EP2691564B1

EP2691564B1 - Vorrichtung zum erzeugen von verwirbelungen an einem multifilen faden

Info

Publication number: EP2691564B1
Application number: EP12711126.8A
Authority: EP
Inventors: Claus Matthies; Jan Westphal
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2032-03-19
Also published as: CN103476978A; WO2012130645A2; JP2014512461A; CN103476978B; US9422646B2; KR20140025423A; WO2012130645A3; KR101946081B1; DE102011015689A1; TW201239147A; JP5908060B2; EP2691564A2; US20140090220A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Verwirbelungen an einem multifilen Faden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen von Verwirbelungen an einem multifilen Faden ist aus der US 5,134,840 bekannt.
Bei der Herstellung von synthetischen Fäden werden diese aus einer Vielzahl einzelner Filamentstränge gebildet, die zur Weiterverarbeitung mit Verflechtungsknoten oder Verwirbelungen zu einem Fadenschluss verbunden werden. Um einen derartigen Fadenschluss an den multifilen Fäden zu erzeugen, ist es bekannt, die Verwirbelungen an dem mutlifilen Faden durch eine Druckluftbehandlung zu erzeugen. Je nach Fadentyp und Prozess können hierbei unterschiedliche Behandlungsmethoden von einfacher Verwirbelung bis hin zur Erzeugung von Knoten erreicht werden. Grundsätzlich lassen sich zwei Arten von Druckluftbehandlungen von Fäden unterscheiden. Bei einer Variante wird über eine Düsenbohrung in einen Behandlungskanal ein kontinuierlicher Druckluftstrom erzeugt, der im Wesentlichen quer auf einen kontinuierlich geführten Faden gerichtet ist. Derartige Verfahren und Vorrichtungen besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass ein permanenter Druckluftverlust ansteht und zudem relativ hohe Drücke erforderlich sind, um eine Intensivierung der Verwirbelung in den Fäden zu erhalten.
Bei einer zweiten Variante der Druckluftbehandlung, von der die Erfindung ausgeht, wird über die Düsenbohrung in dem Behandlungskanal ein impulsartiger Druckluftstrom erzeugt. Hierzu ist der Düsenbohrung eine Luftzuführeinrichtung zugeordnet, die mit der Düsenbohrung gemeinsam einen impulsartigen Druckluftstrom in dem Behandlungskanal erzeugt, der in einer Zeitfolge wiederkehrend auf den Faden gerichtet wird. Eine derartige Vorrichtung ist aus der zuvor zitierten Druckschrift bekannt. Hierzu weist die Druckluftzuführeinrichtung eine Druckkammer auf, die zu Einspeisung der Druckluft in die Düsenbohrung genutzt wird. Die Druckkammer ist mit einer Druckquelle verbunden, durch welche eine Druckluft in die Druckkammer geleitet wird. Die Druckkammer ist in einem hohlzylindrischen Rotor integriert, der an seinem Umfang mehrere Kammeröffnungen aufweist. Die Kammeröffnungen lassen sich bei Drehung des Rotors abwechselnd mit einer Düsenbohrung verbinden, die in einen Behandlungskanal mündet, in welcher ein Faden geführt ist. Bei Drehung des Rotors wird in einer Zeitspanne, während eine Kammeröffnung mit der Düsenbohrung kommuniziert, ein Druckluftstrom über die Düsenbohrung impulsartig in den Behandlungskanal eingeleitet.
