EP1060302B1 - Garnbehandlungseinrichtung sowie verwendung derselben - Google Patents

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EP1060302B1
EP1060302B1 EP99904683A EP99904683A EP1060302B1 EP 1060302 B1 EP1060302 B1 EP 1060302B1 EP 99904683 A EP99904683 A EP 99904683A EP 99904683 A EP99904683 A EP 99904683A EP 1060302 B1 EP1060302 B1 EP 1060302B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
yarn
processing device
yarn processing
alignment
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99904683A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1060302B9 (de
EP1060302A1 (de
EP1060302B2 (de
Inventor
Helmut Ritter
Patrick BUCHMÜLLER
Gotthilf Bertsch
Erwin Schwarz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heberlein AG
Original Assignee
Heberlein Fasertechnologie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4188412&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1060302(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Heberlein Fasertechnologie AG filed Critical Heberlein Fasertechnologie AG
Priority claimed from PCT/CH1999/000097 external-priority patent/WO1999045185A1/de
Publication of EP1060302A1 publication Critical patent/EP1060302A1/de
Publication of EP1060302B1 publication Critical patent/EP1060302B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1060302B2 publication Critical patent/EP1060302B2/de
Publication of EP1060302B9 publication Critical patent/EP1060302B9/de
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/16Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam
    • D02G1/162Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam with provision for imparting irregular effects to the yarn

Definitions

  • the invention relates to a yarn treatment device with a preferably detachable device Screw connection of split treatment bodies, which are made of highly wear-resistant, consist in particular of ceramic material, furthermore the use the same.
  • the treatment of continuous filament yarn has two main tasks.
  • To the One is the textile, made from industrially produced filaments Character and textile properties are given.
  • Second is the yarn with regard to specific quality characteristics for further processing and / or treated for the end product. Some yarn qualities have to be produced which are not the case with products made with natural fibers necessary and unreachable.
  • the areas of application are industrial Processing of textiles e.g. for the construction sector, automobile construction, but also for carpet production and for special textile products in the context of sports and Leisure industry.
  • spun yarn is said to have certain preparations for the treated the best possible industrial processing and the processing process for Yarns and fabrics are optimized. Optimizing here also means preservation or increasing certain quality criteria and reducing production costs, which includes downtimes along the entire processing route.
  • the Protective substances are said to be an aid to subsequent processing.
  • the for the Preparations used result in an oily sliding property, so that the sliding friction of the yarn as low as possible all the way through the processing remains, the risk of damage or yarn breakage is reduced, and abrasion on the sliding surfaces of the transport and processing systems as small as possible can be held.
  • the preparation or the preparation agents so e.g. electrical charges.
  • a wide area is protection against fungal attack by the Yarns during storage, between the different processing stages. The factors mentioned already give an impressive picture of the Practical conditions for yarn treatment bodies.
  • the interaction of pressure, Heat, moisture and a variety of chemical substances in the preparation cause very aggressive local conditions for the material of the Yarn treatment nozzles, but above all for every lanyard on the Nozzles.
  • the new solution is primarily aimed at the type of shared, especially of two-part yarn treatment nozzles, where each part is preferred Has recesses, be it for a yarn channel or a treatment chamber. When assembling the parts should fit exactly. Furthermore, lateral Sliding movements in relation to the yarn path for precise positioning should be avoided if possible.
  • the invention was based on the object, yarn treatment nozzles or To develop yarn treatment bodies that are as insensitive as possible allow preparation and a long service life. It was part of the particular Task of creating a nozzle connection for split yarn treatment bodies, which allows quick and precise positioning, and for highly wear-resistant Materials such as ceramics can also be used for thermal treatments.
  • connection of divided nozzles has at least one dowel pin, which at least in one held first body part with mechanical clamping means or holding means, and in a second is passed through a fitting hole for positioning and assembly / disassembly in the axial direction of the dowel pin connection.
  • a nozzle with connecting means only then remains operationally safe if the nozzle, pressure, heat, steam or chemical substances withstands. Not all practical problems could be solved using the previous glue connections solved satisfactorily. Glue connections can also only be examined to this extent when the practical conditions are already known. A glue connection However, its composition cannot be determined with regard to the attack of still unknown chemicals that will be used in the future, if at all with additional warmth and moisture. Preferred with the new Solution the connecting means in a common orientation, preferably in alignment arranged with the yarn path. Surprisingly, with a corresponding Pin connection can be determined that the compared to the prior art whole nozzle body considerably smaller, built in a miniaturized form, as it were can be.
  • the invention allows a number of particularly advantageous configurations. It for this purpose, reference is made to claims 2 to 12.
  • two dowel pins are shared used. On the one hand, there are essentially identical fitting holes and on the other hand, a fitting hole and an elongated hole fitting hole. It will taken into account that the highly wear-resistant materials, above all Ceramics, not only very difficult to work with, but in terms of Different temperature influences in relation to metallic materials Have dimensions.
  • the clamping means or holding means for the dowel pins can be one Tension spring or an open tension ring.
  • Dowel pins for each clamping ring to make a corresponding groove in such a way that the clamping ring diameter during assembly and disassembly of the dowel pins can be reduced by an external force. It is also possible to use instead of one Tension spring a portion of the pins e.g. compressible due to different hardness train, so that a mechanical compression instead of a tension spring inside a hole enlargement can be used.
  • the dowel pins are preferred in the Miniaturized or needle-shaped diameter.
  • the alignment pin has primary a positioning function. The positioning pin only needs to be so strong for positioning be dimensioned so that it is not damaged when assembling the parts, hardly any forces occur on the dowel pins during the yarn processing process.
  • the force connection is preferably made via a screw connection.
  • a screw connection is preferably made via a screw connection.
  • Another design idea is in the nozzle body, in which the Dowel pin is held with the clamping means, an insertion cone attached to one Relief grinding or a bore extension for the clamping means or a Tension ring transferred as a holding shoulder, for longitudinal positioning of the dowel pin.
