EP1629143A1 - Düsenkern für eine vorrichtung zur erzeugung von schlin gengarn sowie verfahren zur herstellung eines düsenkernes - Google Patents

Düsenkern für eine vorrichtung zur erzeugung von schlin gengarn sowie verfahren zur herstellung eines düsenkernes

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Publication number
EP1629143A1
EP1629143A1 EP04724963A EP04724963A EP1629143A1 EP 1629143 A1 EP1629143 A1 EP 1629143A1 EP 04724963 A EP04724963 A EP 04724963A EP 04724963 A EP04724963 A EP 04724963A EP 1629143 A1 EP1629143 A1 EP 1629143A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle core
yarn
nozzle
ceramic
channel
Prior art date
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Application number
EP04724963A
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English (en)
French (fr)
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EP1629143B1 (de
Inventor
Gotthilf Bertsch
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heberlein Fasertechnologie AG filed Critical Heberlein Fasertechnologie AG
Publication of EP1629143A1 publication Critical patent/EP1629143A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1629143B1 publication Critical patent/EP1629143B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
    • D02J1/08—Interlacing constituent filaments without breakage thereof, e.g. by use of turbulent air streams
    • 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
    • D02G1/161—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam yarn crimping air jets

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a ceramic nozzle core as part of a device for the production of loop yarn and a nozzle core for a device for producing loop yarn.
  • the term texturing is sometimes understood to mean the refinement of spun filament bundles or the corresponding continuous yarns with the aim of giving the yarn a textile character.
  • the term texturing is understood to mean the production of a large number of loops on individual filaments or the production of loop yarn.
  • An older solution for texturing is described in EP 0 088 254.
  • the continuous filament yarn is fed to the yarn guide channel at the inlet end of a texturing nozzle and textured at a trumpet-shaped outlet end by the impact forces of a supersonic flow.
  • the yarn guide channel is cylindrical with a constant cross-section. The entry is slightly rounded for easy insertion of the untreated yarn.
  • the yarn is fed to the texturing nozzle with a large amount of tradition. The tradition is required for the formation of loops on each individual filament, which results in an increase in titer at the exit end.
  • EP 0 088 254 was based on a device for texturing at least one continuous yarn consisting of a plurality of filaments.
  • the nozzle contains a yarn guide channel and at least one feed for the pressure medium opening into the channel in the radial direction.
  • the generic nozzle had an outwardly widening outlet opening of the channel and one into the Extending outlet opening, with the same forming an annular gap spherical or hemispherical guide body. It was recognized that in the case of textured yarns, maintaining the yarn properties both during the processing process and after it on the finished product is an important criterion for the use of such yarns. Furthermore, the mixing of two or more yarns and the individual filaments of the textured yarns is of essential importance for achieving a uniform product appearance. Stability is used as a concept of quality.
  • EP 0 088 254 was based on the task of creating an improved device of the type described, with which an optimal texturing effect can be achieved, which ensures high stability of the yarn and a high degree of mixing of the individual filaments.
  • the outer diameter of the convexly curved outlet opening of the channel was at least 4 times the diameter of the channel and at least 0.5 times the diameter of the spherical or hemispherical guide body ( 5) is. Production speeds in a range from 100 to over 600 m / min. found. It is interesting to note that the applicant was able to successfully market corresponding nozzles over a period of over 15 years.
  • the texturing quality is at least the same or better at a higher production speed compared to the texturing quality at a lower production speed with a supersonic channel designed for the lower mach area.
  • the texturing process is at air speeds in the impact front of Mach 2, e.g. with Mach 2.5 to Mach 5, so intensely that even at the highest yarn throughput speeds, almost all loops are grasped and well integrated into the yarn.
  • the generation of an air speed in the high Mach range within the acceleration channel means that the texturing no longer breaks down up to the highest speeds.
  • the entire filament composite is routed evenly and directly into the butt front zone within clear outer channel boundaries.
  • the yarn is drawn in by the accelerating air jet over the corresponding distance, opened further and handed over to the immediately following texturing zone.
  • the blown air jet is then guided to the acceleration channel without being deflected through a discontinuous and strongly widening section.
  • One or more yarn threads with the same or different delivery can be introduced and with a production speed of 400 to over 1 200 m / min. be textured.
  • the compressed air jet in the supersonic duct is accelerated to 2.0 to 6 Mach, preferably to 2.5 to 4 Mach. The best results are achieved if the exit end of the yarn channel is limited by a baffle.
  • the textured yarn is discharged through a gap approximately at right angles to the yarn channel axis.
  • the entire theoretically effective expansion angle of the supersonic duct should be from the smallest to the largest diameter above 10 °, but below 40 °, preferably within 15 ° to 30 °. According to the current roughness values, an upper limit angle (total angle) of 35 ° to 36 ° has resulted in series production.
  • a conical acceleration duct the compressed air is accelerated essentially continuously.
  • the nozzle channel section immediately upstream of the supersonic channel is preferably approximately cylindrical, with the delivery component being blown into the cylindrical section in the direction of the acceleration channel. The pulling force on the yarn is increased with the length of the acceleration channel.
  • the expansion of the nozzle or the increase in the Mach number results in the intensity of the texturing.
  • the acceleration channel should have at least a cross-sectional expansion range of 1: 2.0, preferably 1: 2.5 or greater. It is further proposed that the length of the acceleration channel is 3 to 15 times, preferably 4 to 12 times larger than the diameter of the yarn channel at the beginning of the acceleration channel.
  • the acceleration channel can be completely or partially continuously expanded, have conical sections and / or have a slightly spherical shape. However, the acceleration channel can also be of finely graded design and have different acceleration zones, with at least one zone with greater acceleration and at least one zone with small acceleration of the compressed air jet. If the mentioned boundary conditions for the acceleration channel were met, then the mentioned variations of the acceleration channel proved to be almost equivalent or at least equivalent.
  • the yarn channel then has a strongly convex, preferably a trumpet-shaped yarn channel mouth that extends by more than 40 ° to the supersonic channel, the transition from the supersonic channel to the yarn channel mouth preferably being discontinuous.
  • a strongly convex preferably a trumpet-shaped yarn channel mouth that extends by more than 40 ° to the supersonic channel, the transition from the supersonic channel to the yarn channel mouth preferably being discontinuous.
  • the new invention was based on the object, on the one hand, to ensure all the recognized advantages of the nozzle cores described and, on the other hand, to develop new production processes which allow inexpensive manufacture of the nozzle cores.
  • the method according to the invention is characterized in that the ceramic nozzle core is formed with an approximately constant wall thickness and is reduced in size to the central functions of the yarn treatment channel with air injection and yarn outlet for loop formation and in the molding process.
  • a very particularly advantageous embodiment is characterized in that the ceramic nozzle core is injected using the high-precision method.
  • the nozzle core according to the invention is characterized in that it is designed as a ceramic nozzle core with an approximately constant wall thickness and is reduced in size to the central functions of the yarn treatment channel with air injection and yarn outlet for loop formation and can be produced in the molding process.
  • the applicant previously assumed that an important criterion for each new development is to design the nozzle core as an exchangeable core, in such a way that a nozzle core with different internal dimensions and air entry angles can be used. This makes it possible, for example, to replace an existing nozzle core of the prior art with a few manipulations and to use all the advantages of the new development. Only now has it been recognized by the inventor that this, in itself positive, demand has been taken too literally for past developments and has strongly hampered further development.
  • each new nozzle core was identical in design to the old nozzle cores.
  • the result was that blanks for the nozzle core are increasingly no longer manufactured in the casting or pressing process, or increasingly less favorable conditions have been created for production in the molding process.
  • the new invention has freed itself from the literal compulsion to design the ceramic nozzle core as an exchangeable core. Rather, the design is consistently aligned with the inner central functions.
  • the entire shape can now be determined according to the requirements of the casting technology and can be formed, for example, by a division into two parts as a miniaturized ceramic nozzle core with an outer nozzle ceramic jacket. Only the outer jacket is given the dimensions of the nozzle cores of the prior art, which also takes over the function of the exchangeable core.
  • the new invention allows a number of particularly advantageous configurations, for which reference is made to claims 4 to 10.
  • a particularly advantageous embodiment is characterized in that the yarn treatment channel has at least one cylindrical section and one extension section, the injection being arranged within the cylindrical section, preferably approximately in the central region of the long side of the ceramic nozzle core.
  • the extension section can be completely trumpet-shaped or, according to EP 0 880 61 1, can have a conical and a trumpet-shaped section.
  • the yarn channel has a central, preferably cylindrical section which is transferred into the conical widening in the direction of transport without a jump, the compressed air being blown into the cylindrical section at a sufficient distance from the conically expanded supersonic channel.
  • the compressed air is preferably blown into the yarn channel through three bores offset by 1 20 °. It is crucial in any case that the yarn opening is intensified by blowing the compressed air into the yarn channel, but that knots are avoided in the yarn.
  • the opening of the yarn on the one hand and the texturing of the yarn on the other must each be optimized individually. In order to optimize the two totally different functions, these have to be carried out locally, but in short succession, in such a way that the opening is immediately followed by the texturing or that the end of the yarn opening process is immediately transferred to the texturing. All central texturing functions for the production of a loop yarn can now be realized within a miniaturized ceramic nozzle core.
  • the new ceramic nozzle core can be part of a device which has a spherical impact body which can be countersunk into the extension section, the trumpet-shaped section having a radius which is related to the diameter of the impact body.
  • the impact body with the trumpet-shaped section forms an annular gap, the outer diameter of the convexly curved outlet opening of the channel being at least equal to 4 times the diameter of the channel and at least equal to 0.5 times the diameter of the spherical or hemispherical conductor body.
  • the nozzle core is very particularly preferably formed in two parts and has an outer nozzle body in which the ceramic nozzle core can be inserted, the outer nozzle body being produced in plastic.
  • the outer plastic body now has the function of an interchangeable body in the previous understanding with the required installation dimensions and fastening means.
  • the plastic body also has a protective function for the ceramic nozzle core.
  • a clamping point is preferably arranged between the outer nozzle body and the ceramic nozzle core for fastening the ceramic nozzle core in the outer nozzle body.
  • an annular compressed air channel is arranged between the ceramic nozzle core and the nozzle body in the region of the cylindrical section, via which the air is blown in by means of the blowing holes.