Bei der bekannten Vorrichtung treten innerhalb der Druckkammer impulsartige Druckschwankungen auf, die sich fortpflanzen und zu Störungen und Geräuschen in der Druckluftversorgung führen. Andererseits ist zu gewährleisten, dass die beim Erzeugen eines impulsartigen Druckluftstromes verursachten Druckverluste innerhalb der Druckkammer schnell kompensiert werden, um den nachfolgenden Druckluftstrom mit gleicher Intensität erzeugen zu können. Daher ist die bekannte Vorrichtung nur für relativ langsame Fadenlaufgeschwindigkeiten im Bereich von 500 m/min. geeignet.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Verwirbelungen an einem multifilen Faden der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, mit welcher Fäden bei höheren Fadengeschwindigkeiten im Bereich von oberhalb 2.000 m/min. behandelt werden können.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, die gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, dass eine ungestörte Druckluftversorgung auch für höhere Betriebsdrücke gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Volumenspeicher zwischen der Druckkammer und der Druckquelle angeordnet ist und dass der Volumenspeicher ein Speichervolumen aufweist, das größer als ein Kammervolumen der Druckkammer ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den besonderen Vorteil, dass die im Betrieb auftretenden Druckimpulse innerhalb des Volumenspeichers aufgenommen und gegenüber dem Druckluftversorgungsnetz gedämpft werden können. Zudem stehen zur Erzeugung der impulsartigen Druckluftströme relativ große Luftmengen zur Verfügung, die auch bei höheren Betriebsdrücken einen relativ geringen Druckabfall bewirken. So können auch bei höheren Betriebsdrücken im Bereich von 6 bis 10 bar hochdynamische Druckluftströme zum Verwirbeln eines Fadens erzeugt werden.
Um einerseits eine hohe Dynamik beim Erzeugen der durch die Düsenbohrungen strömenden Druckluftströme zu erhalten und andererseits eine hohe Dämpfung der Druckimpulse zu erzeugen, hat sich die Weiterbildung der Erfindung besonders bewährt, bei welcher das Speichervolumen des Volumenspeichers um ein vielfaches vorzugsweise um einen Faktor >20 größer ist als das Kammervolumen der Druckkammer. Damit besteht die Möglichkeit, die Druckkammer unmittelbar in einer kompakten Einheit direkt der Düsenbohrung zuzuordnen, so dass kurze Wegstrecken zur Erzeugung verlustarmer Druckluftströme möglich sind.
Damit während eines Prozesses eine im Wesentlichen konstanter Betriebsdruck gehalten werden kann, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders verwendet, bei welcher ein Druckregler zwischen der Druckquelle und dem Volumenspeicher angeordnet ist. Somit lässt sich die Druckluft innerhalb des Volumenspeichers auf einen im Wesentlichen konstanten Betriebsdruck halten. Die Höhe des Betriebsdruckes wird dabei im Wesentlichen durch den Prozess und den Fadentyp sowie Fadentiter bestimmt. Üblicherweise lässt sich der Betriebsdruck durch den Druckregler auf einen in etwa konstanten Wert regeln, der im Bereich von 2 bis 12 bar liegen kann.
Je nach Beschaffenheit der Umgebung, in welcher die Behandlung an dem Faden zum Verwirbeln durchgeführt werden muss, lässt sich der Volumenspeicher vorteilhaft durch einen Druckbehälter und/oder ein Leitungsstück bilden.
Die Anbindung zwischen der Druckkammer und dem Volumenspeicher erfolgt dabei vorteilhaft durch eine sehr kurze Verbindungsleitung mit einer Länge von <0,3 m, so dass die bei Erzeugung der impulsartigen Druckluftströme hervorgerufenen Druckimpulse innerhalb der Druckkammer direkt von dem Volumenspeicher aufgefangen werden können.
Um die in der Düsenbohrung erzeugten impulsartigen Druckluftströme mit hoher Frequenz bei entsprechend hohen Fadenlaufgeschwindigkeiten erzeugen zu können, weist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Luftzuführeinrichtung bevorzugt einen rotierenden Düsenring mit einer umlaufenden Führungsnut auf, in welcher Führungsnut die Düsenbohrung mündet. Die Druckkammer weist eine Kammeröffnung auf, die durch Drehung des Düsenringes kurzzeitig mit der Düsenbohrung verbindbar ist. Die Frequenz zur Erzeugung der Druckluftströme lässt sich so durch Drehung des Düsenringes bestimmen. Der Düsenring kann dabei über eine Fadenreibung oder durch einen Fremdantrieb angetrieben werden.
