EP4193011A1 - Verwirbelungsdüse für die herstellung von garnen mit knoten und verfahren zum verwirbeln von garn - Google Patents

Verwirbelungsdüse für die herstellung von garnen mit knoten und verfahren zum verwirbeln von garn

Info

Publication number
EP4193011A1
EP4193011A1 EP21763036.7A EP21763036A EP4193011A1 EP 4193011 A1 EP4193011 A1 EP 4193011A1 EP 21763036 A EP21763036 A EP 21763036A EP 4193011 A1 EP4193011 A1 EP 4193011A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chamber
air
channel
yarn
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21763036.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Patrick BUCHMÜLLER
Nicola Chiusolo
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 Technology AG
Original Assignee
Heberlein 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 AG filed Critical Heberlein AG
Publication of EP4193011A1 publication Critical patent/EP4193011A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • Entanglement jet for the manufacture of yarns with knots and method of entangling yarn
  • the invention relates to an entanglement jet for the production of knotted yarns, entangled yarns, DTY or flat yarns with nodes, and a method for entangling yarns, having the features of the preamble of the independent claims.
  • Nozzle devices are commonly used for directing, accelerating, and precisely applying fluids.
  • fluids mean both gases and liquids.
  • Jet devices are used in textile machines, among other things, to connect, structure or treat yarns. The shape of the chamber in which the yarn treatment is carried out is decisive for achieving the desired result and the amount of fluid required for this.
  • the treatment chamber usually includes an air swirl chamber into which the fluid flow is introduced and swirled.
  • an air swirl chamber into which the fluid flow is introduced and swirled.
  • high speeds are required. This is achieved by injecting high pressure air into the chamber.
  • Interlacing nozzles are used to treat all types of threads, yarns, cables or similar materials. These can consist of artificial fibers (plastics such as PE, PP, etc.). However, they can also consist of natural fibers (cotton, wool, bast, etc.) or mixed fibres. The term "yarn" is used herein for all of these types of materials. Essentially, entanglement jets serve to entangle man-made fiber yarns. Swirling has several advantages. In this way, package build-up, unwinding properties, process running properties or running properties in further processing are improved. Filament breaks are prevented. On pushed filaments or fluff can be bound. In addition, the size application can be reduced or weaving without sizing can be made possible. Twisting/twisting can be substituted. Swirling also makes it possible to join different yarns with different properties or to create fancy yarns.
  • a nozzle device is known from US Pat. No. 5,809,761, which comprises a splicing chamber with two lateral chamber areas. With this nozzle the yarns do not move. It is not suitable for turbulence.
  • a nozzle device is to be provided which has a high level of efficiency and ensures reliable yarn treatment.
  • the invention should make it possible to achieve a desired knot strength and/or knot number of a yarn with the lowest possible air pressure and air quantity and correspondingly low energy requirements.
  • the intermingling nozzle comprises a yarn channel with an air twist chamber.
  • the air swirl chamber has an injection opening for introducing air into the air swirl chamber.
  • a channel axis extends in a thread guiding direction.
  • the yarn channel has a channel width transverse to the channel axis.
  • the air twist chamber has a chamber length in the thread guiding direction and a chamber extent transverse to this length. The chamber length is at least 180% of the chamber extent, preferably at least 200%.
  • the number and/or quality of nodes can be controlled by the targeted selection of the shape and dimension of the chamber.
  • the chamber length, the shape or proportions of the cross section of an injection opening, the chamber extent or the angle of chamber walls in relation to the wall of the yarn channel can be specifically adjusted individually or in combination with one another in order to set a desired number of knots and/or quality .
  • a chamber length (related to the chamber extent) of between 210% and 230%, in particular about 220%, leads to the formation of fewer but more stable nodes.
  • a length of between 320% and 340%, especially about 330% leads to many but less stable knots. .
  • the chamber length is preferably at least 1 . 5mm longer than chamber extension.
  • a further aspect of the invention therefore relates to a method for adjusting the number and/or quality of nodes, in which the shape and dimensions of the chamber are specifically selected to define the number of nodes and/or quality.
  • a chamber length is related to the chamber extent chosen , using a shorter length to form fewer but more stable knots and a greater length is chosen to form more but less stable knots.
  • the lengths are more than 180% of the extent of the chamber and are preferably selected in each case as described above.
  • the air flow vectors (flow direction and strength of the air flow) within the air swirl chamber are decisive for the number and strength of nodes in conjunction with the tradition.
  • tradition states how much more length of yarn is fed into the nozzle than comes out of the nozzle. This excess is used to form knots.
  • Different components of the air flow vectors lead to different effects when treating yarn in intermingling jets: are directed in the opposite direction to this, affect the thread feed and thread tension. Components of the air flow vectors that are transverse to these directions entangle the yarn and are thus essential for knot formation.
  • the air flow in the air twist chamber should be directed in such a way that the air flow has more transverse components than components in the yarn guiding direction or Having the opposite direction to the thread guiding direction.
  • the air flow vectors should have more components in the thread guiding direction in order to ensure sufficient thread transport.
  • the air flow vectors can be influenced by the geometry of the air twist chamber, the yarn channel and the injection opening.
  • a ratio of a chamber length of the air swirl chamber to a chamber extension across the chamber length of at least 1 . 8 directs the air flow within the air twist chamber over a longer area transversely to the yarn feed direction, so that lower air pressures and air quantities are required to ensure sufficient intermingling of the yarn.
  • the air flow introduced through the injection opening is guided through such an intermingling nozzle in such a way that the amount of fluid introduced can be reduced by up to 20% and the yarn still has the required number of knots and knot strength after the treatment.
  • the chamber length can be 180%, 200%, 218%, 228%, 330% of the chamber extent, preferably with a chamber extent of 1 . 5mm, 2mm, 3mm or 3 . 5mm .
  • Concrete values can e.g. B. 1 . 75mm, 2nd 67mm, 2 . 94mm or 3 . 08mm . amount .
  • the chamber length is preferably at least 35% of the total nozzle length.
  • the total nozzle length consists of the length of the yarn channel and the length of the chamber.
  • the chamber extent is understood here to mean the maximum extent of the air twist chamber in a transverse direction transverse to the thread guiding direction and to an air twist chamber depth.
  • the air swirl chamber can comprise two chamber areas directly following one another, with the chamber length being composed of the lengths of the chamber areas.
  • the air swirl chamber can include only one chamber area, the chamber walls of which are rounded. The radius of curvature of the chamber walls can increase in the thread guiding direction up to the middle of the air twist chamber and then decrease again.
  • the air twist chamber can also comprise two air twist chamber areas, the walls being rounded in the direction of yarn feed and the rounding of the first area in the direction of yarn feed having a larger radius than that of the second area.
