 a und 1 b mit verhältnismäßig dünner Wandstärke setzen sich nach unten in Halbzylinder 10 a bzw. 10 b mit dickerer Wandung fort, die in nicht näher dargestellter Weise zur Befesti­ gung des Düsenkörpers an seinem Träger und als Übergang bzw. Anschluß des Düsenkörpers an das Zuleitungssystem dienen.

In der Halbschale 1 a ist in der Nähe ihres Endes eine Ma­ terialverstärkung vorgesehen, die einen Block 9 bildet. In diesem nach innen ragenden Block 9 der Halbschale 1 a kann auf einfache Weise und mit guter Genauigkeit ein Ka­ nal 5 als Austrittsöffnung für das Strömungsmedium ange­ bracht und seine Innenwandung 4 je nach den gewünschten Strömungsverhältnissen ausgebildet werden. Das gewünschte Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Austrittsöffnung bzw. des Kanals ist dabei ohne Schwierigkeiten erreich­ bar. Auch die Anordnung des Kanales 5 mit einer Neigung α der Strömungsrichtung S gegenüber der Querachse y ist exakt durchführbar. Schließlich kann auch noch der Ein­ lauf in den Kanal 5 vom Inneren her ganz nach den Erfor­ dernissen ausgebildet werden, bevor die beiden Halbscha­ len zum fertigen Düsenkörper 1 zusammengesetzt werden.

Bei der Fertigung der einzelnen Halbschalen kann schon der in Fig. 1c angedeutete abgeflachte Querschnitt und auch eine Abschrägung der Wandung am Ende des Kanales 5 berücksichtigt werden. Darüberhinaus kann nach dem Zusam­ menfügen und Verbinden der Halbschalen auch noch von außen her ein Teil der Wandstärke der Halbschalen 1 a bzw. 1 b abgetragen, z.B. abgeschliffen, und auf diese Weise die Wandstärke nachträglich noch weiter verringert bzw. die abgeflachte Querschnittsform noch verbessert werden. Auch die oben bei Fig. 1a beschriebene Abschrägung der Wandung entsprechend der gewünschten Neigung α der Aus­ strömungsrichtung S läßt sich durch nachträgliche Ober­ flächenbearbeitung exakt herstellen. Es ist somit mög­ lich, je nach den Erfordernissen in Halbschalen gleicher Ausgangsform Kanäle mit unterschiedlichen Ausströmrich­ tungen einzubringen.

Claims (3)

1. Stützdüse für Webmaschinen mit pneumatischem Schußeintrag zum Ausblasen des Eintragmediums aus einer Anzahl von entlang des Webfaches verteilt angeordneten Einzeldüsen, die aus einem dünnwandigen, an einem Ende geschlossenen rohrförmigen Körper bestehen und seitlich eine Luftaustrittsöffnung nach Art eines Kanals mit einer Länge, die wenigstens dem Düsendurchmesser entspricht, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnung aus einem Düseneinsatz (3) gebildet ist, mit einem Kanal (5), der in Strömungsrichtung (S) konvergent ist, und dessen Einlaufteil (33) im Körperinneren der Stützdüse einen gekrümmten Verlauf aufweist.

2. Stützdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (5) eine unsymmetrische Einlaufkrümmung (35) aufweist.

3. Stützdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (34) des Düseneinsatzes (3) gewölbt ist.