Zur Bildung des Behandlungskanals ist dem Düsenring an einem Kontaktbereich zwischen der Führungsnut und dem Faden eine Abdeckung zugeordnet. Der Kontaktbereich definiert dabei die Zone an dem Düsenring, in welcher die Düsenbohrung mit der Kammeröffnung der Druckkammer verbunden ist. Insoweit stellt die Abdeckung gleichzeitig eine Prallplatte dar, die zur Erzeugung der Verwirbelung erforderliche Luftführung in den Behandlungskanal zu erhalten.
Je nach Ausbildung der Druckkammer lässt sich der Düsenring hohlzylindrisch mit einer zylindrischen Gleitfläche oder scheibenförmig mit einer stirnseitigen Gleitfläche ausbilden, die mit korrespondierenden Dichtflächen eines Stators zusammenwirken, in denen die Druckkammer mit einer Kammeröffnung ausgebildet ist.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Luftzuführeinrichtung mit einem stationär gebildeten Behandlungskanal zu kombinieren. In diesem Fall ist die Druckkammer innerhalb eines rotierenden Rotors ausgebildet, der im Umfang eine Kammeröffnung aufweist. Der Rotor wird von einem zylindrischen Stator umschlossen, der in einem Bereich die Düsenbohrung mit integriertem Behandlungskanal aufweist. Der Stator weist eine innenliegende Dichtfläche auf, die mit einer äußeren Gleitfläche des Rotors zusammenwirkt. Auch damit sind sehr kurze Wegstrecken zwischen der Düsenbohrung und der Druckkammer realisierbar, so dass geringe Druckverluste bei der Erzeugung der impulsartigen Druckluftströme auftreten. Damit lassen sich hochdynamische Drucklaufstöße erzeugen, die bevorzugt zur Erzeugung von Verflechtungsknoten in einem multifilen Faden genutzt werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet, an multifilen Fäden bei Fadengeschwindigkeiten von oberhalb 2.000 m/min. stabile und ausgeprägte Verwirbelungen und Verflechtungsknoten in hoher Anzahl zu erzeugen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:

Fig. 1: ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 2: schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 3: schematisch eine Querschnittansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2
Fig. 4: schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 5: schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

In Fig. 1 ist ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Verwirbelungen an einem multifilen Faden gezeigt. Die Behandlung eines Fadens erfolgt hierbei innerhalb eines Behandlungskanales 3, der zwischen einem Düsenträger 1 und einer Abdeckung 4 ausgebildet ist. An dem Düsenträger 1 ist eine Düsenbohrung 2 vorgesehen, die mit einem Ende in dem Behandlungskanal 3 mündet und mit einem anderen Ende mit einer Luftzuführeinrichtung 5 verbunden ist. Die Luftzuführeinrichtung 5 ist hier nicht näher dargestellt und wird in nachfolgenden Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
Der Luftzuführeinrichtung 5 ist eine Druckkammer 6 und eine Volumenspeicher 7 zugeordnet. Die Druckkammer 6 weist ein Kammervolumen auf, das in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen V₁ gekennzeichnet ist. Der Volumenspeicher 7 weist demgegenüber ein wesentlich größeres Speichervolumen auf, das in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen V₂ gekennzeichnet ist.
Auf einer Einlassseite ist der Volumenspeicher 7 über einen Druckregler 8 mit einer Druckquelle 9 verbunden.
Im Betrieb wird die Druckquelle 9 aktiviert, so dass der Volumenspeicher 7 und die Druckkammer 6 mit einer Druckluft befüllt werden. Der Druckregler 8 gewährleistet hierbei, dass ein vorbestimmter Betriebsdruck in dem Volumenspeicher 7 und der Druckkammer 6 gehalten wird.