  • the walls of the areas preferably merge into one another without a kink.
  • the air twist chamber areas may have a cross-section in a plane along the channel axis of the yarn channel and in the transverse direction that is substantially teardrop-shaped, such that the chamber areas have round sections and straight sections.
  • the straight sections are in the yarn feed direction or Arranged running towards each other in the opposite direction.
  • the injection opening is preferably arranged in the swirl nozzle in such a way that the air flow enters the air swirl chamber at an angle greater than or less than 90° to the channel axis.
  • the injection opening is preferably arranged in such a way that the air flow enters the air swirl chamber in an area with a smaller extent than the chamber extent.
  • the chamber extent is preferably 15-45% of the channel width, preferably 15% and 35%, and the chamber extent is preferably at most 5 mm, preferably at most 3 mm wider than the channel width.
  • the chamber expansion is less large. Typically it is close to 15% related to the channel width.
  • z. B. 35% related to the channel width.
  • the chamber extent can preferably be between 1 . 75mm and 17mm are .
  • the chamber length is preferably at most 350% of the channel width and is in particular at most 30 mm, preferably at most 20 mm, greater than the channel width.
  • the air twist chamber preferably has chamber walls , which have at least one wall segment that is rounded in the direction of yarn feed, in particular with a radius between 0 . 3 mm and 6 mm, preferably between 0 . 5mm and 2mm .
  • the chamber is preferably convexly rounded.
  • the chamber walls preferably additionally comprise straight wall segments.
  • the chamber wall preferably widens, starting from a channel wall, as viewed in the thread-guiding direction.
  • the chamber wall can widen at an angle of at most 5° in relation to the thread guiding direction and the channel wall.
  • a first chamber area is preferably arranged first in the thread guiding direction and a second chamber area immediately follows the first chamber area in the thread guiding direction.
  • the chamber has a constriction, so that the chamber expansion in the first and second chamber area is greater than the chamber expansion at the transition.
  • the air swirl chamber can also include more than two chamber areas, each of which is separated from one another by constrictions.
  • the air swirl chamber can include other structures for directing the air flow, such as surface structures, ribs, edges, narrowings or widenings.
  • the air swirl chamber may include coatings to swirl air.
  • the first chamber area can have a first chamber depth transverse to the chamber length and to the chamber extent and the second chamber area can have a second chamber depth transverse to the chamber length and to the chamber extent, it being possible for the chamber depths to be different.
  • the intermingling nozzle has a yarn channel with an air twist chamber.
  • the air swirl chamber has an injection opening for introducing air into the air swirl chamber.
  • a channel axis extends in a thread guiding direction.
  • the injection opening has a cross section with at least one round section and at least one air guiding section, the air guiding section being straight or having a radius of curvature that is at least 10 times greater than the radius of curvature of the round section.
  • the cross-sectional geometry of the injection opening has a direct influence on the quality of the turbulence and on the vectors of the flow direction.
  • the air line section or sections is/are preferably not arranged parallel to the channel axis.
  • the air currents in the transverse direction are decisive for the intermingling of the yarn. If the air is directed more in the transverse direction, the yarn is more turbulent and more and stronger knots are formed.
  • the blow-in opening preferably comprises exactly four straight air line sections in cross section, which are arranged essentially in the shape of a rhombus and are preferably connected to one another with rounded corners, which form the round sections.
  • a first line of symmetry of the diamond shape is preferably arranged parallel to and preferably coincident with the channel axis, so that a first corner of the diamond shape points in the direction of the thread feed and a second corner in the opposite direction to the thread feed direction, and a third and a fourth corner in a common plane perpendicular to the first Line of symmetry are arranged pioneering.
  • the cross-sectional shape can alternatively be triangular or polygonal, with the corners each being rounded off.
  • the shape preferably includes an even number of rounded corners, with the cross-sectional shape being arranged in the air twist chamber in such a way that the corners lead to this both in the thread guiding direction and in the opposite direction.
  • the cross-sectional shape can also be trapezoidal or kite-shaped.
  • the corners of the diamond shape are preferably rounded.
  • the blow-in opening preferably comprises a cross section with an opening length in the direction of thread feed and an opening width transverse to the opening length.
  • the opening length and the opening width are different, in particular a ratio between the opening length and the opening width between 1 . 0 and 1 . 5 is .
  • a smaller ratio, typically 1. 0 used to create many nodes .
  • the rhombus thus encompasses angles between the sides which are greater or less than 90°.
  • the curves of the blunt corners comprise a different radius than the curves of the acute angle corners.
  • the injection opening can also be at least approximately oval in cross section.
  • the targeted selection of opening width and length allows the air volume to be directed in a specific direction: if the opening length is greater than the opening width, the angle at which the air flows into the chamber with the greatest speed changes.
  • the air flow can be directed in this way.
  • the length of the opening is preferably smaller than the width of the opening, with the first and second corners of the diamond shape preferably being rounded off with a larger radius than the third and fourth corners.
  • the opening width can be smaller than the opening length, with the third and fourth corners of the diamond shape preferably being rounded off to a larger radius than the first and second corners.
  • this targeted selection of the opening allows a precise adjustment of the air flow and air volume and thus the air speed.
  • a further aspect of the invention relates to an intermingling nozzle with a yarn channel with an air twist chamber, which has an injection opening for introducing air into the air twist chamber.
  • the intermingling nozzle is in particular an intermingling nozzle as described above.
  • a channel axis extends in a thread guiding direction.
  • the yarn channel has a channel width transverse to the channel axis.
  • the air twist chamber has a chamber length in the thread guiding direction and a chamber extent transverse to this length.
  • the air twist chamber and/or the injection opening are designed and arranged in the yarn channel in such a way that air introduced through the injection opening is guided in a vector which has more transverse components transverse to the channel axis than axial components along the channel axis within the air twist chamber and more outside of the air twist chamber has axial components as transverse components.
  • the air flow which runs in the transverse direction to the axis of the channel, causes the yarn to become more intermingled and is therefore decisive for the formation of knots in the yarn.
  • the air flow in the axial direction conveys the yarn in the direction of the yarn feed and thus leads to greater yarn tension. Because the air flow in the air twist chamber is guided more transversely than axially, more knots are created in the yarn. If the air outside of the air swirl chamber is also more in Guided in the axial direction, sufficient yarn tension is maintained to ensure a stable process. If the yarn tension is too low, the yarn flutters so much in front of the nozzle that it can tear.
  • transverse components always include both radial and tangential components, since the radial components are decisive for the number of knots and the tangential components for the yarn tension.
  • the air swirl chamber can be designed in such a way that the air is swirled over an area of at least 40% of the total length of the nozzle.
  • the total nozzle length includes the length of the yarn channel and the chamber length of the air twist chamber.
  • the transverse components include more radial components than tangential components.