  • the new solution is also ideal for periodic cleaning, which is often done with ultrasound.
  • the treatment body is in a two-part configuration as a nozzle plate and Cover plate formed, the dowel pins with the clamping means in the nozzle plate are preferably rotatably fixable.
  • the cover plate has a Blind hole or a through hole with a slightly enlarged Diameter at the end of the hole and a fitting hole for the dowel pin in the Hole insertion part.
  • the connection particularly preferably consists of two Dowel pins that have a very slight play in the assembled state Have fitting holes, such that the dowel pins, at least theoretically, still stay rotatable. It is also possible to fit the dowel pins on one side Arrange nozzle body slightly protruding such that the nozzle body lego can be plugged onto a base plate and in any number.
  • the use of two dowel pins has the great advantage that the connection in With regard to the positioning geometrically precise or within a narrow tolerance range is determined. This applies when using only one dowel if the screw connection itself has a fitting shoulder. When using more than two dowel pins can cause disadvantages with regard to the problem the expansion and manufacturing accuracy. This means that at extreme Two dowel pins are deliberately preferred to thermal loads. Is against given no or only a slight thermal load, two or more can Dowel pins are used. In the vast majority of applications at least one nozzle part, but preferably both nozzle parts made of ceramic Material and dowel pins made of high-strength steel or ceramic.
  • the invention also relates to the use of the yarn treatment device. This is done on the Claims 13 and 14 referenced. Be for pens on both sides mechanical clamping means provided, then one side should be significantly weaker clamp so that the pin remains in a defined part.
  • FIGs 1a and 1b show a two-part air treatment body 1 in section, Figure 1a in the sense of an exploded view.
  • the treatment body consists of a nozzle plate 3 and a cover plate 2. Both parts can be rigidly connected to the air treatment body 1 with a screw 4 (FIG. 1b).
  • a screw 4 FIG. 1b
  • the nozzle plate 3 and the cover plate 2 are secured with two dowel pins 5, 5 'against shifting in one plane (designated X-X in FIG. 1b) in accordance with arrow 6.
  • the dowel pins 5, 5 'shown have a double function in the example shown.
  • the dowel pins 5, 5 ' are already installed in one of the nozzle parts by the manufacturer. It is important that it is not based on a glue, weld or solder connection, but that the mechanical clamping means result in anchoring in the material of the air treatment body.
  • Lv denotes the air treatment side of the two parts, Mm the machine assembly side.
  • the dowel pins 5, 5 ' have a fitting shaft 8 and an impact end 9.
  • a tension spring or tensioning ring 10 represents the mechanical clamping means.
  • an undercut 11 which is approximately similar to the tensioning means is attached in the nozzle plate 3 following an insertion cone 12.
  • the insertion cone 12 facilitates the automatic assembly of the dowel pins.
  • the nozzle plate 3 has two fitting bores 13.
  • the dowel pin 5 can also be inserted into the through hole 14 by hand until the clamping ring 10 is present at the constriction of the insertion cone.
  • the rest of the movement for the insertion of the dowel pin 5 can be carried out with a light blow, for example using a rubber hammer, so that the tension spring 10 springs into the relief.
  • the dowel pin 5 protrudes on both sides, as indicated by P D (positioning of nozzle parts) and PM (positioning on the machine).
  • the counterpart to the nozzle plate 3 is the cover plate 2, which has an identical distance A corresponding to two axially parallel fitting bores 15 and 16.
  • the fitting bore 15 can be a normal cylindrical bore with a diameter D, on the other hand the second is preferred, as an elongated hole D L with some longitudinal play in the direction of the dimension A for the expansion of the body under the action of heat.
  • the assembly of both parts 2, 3 happens for the first time at the manufacturer. In user operation, for example, for cleaning the parts after loosening the screw 4, the parts can be taken apart in the axial directions of the dowel pins.
  • Another great advantage of the proposed solution is that later recycling is improved due to the easy separability of the parts and each material can be processed separately. This is also important because the yarn treatment nozzles are wearing parts.
  • FIGS. 2a and 2b show a special shape of a yarn channel 20 for the intermingling of yarn with compressed air or another medium.
  • the location for a compressed air connection is marked with D L , the compressed air of, for example, 1 to 6 bar being introduced into the yarn channel 20 via a compressed air supply bore 21.
  • the two dowel pins 5, 5 ' are preferably arranged on a common straight line 22 (VE) together with the screw 4.
  • VE straight line 22
  • FIG. 3 shows further design options for the pin connection.
  • Die Fitting bore 15 ends with a blind hole 30, which has a defined configuration the fitting hole 15 is used.
  • the alignment pin 5 is used on the left side of the picture.
  • a through hole 30 has been drilled.
  • the Both basic bodies of the yarn treatment nozzles are made of a highly wear-resistant and very expensive material, especially ceramic.
  • the holes or seats for the clamping means can in relation to the diameter and Diameter ratios are standardized or automated.
  • the Dowel pins on the other hand, can be used as inexpensive decollage parts in various lengths be manufactured for the respective application.
  • FIG. 4a shows the positioning of a two-part nozzle body 1 or 40, as well as the local fixation on a machine 7.
  • FIG. 4b shows an example of how on a base support 7 two yarn treatment bodies 1 and 40 mirror images can be assembled.
  • FIGS. 5a and 5b show a thermal treatment body 40 which has two pass-through chambers 41, 41a, particularly for the treatment of yarn with hot steam or hot air.
  • Each flow chamber has a yarn inlet 42, a yarn outlet 43 and a medium feed opening 44 in the central region. If the medium is hot steam, at today's very high yarn transport speeds there are extremely aggressive conditions together with the preparation on the yarn.
  • the two flow chambers or steam chambers have a considerably large longitudinal dimension KL, which is dependent on the work process or must be determined on a case-by-case basis.