  • the ring-shaped Compressed air duct has a sealing point in each of the two end regions of the cylindrical section for sealing the compressed air.
  • the nozzle core is designed as a quick-change element within the device, so that it can be quickly installed and removed from the device together with the ceramic nozzle core.
  • the nozzle core can be formed in two parts, with an inner ceramic nozzle core and an outer nozzle body, both parts being a device with a rotary drive and the nozzle body being drivable with the built-in ceramic nozzle core.
  • the ceramic nozzle core and the outer nozzle body when assembled, form an approximately flat surface at the end of the yarn outlet. According to an important requirement for the new solution, shape and thickness variations are to be absorbed in the design of the nozzle body.
  • the structural requirements with regard to assembly and installation in a machine can be intercepted in this way via the outer nozzle body.
  • the ceramic nozzle core can be optimally designed with regard to the production of ceramic blanks.
  • the nozzle body is very particularly preferably produced as a plastic injection-molded part and, in the outer dimensions, is designed as an interchangeable part in relation to corresponding solutions from the prior art.
  • the new invention is based on the type of texturing nozzles based on the radial principle.
  • the blown air is guided from the feed point into a cylindrical section of the yarn channel directly in an axial direction at an approximately constant speed up to the acceleration channel.
  • the new solution can also be used to texturize one or more yarn threads with a wide variety of traditions.
  • 1 shows the yarn channel in the area of the yarn opening and texturing zone; 2 shows a nozzle core with an inserted ceramic nozzle core and one
  • FIG. 3 shows a two-part nozzle core, installed in a device for Production of loop yarn;
  • Figures 4a, 4b and 4c a solution according to the prior art (EP 0 088 254) with a nozzle core, wherein Figure 4c is a view according to arrow A;
  • FIG. 5 shows a comparison of textured yarn with different configurations of the nozzle core;
  • Figures 6a and 6b the "framework" for the core functions of generating
  • FIG. 7 shows a solution with a rotatably driven nozzle core
  • FIG. 8 shows a 3-D representation with a divided or two-part nozzle core, with an outer nozzle core jacket and a ceramic nozzle core
  • 9 shows a section through a two-part nozzle core corresponding to the
  • Figures 6a and 8; 10 shows a section of a two-part nozzle core corresponding to the figure
  • the texturing nozzle 1 has a yarn channel 4 with a cylindrical section 2, which also corresponds to the narrowest cross section 3 with a diameter d. From the narrowest cross-section 3, the yarn channel 4 merges into an acceleration channel 11 without a cross-sectional jump and is then expanded in a trumpet shape, the trumpet shape being able to be defined with a radius R. Due to the resulting supersonic flow, a corresponding impact front diameter DAE can be determined. Due to the joint front diameter DAE, the detachment or tear-off point Ai, A2, A3 or A4 can be determined relatively precisely. For the effect of the impact front, reference is made to EP 0 880 61 1.
  • the acceleration range of the air can also be defined by the length l 2 from the point of the narrowest cross section 3 and the tear-off point A. Since it is a real supersonic flow, the air speed can be roughly calculated from this.
  • FIG. 1 shows a conical configuration of the acceleration channel 11, which corresponds to the length t 2 .
  • the opening angle ⁇ 2 is specified at 20 °.
  • the drainage point A 2 is shown at the end of the supersonic duct, where the yarn duct merges into a discontinuous, strongly conical or trumpet-shaped extension 12 with an opening angle d> 40 °. Due to the geometry, there is a butt front diameter DAE.
  • Loeff denotes approximately the length of the yarn opening zone, Ltex approximately the length of the yarn texturing zone. The larger the angle ß, the more the yarn opening zone is enlarged backwards.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of an entire nozzle core 5 in cross section.
  • the outer fitting shape is preferably adapted exactly to the nozzle cores of the prior art. This applies above all to the critical installation dimensions, the bore diameter BD, the total length L, the nozzle head height KH and the distance LA for the compressed air connections PP '. The tests have shown that an injection angle ⁇ greater than 48 ° is optimal.
  • the distance X of the corresponding compressed air bores 15 is critical in relation to the acceleration channel.
  • the nozzle core 5 has a yarn insertion cone 6 in the inlet area of the yarn, arrow 16.
  • the dimension "X" (FIG.
  • FIG. 6 shows that the compressed air bore 15 is preferably set back from the narrowest cross section 3 at least approximately by the size of the diameter d.
  • the texturing nozzle 1 or the nozzle core 5 has a yarn insertion cone 6, a cylindrical middle section 7, a cone 8, which at the same time corresponds to the acceleration channel 11, and an expanded texturing space 9.
  • the texturing space becomes transverse limited to the flow by a trumpet shape 1 2, which can also be designed as an open conical funnel.
  • FIG. 2 shows a two-part nozzle core 5, consisting of a ceramic nozzle core 24 and an outer nozzle core jacket 25 with a guide or impact body 10, in a multiple enlargement compared to the actual size.
  • the new nozzle core 5 can be used as an exchange core for a nozzle core of the prior art be conceived.
  • the dimensions B d , E L as the installation length, L A + K H and K H are therefore preferably not only produced in the same way, but also with the same tolerances.
  • the trumpet shape in the outer exit area is also preferably produced in the same way as in the prior art, with a corresponding radius R.
  • the impact body 10 can have any shape: spherical, spherical, flat or even in the form of a spherical cap. The exact position of the impact body in the exit area is maintained by maintaining the outer mass, corresponding to an equal withdrawal gap S p1 .
  • the texturing space 18 is limited backwards by the acceleration channel 11.
  • the texturing space can also be enlarged into the acceleration channel.
  • the ceramic nozzle core 24 is produced as a whole from a high-quality material, such as ceramic, and is actually the expensive part of a texturing nozzle. It is important with the new nozzle that the conical cylindrical wall surface 17 as well as the wall surface 19 in the area of the acceleration duct furthermore have the highest quality of the junction of the compressed air bores 15 in the yarn duct.
  • FIG. 3 shows an entire nozzle head 21 with a two-part nozzle core 5 and an impact body 10, which is anchored in a known housing 20 in an adjustable manner via an arm 22.
  • the impact body 10 is pulled or pivoted away with the arm 22 in a known manner according to arrows 23 from the working area of the texturing nozzle.
  • the compressed air is supplied from a housing chamber 27 via the compressed air bores 15.
  • the nozzle core 5 is clamped to the housing 20 via a clamping bracket 26.
  • the impact body can also have a spherical shape.
  • Figures 4a, 4b and 4c show a solution of the prior art according to EP 0 088 254 with a long yarn guide channel 29 through which the yarn 30 to be textured runs.
  • the yarn guide channel 29 is supplied with compressed air through a radial compressed air bore 15.
  • the blow-in bore 15 forms an angle of approximately 48 ° with the axis of the yarn guide channel 29.
  • the diameter of the injection hole 1 5 is 1, 1 mm.
  • the yarn guide channel 29 has a diameter d ⁇ of 1.5 mm and has an outwardly widening, convexly curved outlet opening.
  • the convex curvature has the shape of a Circular arc with a radius R of 6.5 mm, to which the end face 34 of the texturing nozzle 1 forms a tangential plane, the points of contact of the arch with the tangential plane lying on a circle with the diameter D.
  • the yarn 30 * emerging from the nozzle is drawn off over the edge of the outlet opening.
  • a support 33 is attached to the housing 20 which supports the nozzle and has an axis 32 about which an arm 22 which is fixedly connected to the impact body 10 can be pivoted. By rotating the arm 22, the annular gap 31 can be adjusted or the guide body can be lifted for threading.
  • the smooth yarn 30 is fed to the texturing nozzle 1 via a feed mechanism 36 and drawn off as a textured yarn 30 * via a feed mechanism 37.
  • FIG. 5 shows the texturing of the prior art according to EP 0 088 254 in a purely schematic manner at the bottom left.
  • Two main parameters are emphasized here: an opening zone Oe-Zi and a butt front diameter DAs, starting from a diameter d, corresponding to a nozzle, as in the EP 0 088 254.
  • the texturing according to EP 0 880 61 1 is shown at the top right. It is clearly recognizable that the values Oe-Z2 and DAE are larger.
  • the yarn opening zone Oe-Z2 begins shortly before the acceleration channel in the area of the compressed air supply P and is already significantly larger in relation to the relatively short yarn opening zone Oe-Zi of the solution according to EP 0 088 254.
  • Curve T 31 1 lies in the diagrammatic comparison the yarn tension according to the state of the art (curve T 31 1) with Mach ⁇ 2 and a texturing nozzle according to the invention (curve S 31 5) with Mach> 2 and the new nozzle.
  • the thread tension is in CN.
  • the production speed is Pgeschw. in m / min. shown.
  • Curve T 31 1 allows the yarn tension to collapse significantly over a production speed of 500 m / min. detect. Above about 650 m / min. the texturing broke down with the nozzle according to EP 0 088 254.
  • curve S 31 5 with the corresponding nozzle from EP 0 880 61 1 shows that the thread tension is not only much higher, but in the range from 400 to 700 m / min. is almost constant and only drops slowly in higher production areas.
  • Increasing the Mach number is one of the most important parameters for intensifying the texturing.
  • the blow-in angle is one the most important parameters for the quality of the texturing, as shown with the new nozzle as the third example at the top left.
  • the injection angle with the range from 50 ° to 60 ° is given as an example.
  • the yarn opening zone 0e-Z3 is larger than in the solution at the top right (according to EP 0 880 61 1) and significantly larger than in the solution at the bottom left (according to EP 0 088 254).
  • the other procedural process parameters are the same for all three solutions.
  • the surprisingly positive effect lies in the first section of the yarn opening zone, such as OZi and OZ2 or as this is marked in the corresponding circle.
  • the only difference is the change in the injection angle.
  • the striking increase in thread tension begins at an angle of over 48 ° and can only be understood with a combinatorial effect.
  • 48 ° injection angle means a threshold, especially in the case of texturing nozzles according to EP 0 880 61 1. This type of texture nozzle has a sufficient performance reserve so that even a slight intensification of the yarn opening is converted into an increase in the yarn quality.
  • the textured yarn passes through a quality sensor, e.g. with the market name HemaQuality, called ATQ, in which the tensile force of the yarn 30 * (in cN) and the deviation of the instantaneous tensile force (Sigma%) is measured.
