EP3744880A1 - Drallelement für eine spinndüse einer luftspinnmaschine sowie spinndüse - Google Patents
Drallelement für eine spinndüse einer luftspinnmaschine sowie spinndüse Download PDFInfo
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- EP3744880A1 EP3744880A1 EP20174001.6A EP20174001A EP3744880A1 EP 3744880 A1 EP3744880 A1 EP 3744880A1 EP 20174001 A EP20174001 A EP 20174001A EP 3744880 A1 EP3744880 A1 EP 3744880A1
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- swirl element
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01H—SPINNING OR TWISTING
- D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
- D01H1/11—Spinning by false-twisting
- D01H1/115—Spinning by false-twisting using pneumatic means
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01H—SPINNING OR TWISTING
- D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
- D01H4/02—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques imparting twist by a fluid, e.g. air vortex
Definitions
- the present invention relates to a swirl element for a spinneret of an air-jet spinning machine, the swirl element comprising an inlet for a fiber structure, the swirl element comprising air nozzles each with an outlet opening, which serve to introduce air into a swirl chamber of the spinneret when the swirl element is used as intended to produce a yarn within the swirl chamber from the fiber structure entering via the inlet in a transport direction.
- a spinneret for an air-jet spinning machine having an inlet for a fiber structure and an internal vortex chamber, the spinneret having a yarn forming element extending at least partially into the vortex chamber with an inlet opening for the fibers of the fiber structure, the spinneret having air nozzles each comprises an outlet opening via which air can be introduced into the swirl chamber in order to give the fiber structure a rotation to produce a yarn in the area of the yarn forming element, and wherein the spinneret has an outlet via which the yarn can be withdrawn from the swirl chamber.
- Corresponding spinnerets are used to produce a yarn from an elongated fiber structure with the aid of a vortex air flow generated by air nozzles within a vortex chamber of the spinneret.
- the fiber structure is supplied by a drafting system, which evens out the fiber structure before it enters the spinneret.
- the inlet of the spinneret is formed or limited by a so-called swirl element that guides the into the Spinneret entering fibers of the fiber composite is used and which includes the outlet openings of the air nozzles.
- the outer fibers of the fiber structure After entering the spinneret, the outer fibers of the fiber structure are wound around the inner fibers (core fibers) in the area of the inlet opening of a usually spindle-shaped yarn-forming element, which is placed in the swirl chamber, so that the result is a yarn which is finally produced via a take-off channel of the yarn-forming element can be withdrawn from the swirl chamber and thus from the spinneret and wound onto a sleeve with the aid of a winding device.
- the object of the present invention is therefore to propose a swirl element and a spinning nozzle for an air-jet spinning machine, which develop the state of the art.
- the swirl element according to the invention is used in a spinneret of an air-jet spinning machine, the swirl element comprising an inlet for a fiber structure, and the swirl element comprising air nozzles (preferably in the form of bores within a wall of the swirl element), each with an outlet opening, which are used in the Intended use of the swirl element (ie after installation in a spinneret) to introduce air into a swirl chamber of the spinneret in order to produce a yarn within the swirl chamber from the fiber structure entering via the inlet in a transport direction.
- the swirl element comprises a section made of a ceramic material.
- the swirl element thus also comprises one or more further sections that do not consist of a ceramic material. Furthermore, it is provided that the said section is arranged on a side of the outlet openings of the air nozzles that is remote from the inlet, with respect to the transport direction.
- the air nozzles are located in a region of the swirl element which is arranged in front of the section made of ceramic material in relation to the transport direction.
- the air nozzles are located in particular in a region of the swirl element which is made of metal or plastic and can therefore be introduced into the swirl element in a conventional manner by drilling.
- the distance between the outlet openings of the air nozzles and the section mentioned is between 0.05 mm and 5 mm, preferably between 0.05 mm and 0.5 mm.
- the area in which the air nozzles are arranged, or in which the outlet openings of the air nozzles are located are arranged in a section of the swirl element that does not consist of a ceramic material.
- the transition between the ceramic material and the non-ceramic material should therefore be between the outlet openings of the air nozzles and the inlet opening of the yarn forming element when the swirl element is installed in a spinneret of an air-jet spinning machine, seen in the transport direction.
- the section is formed by an insert which is connected to a base body of the swirl element, the base body including the outlet openings of the air nozzles.
- the entire insert is preferably made from a ceramic material.
- the connection between the insert and the base body takes place, for example, by means of a form fit or by a material connection, for example with the aid of an adhesive.
- the insert is preferably at least in a direction perpendicular to the mentioned transport direction surrounded in sections by the base body.
- the section made of a ceramic material is formed entirely from the said insert.
- the base body consists at least for the most part of a non-ceramic material, preferably of a metal.
- the base body should consist entirely or partially of a steel, preferably a hardened steel. It is also conceivable that the base body consists entirely or partially of a plastic.
- the air nozzles are preferably exclusively in the base body, i. not arranged in the portion made of a ceramic material.
- the base body and the insert jointly form a passage for the fibers of the fiber composite.
- both the base body and the insert have a passage opening which together form the passage channel.
- the outlet openings of the air nozzles are arranged in the region of a preferably cylindrical inner surface of the base body.