  • the transverse components have more tangential components than radial components.
  • the objects are solved by a method for interlacing yarn.
  • the yarn is guided along a yarn channel axis of a yarn channel of an entanglement jet.
  • Air is introduced into an air swirl chamber and is vectored within the air swirl chamber.
  • the vector inside the air swirl chamber includes more transverse components transverse to the duct axis than axial components along the duct axis, and outside the air swirl chamber more axial components than transverse components. This ensures in a simple way that the yarn achieves a high number of strong knots with low air volume or air pressure.
  • FIG. 1 A top view of a first embodiment of an interlacing nozzle according to the invention for producing a few stable knots
  • Figure 3 A blow-in opening from Figure 1
  • FIG. 4 A top view of a second embodiment according to the invention of an interlacing nozzle
  • FIG. 5a-d Representations of the speeds of the air flow in the case of an injection opening with a circular cross-section and scale of the speeds
  • Figure 6a-d Representations of the velocities of the air flow at an injection opening with a diamond-shaped cross-section and scale of the velocities
  • FIG. 7a-d Representations of the speeds of the air flow in a swirl nozzle according to the prior art with an air swirl chamber with a smaller chamber length than the chamber extent and scale of the speeds
  • FIG. 8a-d Representations of the speeds of the air flow in a swirl nozzle with an air swirl chamber with a greater chamber length than the chamber extent and scale of the speeds
  • Figure 9 A juxtaposition of airflow plots from different embodiments of a swirl jet in side view
  • FIG. 10 A cross-section through an entanglement nozzle along the direction of yarn guidance
  • Figures 11a and 11b Examples of intermingled yarns
  • FIG. 12 A plan view of a further embodiment of an interlacing nozzle according to the invention for producing knots that are more but less stable
  • FIG. 13 A blow-in opening from FIG. 12 and
  • FIGS. 14a and 14b a comparison of the number of knots and knot stability of yarn treated with nozzles according to the invention and with nozzles according to the prior art
  • FIG. 1 shows a plan view of a first embodiment of an interlacing nozzle 100 according to the invention.
  • the shape, size and geometry of the nozzle is designed to create few but stable knots.
  • the intermingling nozzle 100 comprises a nozzle plate 10 with a yarn channel 1 with two channel sections 1a and 1b and an air twist chamber 2 between the sections 1a and 1b.
  • a thread guiding direction F leads along central axes Ma and Mb of the channel sections 1a and 1b.
  • the air swirl chamber 2 comprises two chamber areas 2a and 2b. at the transition Between the first chamber area 2a and the second chamber area 2b there is an injection opening 4 through which an air stream is blown into the air swirl chamber 2 .
  • An inlet section 3a is arranged at the inlet of the first channel section 1a and an outlet section 3b is arranged at the outlet of the second channel section 1b.
  • the channel section la is shorter than the channel section 1b. Both channel sections have an extent 21 in the direction of the drawing plane of FIG. 7mm .
  • the nozzle plate 10 is constructed substantially in mirror symmetry to a plane through the central axes Ma and Mb and perpendicular to a plate surface.
  • the nozzle plate 10 includes a base 13 .
  • the base 13 has an outline substantially comprising two straight sides 15a and 15b located opposite one another and two rounded sides 16a and 16b also located opposite one another.
  • the straight sides each have an essentially trapezoidal indentation 14a and 14b, the axes of symmetry of which lie on the central axes Ma and Mb.
  • a bulge 12a and 12b for attaching the nozzle to the holder is arranged on each of the rounded sides.
  • Bulges 12a and 12b have substantially the same radius as rounded sides 16a and 16b. However, the bulges 12a and 12b are shorter than these sides.
  • the nozzle plate 10 further comprises two circular openings 11 a and 11 b that pass through the nozzle plate 10 .
  • the air swirl chamber 2 has a chamber length 29 of FIG. 69 mm in the thread guiding direction F and a chamber extent 28 of FIG. 32mm .
  • the chamber extent 28 is to be understood as meaning the greatest extent of the air swirl chamber 2 transversely to the chamber length 29 in the plane of the plate. This chamber extension 28 and this chamber length 29 result in a ratio of length and extension of 2 . 02 .
  • the nozzle plate 10 is connected to a cover plate so that the channel sections 1a and 1b and the air swirl chamber 2 are closed.
  • One or more yarns are introduced into and passed through the air twist chamber 2 while compressed air is applied to the yarn or yarns through the injection port 4 . This creates knots in the yarn or yarns
  • the air swirl chamber 2 is longer relative to the extension, the air is guided more in a transverse direction than in the case of shorter chambers and, in addition, the air is guided over a longer area in this transverse direction.
  • Air flow vector components perpendicular to the thread direction are responsible for the turbulence and thus for the number and strength of knots. If the yarn is now swirled more and over a longer area, more and firmer knots are formed.
  • FIG. 2 shows detail D from FIG.
  • the treatment chamber 2 with the two chamber areas 2a and 2b can be seen.
  • the chamber area 2a has a first chamber width 22 transverse to the central axis Ma and the second chamber area 2b has a second chamber width 23 transverse to the central axis Mb.
  • a constriction 5 is arranged between the chamber areas 2a and 2b. That means the
  • Chamber width 22 of the first chamber area 2a and the chamber width te 23 of the second chamber area 2b are larger than the chamber width 51 between the chamber areas 2a and 2b.
  • the chamber width 23 of the second chamber area 2b is equal to or larger (preferably about 5%) than the chamber width 22 of the first chamber area 2a.
  • the chamber length here is about 200% of the chamber expansion.
  • the chamber areas 2a and 2b have a teardrop-shaped cross section in the plane of the plate with rounded sections and straight sections running towards one another in the direction of thread feed.
  • This constriction 5 leads to the air flow being separated so that two areas are created in which the air and thus the yarn are swirled differently.
  • the first chamber area 2a has a first area length 24 parallel to the central axes Ma and Mb, which is equal to or greater than the second area length 25 of the second chamber area 2b parallel to the central axes Ma and Mb.
  • the chamber length 29 of the air swirl chamber 2 consists of the first area length 24 and the second area length 25 and is 5 . 1 mm .
  • the chamber walls of the chamber areas 2a and 2b each lead away at an angle from the walls of the yarn channel.
  • the chamber walls of the first chamber area 2a have an angle P of about 18° to 20° (specifically 19°) to the walls of the yarn channel
  • the chamber walls of the second chamber area 2b have an angle S of also 18° to 20°.
  • a smaller angle is used to create many knots (see also FIGS. 12 and 13 below), and a larger angle is used to create fewer but more stable knots.
  • the region lengths 24 and 25 are determined by the chamber extent (i.e. the width of the air swirl chamber) and determines the angle.
  • the widths of the air swirl chambers and/or the angles can be the same or different.