  • the measurement signals are fed to a computer unit.
  • the appropriate quality measurement is a prerequisite for optimal production monitoring.
  • the values are also an indicator of the yarn quality.
  • the quality determination is difficult because there is no defined loop size. It is much easier to determine the deviation from the quality that the customer has found to be good. This is possible with the ATQ system, since the yarn structure and its deviation can be determined, evaluated and displayed using a thread tension sensor and displayed by a single key figure, the AT value.
  • a thread tension sensor detects, in particular, the thread tension after the texturing nozzle as an analog electrical signal.
  • the AT value is continuously calculated from the mean and variance of the thread tension measured values.
  • the size of the AT value depends on the structure of the yarn and is determined by the user according to his own quality requirements. If the thread tension or the variance (uniformity) of the thread tension changes during production, the AT value also changes. Where the upper and lower limit values lie can be determined with yarn mirrors, knitting or fabric samples. They differ depending on the quality requirements.
  • the advantage of ATQ measurement that different types of disturbances from the process are recorded simultaneously, e.g. Equality in texturing, thread wetting, filament breaks, nozzle contamination, impact ball spacing, hot pin temperature, air pressure differences, POY plug-in zone, yarn guide, etc.
  • FIGS. 6a and 6b show the "frame" for the core function in the production of loop yarn.
  • FIG. 6a is based on the solutions according to FIGS. 4a to 4c.
  • 6b is based on the solution according to FIGS. 1, 2 and 3.
  • the corresponding parts of the two figures are identified by the same reference numerals.
  • the two FIGS. 6a and 6b show approximately the size proportions of the individual areas for the core functions.
  • FIG. 6a clearly shows that the cylindrical section cyl. A is about twice as long as the extension section EA.
  • Three radial injection bores 1 5 are set back by a distance O.A., the opening section, in relation to the expansion section EA, and lie in the central region of the cylindrical section, as shown in accordance with the blowing section (Einbl. A.).
  • the diameter D and the radius R are of great importance.
  • the cylindrical section has a diameter Gd.
  • Another special feature of the solution according to FIG. 6a is the angle ⁇ , which has an angle of approximately 48 ° in the transport direction of the yarn according to arrow 16.
  • An EK insertion cone is only as long as is necessary for threading, but is only very short.
  • the diameter Bd is dimensioned according to the state of the art.
  • a comparison of FIGS. 4a and 6a clearly shows that the cylindrical section (cyl. A) of the new solution is less than half as long in relation to the solution of the prior art according to FIG. 4a.
  • the length of the yarn guide channel was designed to be unnecessarily long in the prior art.
  • the yarn guide channel GA was based on the thickness dimension of the housing 20, as can be clearly seen from FIG. 4b.
  • Figure 6b shows two special features compared to Figure 6a.
  • the solution according to FIG. 6b has a first conical section (Kon A.) and a trumpet-shaped texturing section TA *, in accordance with the solution of EP-PS 0 880 61 1.
  • a comparison of FIGS. 6a and 6b shows that the cylindrical section cyl.
  • a * in Figure 6b is shortened, according to the information X1 and X2.
  • the opening section ⁇ A * in FIG. 6b is enlarged.
  • the conical section is preferably formed with an opening angle ⁇ of 12 ° to 40 °.
  • the second special feature lies in the arrangement of the radial injection bore 15, with an angle ⁇ of preferably 50 ° to 70 °, which increases the stability of the texturing to a very high level and allows the best texturing qualities.
  • FIG. 7 shows a further particularly advantageous embodiment, which is based on EP-PS 1 022 366.
  • Practice shows that air texturing nozzles for the production of loop yarn have to be cleaned in relatively short time intervals.
  • EP-PS 1 022 366 now proposes to set the nozzle core to rotate continuously or alternately. This made it possible to massively extend the cleaning interval.
  • FIG. 7 shows how the new invention can also be used in a rotatingly driven nozzle core. It is proposed to use a two-part nozzle core, for example according to FIG. 2.
  • FIG. 7 shows, as an example, the simultaneous connection and texturing of two yarns, one yarn A and one yarn B, which each have a thread guide 40 or. 41 are guided into the yarn insertion cone 6.
  • the nozzle core consisting of a ceramic nozzle core 24 and an outer nozzle core jacket 25 is arranged in a rotatably mounted rotating sleeve 42 which is mounted in the drive housing 44 via ball bearings 43.
  • the compressed air is supplied via a compressed air chamber 45 and a compressed air connection 46, with a plurality of seals 47 preventing compressed air from escaping.
  • a worm wheel 48 is held in the drive housing 44 via a collar 49 and a cover 50.
  • the drive takes place via a drive shaft 51, an overdrive gear 52 and a worm gear 48.
  • FIG. 8 shows a two-part nozzle core in a 3D representation, corresponding to FIG. 6a and FIGS. 3 and 7.
  • FIG. 8 shows the assembly of a ceramic nozzle core 24 with an outer nozzle core jacket 25.
  • the ceramic nozzle core 24 can, as in the figure 8 is indicated, are pushed into the nozzle core jacket 24 by hand, with the last insertion movement holding a snap-in locking mechanism 60 of the ceramic nozzle core 24 exactly in position.
  • a flat surface 34 corresponding to FIG. 2 is formed on the outside.
  • a cylindrical compressed air chamber 61 is formed between the ceramic nozzle body 24 and the outer nozzle core shell, which is closed to the outside by seals 62, so that the compressed air is only supplied via the radial injection bores 1 5 in can flow the yarn channel 4.
  • the example according to FIG. 8 clearly shows another, very important feature of the new solution, namely the requirement for the approximately constant wall thickness of the ceramic nozzle core 24, the wall thickness being indicated at three points, WSt1, WSt2, WSt3, with a dimension arrow.
  • the outer nozzle core jacket 25 can be made of plastic, for example, even large thickness variations have no harmful influence.
  • the inner ceramic nozzle core can be optimally produced according to the requirements for the production of ceramic blanks in the pressing process, in particular in the spraying process.
  • FIG. 9 illustrates in section the solution according to FIGS. 6a and 8.
  • FIG. 10 shows a section of FIGS. 6b and 8.
  • the ceramic nozzle core 24 is installed in the outer nozzle core jacket 25.
  • the ceramic nozzle core 24 can be installed directly in a housing 20, for example according to FIG. 4b.
  • the housing 20 must have fitting openings corresponding to the miniaturized ceramic nozzle core 24.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Keramik-Düsenkern sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Düsenkerns als Teil einer Vorrichtung für die Erzeugung von Schingengarn. Es wird vorgeschlagen, dass der Keramik-Düsenkern mit angenähert konstanter Wandstärke ausgebildet und in der Grösse reduziert ist auf die zentralen Funktionen des Garnbehandlungskanals mit Lufteinblasung und Garnaustritt für die Schlingenbildung und im Formverfahren hergestellt wird. Besonders bevorzugt wird der Keramik-Düsenkern im Hochpräzisionsverfahren gespritzt. Der Keramik-Düsenkern kann miniaturisiert und als Teil eines zweiteiligen Düsenkernes ausgebildet werden. Dabei wird der Keramik-Düsenkern in einen äusseren Düsenkernmantel gesteckt. Der zweiteilige Düsenkern kann als Wechseldüsenkern z.B. in ein Gehäuse des Standes der Technik eingebaut werden.

Description

Düsenkern für eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schlingengarn sowie Verfahren zur Herstellung eines Düsenkernes
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Düsenkerns als Teil einer Vorichtung für die Erzeugung von Schlingengarn sowie einen Düsenkern für eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schlingengarn.
Stand der Technik
Unter dem Begriff des Texturierens wird zum Teil noch die Veredelung von gesponnenen Filamentbündeln bzw. den entsprechenden Endlosgarnen verstanden mit dem Ziel, dem Garn einen textilen Charakter zu geben. Im nachfolgenden Beschrieb wird unter dem Begriff des Texturierens die Erzeugung von einer Vielzahl von Schlingen an einzelnen Filamenten bzw. die Herstellung von Schlingengarn verstanden. Eine ältere Lösung für das Texturieren ist in der EP 0 088 254 beschrieben. Das Endlosfilamentgarn wird am Eintrittsende einer Texturierdüse dem Garnführungskanal zugeführt und an einem trompetenförmigen Austrittsende durch die Stosskräfte einer Uberschallströmung texturiert. Der Garnführungskanal ist zylindrisch mit konstantem Querschnitt. Der Eintritt ist leicht gerundet für eine problemlose Einführung des unbehandelten Garnes. Am trompetenförmigen Austrittsende befindet sich ein Leitkörper, wobei zwischen Trompetenform und dem Leitkörper die Schlingenbildung stattfindet. Das Garn wird mit grosser Überlieferung der Texturierdüse zugeführt. Die Überlieferung wird für die Schlingenbildung an jedem einzelnen Filament benötigt, was eine Titererhöhung am Austrittsende zur Folge hat.
Die EP 0 088 254 ging aus von einer Vorrichtung zur Texturierung wenigstens eines, aus einer Mehrzahl von Filamenten bestehenden Endlosgarnes. Die Düse enthält einen Garnführungskanal sowie mindestens eine in radialer Richtung in den Kanal einmündende Zuführung für das Druckmedium. Die gattungsgemässe Düse wies eine sich nach aussen erweiternde Austrittsöffnung des Kanals aus und einen in die Austrittsöffnung hineinragenden, mit derselben einen Ringspalt bildenden kugel- bzw. halbkugelförmigen Leitkörper. Es wurde erkannt, dass bei texturierten Garnen die Erhaltung der Garneigenschaften sowohl während des Verarbeitungsprozesses als auch nach demselben am Fertigprodukt ein wichtiges Kriterium für die Einsatzmöglichkeit solcher Garne ist. Ferner ist auch die Durchmischung von zwei oder mehreren Garnen und der einzelnen Filamente der texturierten Garne von wesentlicher Bedeutung für die Erzielung eines gleichmässigen Warenbildes. Die Stabilität wird dabei als Qualitätsbegriff verwendet.