- the air nozzles are preferably arranged obliquely to a longitudinal axis of the base body and, as soon as they come with Compressed air is applied, a vortex air flow in the free space surrounded by the inner surface of the base body.
- the air nozzles preferably penetrate the entire outer wall of the base body. If the swirl element is installed in a spinneret, the compressed air that is necessary for the said vortex air flow can be introduced into the swirl chamber from outside the swirl element through the base body.
- the inner surface of the base body viewed in the direction of transport of the fiber composite, merges flush into an inner surface of the insert. This creates a smooth transition so that an undesired deflection of the fibers entering the swirl element is avoided.
- the inner surface of the base body and the inner surface of the insert together form the above-mentioned passage channel for the fibers of the fiber composite.
- the base body has an annular step into which the insert is inserted in order to enable the flush transition between the base body and the insert.
- the annular gradation is preferably located in the area of a contact surface between the base body and the insert.
- a cross-sectional widening of the base body, in particular a step-shaped, cross-sectional widening in the transport direction is therefore preferably provided, which is used to accommodate the insert.
- the insert is designed as a sleeve.
- the sleeve has a wall which delimits a passage opening of the sleeve towards the outside, the passage opening serving for the passage of fibers. It is advantageous if the inside diameter of the sleeve widens in sections, viewed from a side facing the air nozzles in the transport direction of the fiber strand.
- the yarn-forming element which comprises the inlet opening for the fibers or for the yarn made from the fibers.
- the sleeve is designed to be rotationally symmetrical about an axis of rotation. This enables a simple connection between the sleeve and the base body, since the sleeve is inevitably used in the correct angular position with respect to the base body.
- the axis of rotation preferably runs in the intended transport direction of the fibers through the twist element.
- the length of the sleeve extending along the axis of rotation is between 1 mm and 5 mm, preferably between 1.5 mm and 4 mm. Said longitudinal extension is sufficient to provide the area of the swirl element with a section made of a ceramic material which, when the swirl element is in operation, comes into contact with the fibers of the above-mentioned fiber sun in a spinneret.
- the remaining area of the swirl element can consist of a non-ceramic material.
- the sleeve has a wall thickness whose amount is between 0.1 mm and 4 mm, preferably between 0.1 mm and 2 mm, at least in sections.
- the swirl element is preferably fastened in a spinneret not via the sleeve, but via the base element.
- the invention also relates to a spinneret for an air-jet spinning machine.
- the spinneret comprises an inlet for a fiber structure and an internal swirl chamber. Furthermore, the spinneret has a spindle-shaped yarn-forming element that extends at least partially into the swirl chamber and has an inlet opening for the fibers of the fiber composite and a take-off channel for the Yarn produced in the spinneret.
- the spinneret also has several air nozzles, each with an outlet opening through which air can be introduced into the vortex chamber. Finally, there is an outlet which forms the end of the aforementioned withdrawal channel and via which the yarn can be withdrawn from the swirl chamber.
- the spinneret is now characterized in that it comprises a section made of a ceramic material, the section being placed between the outlet openings of the air nozzles and the outlet of the spinneret and surrounding the inlet opening of the yarn forming element and, when the spinneret is in operation, with the fibers of the fiber strand in Contact reached.
- the fiber ends spread out to the side, resulting in the aforementioned fiber sun. The fiber ends are guided past the section mentioned.
- the section consists of a ceramic material, it has a very high wear resistance compared to the fiber ends, so that the service life of the spinneret according to the invention is much longer than the service life of known spinnerets in which the section in the area of the inlet opening is made of a metal.
- the spinneret comprises a swirl element according to the previous or following description, the swirl element comprising the inlet for the fiber structure, the outlet openings of the air nozzles and the section made of a ceramic material.
- the swirl element can have the features described so far or below, individually or in any combination.
- the swirl element comprises a base body and an insert having the section mentioned, it is advantageous if the swirl element is connected to a wall of the spinneret via the base body.
- Figure 1 shows a longitudinal section of a spinning nozzle 1 according to the invention for an air-jet spinning machine. If the spinning nozzle 1 is integrated in an air-jet spinning machine, a strand-like fiber structure 3 is fed to the spinning nozzle 1 in a predetermined transport direction T.
- the fiber structure 3 is usually delivered to the area of the inlet 2 of the spinneret 1, which is formed by a so-called swirl element 20, with the aid of a drafting device (not shown), and there it reaches the interior of the spinneret 1.
- the inlet 2 can pass through a separate fiber guide element 15 may be partially limited.
- a vortex chamber 4 i. a cavity into which a spindle-shaped yarn forming element 5 protrudes.
- air nozzles 7 are present, via which compressed air can be introduced into the swirl chamber 4 in the form of a vortex air flow when the spinneret 1 is in operation.
- the outlet openings 8 of the air nozzles 7 are preferably located in front of the inlet opening 6 of the yarn forming element, as seen in the transport direction T.
- the swirl element 20 is made of a metal, so that the inwardly facing surface of the swirl element 20 is worn due to the mechanical contact between the fiber ends of the fiber sun 22 and the area of the swirl element 20 surrounding the fiber sun 22.