  • Figure 3 shows the injection opening 4 from the exemplary embodiment from Figure 1.
  • the chamber areas 2a and 2b of the air swirl chamber 2 are arranged directly one after the other, with the air swirl chamber 2 (see Figure 1) at the transition between the chamber regions 2a and 2b has a constriction 5 in width.
  • the injection opening 4 is arranged at the transition between the chamber areas 2a and 2b. A larger part of the cross section of the injection opening 4 leads into the first chamber area 2a.
  • the injection opening 4 has a cross-sectional shape which is essentially a parallelogram with rounded corners 41-44.
  • the rounded corners 41-44 are rounded sections.
  • the sides of the parallelogram shape are air duct sections 45 which serve to direct the air in a specific direction.
  • the first corner 41 points in the thread guiding direction F, the second corner 42 in the opposite direction to the yarn guiding device, so that the line of symmetry 40 of the parallelogram shape is arranged along the central axes Ma and Mb.
  • the first corner 41 and the second corner 42 are both rounded with a radius of 0.2 mm - 2.5 mm.
  • the third corner 43 and the fourth corner 44 both lie in a plane perpendicular to the central axes Ma and Mb and are both rounded with a radius of 0.3 mm - 3 mm.
  • the angle between the straight sections is about 50° for the pointed one angle and about 130° for the obtuse angle.
  • the injection opening has a width of typically 1 mm-10 mm, preferably about 1.32 mm and a length of 0.8 mm-7 mm, preferably about 0.99 mm and thus a width-to-length ratio of about 1.33:1.
  • the blow-in opening has a parallelogram or diamond shape, as shown, the air is increasingly guided in a direction transverse to the thread-guiding direction, with the transverse direction having components in both the tangential and radial directions.
  • the corners 41 and 42 which lie on the line of symmetry in the thread guiding direction, are blunt and the other corners 43 and 44 are pointed.
  • the angle of the corners has an impact on the orientation of the airflow, so depending on whether you want the flow to have more tangential or radial components, the angle can be adjusted.
  • FIG. 4 shows a top view of a second embodiment according to the invention of an intermingling nozzle 100.
  • the intermingling nozzle 100 of this embodiment has essentially the same nozzle plate 110 as the nozzle plate of the first embodiment. In the following, therefore, only the differences from the first embodiment will be discussed.
  • the air twist chamber 102 of this embodiment has two chamber areas, with the chamber walls 127a of the first being arranged in the thread guiding direction F, having a rounding in the thread guiding direction with a radius which is larger than the radius of the rounding in the thread guiding direction F of the wall sections 127b of the second chamber area.
  • the radius of curvature of the first wall section 127a can vary. Typically it is about 25mm.
  • the radius of curvature of the second wall section 127b can also vary and can be around 15 mm.
  • the chamber length 129 of the air swirl chamber 102 is 6 in the exemplary embodiment shown here. 85 mm, the chamber extension 128 is 3 mm.
  • the extent 121 of the yarn channel 101 is 2 . 4mm .
  • the injection opening 104 comprises essentially the same cross-sectional shape of a parallelogram as in FIG. 3 shown with rounded corners.
  • the injection port 104 is positioned such that the airflow enters the air swirl chamber 102 at an angle of less than 90°.
  • FIG. 5a shows a nozzle with an injection orifice with a circular cross-section, as is used in swirl nozzles according to the prior art.
  • a simulation was carried out to illustrate the influence of the cross-sectional shape on the air flow, with the simulation in FIGS. 5b-5d (and also 6b-6d) being carried out using an interlacing nozzle with a yarn channel without an air twist chamber.
  • Such an injection opening which is known per se, can also be arranged in an air swirl chamber 2 of a swirling nozzle according to the invention, as shown in FIG. 1 or 4.
  • FIG. 5b shows a scale of the flow speeds shown in FIGS. 5c and 5d.
  • FIG. 5c shows the velocities of the air flows in a plan view of the nozzle from FIG. 5a. It can be seen that the flow of air with the highest speed 70 in the region 150 is mostly in the direction of yarn feed F or opposite direction flows . Areas 151 with a relatively high speed 71 are mainly located on the walls of the yarn channel and also lead in the direction of yarn feed F or in the opposite direction. Between the walls of the yarn channel in the area 151, however, there are mainly regions with a relatively low speed 72 or low speed 73 in the middle, which lead in the yarn feeding direction F or in the opposite direction.
  • FIG. 5d shows a side view of the flow speeds of the nozzle from FIG. 5a.
  • the air flow is directed primarily in the region 152 of the injection port into the center of the yarn duct, that is, there is a region 152 of high velocity 70 in the center of the yarn duct in the area of the injection port with transverse components.
  • the region 153 there are isolated areas of flow vectors with high speed also in the transverse direction in the middle of the yarn channel.
  • the high-speed areas also increasingly lead along the wall opposite the entrance opening in the direction of the thread, respectively. in opposite direction .
  • FIG. 6a shows an injection opening with a diamond-shaped cross section without an air swirl chamber, in order to show the influence of the geometry of the nozzle opening on the air flow.
  • FIG. 6b shows a scale of the flow velocities.
  • FIG. 6c shows a representation of the flow velocities of the nozzle in a plan view. This illustration shows that a blow-in opening with a rhombic cross-section has a larger area 160 with a high flow rate 70 than in FIG. whose opposite direction deviates.
  • FIG. 6c shows that a nozzle with an injection opening with a diamond-shaped moderate cross-section has more areas 161 with a relatively high flow rate 71, which is also guided more in the middle between the walls of the yarn channel than in FIG. 5c.
  • FIG. 6d shows a representation of the flow velocities of the nozzle from FIG. 6a in a side view.
  • Figure 6d also shows that a nozzle with a diamond-shaped injection orifice has a larger area 163 with a relatively high velocity 71, which is also directed more towards the middle between the channel walls, than in the nozzle shown in Figure 5d.
  • FIG. 7a shows a nozzle from the prior art with a circular injection opening and an air swirl chamber with a chamber length that is smaller than the chamber extent.
  • FIG. 7b shows a scale of the flow velocities.
  • FIG. 7c shows a representation of the flow velocities of the nozzle from FIG. 7a in a plan view. It can be seen that the flow has few high velocity regions 170 where the flows are transverse to the yarn feed direction. There are areas 171 outside the chamber in which the flow has a relatively high speed 71 and primarily in the direction of yarn feed or runs in the opposite direction.
  • FIG. 7d shows a representation of the flow velocities of the nozzle from FIG. 7a in a side view.
  • the flow here is mainly guided in the transverse direction in the region 172 of the injection opening. In a small area 173 outside the chamber, the flow has a high speed and leads in the direction of the thread, resp. opposite direction .