  • the yarn treatment body 40 has not only one but two flow chambers 41 and 41a.
  • the two chambers can be built particularly close to each other. If many parallel yarn runs are required, this is particularly advantageous because the division T between two adjacent yarn runs can be chosen to be extremely small.
  • the dowel pin and screw connection is preferably applied on a line 22 parallel to the yarn path.
  • a further yarn treatment nozzle is indicated by dash-dotted lines in FIG. 5b, with f 1 f 2 , f 3 each marking a thread run.
  • the treatment body 40 shown is symmetrical, so that the thread running direction is irrelevant.
  • the medium supplied via the feed opening 44 can leave the continuous steam chamber via the yarn inlet 42 and the yarn outlet 43. If only one steam treatment position is used, the amount of steam is still small and can flow into the room.
  • the hot steam from the flow chamber 41, 41 a must be collected and removed. This can be done via steam outlet bores 44, 44 'and a steam manifold 45.
  • One or more positions are advantageously surrounded by a common steam collecting housing 46.
  • a very important aspect is the medium flow into the flow chamber and also out of the flow chamber. The characteristic of a classic yarn finishing nozzle is that the compressed air is bundled into the yarn channel as a strong air jet to generate a very specific flow. The situation with the new thermal treatment body is completely different. A radiation effect should be avoided here.
  • the chamber length is denoted by KL and the length of the medium feed opening 44 by DZL.
  • the length DZL in the example shown is more than a third of the length KL.
  • Steam can also be supplied through several holes. It is important to avoid any directional blasting effect by the thermal medium during the thermal treatment, be it hot air, hot steam or any hot medium mixture, which can also contain preparation agents, for example.
  • FIG. 7 shows a section of a yarn treatment, with the chemical preparation and a migration is shown on the right.
  • the yarn 100 ' comes directly from a spinning process and is via a preparation device 120 guided, which has a base body 121, in which a feed channel 122nd for the preparation is guided from below to the area of the thread path and ends with the so-called preparation lips 123. Over the preparation lips are arranged in a U-shape two guide webs 124, which the yarn 100 'laterally run over the preparation lips 123.
  • the base body 121 preferably has one curved guide groove 125, such that the thread run gently over the place the contacting of the yarn 100 'with the preparation is forced.
  • the preparation agent is applied to the yarn in the manner of a Mitreiss freees. Because in the supply channel 122 the preparation agent is only under Pressure is, as a safe reflow is guaranteed, it is not possible for everyone Wetting filaments of the yarn evenly. The result is that the yarn over the Do not apply sufficient preparation liquid to the preparation lips can be. Depending on the type of preparation, it sometimes dries on one side applied preparation film quickly, so that the effectiveness remains reduced. The inventors have now recognized that this solves this problem can be that the yarn 100 'shortly after the preparation at a distance FA is subjected to a more intensive vortex flow.
  • Double vortex flow has been shown to ensure thorough mixing of the preparation in the whole yarn composite and at the same time a crossing of the filaments in the Thread creates. As a rule, turbulence knots should be avoided.
  • the Migration nozzle is only half the job in terms of swirling. The Yarn is opened by the double vortex flow and the individual filaments crossed against each other.

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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Garnbehandlungsseinrichtung mit einer bevorzugt lösbaren Schraubverbindung von geteilten Behandlungskörpern, welche aus hochverschleissfestem, insbesondere aus keramischem Werkstoff bestehen, ferner die Verwendung derselben.
Stand der Technik
Die Behandlung von Endlosfilamentgarn hat vor allem zwei Aufgabenstellungen. Zum einen sollen dem Garn, hergestellt aus industriell erzeugten Filamenten, ein textiler Charakter und auch textiltechnische Eigenschaften gegeben werden. Zum zweiten wird das Garn im Hinblick auf spezifische Qualitätsmerkmale für die weitere Verarbeitung und/oder für das Endprodukt behandelt. Es müssen teils Garnqualitäten hergestellt werden, welche bei den mit natürlichen Fasern hergestellten Produkten nicht notwendig, und nicht erreichbar sind. Die Anwendungsgebiete liegen in der industriellen Verarbeitung von Textilen z.B. für den Bausektor, den Automobilbau, aber auch für die Teppichherstellung und für spezielle Textilprodukte im Rahmen der Sport- und Freizeitindustrie. Ferner soll gesponnenes Garn durch bestimmte Präparationen für die bestmögliche industrielle Verarbeitung behandelt und der Verarbeitungsprozess für Garne und Flächengebilde optimiert werden. Optimieren bedeutet hier auch Erhaltung oder Steigerung bestimmter Qualitätskriterien und Senkung der Produktionskosten, was Stillstandszeiten auf dem ganzen Verarbeitungsweg einschliesst.
