EP1060302B2 - Garnbehandlungseinrichtung sowie verwendung derselben - Google Patents

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EP1060302B2
EP1060302B2 EP99904683A EP99904683A EP1060302B2 EP 1060302 B2 EP1060302 B2 EP 1060302B2 EP 99904683 A EP99904683 A EP 99904683A EP 99904683 A EP99904683 A EP 99904683A EP 1060302 B2 EP1060302 B2 EP 1060302B2
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
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English (en)
French (fr)
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EP1060302B1 (de
EP1060302B9 (de
EP1060302A1 (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(B2) "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
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Publication of EP1060302B1 publication Critical patent/EP1060302B1/de
Publication of EP1060302B2 publication Critical patent/EP1060302B2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/16—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam
    • D02G1/162—Producing 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 releasable screw connection of divided treatment bodies, consisting of highly wear-resistant, in particular of ceramic Material exist, also the use of the same.
  • the treatment of continuous filament yarn has especially two tasks. For one thing the yarn made from industrially produced filaments, a textile character and also textile technology Properties are given. The second is the Yarn with regard to specific quality characteristics for the further processing and / or for the final product treated. Partly yarn qualities have to be produced which are those produced with natural fibers Products not necessary and not available are.
  • the application areas are in industrial Processing textiles e.g. for the construction sector, the Automotive engineering, but also for carpet production and for special textile products in the context of sport and sports Leisure industry.
  • spun yarn should certain preparations for the best possible industrial Processing handled and the processing process optimized for yarns and fabrics. Optimization here means conservation or enhancement certain quality criteria and lowering the Production costs, resulting in downtime all over Includes processing path.
  • the protective substances should be one Help for subsequent processing.
  • the for the Preparation used substances give a oelige sliding property, so that the sliding friction of the Garnes over the whole process of processing as possible remains deep, the risk of damage or a Garnbruches reduced, and the abrasion of the Sliding surfaces of transport and processing plants be kept as small as possible.
  • a wide area is the protection against fungal attack of yarn during storage, between the different processing stages.
  • Already the addressed Factors already give an impressive Picture about the practice conditions for yarn treatment bodies.
  • the invention was based on the object, Garn oppositionsdüsen or GarnANs redesign to develop that are as insensitive as possible in relation allow for preparation and a long life. It was particularly part of the task, a nozzle connection for split yarn handling wares too create a fast and precise positioning allowed, and for highly wear-resistant materials like ceramics, also suitable for thermal treatments is.
  • connection of split nozzles has at least one dowel pin, which at least in a first body part with mechanical Clamping or holding means held, and in one second is guided by a fitting hole, for positioning and assembly / disassembly in the axial direction the passport connection.
  • the division is between two adjacent ones Yarn runs much smaller than before. In some applications, this even has a retroactive effect on the godet size.
  • On one and the same Machine size can be reduced by the possibility of miniaturization, thanks to the new connection, additional Yarn runs provided and accordingly the overall performance the machine can be increased.
  • Connecting means as assembly / disassembly aid as well as the linear application unexpected benefits brings.
  • the powerful cohesion of the parts can, as in the prior art through a classic Screw connection can be ensured.
  • the new Solution is especially when used as Verwirbelungsdüse and as thermal treatment bodies and, as will be shown, very advantageous as a migration nozzle.
  • the invention allows a whole number especially advantageous embodiments. It gets up to it claims 2 to 12, reference is made.
  • two dowel pins are according to a particular preferred solution used. Therefore on the one hand, are essentially identical Mating holes and on the other hand a mating hole as well a slot-fitting hole attached. It will taken into account that the highly wear-resistant Materials, especially ceramics, not only very much difficult in editing, but in terms of Temperature influences in relation to metallic Materials have different dimensions.
  • the clamping means or holding means for the dowel pins may be a tension spring or an open tension ring.
  • the dowel pins for each one Clamping ring to install a corresponding groove such that the clamping ring diameter during the Assemble and disassemble the dowel pins through a external force effect is reducible. It is further possible, instead of a tension spring a section of Pins, e.g. can be compressed by different hardness form so that a mechanical compression instead a tension spring within a hole enlargement is usable. Preference is given to the dowel pins miniaturized in diameter or needle-shaped.
  • the dowel pin primarily has a positioning function. For positioning, the Paschan must be dimensioned only so strong to help him with the assembly of the parts is not damaged during the yarn processing process come on the dowel pins, hardly forces on.
  • the power connection is preferably via a screw connection.
  • a screw connection is at the nozzle body, at the dowel pin is held with the clamping means, a Insertion cone mounted in an undercut or a bore extension for the clamping means or a Clamping ring transferred as a holding shoulder, for longitudinal positioning of the dowel pin.
  • the new solution is suitable also excellent in terms of periodic cleaning, which is often done with ultrasound.