  • FIG. 8a shows a nozzle according to the invention with an air swirl chamber which has a chamber length which is 2. 5 times greater than the ventricular extent.
  • FIG. 8b shows a scale of the flow velocities.
  • FIG. 8c shows a representation of the flow velocities of the nozzle from FIG. 8a in a plan view. It can be seen that the flow has large areas in the chamber, which have high-velocity flows 71 , which lead in the transverse direction to the thread-guiding direction F, and in the middle of the areas 180 in the thread-guiding direction, high-velocity flows 71 , which run in the thread-guiding direction F or run in the opposite direction.
  • FIG. 8d shows a representation of the flow velocities of the nozzle from FIG. 8a in a side view. It can be seen that in larger areas 182, 183 the flow is conducted more concentrated in the center between the walls of the yarn channel, ie in the transverse direction to the yarn feed direction F than is shown in FIG. 7d. The flows in area 183 near the injection opening have a high speed 71 and in area 182 a somewhat lower speed 73 . There is therefore less air flow in the yarn feed direction F .
  • FIG. 9 shows a side-by-side representation of air flows from various nozzles.
  • the illustration 80 shows the air flow of a nozzle without an air swirl chamber, as in FIG. 5a.
  • the representation 81 shows the air flow of a nozzle with an air swirl chamber with a chamber length which is smaller than the chamber extent, as in FIG. 7a.
  • the representation 82 shows the air flow of a nozzle according to the invention with an air swirl chamber with a chamber length which 1 . 6 times the chamber size.
  • Representation 83 shows the air flow of a nozzle according to the invention with an air swirl chamber with a chamber length which is more than twice the extent of the chamber.
  • the airflow is distributed such that relatively few airflows are concentrated in the center.
  • Lines 84 show that as the length of the chamber increases, there is increased directionality of flow toward the center.
  • FIG. 10 shows a simplified cross section through a nozzle plate 10 in the thread guiding direction.
  • the yarn channel 1 has the air twist chamber 2 in the middle, into which the blow-in opening 4 opens at an angle in the direction F of the yarn feed.
  • FIGS. 11a and 11b show an example of an interlaced DTY yarn (FIG. 11a) and an interlaced flat yarn (FIG. 11b).
  • FIGS. 12 and 13 show a further embodiment of a nozzle according to the invention in a representation analogous to the representation of the first embodiment in FIGS.
  • the same reference symbols designate the same elements as in FIGS. 1 and 2 and are not described again.
  • the nozzle according to FIGS. 12 and 13 is designed to produce more but less stable knots.
  • the channel sections 1a, 1b extend 21 in the direction of the plane of the drawing in FIG. 7mm .
  • the air twist chamber 2 has a chamber length 29 of 6.74 mm in the yarn feed direction F and a chamber extension 28 of 2.0 mm. This chamber extension 28 and this chamber length 29 result in a ratio of length and extension of approximately 3.37.
  • the chamber walls of the chamber regions 2a and 2b each lead away from the walls of the yarn channel at an angle of approximately 6°. This is for creating many nodes
  • FIG. 13 shows the injection opening 4 from the exemplary embodiment from FIG. 12. A smaller part of the cross section of the injection opening 4 leads into the first chamber region 2a.
  • the blow-in opening 4 has a kite-shaped cross-section with rounded corners and a rounded boundary in the chamber area 2a.
  • the injection opening 4 has a width B of about 1.13 mm and a length L of about 1.1 mm and thus a width to length ratio of about 1:1.
  • the kite shape is constructed asymmetrically: Its length in chamber area 2a is 0.5 mm and in chamber area 2b is 0.6 mm.
  • FIGS. 14a and 14b show the number of knots (FIG. 14a) and knot stability (FIG. 14b) of yarns (PES POY dtex 110/78f36) each with a nozzle according to the invention (X45.40) and a nozzle according to stand (P142) .
  • PES POY dtex 110/78f36 yarns

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verwirbelungsdüse (100) für die Herstellung von Knotengarnen, verwirbeltem Garn, von DTY- oder Glattgarnen mit Knoten. Die Verwirbelungsdüse (100) umfasst einen Garnkanal (1) mit einer Luftdrallkammer (2). Die Luftdrallkammer (2) umfasst eine Einblasöffnung (4) zur Einbringung von Luft in die Luftdrallkammer (2). Es erstreckt sich eine Kanalachse (M) in einer Fadenführrichtung (F). Der Garnkanal (1) umfasst eine Kanalbreite (21) quer zu der Kanalachse (M). Die Luftdrallkammer (2) umfasst eine Kammerlänge (29) in Fadenführrichtung (F) und eine Kammerausdehnung (28) quer zu dieser Länge. Die Kammerlänge (29) beträgt mindestens 180% der Kammerausdehnung (28), bevorzugt mindestens 200% der Kammerausdehnung (28), und bevorzugt ist die Kammerlänge (29) mindestens 1.5 mm länger als die Kammerausdehnung (28).

Description

Verwirbelungsdüse für die Herstellung von Garnen mit Knoten und Verfahren zum Verwirbeln von Garn
Die Erfindung betri f ft eine Verwirbelungsdüse für die Herstellung von Knotengarnen, verwirbeltem Garn, von DTY- oder Glattgarnen mit Knoten, und ein Verfahren zum Verwirbeln von Garn mit den Merkmalen des Oberbegri f fs der unabhängigen Patentansprüche .
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Düsenvorrichtungen bekannt . Düsenvorrichtungen werden üblicherweise verwendet zum Lenken, beschleunigen und präzisen Aufbringen von Fluiden . Mit Fluiden sind vorliegend sowohl Gase als auch Flüssigkeiten gemeint . Düsenvorrichtungen werden unter Anderem in Textilmaschinen verwendet , um Garne zu verbinden, zu strukturieren oder zu behandeln . Dabei ist die Form der Kammer, in der die Garnbehandlung durchgeführt wird, für das Erreichen des gewünschten Resultates und die dafür benötigte Fluidmenge entscheidend .
Bei bekannten sogenannten Verwirbelungsdüsen umfasst üblicherweise die Behandlungskammer eine Luftdrallkammer, in die die Fluidströmung eingebracht und verwirbelt wird . Um eine genügende Verwirbelung zu erreichen, sind hohe Geschwindigkeiten erforderlich . Das wird erreicht , indem Luft mit hohem Druck in die Kammer eingeblasen wird .