Um einen durch den Behandlungskanal 3 geführten Faden mit einem impulsartigen Druckluftstrom wiederkehrend zu behandeln, wird über die Luftzuführeinrichtung 5 kurzzeitig eine Verbindung zwischen der Düsenbohrung 2 und der Druckkammer 6 hergestellt. Dabei wird während der Öffnungszeit der Düsenbohrung 2 ein impulsartiger Druckluftstrom erzeugt und in den Behandlungskanal 3 zur Fadenbehandlung eingeleitet. Um geringe Verluste und kurze Reaktionszeiten zu erhalten, ist die Druckkammer 6 vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Düsenbohrung 2 angeordnet. Die in einer bestimmten Frequenz erzeugten Druckluftströme verursachen innerhalb der Druckkammer 6 Druckimpulse, die sich zu dem Volumenspeicher 7 zurückpflanzen und dort aufgrund eines wesentlich größeren Speichervolumens wesentlich gedämpft werden, so dass auf der Einlassseite des Volumenspeichers 7 kaum oder nur geringe Druckimpulse wahrnehmbar sind.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat sich herausgestellt, dass das Kammervolumen V₁ und das Speichervolumen V₂ ein Mindestverhältnis aufweisen sollte, um bei den üblichen Betriebsüberdrücken, die im Bereich von 2 bis 12 bar liegen könnten, eine ausreichende Dämpfung zu erhalten. Insbesondere ist dabei zu berücksichtigen, dass das Kammervolumen V₁ der Druckkammer 6 eine bestimmte Größe aufweisen muss, um bei hohen Fadenlaufgeschwindigkeiten von oberhalb 2.000 m/min. eine hohe Dichte von Verwirbelungspunkten an dem Faden erzeugen zu können. So muss nach dem Erzeugen eines Druckluftstromes der Betriebsdruck in der Druckkammer 6 möglichst vor Erreichen des nächsten Druckluftstromes seinen Ursprungswert erreicht haben. So hat sich herausgestellt, dass zwischen dem Speichervolumen und dem Kammervolumen ein Verhältnis von V₂ / V₁ ≥ 20 vorliegen sollte. Insoweit ist das Speichervolumen V₂ des Volumenspeichers 7 um ein vielfaches größer als das Kammervolumen V₁ der Druckkammer 6.
Um an einem synthetischen Faden eine hohe Anzahl von Verflechtungsknoten bei relativ hohen Fadengeschwindigkeiten zu erzeugen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft gemäß der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiels ausgebildet. Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittansicht und in Fig. 3 ist das Ausführungsbeispiel in einem Querschnitt gezeigt.
Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Verwirbelung an einem multifilen Faden ist eine Luftzuführeinrichtung 5 vorgesehen, die als Düsenträger einen rotierenden Düsenring 11 aufweist, der ringförmig ausgebildet ist und am Umfang eine umlaufende Führungsnut 17 trägt. In dem Nutgrund der Führungsnut 17 münden mehrere Düsenbohrungen 2, die über den Umfang des Düsenrings 11 gleichmäßig verteilt ausgebildet sind. Die Düsenbohrungen 2 durchdringen den Düsenring 11 bis zu einer inneren Gleitfläche 22.
Der Düsenring 11 ist über eine stirnseitig ausgebildete Stirnwand 14 und eine zentrisch an der Stirnwand 14 angeordnete Nabe 15 mit einer Antriebswelle 16 verbunden. Die Nabe 15 ist hierzu an einem freien Ende der Antriebswelle 16 befestigt.