  • the treatment body is in two parts Design designed as a nozzle plate and cover plate, wherein the dowel pins with the clamping means in the Nozzle plate preferably rotatably fixable are.
  • the cover plate has a blind hole or a through hole with a slightly enlarged Diameter at the bore end and a Mating hole for the dowel pin in the bore entry part on.
  • the compound consists of two dowel pins, which also in the assembled state have very little play in the pilot hole, so, that the Paschane at least theoretically rotatable stay. It is also possible to use the dowel pins one side of a nozzle body slightly protruding, such that the nozzle body legoartig on a Base plate and also in any number of attachable are.
  • the application of two dowel pins has the big advantage that the connection in terms of the Positioning geometrically accurate or in a narrow Tolerance range is determined. This is true in use from just a dowel then to if the Screw connection itself has a passport shoulder.
  • two dowel pins can Disadvantages arise in relation to the problem expansion and manufacturing accuracy. This means, being aware of extreme thermal stresses two dowel pins are preferred. Is against no or only a small thermal load given, You can use two or more dowel pins become.
  • the invention further relates to the use of the yarn treatment device. For this purpose, the claims 13 and 14, reference is made. Be for pens on both Side mechanical clamping means provided, then should clamp one side much weaker, so the pen remains in a defined part.
  • Figures 1a and 1b show a two-part air treatment body 1 in section, the 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 are rigidly connected by a screw 4 to the air treatment body 1 ( Figure 1b).
  • Figure 1b For exact positioning, in particular as an assembly / disassembly aid, the nozzle plate 3 and the cover plate 2 with two dowel pins 5, 5 'against displacement in a plane (in Figure 1 b with X - X) secured according to arrow 6.
  • the illustrated dowel pins 5, 5 ' have a double function in the illustrated example.
  • the dowels 5, 5 ' serve in addition to the positioning of the nozzle plate and cover plate to each other and the local fixation of the entire air treatment nozzle 1 to a processing machine not shown 7.
  • the dowels 5, 5 ' are already mounted at the manufacturer in one of the nozzle parts. It is important that is not supported on a glue, weld or solder joint, but that the mechanical clamping means give the anchorage in the material of the air treatment body.
  • Lv is the air treatment side of the two parts designated, with Mm the machine mounting side.
  • the dowel pins 5, 5 ' have a fitting shank 8 and a striking end 9.
  • a tension spring or tensioning ring 10 represents the mechanical clamping means.
  • the insertion cone 12 facilitates automatic assembly of the dowel pins.
  • the nozzle plate 3 has two fitting holes 13.
  • the dowel pin 5 can also be inserted by hand into the through hole 14 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 with a slight Schlagz.B. take place by means of rubber hammer, so that the tension spring 10 jumps into the relief grinding.
  • the dowel pin 5 protrudes on both sides, as with P D (positioning nozzle parts) and PM (positioning on machine) is designated.
  • the counterpart to the nozzle plate 3 is the cover plate 2, which has at an identical distance A corresponding to two axially parallel fitting holes 15 and 16.
  • the fitting bore 15 may be a normal cylindrical bore with diameter D, while the second is preferred as a slot D L with some longitudinal play in the direction of the dimension A for the expansion of the body under heat.
  • the assembly of both parts 2, 3 happens for the first time at the manufacturer. In user operation, for example, for a cleaning of the parts after loosening the screw 4, the parts can be taken apart in the axial directions of the dowel pins.
  • Another major advantage of the proposed solution is that the subsequent recycling improved by the easy separability of the parts and each material is 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 swirling of yarn with compressed air or otherwise a medium.
  • D L the location for a compressed air connection is marked, wherein the compressed air of eg 1 to 6 bar is introduced via a Druck Kunststoffzu Industriesbohrung 21 in the yarn channel 20.
  • the two dowel pins 5, 5 ' are 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.
  • the dowel pin 5 On the left side of the picture is the dowel pin 5 as a second variant in the area of the impact point flush with the appropriate nozzle part.
  • a Blind hole 30 is a through hole 30 'drilled Service.
  • one or the other, or both can be used on the same nozzle.
  • the two main bodies of the yarn treatment nozzles are made of a highly wear-resistant and very expensive material, especially ceramics, produced.
  • the holes or seats for the Clamping means can in terms of diameter and Diameter ratios standardized or automated getting produced.
  • the dowel pins can against it as low-priced Decoltagemaschine in different lengths be fabricated for the particular application.
  • FIG. 4a shows the positioning of a two-part nozzle body 1 or 40, and the local Fixation on a machine 7.
  • Figure 4b shows Example, as on a base support 7 two Garn aparts redesign 1 and 40 are mounted in mirror image can.