Verwirbelungsdüsen dienen dem Behandeln von allen Arten von Fäden, Garnen, Kabeln oder ähnlichen Materialien . Diese können aus künstlichen Fasern (Kunststof fe wie PE , PP usw . ) bestehen . Sie können aber auch aus Naturfasern (Baumwolle , Wolle , Bast usw . ) oder Mischfasern bestehen . Vorliegend wird der Begri f f „Garn" für alle diese Arten von Materialien verwendet . Verwirbelungsdüsen dienen im Wesentlichen dazu, Garne aus künstlichen Fasern zu verwirbeln . Die Verwirbelung hat verschiedene Vorteile . So werden Spulenaufbau, Ablauf eigenschaf ten, Prozesslaufeigenschaften oder Lauf eigenschaf ten in der Weiterverarbeitung verbessert . Filamentbrüche werden verhindert . Auf geschobene Filamente oder Flusen können eingebunden werden . Ausserdem kann der Schlichteauftrag reduziert werden oder ein Weben ohne Schlichten kann ermöglicht werden . Zwirnen / Hochdrehen kann ersetzt werden . Die Verwirbelung ermöglicht es auch, verschiedene Garne mit unterschiedlichen Eigenschaften zu verbinden oder Effektgarne herzustellen .
Aus US 5 809 761 ist eine Düsenvorrichtung bekannt , welche eine Spleisskammer mit zwei seitlichen Kammerbereichen umfasst . Bei dieser Düse bewegen sich die Garne nicht . Sie ist nicht zur Verwirbelung geeignet .
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu beheben . Insbesondere soll eine Düsenvorrichtung bereitgestellt werden, welche einen hohen Wirkungsgrad aufweist und eine zuverlässige Garnbehandlung sicherstellt . Insbesondere soll es die Erfindung erlauben, eine gewünschte Knotenstärke und/oder Knotenanzahl eines Garnes zu erreichen, bei möglichst geringem Luftdruck und Luftmenge und entsprechend niedrigem Energiebedarf .
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Verwirbelungsdüse für die Herstellung von Knotengarnen, verwirbeltem Garn von DTY- o- der Glattgarnen mit Knoten und ein Verfahren zum Verwirbeln von Garn entsprechend dem kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche . Die erfindungsgemässe Verwirbelungsdüse umfasst einen Garnkanal mit einer Luftdrallkammer . Die Luftdrallkammer weist eine Einblasöf fnung zur Einbringung von Luft in die Luftdrallkammer auf . Eine Kanalachse erstreckt sich in einer Fadenführrichtung . Der Garnkanal hat eine Kanalbreite quer zu der Kanalachse . Die Luftdrallkammer hat eine Kammerlänge in Fadenführungsrichtung und eine Kammerausdehnung quer zu dieser Länge . Die Kammerlänge beträgt mindestens 180% der Kammerausdehnung, bevorzugt mindestens 200% .
Es wurde überraschend gefunden, dass durch die gezielte Auswahl der Form und Dimension der Kammer die Knotenanzahl und/oder - Qualität gesteuert werden kann .
Typischerweise können wie nachstehend beschrieben die Kammerlänge , die Form oder Proportionen des Querschnitts einer Einblasöf fnung, die Kammerausdehnung oder der Winkel von Kammerwänden bezogen auf die Wand des Garnkanals einzeln oder in Kombination miteinander gezielt eingestellt werden, um eine gewünschte Knotenanzahl und/oder -Qualität einzustellen .
Beispielsweise führt eine Kammerlänge (bezogen auf die Kammerausdehnung) von zwischen 210% und 230% , insbesondere etwa 220% zur Bildung von weniger, dafür aber stabileren Knoten . Eine Länge von zwischen 320% und 340% , insbesondere etwas 330% führt zu vielen aber dafür weniger stabilen Knoten . . Die Kammerlänge ist bevorzugt mindestens 1 . 5mm länger als die Kammerausdehnung . Ein weiterer Aspekt der Erfindung betri f ft daher ein Verfahren zum Einstellen der Knotenanzahl und/oder -qualität , bei dem zum Definieren der Knotenanzahl und/oder -qualität die Form und Dimension der Kammer gezielt gewählt wird, Insbesondere wird eine Kammerlänge bezogen auf die Kammerausdehnung gewählt , wobei zur Bildung von wenigen aber stabileren Knoten eine kürzere Länge und zur Bildung von mehr aber dafür weniger stabilen Knoten eine grössere Länge gewählt wird . Dabei betragen die Längen j edenfalls mehr als 180% der Kammerausdehnung und werden bevorzugt j eweils wie vorstehend beschrieben gewählt .
Die Luftströmungsvektoren ( Strömungsrichtung und -stärke der Luftströmung) innerhalb der Luftdrallkammer sind im Zusammenspiel mit der Überlieferung massgeblich für die Knotenanzahl und -stärke . Die Überlieferung gibt an, wieviel mehr Garnlänge in die Düse eingeführt wird als aus der Düse herauskommt . Dieser Überschuss wird für die Knotenbildung benutzt . Verschiedene Komponenten der Luftströmungsvektoren führen zu unterschiedlichen Ef fekten beim Behandeln von Garn in Verwirbelungsdüsen : Komponenten der Luftströmungsvektoren, welche in Fadenführrichtung bzw . der Gegenrichtung zu dieser gerichtet sind, beeinflussen die Fadenförderung und Fadenspannung . Komponenten der Luftströmungsvektoren, welche quer zu diesen Richtungen führen, verwirbeln das Garn und sind so für die Knotenbildung essentiell . Die Erfinder sind zu der Erkenntnis gelangt , dass , um eine optimale Behandlung zu erreichen, die Luftströmung in der Luftdrallkammer derart gelenkt werden sollte , dass die Luftströmung mehr Querkomponenten als Komponenten in Fadenführrichtung bzw . Gegenrichtung zur Fadenführrichtung aufweist . Ausserhalb der Luftdrallkammer sollten die Luftströmungsvektoren hingegen mehr Komponenten in Fadenführrichtung aufweisen, um eine genügende Fadenförderung sicherzustellen . Die Luftströmungsvektoren können durch die Geometrie der Luftdrallkammer, des Garnkanals und der Einblasöf fnung beeinflusst werden .
Um sowohl eine genügende Knotenanzahl und -stärke als auch eine genügende Fadenspannung und -führung zu erreichen, waren bei konventionellen Verwirbelungsdüsen hohe Luftdrücke und -mengen nötig . Durch eine erfindungsgemäss optimierte Lenkung der Luft- Strömung durch die Geometrie werden die Anteile der Luftströmungsvektoren in Fadenführrichtung und in Querrichtung so optimiert , dass die Luftmenge und der Luftdruck ohne Qualitätseinbusse reduziert und damit Energie eingespart werden kann .