- the spinneret 1 or the swirl element 20 have a section 11 which comes into contact with the fiber ends of the fiber sun 22 during operation of the spinneret 1, this section 11 being made of a ceramic material is.
- a ceramic material is also understood within the scope of the invention to be an inorganic, non-metallic and fired material (such as porcelain, for example).
- the said section 11 is formed by an insert 12 which is connected to a base body 13, the insert 12 being arranged after the outlet openings 8 of the air nozzles 7, as seen in the transport direction T.
- the air nozzles 7 can be placed in an area that is not made of a ceramic material but, for example, of metal or plastic. In this case, the air nozzles 7 can be produced relatively easily by drilling.
- the insert 12 is preferably designed to be rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis of the swirl element 20, which runs in the aforementioned transport direction T.
- the insert 12 is in the form of a sleeve 17.
- the base body 13 as in FIG Figure 1 shown, has an annular step 19 which forms a space for receiving the insert 12.
- Figure 3 shows the same view as Figure 2 , where instead of the in Figure 2 A few relevant dimensions of the swirl element 20 are identified by reference numerals shown.
- the swirl element 20 can also include the fiber guide element 15 as a separate component. It is also conceivable that a corresponding fiber guide element 15 is dispensed with if the base body 13 alone delimits the inlet opening 6.
- the section 11 made of a ceramic material, in particular the insert 12 is as close as possible to the outlet openings 8 of the air nozzles 7, viewed in the transport direction T. This ensures that the area in which the fiber sun 22 can form consists of the ceramic material.
- the distance A between the outlet openings 8 of the air nozzles 7 and the aforementioned section 11 is therefore preferably only 0.05 mm to 5 mm in the transport direction T.
- the wall thickness W of the insert 12 can be relatively small if the entire insert 12 is made of the ceramic material.
- the wall thickness W of the insert 12 or the sleeve 17 forming the insert 12, at least in sections, has an amount that is between 0.1 mm and 4 mm, preferably between 0.1 mm and 2 mm.
- the longitudinal extent L of the insert 12 or the sleeve 17 forming the insert 12, which extends in the longitudinal axis of the swirl element 20, preferably has an amount between 1 mm and 5 mm, preferably between 1.5 mm and 4 mm, the longitudinal extent increasing L extends in said transport direction T.
- the insert 12 has an axis of rotation R which runs parallel to or congruent with the transport direction T.
Landscapes
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drallelement für eine Spinndüse einer Luftspinnmaschine, wobei das Drallelement einen Einlass für einen Faserverband umfasst, wobei das Drallelement Luftdüsen mit jeweils einer Austrittsöffnung umfasst, die dazu dienen, im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Drallelements Luft in eine Wirbelkammer der Spinndüse einzubringen, um innerhalb der Wirbelkammer aus dem über den Einlass in einer Transportrichtung eintretenden Faserverband ein Garn zu erzeugen.
- Ferner wird eine Spinndüse für eine Luftspinnmaschine vorgeschlagen, wobei die Spinndüse einen Einlass für einen Faserverband und eine innenliegende Wirbelkammer aufweist, wobei die Spinndüse ein sich zumindest teilweise in die Wirbelkammer erstreckendes Garnbildungselement mit einer Einlassöffnung für die Fasern des Faserverbands aufweist, wobei die Spinndüse Luftdüsen mit jeweils einer Austrittsöffnung umfasst, über die Luft in die Wirbelkammer einbringbar ist, um dem Faserverband zur Erzeugung eines Garns im Bereich des Garnbildungselements eine Drehung zu erteilen, und wobei die Spinndüse einen Auslass aufweist, über den das Garn aus der Wirbelkammer abziehbar ist.
- Entsprechende Spinndüsen dienen der Herstellung eines Garns aus einem länglichen Faserverband mit Hilfe einer durch Luftdüsen innerhalb einer Wirbelkammer der Spinndüse erzeugten Wirbelluftströmung. Der Faserverband wird von einem Streckwerk geliefert, das den Faserverband vor dem Eintritt in die Spinndüse vergleichmäßigt. Der Einlass der Spinndüse wird durch ein sogenanntes Drallelement gebildet bzw. begrenzt, das der Führung der in die Spinndüse eintretenden Fasern des Faserverbands dient und welches die Austrittsöffnungen der Luftdüsen umfasst.
- Die äußeren Fasern des Faserverbands werden nach dem Eintritt in die Spinndüse im Bereich der in der Wirbelkammer platzierten Einlassöffnung eines in der Regel spindelförmigen Garnbildungselements um die innenliegenden Fasern (Kernfasern) gewunden, so dass im Ergebnis ein Garn entsteht, welches schließlich über einen Abzugskanal des Garnbildungselements aus der Wirbelkammer und damit aus der Spinndüse abgezogen und mit Hilfe einer Spulvorrichtung auf eine Hülse aufgespult werden kann.
- Bei der Garnbildung im Bereich der Einlassöffnung des Garnbildungselements stehen ein Teil der Faserenden aufgrund der Wirbelluftströmung nach außen weg (so genannte Fasersonne) und kommen damit mit dem das Garnbildungselement umgebenden Bereich des Drallelements sowie mit der Oberfläche des Garnbildungselements in Kontakt. Hierdurch kann es mit der Zeit zu einem Verschleiß dieser Bereiche kommen, resultierend in schlechteren Garneigenschaften.