Im Rahmen der Filamentspinnerei sind verschiedene Behandlungen, so die Präparation und die Veredelung von Garn über Garnbehandlungsdüsen ein wichtiger Abschnitt. Die Strukturänderung von Glattgarn zu einem texturierten oder verwirbelten Garn wird durch mechanische Luftkräfte hervorgerufen, wobei im ersten Falle eine Luftströmung im Überschallbereich und im zweiten Falle eine Doppelwirbelströmung erzeugt wird. Luftbehandlungsdüsen werden zur Verbesserung der Struktur eines Garnes eingesetzt. Ein sehr anspruchsvoller Prozess ist die Verbesserung der Qualität durch eine Behandlung mit Heissdampf z.B. für das Relaxieren im Rahmen eines Streckprozesses, oder nach einem anderen vorangegangenen Verfahrenseingriff. in allen Fällen werden die Düsenkörper aus hochverschleissfestem Werkstoff hergestellt, da sonst deren Standzeit viel zu kurz wäre. Die Hauptproblemquelle für Garnbehandlungsdüsen liegt bei der Präparation. Dabei wird das Garn unmittelbar nach dem Spinnvorgang, bzw. der Erzeugung von einzelnen Filamenten, mit Schutzstoffen versehen. Die Schutzstoffe sollen eine Hilfe für die nachfolgende Verarbeitung sein. Die für die Präparation verwendeten Substanzen ergeben eine oelige Gleiteigenschaft, so dass die Gleitreibung des Garnes über den ganzen Weg der Verarbeitung möglichst tief bleibt, die Gefahr der Beschädigung oder eines Garnbruches verringert, und der Abrieb an den Gleitflächen der Transport- und Verarbeitungsanlagen so klein wie möglich gehalten werden können. Es gibt aber noch eine ganze Reihe von weiteren Faktoren, welche durch die Präparation bzw. die Präparationsmittel günstig beeinflusst werden, so z.B. elektrische Aufladungen. Ein weites Gebiet ist der Schutz gegen Pilzbefall des Garnes während den Lagerzeiten, zwischen den verschiedenen Verarbeitungsstufen. Bereits die angesprochenen Faktoren geben schon ein eindrückliches Bild über die Praxisbedingungen für Garnbehandlungskörper. Das Zusammenwirken von Druck, Wärme, Feuchtigkeit und eine Vielfalt an chemischen Substanzen in der Präparation verursachen örtlich sehr agressive Bedingungen für den Werkstoff der Garnbehandlungsdüsen, vor allem aber auch für jedes Verbindungsmittel an den Düsen. Die neue Lösung richtet sich vor allem auf die Gattung von geteilten, besonders von zweiteiligen Garnbehandlungsdüsen, bei denen bevorzugt jedes Teil Ausnehmungen aufweist, sei es für einen Garnkanal bzw. eine Behandlungskammer. Beim Zusammenfügen sollen die Teile genau passen. Ferner sollen seitliche Schiebebewegungen in Bezug auf den Garnlauf für eine genaue Positionierung möglichst vermieden werden.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, Garnbehandlungsdüsen bzw. Garnbehandlungskörper zu entwickeln, die möglichst unempfindlich sind in Bezug auf die Präparation und eine lange Standzeit erlauben. Es war insbesondere Teil der Aufgabe, eine Düsenverbindung für geteilte Garnbehandlungsköprer zu schaffen, welche eine schnelle und präzise Positionierung erlaubt, und für hochverschleissfeste Werkstoffe wie Keramik, auch für thermische Behandlungen verwendbar ist.
Die erfindungsgemässe Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von geteilten Düsen wenigstens einen Passstift aufweist, welcher wenigstens in einem ersten Körperteil mit mechanischen Klemmmitteln oder Haltemitteln gehalten, und in einem zweiten durch eine Passbohrung geführt ist, zur Positionierung und Montage/Demontage in Achsrichtung der Passstiftverbindung.
Von den Erfindern ist erkannt worden, dass eine Düse mit Verbindungsmittel nur dann betriebssicher bleibt, wenn die Düse, Druck, Wärme, Dampf oder chemischen Stoffen stand hält. Mittels den bisherigen Leimverbindungen konnten nicht alle Praxisprobleme zufriedenstellend gelöst werden. Leimverbindungen können zudem nur insofern untersucht werden, als die Praxisbedingungen schon bekannt sind. Eine Leimverbindung kann in ihrer Zusammensetzung aber nicht festgelegt werden im Hinblick auf den Angriff von noch unbekannten, zukünftig in Einsatz kommenden Chemikalien, allenfalls mit zusätzlicher Wärme und Feuchtigkeitseinwirkung. Bevorzugt werden bei der neuen Lösung die Verbindungsmittel in einer gemeinsamen Ausrichtung, bevorzugt fluchtend mit dem Garnlauf angeordnet. Überraschenderweise konnte bei einer entsprechenden Stiftverbindung festgestellt werden, dass damit gegenüber dem Stand der Technik die ganzen Düsenkörper beachtlich viel kleiner, gleichsam in miniaturisierter Form gebaut werden können. Besonders bei der Verwendung einer Doppeldüse, oder von mehreren Düsen nebeneinander, ist die Teilung zwischen zwei benachbarten Garnläufen wesentlich kleiner wählbar als bisher. In einigen Anwendungsfällen hat dies sogar eine Rückwirkung auf die Galettengrösse. Auf ein und der selben Maschinengrösse können durch die Möglichkeit der Miniaturisierung, dank der neuen Verbindung, zusätzliche Garnläufe vorgesehen und entsprechend die Gesamtleistung der Maschine gesteigert werden. Dies bedeutet, dass das sonst eher in der Uhrentechnik eingesetzte Verbindungsmittel als Montage/Demontagehilfsmittel sowie der linienförmigen Anwendung unerwartete Vorteile bringt. Der kraftmässige Zusammenhalt der Teile kann wie im Stand der Technik durch eine klassische Schraubenverbindung sichergestellt werden. Die neue Lösung ist insbesondere bei der Anwendung als Verwirbelungsdüse und als thermische Behandlungskörper und, wie noch gezeigt wird, als Migrationsdüse sehr vorteilhaft.