Es konnte gezeigt werden, dass ein Verhältnis von einer Kammerlänge der Luftdrallkammer zu einer Kammerausdehnung quer zu der Kammerlänge von mindestens 1 . 8 die Luftströmung innerhalb der Luftdrallkammer über einen längeren Bereich quer zur Fadenführrichtung lenkt , so dass geringere Luftdrücke und Luftmengen nötig sind, um eine genügende Verwirbelung des Garns sicherzustellen . Durch eine solche Verwirbelungsdüse wird der durch die Einblasöf fnung eingebrachte Luftstrom derart geführt , dass die Menge des eingeführten Fluids um bis zu 20% gesenkt werden kann und trotzdem das Garn nach der Behandlung die benötigte Knotenzahl und Knotenstärke aufweist .
Insbesondere kann die Kammerlänge 180% , 200% , 218 % , 228 % , 330% der Kammerausdehnung betragen, bevorzugt bei einer Kammerausdehnung von 1 . 5 mm, 2 mm, 3 mm oder 3 . 5 mm . Konkrete Werte können z . B . 1 . 75 mm, 2 . 67 mm, 2 . 94 mm oder 3 . 08 mm . betragen . Bevorzugt beträgt die Kammerlänge mindestens 35% der Gesamtdüsenlänge . Die Gesamtdüsenlänge besteht aus der Länge des Garnkanals und der Kammerlänge .
Unter der Kammerausdehnung wird hier die maximale Ausdehnung der Luftdrallkammer in einer Querrichtung quer zur Fadenführrichtung und zu einer Luftdrallkammertiefe verstanden .
Die Luftdrallkammer kann zwei unmittelbar aufeinander folgende Kammerbereiche umfassen, wobei die Kammerlänge sich aus den Längen der Kammerbereichen zusammensetzt . Die Luftdrallkammer kann nur einen Kammerbereich umfassen, dessen Kammerwände abgerundet sind . Der Radius der Rundung der Kammerwände kann in Fadenführrichtung bis zur Mitte der Luftdrallkammer zunehmen und dann sich wieder verringern .
Die Luftdrallkammer kann aber auch zwei Luftdrallkammerbereiche umfassen, wobei die Wände in Fadenführrichtung gerundet sind und die Rundung des in Fadenführrichtung ersten Bereichs einen grösseren Radius aufweist als der des zweiten Bereichs . Dabei gehen die Wände der Bereiche bevorzugt ohne Knick ineinander über .
Die Luftdrallkammerbereiche können einen Querschnitt in einer Ebene entlang der Kanalachse des Garnkanals und in Querrichtung aufweisen, welcher im Wesentlichen tropfenförmig ist , so dass die Kammerbereiche runde Abschnitte und gerade Abschnitte aufweisen . Die geraden Abschnitte sind in Fadenführrichtung bzw . Gegenrichtung aufeinander zulaufend angeordnet .
Bevorzugt ist die Einblasöf fnung so in der Verwirbelungsdüse angeordnet , dass die Luftströmung in einem Winkel grösser oder kleiner als 90 ° zur Kanalachse in die Luftdrallkammer eintritt . Bevorzugt ist die Einblasöf fnung so angeordnet , dass die Luftströmung in die Luftdrallkammer in einem Bereich mit geringerer Ausdehnung als der Kammerausdehnung eintritt .
Vorzugsweise beträgt die Kammerausdehnung 15-45% der Kanalbreite , bevorzugt 15% und 35% , und bevorzugt ist die Kammerausdehnung maximal 5mm , bevorzugt maximal 3 mm breiter als die Kanalbreite . Bei einer Kammerlänge von 330% der Kammerausdehnung zur Bildung von vielen Knoten ist die Kammerausdehnung weniger gross . Typischerweise liegt sie benachbart zu 15% bezogen auf die Kanalbreite . Zur Erzeugung von weniger aber stabileren Kno- ten wird eine grössere Kammerausdehnung gewählt , z . B . 35% bezogen auf die Kanalbreite .
Dadurch wird die Luftführung aus der Kammer in den Garnkanal verbessert . Die Kammerausdehnung kann bevorzugt zwischen 1 . 75mm und 17 mm liegen .
Vorzugsweise beträgt die Kammerlänge maximal 350% der Kanalbreite und ist insbesondere maximal 30mm , bevorzugt maximal 20 mm, grösser als die Kanalbreite .
Vorzugsweise hat die Luftdrallkammer Kammerwände , welche mindestens ein in Fadenführrichtung gerundetes Wandsegment aufweisen, insbesondere mit einem Radius zwischen 0 . 3 mm und 6 mm, bevorzugt zwischen 0 . 5 mm und 2 mm .
Bevorzugt ist die Kammer konvex gerundet . Vorzugsweise umfassen die Kammerwände zusätzlich gerade Wandsegmente .
So wird ermöglicht , dass die Luft einfach in eine bestimmte Richtung geführt werden kann .
Vorzugsweise weitet sich die Kammerwand in Fadenführrichtung betrachtet von einer Kanalwand ausgehend auf . Insbesondere kann die Kammerwand sich bezogen auf die Fadenführrichtung und die Kanalwand unter einem Winkel von maximal 5 ° aufweiten .
Vorzugsweise ist ein erster Kammerbereich in Fadenführrichtung als erstes angeordnet und ein zweiter Kammerbereich folgt unmittelbar in Fadenführrichtung auf den ersten Kammerbereich . Am Übergang vom ersten Kammerbereich zum zweiten Kammerbereich weist die Kammer eine Einschnürung auf , so dass die Kammeraus- dehnung im ersten und zweiten Kammerbereich grösser ist , als die Kammerausdehnung am Übergang .
Dadurch kann die Luftströmung getrennt werden . Durch die bestimmte Trennung der Luftmasse , kann die Menge Luft pro Kammerbereich zusätzlich zum Einblaswinkel gesteuert werden .
Die Luftdrallkammer kann auch mehr als zwei Kammerbereiche umfassen, welche j eweils durch Einschnürungen voneinander getrennt sind . Die Luftdrallkammer kann weitere Strukturen zur Lenkung der Luftströmung umfassen, wie Oberflächenstrukturen, Rippen, Kanten, Verengungen oder Verbreiterungen . Die Luftdrallkammer kann Beschichtungen zur Verwirbelung von Luft umfassen .
Der erste Kammerbereich kann eine erste Kammertiefe quer zur Kammerlänge und zur Kammerausdehnung und der zweite Kammerbereich eine zweite Kammertiefe quer zur Kammerlänge und zur Kammerausdehnung aufweisen, wobei die Kammertiefen unterschiedlich sein können .
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Verwirbelungsdüse einen Garnkanal mit einer Luftdrallkammer auf . Die Luftdrallkammer hat eine Einblasöf fnung zur Einbringung von Luft in die Luftdrallkammer . Eine Kanalachse erstreckt sich in einer Fadenführrichtung . Die Einblasöf fnung hat erfindungsgemäss einen Querschnitt mit mindestens einem Rundabschnitt und mindestens einem Luftleitabschnitt , wobei der Luf tleitabschnitt gerade ist oder einen Krümmungsradius hat , der mindestens 10 mal grösser ist , als der Krümmungsradius des Rundabschnitts .