- Es wurde daher bereits vorgeschlagen, das Garnbildungselement aus einem verschleißfesten Material, beispielsweise einer Keramik, herzustellen (
EP 3 115 485 A1 ). Die Verwendung von Keramik hat jedoch auch den Nachteil, dass notwendige Durchtrittsöffnungen für das Fasermaterial bzw. das Garn schwer bzw. nur unter erhöhtem Aufwand zu fertigen sind. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Drallelement sowie eine Spinndüse für eine Luftspinnmaschine vorzuschlagen, welche den Stand der Technik weiterbildet.
- Die Aufgabe wird gelöst durch ein mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
- Das erfindungsgemäße Drallelement dient dem Einsatz in einer Spinndüse einer Luftspinnmaschine, wobei das Drallelement einen Einlass für einen Faserverband umfasst, und wobei das Drallelement Luftdüsen (vorzugsweise in Form von Bohrungen innerhalb einer Wandung des Drallelements) mit jeweils einer Austrittsöffnung umfasst, die dazu dienen, im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Drallelements (d.h. nach dem Einbau in eine Spinndüse) Luft in eine Wirbelkammer der Spinndüse einzubringen, um innerhalb der Wirbelkammer aus dem über den Einlass in einer Transportrichtung eintretenden Faserverband ein Garn zu erzeugen.
- Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Drallelement einen Abschnitt aus einem keramischen Material umfasst. Das Drallelement umfasst somit auch einen oder mehrere weitere Abschnitte, die nicht aus einem keramischen Material bestehen. Ferner ist vorgesehen, dass der genannte Abschnitt bezogen auf die Transportrichtung auf einer dem Einlass abgewandten Seite der Austrittsöffnungen der Luftdüsen angeordnet ist.
- Der Vorteil der Erfindung liegt nun darin, dass der Bereich, welcher im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Drallelements bei der Garnherstellung mit Fasern des das Drallelement passierenden Faserverbands, insbesondere mit der oben genannten Fasersonne, in Kontakt kommt (= oben genannter Abschnitt), aus einem keramischen Material besteht, welches eine besonders hohe Verschleißfestigkeit aufweist. Hingegen befinden sich die Luftdüsen in einem Bereich des Drallelements, der bezogen auf die Transportrichtung vor dem Abschnitt aus keramischem Material angeordnet ist. Die Luftdüsen befinden sich insbesondere in einem Bereich des Drallelements, der aus Metall oder Kunststoff besteht und können daher auf herkömmliche Weise durch Bohren in das Drallelement eingebracht werden.
- In diesem Zusammenhang ist es äußert vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen den Austrittsöffnungen der Luftdüsen und dem genannten Abschnitt einen Betrag zwischen 0,05 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 0,5 mm, aufweist. Die Luftdüsen befinden sich nach dem Einbau des Drallelements in Transportrichtung gesehen relativ nahe im Bereich der Einlassöffnung des Garnbildungselements, da in diesem Bereich die Verdrehung der Fasern mit Hilfe des über die Luftdüsen eingebrachten Luftstroms erfolgt. Mit anderen Worten: die oben genannte Fasersonne liegt in Transportrichtung gesehen nur knapp hinter den Luftdüsen. Da der Bereich, in dem die Fasersonne mit dem Drallelement in Kontakt gelangt, eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen soll, muss in diesem Bereich der Abschnitt aus einem keramischen Material angeordnet sein.
- Hingegen ist es von Vorteil, wenn der Bereich, in dem die Luftdüsen angeordnet sind, bzw. in dem sich die Austrittsöffnungen der Luftdüsen befinden, in einem Abschnitt des Drallelements angeordnet sind, der nicht aus einem keramischen Material besteht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdüsen beim Herstellen des Drallelements durch Bohren relativ einfach in den entsprechenden Bereich eingebracht werden können. Der Übergang zwischen dem keramischen Material und dem nicht keramischen Material sollte sich also in Transportrichtung gesehen zwischen den Austrittsöffnungen der Luftdüsen und der Eintrittsöffnung des Garnbildungselements befinden, wenn das Drallelement in eine Spinndüse einer Luftspinnmaschine eingebaut ist.
- Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn der Abschnitt durch einen Einsatz gebildet ist, der mit einem Grundkörper des Drallelements in Verbindung steht, wobei der Grundkörper die Austrittsöffnungen der Luftdüsen umfasst. Vorzugsweise ist der gesamte Einsatz aus einem keramischen Material hergestellt.
- Die Verbindung zwischen dem Einsatz und dem Grundkörper erfolgt beispielsweise mittels Formschluss oder durch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise mit Hilfe eines Klebers. Vorzugsweise ist der Einsatz in einer senkrecht zur genannten Transportrichtung verlaufenden Richtung zumindest abschnittsweise von dem Grundkörper umgeben. Insbesondere wird der Abschnitt aus einem keramischen Material vollständig aus dem genannten Einsatz gebildet.
- Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn der Grundkörper zumindest größtenteils aus einem nicht-keramischen Material, vorzugsweise aus einem Metall, besteht. Insbesondere sollte der Grundkörper ganz oder teilweise aus einem Stahl, vorzugsweise einem gehärteten Stahl, bestehen. Ebenso ist es denkbar, dass der Grundkörper ganz oder teilweise aus einem Kunststoff besteht. Die Luftdüsen sind vorzugsweise ausschließlich im Grundkörper, d.h. nicht in dem Abschnitt aus einem keramischen Material, angeordnet.
- Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Grundkörper und der Einsatz gemeinsam einen Durchtrittskanal für die Fasern des Faserverbands bilden. Beispielsweise ist es denkbar, dass sowohl der Grundkörper als auch der Einsatz eine Durchgangsöffnung besitzen, die gemeinsam den Durchtrittskanal bilden. Nachdem das Drallelement in eine Spinndüse einer Luftspinnmaschine eingesetzt wurde, werden die Fasern des Faserverbands beim Betrieb der Spinndüse durch das Drallelement in die Wirbelkammer der Spinndüse eingeführt. Die Fasern passieren hierbei in der genannten Transportrichtung zunächst einen Bereich des Grundkörpers und anschließend den Einsatz, wobei sie im Bereich des Einsatzes zu einem Garn verdreht und in den Abzugskanal des Garnbildungselements eingezogen werden. Vorzugsweise besitzt der Grundkörper und/oder der Einsatz zumindest an manchen Stellen einen senkrecht zur Transportrichtung verlaufenden runden Querschnitt.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Austrittsöffnungen der Luftdüsen im Bereich einer, vorzugsweise zylindrischen, Innenfläche des Grundkörpers angeordnet sind. Die Luftdüsen sind vorzugsweise windschief zu einer Längsachse des Grundkörpers angeordnet und bewirken, sobald sie mit Druckluft beaufschlagt werden, eine Wirbelluftströmung in dem von der Innenfläche des Grundkörpers umgebenen Freiraum. Vorzugsweise durchdringen die Luftdüsen die gesamte Außenwandung des Grundkörpers. Wird das Drallelement in eine Spinndüse eingebaut, so kann die Druckluft, die für die genannte Wirbelluftströmung notwendig ist, von außerhalb des Drallelements durch den Grundkörper in die Wirbelkammer eingebracht werden.
- Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Innenfläche des Grundkörpers in der Transportrichtung des Faserverbands gesehen bündig in eine Innenfläche des Einsatzes übergeht. Hierdurch entsteht ein fließender Übergang, so dass eine ungewollte Umlenkung der in das Drallelement eintretenden Fasern vermieden wird. Die Innenfläche des Grundkörpers und die Innenfläche des Einsatzes bilden gemeinsam den oben genannten Durchtrittskanal für die Fasern des Faserverbands.
- Auch ist es von Vorteil, wenn der Grundkörper eine ringförmige Abstufung aufweist, in die der Einsatz eingesetzt ist, um den bündigen Übergang zwischen Grundkörper und Einsatz zu ermöglichen. Die ringförmige Abstufung befindet sich vorzugsweise im Bereich einer Kontaktfläche zwischen Grundkörper und Einsatz. Es ist also vorzugsweise eine, insbesondere stufenförmige, Querschnittserweiterung des Grundkörpers in der Transportrichtung vorgesehen, welche der Aufnahme des Einsatzes dient.
- Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der Einsatz als Hülse ausgebildet ist. Die Hülse besitzt eine Wandung, welche eine Durchtrittsöffnung der Hülse nach außen hin begrenzt, wobei die Durchtrittsöffnung dem Durchtritt von Fasern dient. Von Vorteil ist es, wenn sich der Innendurchmesser der Hülse abschnittsweise von einer den Luftdüsen zugewandten Seite in der Transportrichtung des Faserverbands gesehen erweitert. Im Bereich der hierdurch gebildeten Austrittsöffnung der Hülse befindet sich schließlich der Bereich des Garnbildungselements, der die Einlassöffnung für die Fasern bzw. für das aus den Fasern hergestellte Garn umfasst.
- Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn die Hülse um eine Rotationsachse rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Hierdurch ist eine einfache Verbindung zwischen der Hülse und dem Grundkörper möglich, da die Hülse zwangsläufig in der richtigen Winkellage gegenüber dem Grundkörper eingesetzt wird. Die Rotationsachse verläuft vorzugsweise in der vorgesehenen Transportrichtung der Fasern durch das Drallelement.
- Vorteilhaft ist es zudem, wenn die entlang der Rotationsachse verlaufende Längsausdehnung der Hülse einen Betrag zwischen 1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 mm und 4 mm, aufweist. Die genannte Längsausdehnung ist ausreichend, um den Bereich des Drallelements mit einem Abschnitt aus einem keramischen Material zu versehen, der im Betrieb des Drallelements in einer Spinndüse mit den Fasern der oben genannten Fasersonne in Kontakt gelangt. Der restliche Bereich des Drallelements kann schließlich, wie oben bereits beschrieben, aus einem nicht keramischen Material bestehen.
- Vorteilhaft ist es, wenn die Hülse eine Wandstärke aufweist, deren Betrag zumindest abschnittsweise zwischen 0,1 mm und 4 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2 mm, liegt. Insbesondere, da die Hülse als Einsatz ausgebildet ist, sind geringe Wandstärken möglich, da die Hülse an sich keine Kräfte aufnehmen muss. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung des Drallelements in einer Spinndüse nicht über die Hülse, sondern über das Grundelement.
- Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Spinndüse für eine Luftspinnmaschine. Die Spinndüse umfasst einen Einlass für einen Faserverband und eine innenliegende Wirbelkammer. Ferner besitzt die Spinndüse ein sich zumindest teilweise in die Wirbelkammer erstreckendes, spindelförmiges Garnbildungselement mit einer Einlassöffnung für die Fasern des Faserverbands sowie einen sich an die Einlassöffnung anschließenden Abzugskanal für das in der Spinndüse erzeugte Garn. Um den Fasern des Faserverbands innerhalb der Wirbelkammer die nötige Drehung zu erteilen, besitzt die Spinndüse darüber hinaus mehrere Luftdüsen mit jeweils einer Austrittsöffnung, über die Luft in die Wirbelkammer einbringbar ist. Schließlich ist ein Auslass vorhanden, der das Ende des genannten Abzugskanals bildet und über den das Garn aus der Wirbelkammer abziehbar ist.
- Die Spinndüse zeichnet sich nun dadurch aus, dass sie einen Abschnitt aus einem keramischen Material umfasst, wobei der Abschnitt zwischen den Austrittsöffnungen der Luftdüsen und dem Auslass der Spinndüse platziert ist und die Einlassöffnung des Garnbildungselements umgibt und beim Betrieb der Spinndüse mit den Fasern des Faserverbands in Kontakt gelangt. Wie bereits beschrieben, kommt es bei der Herstellung des Garns innerhalb der Wirbelkammer zu einem seitlichen Abspreizen von Faserenden resultierend in der genannten Fasersonne. Die Faserenden werden an dem genannten Abschnitt vorbeigeführt. Da der Abschnitt aus einem keramischen Material besteht, besitzt dieser eine sehr hohe Verschleißfestigkeit gegenüber den Faserenden, so dass die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Spinndüse weitaus höher ist als die Lebensdauer bekannter Spinndüsen, bei denen der Abschnitt im Bereich der Einlassöffnung aus einem Metall besteht.
- Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn die Spinndüse ein Drallelement gemäß bisheriger oder nachfolgender Beschreibung umfasst, wobei das Drallelement den Einlass für den Faserverband, die Austrittsöffnungen der Luftdüsen und den Abschnitt aus einem keramischen Material umfasst.
- Insbesondere kann das Drallelement die bisher bzw. nachfolgend beschriebenen Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination aufweisen.
- Umfasst das Drallelement einen Grundkörper sowie einen den genannten Abschnitt aufweisenden Einsatz, so ist es von Vorteil, wenn das Drallelement über den Grundkörper mit einer Wandung der Spinndüse verbunden ist.
- Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:
- Figur 1
- einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Spinndüse,
- Figur 2
- einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Drallelements, und
- Figur 3
- das Drallelement gemäß
Figur 2 mit ausgewählten Abmessungen. -
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Spinndüse 1 für eine Luftspinnmaschine. Ist die Spinndüse 1 in eine Luftspinnmaschine integriert, so wird der Spinndüse 1 ein strangförmiger Faserverband 3 in einer vorgegebenen Transportrichtung T zugeführt. Der Faserverband 3 wird in der Regel mit Hilfe eines nicht gezeigten Streckwerks in den Bereich des Einlasses 2 der Spinndüse 1 geliefert, der durch ein sogenanntes Drallelement 20 gebildet wird, und gelangt dort ins Innere der Spinndüse 1. Der Einlass 2 kann durch ein separates Faserführungselement 15 teilweise begrenzt sein. - Im Inneren befindet sich eine Wirbelkammer 4, d.h. ein Hohlraum, in den ein spindelförmiges Garnbildungselement 5 ragt. Ferner sind Luftdüsen 7 vorhanden, über die beim Betrieb der Spinndüse 1 Druckluft in Form einer Wirbelluftströmung in die Wirbelkammer 4 eingebracht werden kann. Die Austrittsöffnungen 8 der Luftdüsen 7 befinden sich vorzugsweise in Transportrichtung T gesehen vor der Einlassöffnung 6 des Garnbildungselements.
- Wird nun beim Betrieb der Spinndüse 1 Druckluft über die Luftdüsen 7 in die Wirbelkammer 4 eingebracht, so entsteht eine Wirbelluftströmung. Diese bewirkt, dass ein Teil der Faserenden der Fasern des Faserverbands 3 aus dem Faserverband 3 nach außen abgelenkt wird und eine sogenannte Fasersonne 22 bildet. Diese Faserenden werden durch den sich bewegenden Faserverband 3 sowie die Wirkung der Wirbelluftströmung um die innenliegenden Fasern gewunden. Das auf diese Weise entstehende Garn 10 wird schließlich über einen Abzugskanal 21 aus der Spinndüse 1 abgezogen, wobei das Garn 10 die Spinndüse 1 über einen Auslass 9 verlässt, der das Ende des Abzugskanals 21 bildet.