Zur Bestimmung der Instabilität I des Garns werden Garnsträngehen mit vier Windungen von je einem Meter Umfang auf einer Haspel gebildet, wie an Hand eines Multifilamentgarnes am Polyester mit dem Titer 167f68 dtex erklärt wird. Diese Strängchen werden dann eine Minute mit 25 cN belastet, und anschliessend wird die Länge X bestimmt. Daran schliesst sich ebenfalls eine Minute lang eine Belastung mit 1250 cN an. Nach dem Entlasten wird nach einer Minute das Strängchen erneut mit 25 cN belastet und nach einer weiteren Minute dann die Länge y bestimmt. Daraus ergibt sich der Wert der Instabilität:
Y ■ X I = — — ■ 100 % X
Die Instabilität gibt an, wieviel Prozent bleibende Dehnung durch die aufgebrachte Last verursacht wird. Der EP 0 088 254 lag die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher ein optimaler Texturiereffekt erzielbar ist, der eine hohe Stabilität des Garns sowie einen hohen Durchmischungsgrad der einzelnen Filamente gewährleistet. Als Lösung wurde vorgeschlagen, dass Als optimale Resultate wurden Prder äussere Durchmesser der konvex gewölbten Austrittsöffnung des Kanals mindestens gleich dem 4-fachen des Durchmessers des Kanals und min-destens gleich dem 0,5-fachen des Durchmessers des kugel- bzw. halbkugelförmigen Leitkörpers (5) ist. oduktionsgeschwindigkeiten in einem Bereich von 100 bis über 600 m/min. befunden. Interessant ist die Tatsache, dass es der Anmelderin gelang, über einen Zeitraum von über 1 5 Jahren entsprechende Düsen erfolgreich zu vermarkten. Die Qualität des damit produzierten Garnes wurde über den Zeitraum von 1 1/_ Jahrzehnten als sehr gut beurteilt. Zunehmend wurde jedoch der Wunsch nach einer Leistungssteigerung geäussert. Der Anmelderin gelang mit der Lösung gemäss EP 0 880 61 1 eine massive Leistungssteigerung bis weit über 1000 m/min. Garn-Transportgeschwindigkeit. Der Kerngedanke für die Leistungssteigerung lag in einer Intensivierung der Strömungsverhältnisse in dem sich erweiternden Überschallkanal, d.h. in der Zone, in der die Schlingenbildung stattfindet. Als besonderes Prüfkriterium wurde die Garnspannung am Austritt aus der Texturierdüse erkannt. Viele Untersuchungsreihen brachten an den Tag, dass bei der Lösung gemäss EP 0 088 254 die Garnspannung nach etwa 600 m/min. Garntransportgeschwindigkeit stark abfällt. Dies ist letztlich die Erklärung für die Leistungsbegrenzung dieser Düsentypen. Der Vorschlag der EP 0 880 61 1 mit der Intensivierung der Strömung in dem Überschallkanal ergab eine unerwartete Steigerung der Garnspannung, welche erlaubte, die Transportgeschwindigkeit auf über 1000 m/min. zu steigern. Die Qualität des dabei verarbeiteten Garnes wurde anfänglich auch bei höchsten Transportgeschwindigkeiten als gleich, wenn nicht sogar als besser beurteilt. Die Praxis zeigte in der Folge jedoch insofern Überraschungen, als dass in vielen Anwendungen die Garnqualität doch nicht den gewünschten Anforderungen entsprach.
Es wurde bei der EP 0 880 61 1 erkannt, dass der erste Schlüssel für die Qualität in der Garnspannung nach der Texturierdüse liegt. Nur wenn es gelingt, die Garnspannung zu erhöhen, kann die Qualität verbessert werden. Der Durchbruch wurde ermöglicht, als die Strömung des Blasluftstrahles über den Bereich Mach 2 gesteigert wurde. Viele Versuchsreihen bestätigten, dass nicht nur die Qualität verbessert, sondern dass die Qualität durch eine Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit in erstaunlich geringem Masse negativ beeinflusst wird. Schon eine geringfügige Steigerung der Machzahl über 2 ergab bereits signifikante Resultate. Die beste Erklärung für die entsprechende Intensivierung des Texturierporzesses wird darin gesehen, dass die Geschwindigkeitsdifferenz unmittelbar vor und nach der Stossfront vergrössert wird, was sich direkt auf die entsprechenden Angriffskräfte der Luft auf die Filamente auswirkt. Die gesteigerten Kräfte in dem Bereich der Stossfront verursachen eine Erhöhung der Garnspannung. Durch die Steigerung der Machzahl wird unmittelbar das Geschehen an der Stossfront gesteigert. Erfindungsgemäss wurde die Gesetzmässigkeit erkannt: höhere Machzahl = stärkerer Stoss = intensivere Texturierung. Die intensivierte Uberschallströmung erfasst auf breiterer Front und viel intensiver die einzelnen Filamente des geöffneten Garnes, so dass keine Schlingen seitlich über die Wirkzone der Stossfront ausweichen können. Da die Erzeugung der Uberschallströmung in dem Beschleunigungskanal auf der Expansion beruht, erhält man durch einen höheren Machbereich, also z.Bsp. anstelle Mach 1 ,5 Mach 2,5, auch eine Erhöhung bzw. annähernd eine Verdoppelung des wirksamen Austrittsquerschnittes. Es konnten verschiedene überraschende Beobachtungen gemacht und in Kombination mit der neuen Erfindung bestätigt werden: Die Vergleichsversuche, Stand der Texturiertechnik gemäss EP 0 088 254 und Lösung im Rahmen der EP 0 880 61 1 , ergaben in einem beachtlich weiten Bereich die folgende Gesetzmässigkeif. Die Texturierqualität ist bei einer höheren Produktionsgeschwindigkeit im Vergleich zur Texturierqualität bei tieferer Produktionsgeschwindigkeit mit einem für den niederen Machbereich ausgestalteten Überschall- kanal wenigstens gleich oder besser. Der Texturiervorgang ist bei Luftgeschwindigkeiten in der Stossfront von über Mach 2, also z.Bsp. bei Mach 2.5 bis Mach 5, derart intensiv, dass auch bei höchsten Garndurchlaufgeschwindigkeiten nahezu ausnahmslos alle Schlingen erfasst und in dem Garn gut eingebunden werden. Die Erzeugung einer Luftgeschwindigkeit im hohen Machbereich innerhalb des Beschleuni- gungskanales bewirkt, dass die Texturierung bis zu höchsten Geschwindigkeiten nicht mehr zusammenbricht. Zweitens wird der ganze Filamentverbund innerhalb von klaren äusseren Kanalgrenzen gleichmässig und direkt in die Stossfrontzone geführt.
In dem Beschleunigungskanal wird das Garn von dem sich beschleunigenden Luftstrahl über der entsprechenden Wegstrecke eingezogen, weiter geöffnet und der direkt anschliessenden Texturierzone übergeben. Der Blasluftstrahl wird anschliessend an den Beschleunigungskanal ohne Umlenkung durch einen sich unstetig und stark erweiternden Abschnitt geführt. Es können ein oder mehrere Garnfäden mit gleicher oder unterschiedlicher Überlieferung eingeführt und mit einer Produktionsge-schwindigkeit von 400 bis über 1 200 m/min. texturiert werden. Der Druckluftstrahl in dem Überschallkanal wird auf 2,0 bis 6 Mach, vorzugsweise auf 2,5 bis 4 Mach, beschleunigt. Die besten Resultate werden erreicht, wenn das austrittsseitige Ende des Garnkanales durch einen Prallkörper begrenzt ist. Das texturierte Garn wird etwa rechtwinklig zu der Garnkanalachse durch einen Spalt abgeführt.
Der gesamte theoretisch wirksame Erweiterungswinkel des Überschallkanales sollte vom kleinsten bis zum grössten Durchmesser über 10°, jedoch unter 40°, vorzugsweise innerhalb von 1 5° bis 30°, liegen. Nach den zur Zeit gängigen Rauhigkeitswerten hat sich in Bezug auf die Seriefertigung ein oberster Grenzwinkel (Gesamtwinkel) von 35° bis 36° ergeben. In einem konischen Beschleunigungskanal wird die Druckluft im wesentlichen stetig beschleunigt. Der Düsenkanalabschnitt unmittelbar vor dem Überschallkanal wird bevorzugt etwa zylindrisch ausgebildet, wobei mit Förderkomponente in Richtung zu dem Beschleunigungskanal in den zylindrischen Abschnitt eingeblasen wird. Die Einzugskraft auf das Garn wird mit der Länge des Beschleunigungskanales vergrössert. Die Düsenerweiterung bzw. die Erhöhung der Machzahl ergibt die Intensität der Texturierung. Der Beschleunigungs- kanal soll wenigstens einen Querschnittserweiterungsbereich von 1 : 2.0, bevorzugt 1 : 2.5 oder grösser aufweisen. Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Länge des Beschleunigungskanales 3 bis 1 5 mal, vorzugsweise 4 bis 1 2 mal grösser ist als der Durchmesser des Garnkanales am Beginn des Beschleunigungskanales. Der Beschleunigungskanal kann ganz oder teilweise stetig erweitert ausgebildet sein, konische Abschnitte aufweisen und/oder eine leicht sphärische Form haben. Der Beschleunigungskanal kann aber auch feingestuft ausgebildet werden und unterschiedliche Beschleunigungszonen aufweisen, mit wenigstens einer Zone mit grösser Beschleunigung sowie wenigstens einer Zone mit kleiner Beschleunigung des Druckluftstrahles. Wurden die erwähnten Randbedingungen für den Beschleunigungskanal eingehalten, dann erwiesen sich die genannten Variationen des Beschleunigungskanales als nahezu gleichwertig oder zumindest als äquivalent. Der Garnkanal weist anschliessend an den Überschallkanal eine stark konvexe, bevorzugt eine trompetenförmig um mehr als 40° erweiterte Garnkanalmündung auf, wobei der Übergang von dem Überschallkanal in die Garnkanalmündung erfolgt vorzugsweise unstetig. Ein entscheidender Faktor wurde ferner darin gefunden, dass mit einem Prallkörper vor allem auch die Druckverhältnisse in dem Texturierraum positiv beeinflusst und stabil gehalten werden können. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Texturierdüse ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen durchgehenden Garnkanal aufweist mit einem mittleren zylindrischen Abschnitt, in den die Luftzuführung mündet.