Die Erfindung erlaubt eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen. Es wird dazu auf die Ansprüche 2 bis 12 Bezug genommen. In zwei zu verbindenden Teilen werden gemäss einer besonders bevorzugten Lösung zwei Passstifte verwendet. Dafür werden einerseits, im wesentlichen identische Passbohrungen und anderseits eine Passbohrung sowie eine Langloch-Passbohrung angebracht. Es wird dem Rechnung getragen, dass die hochverschleissfesten Werkstoffe, allen voran Keramik, nicht nur sehr schwierig in der Bearbeitung, sondern in Bezug auf Temperatureinflüsse im Verhältnis zu metallischen Werkstoffen unterschiedliche Ausdehnungen haben. Das Klemmmittel oder Haltemittel für die Passstifte kann eine Spannfeder oder ein offener Spannring sein. Dazu wird vorgeschlagen, an den Passstiften für je einen Spannring eine entsprechende Nut derart anzubringen, dass der Spannringdurchmesser während dem Montieren und Demontieren der Passstifte durch eine äussere Kraftwirkung verkleinerbar ist. Ferner ist es möglich, anstelle einer Spannfeder einen Abschnitt der Stiften z.B. durch unterschiedliche Härte stauchfähig auszubilden, so dass eine mechanische Stauchung anstelle einer Spannfeder innerhalb einer Bohrungsvergrösserung nutzbar ist. Bevorzugt werden die Passstifte im Durchmesser miniaturisiert, bzw. nadelförmig ausgebildet. Der Passstift hat primär eine Positionierfunktion. Für die Positionierung muss der Passtift nur so stark dimensioniert sein, damit er beim Zusammenbau der Teile nicht beschädigt wird, während dem Garnverarbeitungsprozess treten auf die Passstiften, kaum Kräfte auf. Die kraftmässige Verbindung erfolgt bevorzugt über eine Schraubverbindung. Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsgedanken wird bei dem Düsenkörper, bei dem der Passstift mit den Klemmmitteln gehalten ist, ein Einführkonus angebracht, der in einen Hinterschliff bzw. eine Bohrungserweiterung für das Klemmmittel bzw. einen Spannring als Halteschulter überführt, zur Längspositionierung des Passstiftes. Die neue Lösung eignet sich auch vortrefflich in Bezug auf die periodische Reinigung, welche häufig mit Ultraschall durchgeführt wird.
Der Behandlungskörper wird bei zweiteiliger Ausgestaltung als Düsenplatte und Deckplatte ausgebildet, wobei die Passstifte mit den Klemmmitteln in der Düsenplatte vorzugsweise drehbeweglich fixierbar sind. Hierzu weist die Deckplatte eine Sackbohrung oder eine Durchgangsbohrung mit einem leicht vergrösserten Durchmesser am Bohrungsende und eine Passbohrung für den Passstift im Bohrungseinführteil auf. Besonders bevorzugt besteht die Verbindung aus zwei Passstiften, die auch in montiertem Zustand ein ganz geringes Spiel in der Passbohrung haben, derart, dass die Passtifte zumindest theoretisch noch drehbeweglich bleiben. Ferner ist es möglich, die Passstifte auf einer Seite eines Düsenkörpers leicht vorstehend anzuordnen, derart, dass die Düsenkörper legoartig auf einer Grundplatte und auch in beliebig grosser Zahl aufsteckbar sind. Die Anwendung von zwei Passstiften hat den grossen Vorteil, dass die Verbindung in Bezug auf die Positionierung geometrisch genau bzw. in einem engen Toleranzbereich bestimmt ist. Dies trifft bei der Verwendung von nur einem Passstift dann zu, wenn die Schraubverbindung selbst eine Passschulter aufweist. Bei der Verwendung von mehr als zwei Passstiften können Nachteile entstehen, in Bezug auf die Problematik der Ausdehnung und Herstellgenauigkeit. Dies bedeutet, dass bei extremen thermischen Belastungen bewusst zwei Passstifte vorgezogen werden. Ist dagegen keine oder nur eine geringe thermische Belastung gegeben, können zwei oder mehr Passstifte eingesetzt werden. In den weit überwiegenden Anwendungen ist wenigstens ein Düsenteil, vorzugsweise jedoch beide Düsenteile aus keramischem Werkstoff und die Passstifte aus hochfestem Stahl oder Keramik. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Garnbehandlungseinrichtung. Dazu wird auf die Ansprüche 13 und 14 Bezug genommen. Werden für Stiften auf beiden Seiten mechanische Klemmmittel vorgesehen, dann soll die eine Seite deutlich schwächer klemmen, damit der Stift in einem definierten Teil bleibt.
Kurze Beschreibung der Erfindung
In der Folge wird die neue Lösung an Hand von mehreren Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen in starker Vergrösserung:
die Figur 1a
einen Garnbehandlungskörper im Schnitt in Explosionsdarstellung und
die Figur 1b
die Figur 1a in zusammengebautem Zustand;
die Figur 2a
eine Verwirbelungsdüse als Schnitt III - III der Figur 2b;
die Figur 2b
einen Schnitt IV - IV der Figur 2a;
die Figur 3
eine Anordnung mit verschiedenen Passstiften und Bohrungen;
die Figur 4a
die Nutzung der Stiftverbindung auch am Maschinenständer;
die Figur 4b
eine weitere Möglichkeit der Anordnung;
die Figur 5a
eine Dampfbehandlungsdüse als Schnitt I - I der Figur 5b;
die Figur 5b
eine Doppeldüse mit Dampfkammern als Schnitt II - II der Figur 5a;
die Figur 6
ein Übersichtsblatt mit verschiedenen Verfahrensschritten;
die Figur 7
eine Präparation mit anschliessender Migrationsdüse, je im Schnitt.