- Bei herkömmlichen Spinndüsen 1 ist das Drallelement 20 aus einem Metall gefertigt, so dass es aufgrund des mechanischen Kontakts zwischen den Faserenden der Fasersonne 22 und dem die Fasersonne 22 umgebenden Bereich des Drallelements 20 zu einem Verschleiß der nach innen weisenden Oberfläche des Drallelements 20 kommt.
- Um diesem Nachteil zu begegnen, wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Spinndüse 1 bzw. das Drallelement 20 einen Abschnitt 11 aufweist, der beim Betrieb der Spinndüse 1 mit den Faserenden der Fasersonne 22 in Kontakt gelangt, wobei dieser Abschnitt 11 aus einem keramischen Material hergestellt ist. Unter einem keramischen Material wird im Übrigen im Rahmen der Erfindung ein anorganischer, nichtmetallischer und gebrannter Werkstoff (wie beispielsweise Porzellan) verstanden.
- Wie aus
Figur 1 sowie ausFigur 2 ersichtlich, ist es von Vorteil, wenn der genannte Abschnitt 11 durch einen Einsatz 12 gebildet wird, der mit einem Grundkörper 13 verbunden ist, wobei der Einsatz 12 in Transportrichtung T gesehen nach den Austrittsöffnungen 8 der Luftdüsen 7 angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdüsen 7 in einem Bereich platziert sein können, der nicht aus einem keramischen Material, sondern beispielsweise aus Metall oder Kunststoff, gefertigt ist. Die Luftdüsen 7 lassen sich in diesem Fall relativ einfach durch Bohren herstellen. - Der Grundkörper 13 und der Einsatz 12 bilden gemeinsam einen Durchtrittskanal 14 für die Fasern des Faserverbands 3, wobei es von Vorteil ist, wenn die Innenfläche 16 des Grundkörpers bündig in den Einsatz 12 übergeht.
- Der Einsatz 12 ist vorzugsweise bezogen auf eine Längsachse des Drallelements 20, die in der genannten Transportrichtung T verläuft, rotationssymmetrisch ausgebildet.
- Insbesondere liegt der Einsatz 12, wie in den Figuren gezeigt, als Hülse 17 vor. Dies kann dadurch realisiert sein, dass der Grundkörper 13, wie in
Figur 1 gezeigt, eine ringförmige Abstufung 19 aufweist, die einen Freiraum für die Aufnahme des Einsatzes 12 bildet. -
Figur 3 zeigt die gleiche Ansicht wieFigur 2 , wobei anstelle der inFigur 2 dargestellten Bezugszeichen einige relevante Abmessungen des Drallelements 20 kenntlich gemacht sind. - Das Drallelement 20 kann im Übrigen das Faserführungselement 15 als separates Bauteil umfassen. Ebenso ist es denkbar, dass auf ein entsprechendes Faserführungselement 15 verzichtet wird, wenn der Grundkörper 13 die Einlassöffnung 6 alleine begrenzt.
- Prinzipiell ist es von Vorteil, wenn sich der Abschnitt 11 aus einem keramischen Material, insbesondere also der Einsatz 12, in Transportrichtung T gesehen möglichst nah an den Austrittsöffnungen 8 der Luftdüsen 7 befindet. Dies stellt sicher, dass der Bereich, in dem sich die Fasersonne 22 bilden kann, aus dem keramischen Material besteht. Der Abstand A zwischen den Austrittsöffnungen 8 der Luftdüsen 7 und dem genannten Abschnitt 11 beträgt daher vorzugsweise in Transportrichtung T nur 0,05 mm bis 5 mm.
- Die Wandstärke W des Einsatzes 12 kann relativ gering ausfallen, wenn der gesamte Einsatz 12 aus dem keramischen Material gefertigt ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Wandstärke W des Einsatzes 12 bzw. der den Einsatz 12 bildenden Hülse 17 zumindest abschnittsweise einen Betrag aufweist, der zwischen 0,1 mm und 4 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2 mm, liegt.
- Die sich in der Längsachse des Drallelements 20 erstreckende Längsausdehnung L des Einsatzes 12 bzw. der den Einsatz 12 bildenden Hülse 17 weist vorzugsweise einen Betrag zwischen 1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 mm und 4 mm, auf, wobei sich die Längsausdehnung L in der genannten Transportrichtung T erstreckt. Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn der Einsatz 12 eine Rotationsachse R besitzt, die parallel oder deckungsgleich mit der Transportrichtung T verläuft.
- Schließlich zeigen die Figuren und insbesondere
Figur 3 , dass es von Vorteil ist, wenn sich der Innendurchmesser D des Einsatzes 12 zumindest abschnittsweise in der genannten Transportrichtung T vergrößert. Hierdurch wird der Raum geschaffen, der nötig ist, um das Garnbildungselement 5 im Bereich dessen Einlassöffnung 6 zu umgeben. - Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine beliebige Kombination der beschriebenen Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Teilen der Beschreibung bzw. den Ansprüchen oder in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind, vorausgesetzt, dass kein Widerspruch zur Lehre der unabhängigen Ansprüche entsteht.
