EP0418693A1

EP0418693A1 - Düse einer Düsenspinnvorrichtung

Info

Publication number: EP0418693A1
Application number: EP90117386A
Authority: EP
Inventors: Herbert Dr. Stalder; Werner Oeggerli
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1989-09-21
Filing date: 1990-09-10
Publication date: 1991-03-27
Also published as: JPH03206130A

Abstract

Es wird eine neue Düse einer Düsenspinnvorrichtung vorgestellt, die einen Düseneinsatz (7) mit spiralförmigen Ausnehmungen (8) aufweist. Damit wird eine perfekte Tangentialität, d. h. eine übergangslose Einströmung, der Druckluft in den Düsenkanal (5;5') erreicht. Die mit solchen Düsen erzeugte rotierende Luftschicht ist besonders gleichmässig, was zu einer gleichmässigeren Erfassung der Rand- oder Umwindefasern und des Garnkerns führt, so dass ein qualitativ besseres Garn hergestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse einer Düsenspinnvorrichtung, welche einen durchgehenden, in Längsrichtung ausgebildeten Kanal mit mindestens einem drallerzeugenden Element aufweist.
Solche Düsen sind allgemein bekannt wie zum Beispiel aus EP-A-0 321 885. Dort werden insbesondere Falschdralldüsen gezeigt mit einem Einsatz, welche die Ausmündungen der Tangentialbohrungen abschirmen. Damit soll erreicht werden, dass sich zunächst eine rotierende Luftschicht bildet, bevor die Fasern, insbesondere die Randfasern, erfasst werden. Obwohl damit schon eine wesentliche Verbesserung erreicht wird, das heisst die Rand- oder Umwindefasern wesentlich gleichmässiger um den Kern gedreht werden, sind die Eigenschaften des gebildeten Garns immer noch ungenügend. Eine Ursache kann darin liegen, dass die Tangentialbohrungen nicht genau, d. h. mit einer Abstufung, in den Kanal der Düse einmünden. Insbesondere ist es wichtig bei der Herstellung der Bohrungen, dass die Bohrvorrichtung präzise und richtungsgenau angesetzt wird. Ansonsten kann es vorkommen, dass die Bohrung entweder zuweit entfernt von der Kanalmittellinie in den Kanal mündet, sodass eine Art Sacklochbohrung entsteht, oder dass die Bohrung zu nah an der Mittellinie in den Kanal einmündet. Diese Nachteile können nur mit grossem Aufwand verhindert werden.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine Düse einer Düsenspinnvorrichtung anzugeben, die eine perfekte tangentiale, d. h. übergangslose, Einströmung der Druckluft bewirkt und gleichzeitig einfach und präzise hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Ein grosser Vorteil der Erfindung ist es, dass mit besonders einfachen Mitteln eine gleichmässig rotierende Luftströmung erzeugt wird. Eine Düse mit spiralförmigen Ausnehmungen ist wesentlich einfacher und präziser herzustellen, als die üblichen Düsen mit Tangentialbohrungen.
Weitere Vorteile der Erfindung folgen aus der nachstehenden Beschreibung. Dort wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Beispieles mehr erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1 eine Zweidüsenanordnung in einer ersten Ausführungsform,
Figur 1a einen Längsschnitt durch einen Düseneinsatz,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Düse,
Figur 3 eine dritte Ausführungsform der neuen Düse, und
Figur 3a einen Längsschnitt eines Düseneinsatzes mit spiralförmigen Ausnehmungen der Laval-Form.