  • FIGs 5a and 5b show a thermal treatment body 40 of the two flow chambers 41, 41 a, especially 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 supply port 44 in the central region. If the medium is hot steam, the disadvantage of today's very high yarn transport speeds as a disadvantage together with the preparation on the yarn is extremely aggressive conditions.
  • the particularly interesting feature of the example shown is that the two flow chambers or steam chambers have a considerably large longitudinal dimension KL, which is dependent on the working process, or must be determined on a case-by-case basis.
  • the yarn treatment body 40 has not just one but two flow chambers 41 and 41 a.
  • the two chambers can be built very close to each other. If many parallel yarn runs are required, this is particularly advantageous because it allows the pitch T between two adjacent yarn runs to be made extremely small.
  • the dowel and bolt connection is preferably mounted on a line 22 parallel to the yarn path.
  • a further yarn treatment nozzle is indicated by dash-dotted lines, with one yarn path each being marked with f 1 f 2 , f 3 .
  • the illustrated treatment body 40 is symmetrical, so that the thread running direction plays no role.
  • 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 a single steam treatment position is in use, 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 discharged. This can be done via steam outlet holes 44, 44 'and a steam manifold 45.
  • one or more positions are surrounded by a common vapor collection housing 46.
  • a very important aspect is the medium guide in the flow chamber and also from the flow chamber. The characteristic feature of a classic yarn finishing nozzle is that the compressed air is bundled into the yarn channel as a strong jet of air, producing a very specific flow. Completely different is the situation with the new, thermal treatment body. Here, a beam effect should be avoided.
  • the chamber length is denoted by KL and the length of the medium supply opening 44 is designated by DZL.
  • the length DZL is more than one third of the length KL in the illustrated example.
  • the steam supply can also be done via several holes. It is important to avoid any directional radiation effect by the thermal medium in the thermal treatment, be it hot air, hot steam or any hot medium mixture, which may also contain, for example, spin finish.
  • FIG. 7 shows a detail of one Yarn treatment, leaving the chemical preparation on the left and a migration is shown on the right.
  • the yarn 100 'comes directly from a spinning process and will passed over a preparation device 120, which a base 121, in which a feed channel 122 for the preparation from bottom to in the area of the yarn path is guided and with the so-called Preparation lips 123 ends.
  • a preparation device 120 which a base 121, in which a feed channel 122 for the preparation from bottom to in the area of the yarn path is guided and with the so-called Preparation lips 123 ends.
  • Preparation lips are U-shaped two guide webs 124 arranged, which the yarn 100 'laterally over the Guide preparation lips 123.
  • the main body 121 preferably has a curved guide groove 125, such that the thread running gently over the point of Contact the yarn 100 'with the preparation is forced.
  • the order of the preparation on the yarn takes place in the manner of a Mitreiss bines. Because in the feed channel 122, the spin finish only to the extent that it is under pressure, as a sure Nachfliessen is guaranteed, it is not possible to use all the filaments the game evenly. The episode is that the gam is not enough over the preparation lips provided homogeneously with the spin finish can be. Depending on the type of preparation Dries the partly one-sided applied spin finish film rapidly, so the effectiveness is reduced remains. The inventors have now recognized that This problem can be solved by that the yarn 100 'shortly after preparation at a distance FA subjected to a more intense air vortex flow becomes.
  • the migration nozzle aims in relation on a whirl only half the work.
  • the Yarn is opened by the double vortex flow and the individual filaments are crossed against each other.

Landscapes

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  • Fluid Mechanics (AREA)
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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
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  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

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 Gambehandlungsdüsen, vor allem aber auch fürjedes Verbindungsmittel an den Düsen. Die neue Lösung richtet sich vor allem auf die Gattung von geteilten, besonders von zweiteiligen Garnbehandlungsdüsen, bei denen bevorzugtjedes 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 kleinerwählbar 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 dimensioniertsein, 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 1 a
einen Garnbehandlungskörper im Schnitt in Explosionsdarstellung und
die Figur 1 b
die Figur 1 a 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 1 b 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 1 b 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 Schlagz.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 41 a 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 P/ 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 Games gleichmässig zu benetzen. Die Folge ist, dass dasGam 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. a) Garnbehandlungseinrichtung mit einer lösbaren Schraubverbindung
    b) von geteilten Behandlungskörpern,
    c) welche aus hochverschleissfestem keramischen Werkstoff bestehen
    d) und mit einer Schraube starr verbindbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    e) die Verbindung wenigstens einen Passstift (5, 5') aufweist,
    f) welcher in einem ersten Körperteil (3') mit mechanischen Klemmmitteln (10) gehalten
    g) und in einem zweiten (2) durch eine Passbohrung (13) geführt ist und drehbeweglich fixierbar ist
    h) zur Positionierung und Montage / Demontage in Achsrichtung der Passstiftverbindung.
  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 Hinterschlifffürdas 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.
  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 Luftbehandfungsdüse 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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