Wege und Ausführung der Erfindung
Die Figuren 1a und 1b zeigen einen zweiteiligen Luftbehandlungskörper 1 im Schnitt, die Figur 1a im Sinne einer Explosionsdarstellung. Der Behandlungskörper besteht aus einer Düsenplatte 3 sowie einer Deckplatte 2. Beide Teile sind mit einer Schraube 4 zu dem Luftbehandlungskörper 1 starr verbindbar (Figur 1b). Für die exakte Positionierung, insbesondere als Montage/Demontagehilfe, sind die Düsenplatte 3 und die Deckplatte 2 mit zwei Passstiften 5, 5' gegen ein Verschieben in einer Ebene (in Figur 1b mit X - X bezeichnet) entsprechend Pfeil 6 gesichert. Die gezeigten Passstifte 5, 5' haben in dem dargestellten Beispiel eine Doppelfunktion. Sie dienen neben der Positionierung von Düsenplatte und Deckplatte zueinander auch der örtlichen Fixierung der ganzen Luftbehandlungsdüse 1 an einer nicht dargestellten Verarbeitungsmaschine 7. Die Passstifte 5, 5' werden bereits beim Hersteller in eines der Düsenteile montiert. Wichtig dabei ist, dass nicht auf eine Leim-, Schweiss- oder Lötverbindung abgestützt wird, sondern dass die mechanischen Klemmmittel die Verankerung in dem Werkstoff der Luftbehandlungskörper ergeben. Mit Lv ist die Luftbehandlungsseite der beiden Teile bezeichnet, mit Mm die Maschinenmontageseite. Die Passstifte 5, 5' weisen einen Passschaft 8 sowie ein Einschlagende 9 auf. Eine Spannfeder bzw. Spannring 10 stellt die mechanischen Klemmmittel dar. Für den Spannring 10 ist ein zu dem Spannmittel etwa formähnlicher Hinterschliff 11 im Anschluss an einen Einführkonus 12 in der Düsenplatte 3 angebracht. Der Einführungskonus 12 erleichtert die automatische Montage der Passstifte. Die Düsenplatte 3 weist zwei Passbohrungen 13 auf. Der Passstift 5 kann auch von Hand in die Durchgangsbohrung 14 eingeführt werden, bis der Spannring 10 an der Engstelle des Einführkonus' ansteht. Der Rest der Bewegung für das Einsetzen des Passstiftes 5 kann mit einem leichten Schlag z.B. mittels Gummihammer erfolgen, so dass die Spannfeder 10 in den Hinterschliff springt. Im fertig montierten Zustand übersteht der Passstift 5 beidseits, wie mit PD (Positionierung Düsenteile) und PM (Positionierung an Maschine) bezeichnet ist. Das Gegenstück zur Düsenplatte 3 ist die Deckplatte 2, welche in einem identischen Abstand A entsprechend zwei achsparallelen Passbohrungen 15 und 16 aufweist. Die Passbohrung 15 kann eine normale zylindrische Bohrung mit Durchmesser D sein, dagegen wird die zweite bevorzugt, als Langloch DL mit etwas Längsspiel in Richtung der Massangabe A für die Ausdehnung der Körper unter Hitzeeinwirkung. Der Zusammenbau beider Teile 2, 3 geschieht erstmals beim Hersteller. Im Anwenderbetrieb können z.B. für eine Reinigung der Teile nach Lösen der Schraube 4 die Teile in Achsrichtungen der Passstifte auseinander genommen werden. Ein weiterer grosser Vorteil der vorgeschlagenen Lösung liegt darin, dass das spätere Recycling durch die leichte Trennbarkeit der Teile verbessert und jedes Material gesondert verarbeitbar ist. Dies ist deshalb auch wichtig, weil die Garnbehandlungsdüsen Verschleissteile sind.
Die Figuren 2a und 2b zeigen eine spezielle Form eines Garnkanales 20 für die Verwirbelung von Garn mit Druckluft oder sonst ein Medium. Mit DL ist die Stelle für einen Druckluftanschluss markiert, wobei die Druckluft von z.B. 1 bis 6 bar über eine Druckluftzuführbohrung 21 in den Garnkanal 20 eingeführt wird. Bevorzugt werden die beiden Passstifte 5, 5' auf einer gemeinsamen Gerade 22 (VE) zusammen mit der Schraube 4 angeordnet. Dadurch wird die Passverbindung sowie die Kraftverbindung optimal, und erlaubt eine besonders enge Teilung für den Garnlauf (wie aus der Figur 5b ersichtlich ist).
Die Figur 3 zeigt weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten für die Stiftverbindung. Auf der rechten Figurenseite übersteht der Passstift 5' entsprechend der Figur 1. Die Passbohrung 15, endet mit einem Sackloch 30, das einer definierten Ausgestaltung der Passbohrung 15 dient. Auf der linken Bildseite ist der Passstift 5 als zweite Variante in dem Bereich der Einschlagstelle bündig mit dem entsprechenden Düsenteil. Anstelle eines Sackloches 30 ist ein Durchgangsloch 30' gebohrt worden. Je nach Erfordernis kann die eine oder andere, oder beide an der selben Düse verwendet werden. Aus den gezeigten Variationen ist ein weiterer grosser Vorteil erkennbar. Die beiden Grundkörper der Garnbehandlungsdüsen sind aus einem hochverschleissfesten und sehr kostspieligen Werkstoff, insbesondere Keramik, hergestellt. Die Bohrungen bzw. Sitze für die Klemmmittel können in Bezug auf die Durchmesser und Durchmesserverhältnisse standardisiert bzw. automatisiert hergestellt werden. Die Passstifte können dagegen als preisgünstige Decoltageteile in verschiedenen Längen für die jeweilige Anwendung fabriziert werden.
Die Figur 4a zeigt die Positionierung eines zweiteiligen Düsenkörpers 1 bzw. 40, sowie die örtliche Fixierung an einer Maschine 7. Die Figur 4b zeigt ein Beispiel, wie auf einem Grundträger 7 zwei Garnbehandlungskörper 1 bzw. 40 spiegelbildlich montiert werden können.