In den Figuren werden für die gleichen Elemente dieselben Bezugsziffern verwendet.
In Figur 1 sind eine Injektordüse 1 und eine Dralldüse 2 dargestellt, die in einem nicht dargestellten Halter befestigt sind. Bekannterweise erzeugt die Injektordüse 1 einen Linksdrall und die Dralldüse 2 einen Rechtsdrall. Die weitere Anordnung in einer Düsenspinnvorrichtung nach dem Streckwerk ist an und für sich bekannt und wird deshalb hier nicht weiter beschrieben. Die Injektordüse 1 und die Dralldüse 2 haben je ein Düsengehäuse 3 mit einer durchgehenden Bohrung 4. In dieser Bohrung 4 ist ein Kanalteil 5 mittels O-Ringe 6 fest gehalten. Der Kanalteil 5′ der Dralldüse 2 ist am Ende konisch aufgeweitet. Die Kanalteile 5, 5′ enthalten in ihrem oberen Teil einen Düseneinsatz 7, der mit Press-Sitz eingepasst ist. Am unteren Ende der Düseneinsätze 7 sind spiralförmige Ausnehmungen 8 eingefräst. Auf gleicher Höhe wie die Ansätze der spiralförmigen Ausnehmungen 8 sind in den Kanalteilen 5, 5′ Querbohrungen 9 vorgesehen, die mit einer Luftkammer 10 im Düsengehäuse 3 in Verbindung stehen. Die Luftkammern 10 selber sind über Luftanschlüsse 11 mit einer hier nicht dargestellten Druckluftpumpe verbunden. Die Kanalteile 5, 5′ sind aus gehärtetem Stahl hergestellt. Der Durchmesser des Kanalteiles 5 beträgt 2,5 mm. Der Durchmesser des Kanalteiles 5′ beträgt im oberen Teil 2,5 mm und im unteren Teil 2,5 bis 3,5 mm. Die Länge des Kanalteiles 5 beträgt 3,6 cm, und die Länge des Kanalteiles 5′ beträgt 4,6 cm.
Wie aus Fig. 1a ersichtlich, weist der Düseneinsatz 7 eine gewisse Konizität auf, die von dem Winkel β oder dem Verhältnis der Länge l₁ des Düseneinsatzes 7 und der Abweichung l₂ der Senkrechte bestimmt ist. Das Verhältnis l₂:l₁ oder tan β beträgt in etwa 1:50. Die spiralförmige Ausnehmung 8 hat einen Ausnehmungsquerschnitt Q von 0,12 mm², der durch das Produkt der Breite b und die Tiefe t definiert ist. Die Länge L ist bestimmt durch die Länge der Mittellinie der Ausnehmung 8 über der Wandung des Düseneinsatzes 7 von einer flachen, ringförmigen Ausnehmung 12 bis zum unteren Ende des Düseneinsatzes 7. Die flache Ausnehmung 12 dient zur wirbelfreien Einströmung der Druckluft. Die Düseneinsätze 7 sind aus einem harten Metall wie gehärtetem Stahl, Hartmetall oder Keramik hergestellt. Die Länge l₁ des oberen Düseneinsatzes 7 der Injektordüse 1 beträgt 18,5 mm, wobei die spiralförmigen Ausnehmungen 8 eine Länge L auf der Aussenwand von 3,2 mm bei einem Steigungswinkel α von 20° bis 70°, vorzugsweise um 50°, bilden. Die Länge l₁ des Düseneinsatzes 7 der Dralldüse 2 beträgt 10 mm, wobei die spiralförmigen Ausnehmungen 8 eine Länge L auf der Aussenwand von 3,2 mm bei einem Steigungswinkel von 15° bis 70°, vorzugsweise um 30°, umfassen. Da die Ausnehmungen 8 sich auf der Aussenwand des Düseneinsatzes 7 befinden, ist ihre Herstellung in nahezu beliebiger Länge besonders unproblematisch. Für eine ausreichend rotierende Luftschicht hat es sich nun als sinnvoll gezeigt, das Verhältnis der Länge L zu der Wurzel des Querschnittes Q der Ausnehmungen zwischen 5:1 und 15:1, vorzugsweise um 10:1, zu wählen.
In Figur 2 ist nun eine zweite Ausführungsform eines Kanalteiles mit Düseneinsatz dargestellt. Die spiralförmigen Ausnehmungen 8 sind hier auf dem rohrförmigen Ende eines stufenförmigen Einsatzteiles 13 angebracht. Dieses Einsatzteil 13 ist in einem Kanalteil 14 eingepresst. Wie aus dieser Figur ersichtlich, sind drei spiralförmige Ausnehmungen 8 auf der Aussenwand des Einsatzteiles 13 gleichmässig über dem Umfang verteilt angeordnet. Es können jedoch auch mehr spiralförmige Ausnehmungen 8 vorgesehen sein, wobei die Breite der Ausnehmungen in bezug auf deren Anzahl reduziert werden soll. Damit wird ein gleichmässig rotierender Luftstrom erreicht, welcher die Umwinde- oder Randfasern sowie den Garnkern stets gleichmässig erfasst. Im Inneren des Kanalteils 14 und am rohrförmigen Ende des Einsatzteils 13 können auch Gewinde vorgesehen sein, sodass sie zusammengeschraubt werden können. Die Press-Sitzform ist jedoch zu bevorzugen.
In Figur 3 ist eine weitere einfache Ausführungsform der Dralldüse 2, ähnlich wie in Figur 1, dargestellt. Sie besteht in diesem Fall ebenfalls aus einem Einsatzteil 13 und einem Kanalteil 14. Wie ersichtlich, beinhaltet hier der Kanalteil 14 den Kanalteil 5′ und das Düsengehäuse 3 aus Figur 1. Die Luftkammer 10 ist hier beim Einsatzteil 13 vorgesehen, damit eine noch bessere Einströmung der Luft gewährleistet ist. Dazu ist auf der Aussenwandung des Düseneinsatzes 7 die flache, ringförmige Ausnehmung 12 vorgesehen. Die Länge des Düseneinsatzes 7 beträgt 1 cm, die flache Ausnehmung hat eine Länge von 2,5 mm und die spiralförmigen Ausnehmungen 8 sind über eine Länge L von 3,2 mm auf der Aussenwandung angebracht. Der Einsatzteil 13 und der Kanalteil 14 sind wiederum mit einem konisch ausgebildeten Press-Sitz miteinander befestigt.
Die spiralförmigen Ausnehmungen 8 haben in den gezeigten Beispielen einen konstanten Querschnitt Q über ihre gesamte Länge L. Sie können jedoch auch die Form einer Laval- oder Venturi-Düse aufweisen (siehe Fig. 3a). Eine solche Form kann ausgezeichnet mit einem Fräsbohrer hergestellt werden, indem der Bohrer an entsprechender Stelle angehoben oder abgesenkt wird.
Es hat sich nun gezeigt, das Garn hergestellt mit einer Düsenspinnvorrichtung mit den neuen Düsen wesentlich gleichmässiger von Randfasern umwunden ist. Ferner ist die Herstellung der Düse wesentlich einfacher, da bloss der Düseneinsatz 7 mit grösster Präzision hergestellt werden muss. Die anderen Teile, der Einsatzteil 13 und der Kanalteil 14, sind mit der üblichen Genauigkeit hergestellt und können deshalb mit den üblichen Dreh- und Fräsmaschinen hergestellt werden.