Mit allen früheren Untersuchungen konnte nur bestätigt werden, dass die mit Textu- rierdüsen mit radialer Lufteinblasung in den Garnkanal gemäss EP 0 088 254 ermittelten Daten der optimale Einblaswinkel für die Behandlungsluft bei 48° liegt. Als völlige Überraschung wurde mit den jüngsten Versuchen festgestellt, dass die Vergrösserung des Einblaswinkels mit Düsen gemäss EP 0 880 61 1 bereits in den ersten Versuchsreihen eine unerwartete Steigerung der Qualität des texturierten Garnes brachte. Von den Erfindern wurde in der Folge erkannt, dass die beiden Prozesszonen,
- das Öffnen des Garnes und
- das Texturieren des Garnes
Kernmerkmale sind und aufeinander optimal abgestimmt werden müssen. Mehrfach wiederholte Versuche zeigten, dass bei der Lösung gemäss EP 0 088 254 die Begrenzung in der Texturierzone liegt und deshalb eine Steigerung der Garnöffnung nur Nachteile bringt. Aus dem Gebiet der Garnverwirbelung, welche nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist, ist bekannt, dass der Garnöffnungseffekt am grössten ist bei einem Einblaswinkel von 90° . Das Ziel der Verwirbelung ist, in dem Garn regelmässige Knoten zu bilden. Als Beispiel für die Verwirbelung wird auf die DE 195 80 019 verwiesen. Beim texturierten Garn dürfen dagegen unter keinen Umständen Knoten vorhanden sein. Es gibt einen Grenzbereich für den Einblaswinkel für die beiden grundsätzlich unterschiedlichen Verfahren der Knotenbildung und der Schlingenbildung. Von Seiten der verschiedenen Funktionen für die Erzielung von höchsten Garnqualitäten, selbst bei höchsten Garntransportgeschwindigkeiten, gelang eine unerwartete Steigerung, wie in der Folge noch dargelegt wird. Zumindest aus der Sicht der Anmelderin wurde es als grösser Nachteil empfunden, dass für die Herstellung der sogenannten Düsenkerne aufwendige Produktionsverfahren notwendig waren. Alle Versuche mit ökonomischeren Verfahren, wie etwa das Pressen oder Spritzgiessen, scheiterten. Es gelang im Rahmen der Vorgaben nicht, brauchbare Rohlinge, sei es im Press- oder Spritzgiessverfahren, herzustellen. Der Grund lag in der Besonderheit des Werkstoffes Keramik. Keramik ist nach wie vor einer der besten Werkstoffe im Hinblick auf Abnützung bzw. die Dauerhaftigkeit.
Der neuen Erfindung wurde nunmehr die Aufgabe zugrunde gelegt, einerseits alle erkannten Vorteile der beschriebenen Düsenkerne sicherzustellen und anderseits neue Produktionsverfahren zu entwickeln, welche eine preisgünstige Herstellung der Düsenkerne erlaubt.
Darstellung der Erfindung
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Keramik- Düsenkern mit angenähert konstanter Wandstärke ausgebildet und in der Grosse reduziert ist auf die zentralen Funktionen des Garnbehandlungskanals mit Lufteinblasung und Garnaustritt für die Schlingenbildung und im Formverfahren hergestellt wird.
Eine ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Keramik-Düsenkern im Hochpräzisionsverfahren gespritzt wird.
Der erfindungsgemässe Düsenkern ist dadurch gekennzeichnet, dass er als Keramik- Düsenkern mit angenähert konstanter Wandstärke ausgebildet und in der Grosse auf die zentralen Funktionen des Garnbehandlungskanals mit Lufteinblasung und Garnaustritt für die Schlingenbildung reduziert und im Formverfahren herstellbar ist. Die Anmelderin ging bisher davon aus, dass für jede Neuentwicklung ein wichtiges Kriterium darin liegt, den Düsenkern als Wechselkern auszubilden, derart, dass ein Düsenkern mit anderen inneren Abmessungen und Lufteintrittswinkeln einsetzbar ist. Damit ist es möglich, z.B. einen bestehenden Düsenkern des Standes der Technik mit wenigen Manipulationen auszuwechseln und alle Vorteile der neuen Entwicklung zu nutzen. Erst jetzt ist vom Erfinder erkannt worden, dass diese an sich positive Forderung für die vergangenen Entwicklungen zu wörtlich genommen wurde und die weitere Entwicklung stark hemmte. Die Folge war, dass jeder neue Düsenkern in seinen Aussenabmessungen identisch mit den alten Düsenkernen ausgebildet wurde. Das Resultat war, dass Rohlinge für den Düsenkern sich zunehmend nicht mehr im Giess- oder Pressvorgang herstellen Hessen, bzw. immer ungünstigere Voraussetzungen geschaffen wurden für eine Herstellung im Formverfahren. Die neue Erfindung hat sich gelöst von dem buchstäblichen Zwang, den Keramik-Düsenkern als Wechselkern auszubilden. Vielmehr wird die Ausgestaltung konsequent auf die inneren zentralen Funktionen ausgerichtet. Die ganze Gestalt kann nunmehr nach giesstechnischen Anforderungen festgelegt und z.B. durch eine Zweiteilung als miniaturisierter Keramik-Düsenkern mit äusserem Düsenkeramikmantel ausgebildet werden. Erst dem äusseren Mantel werden die Abmessungen der Düsenkerne des Standes der Technik gegeben werden, welche auch die Funktion des Wechselkernes übernimmt.
Die neue Erfindung erlaubt eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen, wozu auf die Ansprüche 4 bis 10 Bezug genommen wird. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Garnbehandlungskanal mindestens einen zylindrischen Abschnitt sowie einen Erweiterungsabschnitt aufweist, wobei die Einblasung innerhalb des zylindrischen Abschnittes, vorzugsweise etwa im mittleren Bereich der Längsseite des Keramik- Düsenkerns, angeordnet ist. Der Erweiterungsabschnitt kann entsprechend der EP 0 088 254 vollständig trompetenförmig ausgebildet sein oder gemäss EP 0 880 61 1 einen konischen sowie einen trompetenförmigen Abschnitt aufweisen. Der Garnkanal weist einen mittleren, vorzugsweise zylindrischen Abschnitt auf, welcher in Transportrichtung ohne Sprung in die konische Erweiterung übergeführt ist, wobei die Druckluft mit einem genügenden Abstand zu dem konisch erweiterten Überschallkanal in den zylindrischen Abschnitt eingeblasen wird. Die Versuche im Zusammenhang mit der neuen Erfindung brachten verschiedene neue Erkenntnisse:
Bei Texturierdüsen mit intensivierter Uberschallströmung gemäss EP 0 880 61 1 konnte bei jedem Garntiter eine Qualitätsverbesserung erzielt werden, wenn der Einblaswinkel über 48° gesteigert wurde. Die Qualitätssteigerung beginnt mit einem markanten Anstieg bei einer Vergrösserung des Winkels über 50° . Bei Einblaswinkeln grösser 52°, teils bis 60° und sogar 65°, bleibt die Garnqualität erstaunlich konstant. Der optimale Einblaswinkel ist jedoch auch abhängig von dem Gamtiter.
Bevorzugt wird die Druckluft über drei im Umfang um 1 20° versetzte Bohrungen in den Garnkanal eingeblasen. Entscheidend ist in jedem Fall, dass die Garnöffnung durch Einblasen der Druckluft in den Garnkanal intensiviert, jedoch eine Knotenbildung im Garn vermieden wird. Die Öffnung des Garnes einerseits sowie die Texturierung des Garnes andererseits müssen je für sich optimiert werden. Zur Optimierung der beiden total unterschiedlichen Funktionen müssen diese örtlich getrennt, jedoch kurz nacheinander durchgeführt werden, derart, dass der Öffnung unmittelbar die Texturierung folgt, bzw. dass die Beendigung des Garnöffnungsvorganges unmittelbar in die Texturierung übergeht. Alle zentralen Texturierfunktionen für die Herstellung eines Schlingengarnes können nunmehr innerhalb eines miniaturisierten Keramik-Düsenkernes realisiert werden. Der neue Keramik-Düsenkern kann Teil einer Vorrichtung sein, welcher einen in den Erweiterungsabschnitt einsenkbaren, kugelförmigen Prallkörper aufweist, wobei der trompetenförmige Abschnitt einen Radius aufweist, der in einem Verhältnis zu dem Durchmesser des Prallkörpers steht. Bevorzugt bildet dabei entsprechend der EP 0 088 254, der Prallkörper mit dem trompetenförmigen Abschnitt einen Ringspalt, wobei der äussere Durchmesser der konvex gewölbten Austrittsöffnung des Kanals mindestens gleich dem 4-fachen des Durchmessers des Kanals und mindestens gleich dem 0,5-fachen des Durchmessers des kugel- bzw. halbkugelförmigen Leiterkörpers ist.
Ganz besonders bevorzugt wird der Düsenkern zweiteilig ausgebildet und weist einen äusseren Düsenkörper auf, in welchen der Keramik-Düsenkern einsetzbar ist, wobei der äussere Düsenkörper in Kunststoff hergestellt wird. Der äussere Kunststoffkörper hat nunmehr die Funktion eines Wechselkörpers im bisherigen Verständnis mit den erforderlichen Einbaudimensionen und Befestigungsmitteln. Der Kunststoffkörper hat zudem eine Schutzfunktion für den Keramik-Düsenkern. Bevorzugt wird zwischen dem äusseren Düsenkörper und dem Keramik-Düsenkern eine Klemmstelle angeordnet zur Befestigung des Keramik-Düsenkerns im äusseren Düsenkörper. Ferner wird zwsichen dem Keramik-Düsenkern sowie dem Düsenkörper im Bereich des zylindrischen Abschnittes ein ringförmiger Druckluftkanal angeordnet, über welchen die Lufteinblasung mittels der Einblasbohrungen erfolgt. Der ringförmige Druckluftkanal weist in den beiden Endbereichen des zylindrischen Abschnittes je eine Dichtstelle auf zur Abdichtung der Druckluft.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung wird der Düsenkern als Schnellwechsel- Element innerhalb der Vorrichtung ausgebildet, so dass er zusammen mit dem Keramik-Düsenkern aus der Vorrichtung schnell ein- und ausbaubar ist. Der Düsenkern kann zweiteilig ausgebildet werden, mit einem inneren Keramik-Düsenkern sowie einem äusseren Düsenkörper, wobei beide Teile eine Vorrichtung mit Drehantrieb sind und der Düsenkörper mit dem eingebauten Keramik-Düsenkern antreibbar ist.