Die Figuren 5a und 5b zeigen einen thermischen Behandlungskörper 40 der zwei Durchlaufkammern 41, 41 a aufweist, besonders für die Behandlung von Garn mit Heissdampf oder Heissluft. Jede Durchlaufkammer weist einen Garneinlass 42, einen Garnauslass 43 sowie in dem mittleren Bereich eine Mediumzuführöffnung 44 auf. Ist das Medium Heissdampf, ergeben sich bei den heute sehr hohen Garntransportgeschwindigkeiten als Nachteil zusammen mit der Präparation an dem Garn extrem aggressive Bedingungen. Das besonders Interessante an dem gezeigten Beispiel liegt nun darin, dass die beiden Durchlaufkammern bzw. Dampfkammern eine beachtlich grosse Längsabmessung KL aufweisen, die arbeitsprozessbedingt ist, bzw. von Fall zu Fall bestimmt werden muss. Wie aus der Figur 5b ersichtlich ist, weist der Garnbehandlungskörper 40, nicht nur eine, sondern zwei Durchlaufkammern 41 und 41a auf. Mit der neuen Ausgestaltung der Verbindungsmittel können die beiden Kammern besonders nahe aneinander gebaut werden. Werden viele parallele Garnläufe benötigt, ist dies besonders vorteilhaft, weil dadurch die Teilung T zwischen zwei benachbarten Garnläufen extrem klein gewählt werden kann. Die Passstift- und Schraubenverbindung wird bevorzugt auf einer Linie 22 parallel zu dem Garnlauf angebracht. In der Figur 5b ist eine weitere Garnbehandlungsdüse strichpunktiert angedeutet, wobei mit f1 f2, f3 je ein Fadenlauf markiert ist. Der dargestellte Behandlungskörper 40 ist symmetrisch ausgebildet, so dass die Fadenlaufrichtung keine Rolle spielt. Das über die Zuführöffnung 44 zugeführte Medium kann die Durchlaufdampfkammer über den Garneinlass 42 sowie den Garnauslass 43 verlassen. Ist nur eine einzige Dampfbehandlungsposition im Einsatz, ist die Dampfmenge noch klein, und kann in den Raum abströmen. Werden jedoch viele Dampfpositionen im selben Raum eingesetzt, so muss der Heissdampf aus der Durchlaufkammer 41, 41 a gesammelt und abgeführt werden. Dies kann über Dampfauslassbohrungen 44, 44' sowie einer Dampfsammelleitung 45 erfolgen. Vorteilhafterweise werden eine oder mehrere Positionen mit einem gemeinsamen Dampfsammelgehäuse 46 umgeben. Ein sehr wichtiger Aspekt ist die Mediumsführung in die Durchlaufkammer und aber auch aus der Durchlaufkammer. Das Charakteristische einer klassischen Garnveredelungsdüse liegt darin, dass die Druckluft als starker Luftstrahl gebündelt in den Garnkanal geführt wird, zur Erzeugung einer ganz spezifischen Strömung. Völlig anders ist die Situation bei dem neuen, thermischen Behandlungskörper. Hier soll eine Strahlwirkung vermieden werden. In der Figur 5b ist die Kammerlänge mit KL und die Länge der Mediumzuführöffnung 44 mit DZL bezeichnet. Die Länge DZL ist bei dem dargestellten Beispiel mehr als ein Drittel der Länge KL. Die Dampfzuführung kann auch über mehrere Bohrungen erfolgen. Wichtig ist die Vermeidung irgend einer gerichteten Strahlwirkung durch das thermische Medium bei der thermischen Behandlung, sei es Heissluft, Heissdampf oder irgend ein heisses Mediumsgemisch, das z.B. auch Präparationsmittel enthalten kann.
In der Folge wird nun auf die Figur 6 Bezug genommen, die eine Übersicht für verschiedene Veredelungsstufen zeigt. Auf dem linken Bildteil ist von oben nach unten ein Texturierprozess und rechts davon entsprechend ein Verwirbelungsprozess dargestellt. Zu dem Texturierprozess wird auf die WO97/30200 verwiesen. Glattgarn 100 wird von oben über ein erstes Lieferwerk LW1 mit hoher Transportgeschwindigkeit V1 an eine Texturierdüse 101 und durch den Garnkanal 104 geführt. Über Druckluftkanäle 103, welche an eine Druckluftquelle Pl angeschlossen sind, wird hochkomprimierte Luft unter einem Winkel in Transportrichtung des Garnes in den Garnkanal 104 eingeblasen. Unmittelbar danach ist der Garnkanal 104 konisch derart geöffnet, dass sich in dem konischen Abschnitt 102 eine Überschallströmung, vorzugsweise mit mehr als Mach 2, einstellt. Die Stosswellen erzeugen, wie in der genannten WO97/30200 ausführlich beschrieben ist, die eigentliche Texturierung. Der erste Abschnitt von der Lufteinblasstelle 105 in den Garnkanal 104 bis in den ersten Abschnitt der konischen Erweiterung 102 dient der Auflockerung und dem Öffnen des Glattgarnes, so dass die einzelnen Filamente der Überschallströmung ausgesetzt sind. Die Texturierung findet je nach Höhe des zur Verfügung stehenden Luftdruckes (9... 12 bis 14 bar und mehr) entweder noch innerhalb des konischen Teiles 102 oder aber im Austrittsbereich statt. Es besteht eine direkte Proportionalität zwischen Machzahl und Texturierung. Je höher die Machzahl umso stärker die Stosswirkung und umso intensiver die Texturierung. Für die Produktionsgeschwindigkeit ergeben sich zwei kritische Parameter: erstens der gewünschte Qualitätsstandard und zweitens das Schlackern, das bei weiterer Erhöhung der Transportgeschwindigkeit zum Zusammenbruch der Texturierung führt.
Th. Vor.
bedeutet thermische Vorbehandlung evtl. nur mit Garnerhitzung.
G.mech.
bedeutet Garnbehandlung mit der mechanischen Wirkung einer Druckluftströmung (Überschallströmung).
Th. Nach.
bedeutet thermische Nachbehandlung mit Heissdampf (evtl. nur Wärme bzw. Heissluft).