Die zylindrische innere Gleitfläche 22 des Düsenringes 11 ist mantelförmig an einem Führungsabschnitt eines Stators 12 geführt, der eine zylindrische Dichtfläche 23 gegenüberliegend zu der Gleitfläche 22 bildet. Der Stator 12 weist am Umfang der zylindrischen Dichtfläche 23 an einer Position eine Kammeröffnung 10 auf, die mit einer im Innern des Stators 2 ausgebildeten Druckkammer 6 verbunden ist. Die Druckkammer 6 ist über eine Verbindungsleitung 18 mit einem Volumenspeicher 7 verbunden, der in diesem Ausführungsbeispiel als ein Druckbehälter 19 ausgeführt ist. Hierbei ist die Verbindungsleitung 18 zwischen der Druckkammer 6 und dem Druckbehälter 19 sehr kurz ausgeführt, um ein direktes Zusammenwirken der beiden Volumina zu erhalten. Die Verbindungsleitung 18 wird hierbei vorzugsweise mit einer Länge ausgeführt, die kleiner 0,3 m ist.
Die Kammeröffnung 10 an dem Stator 12 und die Düsenbohrungen 2 an dem Düsenring 11 sind in einer Ebene ausgebildet, so dass durch Drehung des Düsenringes 11 die Düsenbohrungen 2 in dem Bereich der Kammeröffnung 10 geführt werden. Die Kammeröffnung 10 ist hierzu als ein Langloch ausgebildet und erstreckt sich in radialer Richtung über eine längeren Führungsbereich der Düsenbohrungen 2. Die Größe der Kammeröffnung 10 bestimmt somit eine Öffnungszeit der Düsenbohrungen 2, während diese einen Druckluftimpuls erzeugt. Die Gleitfläche 22 des Düsenringes 11 und die Dichtfläche 23 des Stators 12 bilden einen Dichtspalt, um Druckverluste in der Druckkammer 6 zu vermeiden.
Der Stator 12 ist an einem Träger 13 gehalten und weist eine mittlere Lagerbohrung 24 auf, die konzentrisch zu der zylindrischen Dichtfläche 23 ausgebildet ist. Innerhalb der Lagerbohrung 24 ist die Antriebswelle 16 durch die Lager 32 drehbar gelagert.
Die Antriebswelle 16 ist mit einem Ende mit einem Elektromotor 25 gekoppelt, durch welchen der Düsenring 11 mit vorbestimmter Umfangsgeschwindigkeit antreibbar ist. Der Elektromotor 25 ist hierzu seitlich an dem Stator 12 angeordnet.
Wie aus der Darstellung in Fig. 2 hervorgeht, ist dem Düsenring 11 am Umfang eine Abdeckung 4 zugeordnet, die über eine Schwenkachse beweglich an dem Träger 13 gehalten ist. Alternativ könnte die Abdeckung 4 auch ortsfest gehalten werden, falls zum Anlegen eines Fadens ein Einfädelschlitz zwischen der Abdeckung 4 und dem Düsenring 11 gebildet wäre.
Wie aus der Darstellung in Fig. 3 hervorgeht, erstreckt sich die Abdeckung 4 in radialer Richtung am Umfang des Düsenringes 11 über einen Bereich, der im Innern die Kammeröffnung 10 des Stators 12 einschließt. Die Abdeckung 4 weist auf der zum Düsenring 11 gewandten Seite eine angepasste Abdeckfläche auf, die die Führungsnut 17 zur Bildung eines Behandlungskanals 3 abdeckt. Innerhalb des Behandlungskanals 3 wird ein Faden 26 in der Führungsnut 17 am Umfang des Düsenringes 11 geführt. Hierzu ist im Düsenring 11 auf einer Zulaufseite ein Einlauffadenführer 20 und auf einer Ablaufseite ein Auslauffadenführer 21 zugeordnet. Der Faden 26 lässt sich somit zwischen dem Einlauffadenführer 20 und dem Auslauffadenführer 21 mit einer Teilumschlingung an dem Düsenring 11 in einem Kontaktbereich führen.