Bei der zweiteiligen Lösung bilden der Keramik-Düsenkern sowie der äussere Düsenkörper in zusammengebautem Zustand am Garnaustrittsende eine etwa plane Fläche. Gemäss einer wichtigen Forderung für die neue Lösung sollen mit der Gestaltung des Düsenkörpers Form- und Dickenvariationen aufgefangen werden. Die baulichen Forderungen im Hinblick auf den Zusammenbau sowie den Einbau in eine Maschine können auf diese Weise über den äusseren Düsenkörper abgefangen werden. Der Keramik-Düsenkern kann in Bezug auf die Herstellung von Keramikrohlingen optimal gestaltet werden. Ganz besonders bevorzugt wird der Düsenkörper als Kunststoffspritzteil hergestellt und in den äusseren Abmessungen als Wechselteil in Bezug auf entsprechende Lösungen des Standes der Technik ausgebildet.
Die neue Erfindung geht aus von der Gattung von Texturierdüsen nach dem Radialprinzip. Die Blasluft wird bei dem Radialprinzip von der Zuführstelle in einen zylindrischen Abschnitt des Garnkanales unmittelbar in eine axiale Richtung mit etwa konstanter Geschwindigkeit bis zu dem Beschleunigungskanal geführt. Wie im Stand der Technik der EP 0 880 61 1 können auch mit der neuen Lösung ein oder mehrere Garnfäden mit unterschiedlichster Überlieferung texturiert werden.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nun an Hand einiger Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:
die Figur 1 den Garnkanal in dem Bereich der Garnöffnungs- und Texturierzone; die Figur 2 einen Düsenkern mit eingesetztem Keramik-Düsenkern sowie einem
Prallkörper am Austrittsende des Garnkanales; die Figur 3 einem zweiteiligen Düsenkern, eingebaut in eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schlingengarn; die Figuren 4a, 4b und 4c eine Lösung gemäss Stand der Technik (EP 0 088 254) mit einem Düsenkern, wobei die Figur 4c eine Ansicht gemäss Pfeil A ist; die Figur 5 ein Vergleich von texturiertem Garn mit unterschiedlichen Ausgestaltungen des Düsenkernes; die Figuren 6a und 6b den "Rahmen" für die Kernfunktionen der Erzeugung von
Schlingengarn; die Figur 7 eine Lösung mit drehbar angetriebenem Düsenkern; die Figur 8 eine 3-D-Darstellung mit einem geteilten bzw. zweiteiligen Düsenkern, mit einem äusseren Düsenkernmantel sowie einem Keramik-Düsenkern; die Figur 9 einen Schnitt durch einen zweiteiligen Düsenkern entsprechend den
Figuren 6a und 8; die Figur 10 einen Schnitt eines zweiteiligen Düsenkernes entsprechend der Figur
6b und 8.
Wege und Ausführung der Erfindung
In der Folge wird nun auf die Figur 1 Bezug genommen. Die Texturierdüse 1 weist einen Garnkanal 4 mit einem zylindrischen Abschnitt 2 auf, der zugleich auch dem engsten Querschnitt 3 mit einem Durchmesser d entspricht. Vom engsten Querschnitt 3 geht der Garnkanal 4 ohne Querschnittssprung in einen Beschleunigungskanal 1 1 über und wird dann trompetenförmig erweitert, wobei die Trompetenform mit einem Radius R definiert werden kann. Auf Grund der sich einstellenden Uberschallströmung kann ein entsprechender Stossfrontdurchmesser DAE ermittelt werden. Auf Grund des Stossfrontdurchmessers DAE lässt sich relativ genau die Ablös- oder Abreissstelle Ai , A2, A3 oder A4 ermitteln. Für die Wirkung der Stossfront wird auf die EP 0 880 61 1 verwiesen. Der Beschleunigungsbereich der Luft kann auch durch die Länge l2 von der Stelle des engsten Querschnittes 3 sowie der Abrissstelle A definiert werden. Da es sich um eine echte Uberschallströmung handelt, kann daraus ungefähr die Luftgeschwindigkeit errechnet werden. Die Figur 1 zeigt eine konische Ausgestaltung des Beschleunigungskanales 1 1 , welcher der Länge t2 entspricht. Der Öffnungswinkel α2 ist mit 20° angegeben. Die Ablössstelle A2 ist am Ende des Überschallkanales eingezeichnet, wo der Garnkanal in eine unstetige, stark konische oder trompetenförmige Erweiterung 12 übergeht mit einem Öffnunswinkel d > 40° . Auf Grund der Geometrie ergibt sich ein Stossfrontdurchmesser DAE. Es ergeben sich als Beispiel etwa folgende Verhältnisse: DAE L2/d = 4.2; Vd = 330 m/sec. (Mach 1); -J- ~ 2.5 →MDE = Mach 3.2 α.
Eine Verlängerung des Beschleunigungskanales 1 1 mit entsprechendem Öffnungswinkel bewirkt eine Vergrösserung des Stossfrontdurchmessers DAE. Unmittelbar in dem Bereich der Stossfrontbildung entsteht die grösstmögliche Verdichtungsstossfront 1 3 mit anschliessender abrupter Druckerhöhungszone 14. Die eingentliche Texturierung findet im Bereich der Verdichtungsstossfront 13 statt. Die Luft bewegt sich etwa um den Faktor 50 schneller als das Garn. Durch viele Versuche konnte ermittelt werden, dass die Ablösestelle A3, A4 auch in den Beschleunigungskanal 1 1 hinein wandern kann, nämlich dann, wenn der Speisedruck abgesenkt wird. In der Praxis gilt es nun, für jedes Garn den optimalen Speisedruck zu ermitteln, wobei die Länge {12) des Beschleunigungskanales für den ungünstigen Fall ausgelegt wird, also eher etwas zu lang gewählt wird. Mit MB ist die Mittellinie der Einblasbohrung 1 5 und MGK die Mittellinie des Garnkanales 4 und der Schnittpunkt von MGK sowie MB mit SM bezeichnet. Pd ist die Stelle des engsten Querschnittes am Beginn des Beschleunigungskanales 1 1 , £1 ist der Abstand vom SM und Pd, 12 der Abstand von
Pd bis zum Ende des Beschleunigungskanales (A4). Löff bezeichnet etwa die Länge der Garnöffnungszone, Ltex etwa die Länge der Garntexturierzone. Je grösser der Winkel ß, desto mehr wird die Garnöffnungszone nach rückwärts vergrössert.
In der Folge wird nun auf die Figur 2 Bezug genommen, welche eine bevorzugte Ausführungsform eines ganzen Düsenkernes 5 im Querschnitt zeigt. Die äussere Einpassform wird bevorzugt exakt den Düsenkernen des Standes der Technik angepasst. Dies betrifft vor allem die kritische Einbaumasse, den Bohrungsdurchmesser BD, die Gesamtlänge L, die Düsenkopfhöhe KH sowie die Distanz LA für die Druckluftanschlüsse PP'. Die Versuche haben ergeben, dass ein Einblaswinkel ß grösser als 48° optimal ist. Die Distanz X der entsprechenden Druckluftbohrungen 15 ist in Bezug auf den Beschleunigungskanal kritisch. Der Düsenkern 5 weist im Einlaufbereich des Garnes, Pfeil 16, einen Garneinführungskonus 6 auf. Das Mass "X" (Figur 6) zeigt an, dass die Druckluftbohrung 1 5 bevorzugt wenigstens etwa um die Grosse des Durchmessers d vom engsten Querschnitt 3 zurückversetzt ist. In Transportrichtung gesehen (Pfeil 1 6) weist die Texturierdüse 1 bzw. der Düsenkern 5 einen Garneinführkonus 6, einen zylindrischen mittleren Abschnitt 7, einen Konus 8 auf, der gleichzeitig dem Beschleunigungskanal 1 1 entspricht, sowie einen erweiterten Texturierraum 9. Der Texturierraum wird quer zur Strömung durch eine Trompetenform 1 2 begrenzt, welche auch als offener konischer Trichter ausgebildet sein kann. Die Figur 2 zeigt in mehrfacher Vergrösserung gegenüber der wirklichen Grosse einen zweiteiligen Düsenkern 5, bestehend aus einem Keramik-Düsenkern 24 sowie einem äusseren Düsenkernmantel 25 mit einem Leit- oder Prallkörper 10. Der neue Düsenkern 5 kann als Austauschkern für einen Düsenkern des Standes der Technik konzipiert werden. Insbesondere die Abmessungen Bd, EL als Einbaulänge, LA + KH sowie KH werden deshalb bevorzugt nicht nur gleich, sondern auch mit den gleichen Toleranzen hergestellt. Bevorzugt wird ferner auch die Trompetenform in dem äusseren Austrittsbereich gleich hergestellt wie im Stand der Technik, mit einem entsprechenden Radius R. Der Prallkörper 10 kann eine beliebige Form haben: sphärisch, kugelförmig, flach oder sogar im Sinne einer Kalotte. Die genaue Lage des Prallkörpers in dem Austrittsbereich bleibt durch die Beibehaltung der äusseren Masse erhalten, entsprechend ein gleicher Abzugspalt Sp1. Der Texturierraum 18 wird rückwärts durch den Beschleunigungskanal 1 1 begrenzt. Der Texturierraum kann je nach Höhe des gewählten Luftdruckes auch in den Beschleunigungskanal hinein vergrössert sein. Der Keramik-Düsenkern 24 wird, wie im Stand der Technik, als Ganzes aus einem hochwertigen Material, wie Keramik hergestellt und ist das eigentlich teure Teil einer Texturierdüse. Wichtig bei der neuen Düse ist, dass die konische zylindrische Wandfläche 17 wie auch die Wandfläche 19 in dem Bereich des Beschleunigungskanales ferner die Mündungsstelle der Druckluftbohrungen 1 5 in den Garnkanal höchste Güte hat.