Die Figur 7 zeigt einen Ausschnitt aus einer Garnbehandlung, wobei links die chemische Präparation und rechts eine Migration dargestellt ist. Das Garn 100' kommt direkt von einem Spinnprozess und wird über eine Präparationsvorrichtung 120 geführt, welche einen Grundkörper 121 aufweist, in welcher ein Zuführkanal 122 für das Präparationsmittel von unten bis in den Bereich des Fadenlaufes geführt ist und mit den sogenannten Präparationslippen 123 endet. Über den Präparationslippen sind U-förmig zwei Führungsstege 124 angeordnet, welche das Garn 100' seitlich über die Präparationslippen 123 führen. Der Grundkörper 121 weist bevorzugt eine gewölbte Führungsnut 125 auf, derart, dass der Fadenlauf schonend über die Stelle der Kontaktierung des Garnes 100' mit dem Präparationsmitteln zwangsgeführt ist. Der Auftrag des Präparationsmittels auf das Garn erfolgt in der Art eines Mitreisseffektes. Weil im Zuführkanal 122 das Präparationsmittel nur insofern unter Druck ist, als ein sicheres Nachfliessen gewährleistet ist, ist es nicht möglich, alle Filamente des Garnes gleichmässig zu benetzen. Die Folge ist, dass das Garn über den Präparationslippen nicht genügend homogen mit dem Präparationsmitteln versehen werden kann. Je nach Art des Präparationsmittels trocknet der teils einseitig aufgebrachte Präparationsmittelfilm rasch, so dass die Wirksamkeit reduziert bleibt. Von den Erfindern ist nun erkannt worden, dass dieses Problem dadurch behoben werden kann, dass das Garn 100' kurz nach der Präparation in einem Abstand FA einer intensiveren Luftwirbelströmung unterworfen wird. Als optimal hat sich eine Doppelwirbelströmung erwiesen, die eine gute Durchmischung des Präparationsmittels in dem ganzen Garnverbund und gleichzeitig eine Kreuzung der Filamente in dem Faden erzeugt. Dabei sollen im Regelfall Verwirbelungsknoten vermieden werden. Die Migrationsdüse bezweckt in Bezug auf eine Verwirbelung nur die halbe Arbeit. Das Garn wird durch die Doppelwirbelströmung geöffnet und die einzelnen Filamente gegeneinander verkreuzt.

Claims (14)

  1. Garnbehandlungseinrichtung mit einer, bevorzugt lösbaren Schraubverbindung von geteilten Behandlungskörpern aus hochverschleissfestem, insbesondere aus keramischem Werkstoff,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung wenigstens einen Passstift (5, 5') aufweist, welcher in einem ersten Körperteil (3') mit mechanischen Klemmitteln (10) gehalten und in einem zweiten (2) durch eine Passbohrung (13) geführt ist, zur Positionierung und Montage/Demontage in Achsrichtung der Passstifverbindung.
  2. Garnbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwei achsparallele Passstifte (5, 5') aufweist.
  3. Garnbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung wenigstens eine Schraubverbindung (4), sowie wenigstens eine oder zwei achparallele Passstifte (5, 5') aufweist, wobei die Verbindungsmittel in einer Linie, parallel zum Fadenlauf im Behandlungskörper angeordnet sind.
  4. Garnbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden zu verbindenden Behandlungskörpern selbst je eine im wesentlichen identische Passbohrung (13) und in einem Düsenkörper eine zweite, als Langloch-Passbohrung angebracht ist.
  5. Garnbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmmittel eine Spannfeder (10) bzw. einen offenen Spannring oder eine Stauchzone aufweisen, und die Passstifte im Durchmesser bevorzugt miniaturisiert, bzw. nadelförmig ausgebildet sind, wobei an den Passstiften für je einen Spannring eine entsprechende Nut derart angebracht ist, dass der Spannringdurchmesser beim Montieren und Demontieren der Passstifte durch eine äussere Kraft verkleinerbar ist.
  6. Garnbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Behandlungskörper, bei dem der Passstift mit den Klemmmitteln gehalten ist, ein Einführkonus (12) angebracht ist, der in einen Hinterschliff für das Klemmmittel bzw. einen Spannring als Halteschulter überführt, zur Längspositionierung des Passstiftes.
  7. Garnbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskörper zweiteilig, als Düsenplatte (3) und Deckplatte (2) ausgebildet sind, wobei die Passstifte mit den Klemmmitteln vorzugsweise in der Düsenplatte, besonders vorzugsweise drehbeweglich fixierbar sind.
  8. Garnbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (2) eine Sackbohrung oder Durchgangsbohrung mit einem leicht vergrösserten Durchmesser am Bohrungsende und eine Passbohrung für den Passstift im Bohrungseinführteil aufweist.
  9. Garnbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung aus zwei Passstiften (5, 5') besteht, wobei beide Passstifte vorzugsweise auf einer Seite der Garnbehandlungsdüse vorstehen, für eine zweite Positionierfunktion.
  10. Garnbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Behandlungskörperteil, vorzugsweise beide Behandlungskörperteile aus keramischem Werkstoff und die Passstifte aus hochfestem Stahl oder Keramik sind.
  11. Garnbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie für die Wärmebehandlung einen Behandlungskörper mit einer Durchlauf-Kammer (20) mit einer Garneintritts- sowie Garnaustrittsöffnung für den freien Garndurchlauf, sowie einen grossquerschnittigen Zuführkanal, insbesondere für Dampf aufweist, wobei der grossquerschnittige Dampf-Zuführkanal bevorzugt als Langloch sich über wenigstens 20 % der Länge der Dampfkammer erstreckt.
  12. Garnbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie als Doppeldüse ausgebildet ist, mit zwei parallelen Garndurchläufen wobei die beiden Düsenhälften symmetrisch in beiden Behandlungskörperhälften ausgebildet sind.
  13. Verwendung der Garnbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, vor und/oder nach einer Luftbehandlungsdüse für eine thermische Garnbehandlung, wobei die thermische Wirkung eines heissen, gasförmigen Mediums, insbesondere von Heissdampf ausgenützt wird oder als Garnverwirbelungsdüse.
  14. Verwendung der Garnbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, vor und/oder nach einer Luftbehandlungsdüse für eine Texturierung oder Verwirbelung, für eine thermische Garnbehandlung, wobei die thermische Garnbehandlung in einem Behandlungskörper mit einer Durchlauf-Dampfkammer stattfindet.
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