Bei dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird zur Erzeugung von Verwirbelungen an dem multifilen Faden 26 eine Druckluft durch die Druckkammer 6 und dem Druckbehälter 19 vorgehalten. Der Düsenring 11, welcher den Faden 26 in der Führungsnut 17 führt, erzeugt kontinuierliche Druckluftimpulse, sobald die Düsenbohrungen 2 in den Bereich der Kammeröffnung 10 gelangen. Hierbei führen die Druckimpulse zu örtlichen Verwirbelungen an dem multifilen Faden 26, so dass sich an dem Faden eine Mehrzahl von Verwirbelungsknoten ausbilden. Das Kammervolumen der Druckkammer 6 sowie das Speichervolumen des Druckbehälters 19 sind dabei auf den jeweiligen Prozess und den jeweilig erforderlichen Betriebsdruck abgestimmt. Dem Druckbehälter 19 ist hierzu ebenfalls auf der Einlassseite ein hier nicht näher dargestellter Druckregler zugeordnet.
In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer alternativ ausgestalteten Luftzuführeinrichtung 5 schematisch in einer Längsschnittansicht gezeigt. Hierbei wird der Düsenträger ebenfalls durch einen rotierenden Düsenring 11 gebildet, der scheibenförmig geformt ist und am Umfang eine Führungsnut 17 aufweist, die in radialer Richtung den Düsenring 11 umspannt. In dem Nutgrund der Führungsnut 17 münden mehrere Düsenbohrungen 2. Die in dem Düsenring 11 ausgebildeten Düsenbohrungen 2 weisen jeweils zwei Düsenbohrungsabschnitte auf, wobei ein erster Abschnitt radial ausgerichtet ist und in den Nutgrund der Führungsnut 17 mündet und der zweite Bohrungsabschnitt axial ausgerichtet ist und an einer Stirnseite 28 des Düsenringes 11 mündet. An der Stirnseite 28 des Düsenringes 11 ist eine Gleitfläche 22 ausgebildet, in welcher die Düsenbohrung 2 mündet. In einem oberen Bereich des Düsenringes 11 ist ein ortsfester Stator 12 gehalten, der mit einer ebenen Dichtfläche 23 über einen Dichtspalt an der stirnseitigen Gleitfläche 22 des Düsenringes 11 gehalten ist. Innerhalb des Stators 12 ist eine Druckkammer 6 ausgebildet, die über eine Verbindungsleitung 18 mit einem Volumenspeicher 7 gekoppelt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Volumenspeicher 7 durch ein Leitungsstück 35 mit vergrößerten Strömungsquerschnitt gebildet. Das Leitungsstück 35 ist auf einer Einlassseite mit einem hier nicht dargestellten Druckregler und eine Druckquelle gekoppelt.
An der ebenen Dichtfläche 23 des Stators 12 ist eine Kammeröffnung 10 ausgebildet, die einen Auslass zur Druckkammer 6 darstellt. Die Kammeröffnung 10 erstreckt sich hierbei über einen Öffnungswinkel, der bei Rotation des Düsenringes 12 die Öffnungszeit der Düsenbohrungen 2 bestimmt.
Oberhalb des Stators 12 ist eine bewegliche Abdeckung 4 dem Düsenring 11 zugeordnet, die zwischen einer Abdeckstellung und einer hier nicht dargestellten geöffneten Stellung hin- und herführbar ist. Die Abdeckung 4 bildet mit dem Düsenring den Behandlungskanal 3, in welchem ein Faden geführt ist.
Durch Drehung wird der Düsenring 11 durch eine zentrisch angeordnete Haltebohrung 29 am Umfang eines Lagerzapfens 30 gehalten. Der Lagerzapfen 30 ist an einem hier nicht dargestellten Maschinengestell drehbar gelagert.
Die Funktion des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3, so dass an dieser Stelle zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird und hier keine weiteren Erläuterungen gegeben werden.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer weiteren alternativen Ausbildung der Luftzuführeinrichtung 5 gezeigt. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 5 ist schematisch in einer Längsschnittansicht gezeigt.