Bezeichnungsliste

1 Injektordüse
2 Dralldüse
3 Düsengehäuse
4 durchgehende Bohrung
5,5′ Kanalteil
6 O-Ring
7 Düseneinsatz
8 spiralförmige Ausnehmung
9 Querbohrung
10 Luftkammer
11 Luftanschluss
12 flache Ausnehmung
13 Einsatzteil
14 Strömungskanalteil

Claims

1. Düse einer Düsenspinnvorrichtung, welche einen durchgehenden, in Längsrichtung ausgebildeten Kanal (5;5′) mit mindestens einem drallerzeugenden Element (7;13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kanal (5;5′) zumindest teilweise die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist und zumindest teilweise formschlüssig mit einem an seiner Aussenfläche spiralförmige, halbdurchgehende Ausnehmungen (8) versehenen Düseneinsatz (7;13) verbunden ist, wobei an entsprechender Stelle in dem Kanal Löcher (9) für die Luftzufuhr vorgesehen sind.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge (L) zu dem Wurzel des Querschnitts (Q) der Ausnehmungen (8) zwischen 5:1 und 15:1, vorzugsweise um 10:1, beträgt.

3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schraubenlinie der Ausnehmungen (8) einen Steigungswinkel α von 15° bis 70°, vorzugsweise von 30° bis 50°, aufweist.

4. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die spiralförmigen Ausnehmungen (8) zu ihren Enden hin erweitert sind und/oder die Form einer Laval-Düse aufweisen, wobei das Verhältnis der Breite der Ausnehmung (8) am Anfang und der Breite am Ende zwischen 1:1,5 und 1:4, vorzugsweise um 1:3, liegt.

5. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Düseneinsatz (7;13) zumindest teilweise im Kanal (5;5,) eingepresst ist.

6. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
das Ende des Düseneinsatzes (7;13) und der Anfang des Kanals (5;5′) mit übereinstimmenden Gewinden versehen sind, und der Düseneinsatz (7;13) am Kanal (5;5′) eingeschraubt ist.

7. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens drei spiralförmige Ausnehmungen (8) vorgesehen sind, deren Austrittsöffnungen am Ende des Düseneinsatzes (7;13) gleichmässig über den Umfang des Düseneinsatzes verteilt sind.