Die Figur 3 zeigt einen ganzen Düsenkopf 21 mit einem zweiteiligen Düsenkern 5 sowie einem Prallkörper 10, der über einem Arm 22 verstellbar in einem bekannten Gehäuse 20 verankert ist. Für das Einfädeln wird der Prallkörper 10 mit dem Arm 22 auf bekannte Weise entsprechend Pfeilen 23 aus dem Arbeitsbereich der Texturierdüse weggezogen bzw. weggeschwenkt. Die Druckluft wird aus einer Gehäusekammer 27 über die Druckluftbohrungen 1 5 zugeführt. Der Düsenkern 5 wird über eine Klemmbride 26 an dem Gehäuse 20 festgeklemmt. Anstelle einer kugeligen Form kann der Prallkörper auch eine Kalottenform haben.
Die Figuren 4a, 4b und 4c zeigen eine Lösung des Standes der Technik entsprechend EP 0 088 254 mit einem langen Garnführungskanal 29, durch welchen das zu texturierende Garn 30 läuft. Der Garnführungskanal 29 wird durch eine radiale Druckluftbohrung 1 5 mit Druckluft versorgt. Die Einblasbohrung 1 5 schliesst mit der Achse des Garnführungskanales 29 einen Winkel von etwa 48° ein. Der Durchmesser der Einblasbohrung 1 5 beträgt 1 ,1 mm. Der Garnführungskanal 29 hat einen Durchmesser d^ von 1 ,5 mm und weist eine sich nach aussen erweiternde, konvex gewölbte Austrittsöffnung auf. Die konvexe Wölbung hat die Form eines Kreisbogens mit einem Radius R von 6,5 mm, zu welchem die Stirnfläche 34 der Texturierdüse 1 eine Tangentialebene bildet, wobei die Berührungspunkte des Wölbungsbogens mit der Tangentialebene auf einem Kreis mit dem Durchmesser D liegen. Der Durchmesser D entspricht der Formel D = d^ + 2 R und beträgt damit 14,5 mm. Der Prallkörper 10, dessen Durchmesser d2 1 2,5 mm beträgt, ragt ragt teilweise in die Kanalaustrittsöffnung 35 hinein und bildet mit der Innenwand der letzteren einen Ringspalt 31 . Das aus der Düse austretende Garn 30* wird über den Rand der Austrittsöffnung abgezogen.
Wie in den Figuren 4a und 4b dargestellt, ist an dem die Düse tragenden Gehäuse 20 ein Träger 33 angebracht mit einer Achse 32, um welche ein mit dem Prallkörper 10 fest verbundener Arm 22 schwenkbar ist. Durch Schwenkung des Armes 22 kann der Ringspalt 31 eingestellt bzw. der Leitkörper für das Einfädeln abgehoben werden. Das glatte Garn 30 wird über ein Lieferwerk 36 der Texturierdüse 1 zugeführt und als texturiertes Garn 30* über ein Lieferwerk 37 abgezogen.
Die Figur 5 zeigt unten links rein schematisch die Texturierung des Standes der Technik gemäss EP 0 088 254. Dabei sind zwei Hauptparameter hervorgehoben: eine Öffnungszone Oe-Zi sowie ein Stossfrontdurchmesser DAs, ausgehend von einem Durchmesser d, entsprechend einer Düse, wie in der EP 0 088 254 beschrieben ist. Demgegenüber ist rechts oben die Texturierung gemäss EP 0 880 61 1 dargestellt. Deutlich erkennbar ist dabei, dass die Werte Oe-Z2 sowie DAE grösser sind. Die Garnöffnungszone Oe-Z2 beginnt kurz vor dem Beschleunigungskanal in dem Bereich der Druckluftzufuhr P und ist bereits deutlich grösser in Bezug auf die relativ kurze Garnöffnungszone Oe-Zi der Lösung gemäss EP 0 088 254. Die wesentliche Aussage der Figur 5 liegt in dem diagrammatischen Vergleich der Garnspannung gemäss Stand der Technik (Kurve T 31 1 ) mit Mach < 2 sowie einer erfindungsgemässen Texturierdüse (Kurve S 31 5) mit Mach > 2 sowie der neuen Düse. In der Vertikalen des Diagrammes ist die Garnspannung in CN. In der Horizontalen ist die Produktionsgeschwindigkeit Pgeschw. in m/min. dargestellt. Die Kurve T 31 1 lässt das deutliche Zusammenfallen der Garnspannung über einer Produktions-geschwindigkeit von 500 m/min. erkennen. Oberhalb etwa 650 m/min. brach die Texturierung mit der Düse entsprechend EP 0 088 254 zusammen. Im Gegensatz dazu zeigt die Kurve S 31 5 mit der entsprechenden Düse aus der EP 0 880 61 1 , dass die Garnspannung nicht nur viel höher ist, sondern in dem Bereich von 400 bis 700 m/min. nahezu konstant ist und auch im höheren Produktionsbereich nur langsam abfällt. Die Erhöhung der Machzahl ist einer der wichtigsten Parameter für die Intensivierung der Texturierung. Die Vergrösserung des Einblaswinkels ist einer der wichtigsten Parameter für Qualität der Texturierung, wie mit der neuen Düse als drittes Beispiel links oben dargestellt ist. Als Beispiel ist der Einblaswinkel mit dem Bereich von 50° bis 60° angegeben. Die Garnöffnungszone 0e-Z3 ist grösser als in der Lösung rechts oben (gemäss EP 0 880 61 1 ) und bedeutend grösser als in der Lösung links unten (gemäss EP 0 088 254). Die anderen verfahrenstechnischen Verfahrensparameter sind bei allen drei Lösungen gleich. Neben dem unterschiedlichen Einblaswinkel von dem Bereich 45 ° bis 48° und neu über 45° liegt der überraschend positive Effekt im ersten Abschnitt der Garnöffnungszone, wie OZi sowie OZ2 bzw. wie dies im entsprechenden Kreis markiert ist. Der äussere Unterschied liegt nur in der Änderung des Einblaswinkels. Der markante Anstieg der Fadenspannung beginnt bei einem Winkel von über 48° und kann nur mit einer kombinatorischen Wirkung verstanden werden. Zumindest soweit zur Zeit der überraschend positive Effekt verstanden wird, bedeutet 48° Einblaswinkel eine Schwelle, dies vor allem bei Texturierdüsen gemäss EP 0 880 61 1 . Dieser Texturedüsentyp hat eine genügende Leistungsreserve, so dass selbst eine geringfügige Intensivierung der Garnöffnung in eine Steigerung der Garnqualität umgesetzt wird.
In der Praxis läuft das texturierte Garn nach dem zweiten Lieferwerk über einen Qualitätssensor, z.Bsp. mit der Marktbezeichnung HemaQuality, genannt ATQ, in welchem die Zugkraft des Garns 30* (in cN) sowie die Abweichung der momentanen Zugkraft (Sigma %) gemessen wird. Die Messsignale werden einer Rechnereinheit zugeführt. Die entsprechende Qualitätsmessung ist Voraussetzung für die optimale Überwachung der Produktion. Die Werte sind auch ein Indikator für die Garnqualität. Im Luftblastexturierprozess ist die Qualitätsbestimmung insofern erschwert, als keine definierte Schlingengrösse besteht. Es lässt sich viel besser die Abweichung gegenüber der vom Kunden als gut befundenen Qualität feststellen. Mit dem ATQ- System ist dies möglich, da die Garnstruktur und deren Abweichung über einen Fadenspannungssensor festgestellt, ausgewertet und durch eine einzige Kennzahl, dem AT-Wert, angezeigt werden kann. Ein Fadenspannungssensor erfasst als analoges elektrisches Signal insbesondere die Fadenzugkraft nach der Texturierdüse. Dabei wird aus Mittelwert und Varianz der Fadenzugkraft-Messwerte laufend der AT- Wert errechnet. Die Grosse des AT-Wertes ist von der Struktur des Garnes abhängig und wird vom Anwender nach seinen eigenen Qualitätsansprüchen ermittelt. Verändert sich während der Produktion die Fadenzugkraft oder die Varianz (Gleichmässigkeit) der Fadenspannung, ändert sich auch der AT-Wert. Wo die oberen und unteren Grenzwerte liegen, kann mit Garnspiegeln, Strick- oder Gewebeproben ermittelt werden. Sie sind je nach Qualitätsansprüchen verschieden. Der Vorteil der ATQ-Messung, dass verschiedenartige Störungen aus dem Prozess gleichzeitig erfasst werden, z.Bsp. Stellengleichheit der Texturierung, Fadenbenetzung, Filamentbrüche, Düsenver-schmutzung, Prallkugelabstand, Hotpin-Temperatur, Luftdruckunterschiede, POY-Steckzone, Garnvorlage, usw.
In der Folge wird auf die Figuren 6a und 6b Bezug genommen. Die beiden Figuren zeigen den "Rahmen" für die Kernfunktion bei der Erzeugung von Schlingengarn. Die Figur 6a geht aus von den Lösungen gemäss den Figuren 4a bis 4c. Die Figur 6b geht von der Lösung gemäss Figuren 1 , 2 und 3 aus. Die entsprechenden Teile der beiden Figuren sind mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die beiden Figuren 6a und 6b zeigen etwa die Grössenproportionen der einzelnen Bereiche für die Kernfunktionen.
Die Figur 6a zeigt anschaulich, dass der zylindrische Abschnitt zyl. A etwa doppelt so lang ist wie der Erweiterungsabschnitt EA. Drei radiale Einblasbohrungen 1 5 sind um eine Distanz ö.A, dem Öffnungsabschnitt, gegenüber dem Erweiterungsabschnitt EA zurückversetzt, und liegen in dem mittleren Bereich des zylindrischen Abschnittes, wie entsprechend dem Einblasabschnitt (Einbl. A.) eingezeichnet ist. Beim Erweiterungsabschnitt EA ist der Durchmesser D sowie der Radius R von grösser Wichtigkeit. Der zylindrische Abschnitt weist einen Durchmesser Gd auf. Ein weiteres besonderes Merkmal der Lösung gemäss Figur 6a ist der Winkel α, welcher in Transportrichtung des Garnes gemäss Pfeil 16 einen Winkel von etwa 48° aufweist. Ein Einführungskonus EK ist nur so lang wie für das Einfädeln erforderlich ist, ist jedoch nur ganz kurz. Der Durchmesser Bd wird entsprechend dem Stand der Technik dimmensioniert. Ein Vergleich der Figuren 4a sowie 6a zeigt anschaulich, dass der zylindrische Abschnitt (zyl. A) der neuen Lösung weniger als halb so lang ist, im Verhältnis zu der Lösung des Standes der Technik gemäss Figur 4a. Dies ist ein wichtiges Merkmal bei der konkreten Ausgestaltung eines erfindungsgemässen Keramik-Düsenkernes. Von der Texturierfunktion aus betrachtet wurde im Stand der Technik die Länge des Garnführungskanales unnötig lange konzipiert. Der Garnführungskanal GA richtete sich im Stand der Technik nach der Dickenabmessung des Gehäuses 20, wie aus der Figur 4b deutlich ersichtlich ist.