Die Zuführung der Druckluft zu einer Düsenbohrung 2 erfolgt hierbei durch einen drehend gelagerten Rotor 31, der hohlzylindrisch ausgebildet ist und im Innern eine Druckkammer 6 bildet. Der Rotor 31 weist am Umfang eine zylindrische Gleitfläche 22 auf, die mit einer gegenüberliegenden Dichtfläche 23 eines Gehäuses 33 zusammenwirkt. Das Gehäuse 33 weist an einem Umfangsabschnitt eine tangential verlaufende Führungsnut 17 auf, in dessen Nutgrund die Düsenbohrung 2 mündet. Die Düsenbohrung 2 durchdringt das Gehäuse 33 bis zur inneren Dichtfläche 23.
In der Ebene der Düsenbohrung 2 weist der Rotor 31 am Umfang mehrere verteilt angeordnete Kammeröffnungen 10 auf, die bei Drehung des Rotors 31 abwechselnd mit der Düsenbohrung 2 zugeführt werden.
Die mit der Düsenbohrung 2 verbundenen Kammeröffnungen 10 sind durch die Dichtfläche 23 des Gehäuses 33 abgedichtet.
Der Führungsnut 17 in dem Gehäuse 33 ist eine Abdeckung 4 zugeordnet, durch welchen der Behandlungskanal 3 gebildet ist. Innerhalb des Behandlungskanals 3 ist somit ein Faden geführt, der durch die an der Düsenbohrung 2 impulsartig erzeugten Druckluftströme verwirbelt wird. Die Abdeckung 4 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel bewegbar ausgebildet, um das Einlegen des Fadens vor Prozessbeginn zu ermöglichen.
Wie bereits an den vorgenannten Ausführungsbeispielen erläutert, ist auch hier die Druckkammer 6 mit einem Volumenspeicher 7 gekoppelt. Hierzu weist der Rotor 31 eine hohlzylindrische Antriebswelle 2 7 auf, die an einem Lager 32 drehbar gelagert ist und die mit einem hier nicht dargestellten Antrieb gekoppelt ist. An einem Ende ist die Antriebswelle 27 über einen Luftanschluss 34 mit dem Druckbehälter 19 verbunden. Der Luftanschluss 34 enthält einen Drehübertrager, so dass eine Druckluft ins Innere der Hohlwelle 27 geführt werden kann.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt somit eine weitere konstruktive Ausbildung der möglichen Luftzuführeinrichtung, um an einer Düsenbohrung einen impulsartigen Druckluftstrom zu erzeugen. Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele haben alle gemein, dass die Druckkammer 6 unmittelbar der Düsenbohrung 2 zur Erzeugung der Druckimpulse zugeordnet ist. Dabei werden sehr kurze Wegstrecken zwischen dem Behandlungskanal und der Druckkammer realisiert, so dass eine sehr ausgeprägte Fadenbehandlung möglich ist.
Es sei an dieser Stelle jedoch ausdrücklich gesagt, dass die Erfindung auch ähnliche oder alternative Konstruktionsvarianten der Luftzuführeinrichtung 5 erfasst, die hier nicht dargestellt sind. So könnte beispielsweise die impulsartige Abgabe der Druckluft an eine Düsenbohrung durch eine Ventilsteuerung erfolgen.
Desweiteren ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils ein Behandlungskanal zur Behandlung eines Fadens dargestellt. Grundsätzlich können die gezeigten Vorrichtungen auch vorteilhaft zur Behandlung mehrere Fäden parallel nebeneinander verwendet werden. Hierzu ist es möglich, dass jedem Behandlungskanal eine separate Druckkammer von mehreren zugeordnet ist, die gemeinsam an einem Volumenspeicher angeschlossen sind. Es ist jedoch auch möglich, dass mehrere Behandlungskanäle nebeneinander durch eine Druckkammer versorgt werden.