-
- 1
- Spinndüse
- 2
- Einlass
- 3
- Faserverband
- 4
- Wirbelkammer
- 5
- Garnbildungselement
- 6
- Einlassöffnung
- 7
- Luftdüse
- 8
- Austrittsöffnung
- 9
- Auslass
- 10
- Garn
- 11
- Abschnitt aus einem keramischen Material
- 12
- Einsatz
- 13
- Grundkörper
- 14
- Durchtrittskanal
- 15
- Faserführungselement
- 16
- Innenfläche des Grundkörpers
- 17
- Hülse
- 18
- Innenfläche des Einsatzes
- 19
- ringförmige Abstufung
- 20
- Drallelement
- 21
- Abzugskanal
- 22
- Fasersonne
- A
- Abstand zwischen den Austrittsöffnungen der Luftdüsen und dem Abschnitt
- D
- Innendurchmesser Hülse
- L
- Längsausdehnung der Hülse
- R
- Rotationsachse der Hülse
- T
- Transportrichtung des Faserverbands
- W
- Wandstärke der Hülse
Claims (14)
- Drallelement (20) für eine Spinndüse (1) einer Luftspinnmaschine, wobei das Drallelement (20) einen Einlass (2) für einen Faserverband (3) umfasst, wobei das Drallelement (20) Luftdüsen (7) mit jeweils einer Austrittsöffnung (8) umfasst, die dazu dienen, im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Drallelements (20) Luft in eine Wirbelkammer (4) der Spinndüse (1) einzubringen, um innerhalb der Wirbelkammer (4) aus dem über den Einlass (2) in einer Transportrichtung (T) eintretenden Faserverband (3) ein Garn (10) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das Drallelement (20) einen Abschnitt (11) aus einem keramischen Material umfasst, wobei der Abschnitt (11) bezogen auf die Transportrichtung (T) auf einer dem Einlass (2) abgewandten Seite der Austrittsöffnungen (8) der Luftdüsen (7) angeordnet ist.
- Drallelement (20) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) zwischen den Austrittsöffnungen (8) der Luftdüsen (7) und dem Abschnitt (11) einen Betrag zwischen 0,05 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 0,5 mm, aufweist.
- Drallelement (20) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (11) durch einen Einsatz (12) gebildet ist, der mit einem Grundkörper (13) des Drallelements (20) in Verbindung steht, wobei der Grundkörper (13) die Austrittsöffnungen (8) der Luftdüsen (7) umfasst.
- Drallelement (20) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (13) zumindest größtenteils aus einem nicht-keramischen Material, vorzugsweise aus einem Metall, besteht.
- Drallelement (20) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (13) und der Einsatz (12) gemeinsam einen Durchtrittskanal (14) für die Fasern des Faserverbands (3) bilden.
- Drallelement (20) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (8) der Luftdüsen (7) im Bereich einer, vorzugsweise zylindrischen, Innenfläche (16) des Grundkörpers (13) angeordnet sind.
- Drallelement (20) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (16) des Grundkörpers (13) in der Transportrichtung (T) des Faserverbands (3) gesehen bündig in eine Innenfläche (18) des Einsatzes übergeht.
- Drallelement (20) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (13) eine ringförmige Abstufung (19) aufweist, in die der Einsatz (12) eingesetzt ist.
- Drallelement (20) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (12) als Hülse (17) ausgebildet ist, deren Innendurchmesser (D) sich vorzugsweise zumindest abschnittsweise von einer den Luftdüsen (7) zugewandten Seite in der Transportrichtung (T) des Faserverbands (3) erweitert.
- Drallelement (20) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (17) um eine Rotationsachse (R) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
- Drallelement (20) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die entlang der Rotationsachse (R) verlaufende Längsausdehnung (L) der Hülse (17) einen Betrag zwischen 1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 mm und 4 mm, aufweist.
- Drallelement (20) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (17) eine Wandstärke (W) aufweist, deren Betrag zumindest abschnittsweise zwischen 0,1 mm und 4 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2 mm, liegt.
- Spinndüse (1) für eine Luftspinnmaschine, wobei die Spinndüse (1) einen Einlass (2) für einen Faserverband (3) und eine innenliegende Wirbelkammer (4) aufweist, wobei die Spinndüse (1) ein sich zumindest teilweise in die Wirbelkammer (4) erstreckendes Garnbildungselement (5) mit einer Einlassöffnung (6) für die Fasern des Faserverbands (3) aufweist, wobei die Spinndüse (1) Luftdüsen (7) mit jeweils einer Austrittsöffnung (8) umfasst, über die Luft in die Wirbelkammer (4) einbringbar ist, um dem Faserverband (3) zur Erzeugung eines Garns (10) im Bereich des Garnbildungselements (5) eine Drehung zu erteilen, und wobei die Spinndüse (1) einen Auslass (9) aufweist, über den das Garn (10) aus der Wirbelkammer (4) abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüse (1) einen Abschnitt (11) aus einem keramischen Material umfasst, wobei der Abschnitt (11) zwischen den Austrittsöffnungen (8) der Luftdüsen (7) und dem Auslass (9) der Spinndüse (1) platziert ist und die Einlassöffnung (6) des Garnbildungselements (5) umgibt.
- Spinndüse (1) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüse ein Drallelement (20) gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche umfasst, wobei das Drallelement (20) den Einlass (2) für den Faserverband (3), die Austrittsöffnungen (8) der Luftdüsen (7) und den Abschnitt (11) aus einem keramischen Material umfasst.
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