Die Figur 6b zeigt gegenüber der Figur 6a zwei besondere Merkmale. Die Lösung gemäss Figur 6b weist an Stelle eines trompetenförmigen Abschnittes EA einen ersten konischen Abschnitt (Kon A.) sowie einen trompetenförmigen Texturier- abschnitt TA* auf, entsprechend der Lösung der EP-PS 0 880 61 1 . Ein Vergleich der Figuren 6a und 6b zeigt, dass der zylindrische Abschnitt zyl. A* bei der Figur 6b verkürzt ausgebildet ist, entsprechend den Angaben X1 und X2. Als Gewinn ist der Öffnungsabschnitt öA* bei der Figur 6b vergrössert ausgebildet. Der konische Abschnitt wird bevorzugt mit einem Öffnungswinkel χ von 12° bis 40° ausgebildet. Das zweite besondere Merkmal liegt in der Anordnung der radialen Einblasbohrung 15, mit einem Winkel ß von vorzugsweise 50° bis 70°, welcher die Stabilität der Texturierung auf ein sehr hohes Niveau steigert und beste Texturierqualitäten erlaubt.
Die Figur 7 zeigt eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung, welche von der EP-PS 1 022 366 ausgeht. Die Praxis zeigt, dass Luftblastexturierdüsen für die Herstellung von Schlingengarn in relativ kurzen Zeitintervallen gereinigt werden müssen. Die EP-PS 1 022 366 schlägt nun vor, den Düsenkern dauernd oder alternierend in Drehung zu versetzen. Dadurch gelang es, das Reinigungsintervall massiv zu verlängern. Die Figur 7 zeigt wie die neue Erfindung auch in einem rotierend angetriebenen Düsenkern eingesetzt werden kann. Es wird dazu vorgeschlagen, einen zweiteiligen Düsenkern einzusetzen, etwa gemäss Figur 2. Die Figur 7 zeigt als Beispiel das gleichzeitige Verbinden und Texturieren von zwei Garnen, eines Garnes A sowie eines Garnes B, welche über je einen Fadenführer 40 resp. 41 in den Garneinführungskonus 6 geführt werden. Der Düsenkern bestehend aus einem Keramik-Düsenkern 24 sowie einem äusseren Düsenkernmantel 25 ist in einer rotierbar gelagerten Drehhülse 42 angeordnet, welche über Kugellager 43 in dem Antriebsgehäuse 44 gelagert ist. Die Druckluft wird über eine Druckluftkammer 45 sowie einem Druckluftanschluss 46 zugeführt, wobei durch mehrere Dichtungen 47 ein Entweichen von Druckluft verhindert wird. Ein Schneckenrad 48 ist über einen Kragen 49 sowie einem Deckel 50 in dem Antriebsgehäuse 44 gehalten. Der Antrieb erfolgt über eine Antriebswelle 51 , einem Übertriebsrad 52 sowie einem Schneckenrad 48.
Die Figur 8 zeigt in 3D-Darstellung einen zweigeteilten Düsenkern, entsprechend der Figur 6a und den Figuren 3 und 7. Die Figur 8 zeigt den Zusammenbau eines Keramik-Düsenkernes 24 mit einem äusseren Düsenkernmantel 25. Der Keramik- Düsenkern 24 kann wie in der Figur 8 angedeutet ist, in den Düsenkernmantel 24 von Hand eingeschoben werden, wobei mit der letzten Einschiebebewegung eine schnappartig funktionierende Arretierung 60 der Keramikdüsenkern 24 exakt in Position gehalten wird. Nach aussen bildet sich eine plane Fläche 34 entsprechend Figur 2. Zwischen dem Keramik-Düsenkörper 24 sowie dem äusseren Düsenkernmantel wird eine zylindrische Druckluftkammer 61 gebildet, welche nach aussen durch Dichtungen 62 verschlossen ist, so dass die Druckluft nur über die radialen Einblasbohrungen 1 5 in den Garnkanal 4 strömen kann. Das Beispiel gemäss Figur 8 zeigt sehr anschaulich ein weiteres, sehr wichtiges Merkmal der neuen Lösung, nämlich die Forderung der angenähert konstanten Wandstärke des Keramik-Düsenkernes 24, wobei an drei Stellen, WSt1 , WSt2, WSt3 jeweils mit einem Masspfeil die Wandstärke angezeigt ist. Für die Forderungen des Einbaues sind bei den äusseren Düsenkernmantel 25 mit den Masspfeilen D1 , D2, D3 drei verschiedene Dicken angegeben. Da der äussere Düsenkernmantel z.B. in Kunststoff hergestellt werden kann, haben selbst grosse Dickenvariationen keinen schädlichen Einfluss. Der innere Keramik-Düsenkern kann dagegen optimal nach den Anforderungen für die Herstellung von Keramikrohlingen im Pressverfahren, insbesondere im Spritzverfahren produziert werden.
Die Figur 9 veranschaulicht im Schnitt die Lösung gemäss Figur 6a und 8.
Die Figur 10 zeigt im Schnitt die Figuren 6b und 8. In beiden Figuren ist der Keramik- Düsenkern 24 in den äusseren Düsenkernmantel 25 eingebaut. Gemäss einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung kann der Keramik-Düsenkern 24 direkt in ein Gehäuse 20 etwa gemäss Figur 4b eingebaut werden. Dabei muss das Gehäuse 20 Einpassöffnungen entsprechend dem miniaturisierten Keramik-Düsenkern 24 aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Düsenkerns als Teil einer Vorrichtung für die Erzeugung von Schlingengarn, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramik-Düsenkern mit angenähert konstanter Wandstärke ausgebildet und in der Grosse reduziert ist auf die zentralen Funktionen des Garnbehandlungskanals mit Lufteinblasung und Garnaustritt für die Schlingenbildung und im Formverfahren hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Keramik-Düsenkern im Hochpräzisionsverfahren gespritzt wird.
3. Düsenkern für eine Vorrichtung zur Erzegung von Schlingengarn, dadurch gekennzeichnet, dass er als Keramik-Düsenkern mit angenähert konstanter Wandstärke ausgebildet ist und in der Grosse auf die zentralen Funktionen des Garnbehandlungskanals in Lufteinblasung und Garnaustritt für die Schlingenbildung reduziert und im Formverfahren herstellbar ist.
4. Düsenkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Garnbehandlungskanal mindestens einen zylindrischen Abschnitt (zyl. A.) sowie einen Erweiterungsabschnitt E.A. aufweist, wobei die Einblasung (Einbl.) innerhalb des zylindrischen Abschnittes, vorzugsweise etwa im mittleren Bereich der Längsseite des Düsenkerns, angeordnet ist, wobei der Erweiterungsabschnitt vorzugsweise vollständig trompetenförmig ausgebildet ist oder einen konischen sowie einen trompetenförmigen Abschnitt aufweist, wobei im Falle eines konischen Abschnittes dieser einen Öffnungswinkel von mindestens 12° aufweist.
5. Düsenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinblasung des Keramik-Düsenkerns eine oder mehrere, vorzugsweise drei Einblasbohrungen aufweist, welche winklig in Transportrichtung geneigt in einem Winkel von mindestens 48°, insbesondere in dem Bereich von 52° bis 65° angeordnet sind.
6. Düsenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er Teil eine Vorrichtung ist, welche einen in den Erweiterungsabschnitt einsenkbaren, kugelförmigen Prallkörper aufweist, wobei der äussere Durchmesser der konvex gewölbten Austrittsöffnung des Kanals mindestens gleich dem 4-fachen des Durchmessers des Kanals und mindestens gleich dem 0,5-fachen des Durchmessers des kugel- bzw. halbkugelförmigen Leitkörpers (5) ist.
7. Düsenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er zweiteilig ausgebildet ist und einen äusseren Düsenkörper aufweist, in welchen der Keramik-Düsenkern einsetzbar ist.
8. Düsenkern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äusseren Düsenkörper sowie dem Keramik-Düsenkern eine Klemmstelle angeordnet ist zur Befestigung des Keramik-Düsenkerns im äusseren Düsenkörper, wobei vorzugsweise zwischen dem Keramik-Düsenkern sowie dem Düsenkörper im Bereich des zylindrischen Abschnittes ein ringförmiger Druckluftkanal angeordnet ist, über welchen die Lufteinblasung mittels der Einblasbohrungen erfolgt und der ringförmige Druckluftkanal besonders vorzugsweise in den beiden Endbereichen des zylindrischen Abschnittes je eine Dichtstelle aufweist zur Abdichtung der Druckluft.
9. Düsenkern nach einem der Ansprüche 9 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass der Düsenkern als Schnellwechsel-Element innerhalb der Vorrichtung ausgebildet ist und zusammen mit dem Keramik-Düsenkern aus der Vorrichtung schnell ein- und ausbaubar ist, wobei er vorzugsweise zweiteilig ausgebildet ist mit einem inneren Keramik-Düsenkern sowie einem äusseren Düsenkörper und beide Teil einer Vorrichtung mit Drehantrieb sind, wobei der Düsenkörper mit dem eingebauten Keramik-Düsenkern antreibbar ist.
10. Düsenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass er zweiteilig ausgebildet ist mit einem Keramik-Düsenkern sowie einem äusseren Düsenkörper, wobei in zusammengebautem Zustand das Garnaustrittsende eine etwa plane Fläche bildet und mit der Gestaltung des Düsenkörpers Form- und Dickenvariationen aufgefangen werden, wobei der Düsenkörper als Kunststoffspritzteil hergestellt und in den äusseren Abmessungen als Wechselteil in Bezug auf entsprechende Lösungen des Standes der Technik ausgebildet ist.
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