Bezugszeichenliste

1: Düsenträger
2: Düsenbohrung
3: Behandlungskanal
4: Abdeckung
5: Luftzuführeinrichtung
6: Druckkammer
7: Volumenspeicher
8: Druckregler
9: Druckquelle
10: Kammeröffnung
11: Düsenring
12: Stator
13: Träger
14: Stirnwand
15: Nabe
16: Antriebswelle
17: Führungsnut
18: Verbindungsleitung
19: Druckbehälter
20: Einlauffadenführer
21: Auslauffadenführer
22: Gleitfläche
23: Dichtfläche
24: Lagerbohrung
25: Elektromotor
26: Faden
27: Entlastungsnut
28: Stirnseite
29: Haltebohrung
30: Lagerzapfen
31: Rotor
32: Lager
33: Gehäuse
34: Luftanschluss
35: Leitungsstück

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen von Verwirbelungen an einem multifilen Faden mit einem Behandlungskanal (3), mit einer in den Behandlungskanal (3) mündenden Düsenbohrung (2) und einer Luftzuführeinrichtung (5), die mit der Düsenbohrung (2) zum Erzeugen impulsartiger Druckluftströme zusammenwirkt und die eine Druckkammer (6) aufweist, die mit einer Druckquelle (9) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein im Betrieb in der Druckkammer (7) auftretende Druckimpulse dämpfender Volumenspeicher (7) zwischen der Druckkammer (6) und der Druckquelle (9) angeordnet und durch eine Verbindungsleitung (18) mit der Druckkammer (6) verbunden ist und dass der Volumenspeicher (7) ein Speichervolumen (V₂) aufweist, das größer als ein Kammervolumen (V₁) der Druckkammer (6) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Speichervolumen (V₂) des Volumenspeichers (7) um ein Vielfaches, vorzugsweise um einen Faktor > 20 größer ist als das Kammervolumen (V₁) der Druckkammer (6).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Druckregler (8) zwischen der Druckquelle (9) und dem Volumenspeicher (7) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Volumenspeicher (7) durch einen Druckbehälter (19) und/oder ein Leitungsstück (35) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckkammer (6) und der Volumenspeicher (7) durch eine kurze Verbindungsleitung (18) mit einer Länge von kleiner 0,3m verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftzufuhreinrichtung (5) einen rotierenden Düsenring (11) mit einer umlaufenden Führungsnut (17) aufweist, in welcher Führungsnut (17) die Düsenbohrung (2) mündet, und dass die Druckkammer (6) eine Kammeröffnung (10) aufweist, die durch Drehung des Düsenringes (11) kurzeitig mit der Düsenbohrung (2) verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Düsenring (11) in einem Kontaktbereich zwischen der Führungsnut (17) und einem Faden (26) eine Abdeckung (4) zugeordnet ist, durch welche der Behandlungskanal (3) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckkammer (6) an einem Stator (12) mit einer zylindrischen Dichtfläche (23) ausgebildet ist, in welcher die Kammeröffnung (10) mündet, und dass zur Druckluftübertragung eine Gleitfläche (22) des Düsenringes (11) mit der Dichtfläche (23) des Stators (12) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Düsenring (11) scheibenförmig mit einer stirnseitigen Gleitfläche (22) ausgebildet ist, in welcher die Düsenbohrungen (2) axial münden, dass die Druckkammer (6) an einem Stator (12) mit einer ebenen Dichtfläche (23) ausgebildet ist, in welcher die Kammeröffnung (10) mündet, und dass zur Druckluftübertragung die Gleitfläche (22) des Düsenringes (11) mit der Dichtfläche (23) des Stators (12) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftzufuhreinrichtung (5) einen rotierenden Rotor (31) aufweist, der im Innern die Druckkammer (6) bildet und der am Umfang an einer Gleitfläche (22) eine Kammeröffnung (10) aufweist, und dass die Düsenbohrung (2) und der Behandlungskanal (3) an einem den Rotor (31) umschließendes Gehäuse (33) mit einer inneren Dichtfläche (23) ausgebildet sind, wobei die Kammeröffnung (10) bei Drehung des Rotors (31) abwechselnd mit der Düsenbohrung (2) verbindbar ist.