Die Querschnittsgeometrie der Einblasöf fnung hat einen direkten Einfluss auf Qualität der Verwirbelung und auf die die Vektoren der Strömungsrichtung . Vorzugsweise ist der oder sind die Luftleitungsabschnitte zur Kanalachse nicht parallel angeordnet . In einer Verwirbelungsdüse sind die Luftströmungen in Querrichtung für die Verwirbelung des Garns massgebend . Wird die Luft mehr in Querrichtung gelenkt , wird das Garn stärker verwirbelt und es entstehen mehr und stärkere Knoten .
Vorzugsweise umfasst die Einblasöf fnung im Querschnitt genau vier gerade Luftleitungsabschnitte , welche im Wesentlichen rautenförmig angeordnet sind und bevorzugt mit runden Ecken miteinander verbunden sind, welche die Rundabschnitte bilden . Bevorzugt ist eine erste Symmetrielinie der Rautenform parallel zur und bevorzugt übereinstimmend mit der Kanalachse angeordnet , so dass eine erste Ecke der Rautenform in Fadenführrichtung und eine zweite Ecke in Gegenrichtung zur Fadenführrichtung weisen und eine dritte und eine vierte Ecke in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu der ersten Symmetrielinie wegweisend angeordnet sind .
So wird die Luftströmung bereits beim Einblasen einfach gelenkt Die Querschnitts form kann alternativ drei oder vieleckig sein, wobei die Ecken j eweils abgerundet sind . Bevorzugt umfasst die Form eine gerade Anzahl an abgerundeter Ecken, wobei die Querschnitts form so in der Luftdrallkammer angeordnet ist , dass die Ecken sowohl in Fadenführrichtung als auch in Gegenrichtung dazu führen .
Die Querschnitts form kann auch trapez förmig oder drachenförmig sein .
Es hat sich gezeigt , dass durch die Wahl der Querschnitts form die Knotenanzahl und die Stabilität der Knoten beeinflusst wer- den kann . Eine rautenförmige Einblasöf fnung führt zu weniger aber dafür stabileren Knoten . Eine drachenförmige Einblasöf fnung führt zu mehr aber weniger stabilen Knoten .
Vorzugsweise sind die Ecken der Rautenform abgerundet .
Vorzugsweise umfasst die Einblasöf fnung einen Querschnitt mit einer Öf fnungslänge in Fadenführrichtung und einer Öf fnungsbrei- te quer zur Öf fnungslänge . Die Öf fnungslänge und die Öf fnungsbreite sind unterschiedlich, wobei insbesondere ein Verhältnis zwischen der Öf fnungslänge und der Öf fnungsbreite zwischen 1 . 0 und 1 . 5 beträgt . Ein kleineres Verhältnis , typischerweise 1 . 0 , dient zur Erzeugung von vielen Knoten .
Die Raute umfasst also Winkel zwischen den Seiten, welche grösser oder kleiner sind, als 90 ° . Bevorzugt umfassen die Rundungen der stumpfen Ecken einen anderen Radius als die Rundungen der Ecken mit spitzem Winkel .
Die Einblasöf fnung kann im Querschnitt alternativ auch zumindest annähernd oval sein .
Die gezielte Auswahl von Öf fnungsbreite und -länge erlaubt eine Lenkung des Luftvolumens in eine bestimmte Richtung : I st die Öf fnungslänge grösser als die Öf fnungsbreite , so verändert sich der Winkel , in dem die Luft mit der grössten Geschwindigkeit in die Kammer strömt . Die Luftströmung kann dadurch gelenkt werden .
Vorzugsweise ist die Öf fnungslänge kleiner als die Öf fnungsbreite , wobei bevorzugt die erste und die zweite Ecke der Rautenform mit einem grösseren Radius abgerundet sind als die dritte und vierte Ecke . Alternativ kann die Öf fnungsbreite kleiner sein als die Öf f- nungslänge , wobei bevorzugt die dritte und die vierte Ecke der Rautenform in einem grösseren Radius abgerundet sind als die erste und zweite Ecke .
Diese gezielte Wahl der Öf fnung erlaubt in Abhängigkeit der zu behandelnden Garne eine präzise Ausrichtung von Luftstrom und Luftvolumen und somit der Luftgeschwindigkeit .
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betri f ft eine Verwirbelungsdüse mit einem Garnkanal mit einer Luftdrallkammer, welche eine Einblasöf fnung zur Einbringung von Luft in die Luftdrallkammer aufweist . Die Verwirbelungsdüse ist insbesondere eine Verwirbelungsdüse wie vorhergehend beschrieben . Eine Kanalachse erstreckt sich in einer Fadenführrichtung . Der Garnkanal hat eine Kanalbreite quer zu der Kanalachse . Die Luftdrallkammer hat eine Kammerlänge in Fadenführrichtung und eine Kammerausdehnung quer zu dieser Länge . Die Luftdrallkammer und/oder die Einblasöf fnung sind so ausgebildet und im Garnkanal angeordnet , dass durch die Einblasöf fnung eingebrachte Luft in einem Vektor geführt ist , der innerhalb der Luftdrallkammer mehr Querkomponenten quer zur Kanalachse als axiale Komponenten entlang der Kanalachse aufweist und ausserhalb der Luftdrallkammer mehr axiale Komponenten als Querkomponenten aufweist .
In einer Verwirbelungsdüse führt die Luftströmung, welche in Querrichtung zur Kanalachse führt , zu einer stärkeren Verwirbelung des Garns und ist somit für die Knotenbildung im Garn massgebend . Die Luftströmung in axialer Richtung fördert das Garn in Fadenführrichtung und führt somit zu stärkerer Garnspannung . Dadurch, dass in der Luftdrallkammer die Luftströmung mehr quer geführt wird als axial , werden mehr Knoten im Garn erzeugt . Wird die Luft zusätzlich ausserhalb von der Luftdrallkammer mehr in axiale Richtung geführt , wird eine genügende Garnspannung aufrechterhalten, um einen stabilen Prozess zu gewährleisten . I st die Garnspannung zu tief , flattert das Garn vor der Düse so stark, dass es reissen kann . Dabei umfassen Querkomponenten hier immer sowohl radiale als auch tangentiale Komponenten, da die radialen Komponenten für die Knotenanzahl und die tangentialen Komponenten für die Garnspannung massgebend sind .
Die Luftdrallkammer kann derart ausgebildet sein, dass die Luft über einen Bereich von mindestens 40% der Gesamtdüsenlänge verwirbelt wird . Die Gesamtdüsenlänge umfasst die Länge des Garnkanals und die Kammerlänge der Luftdrallkammer .
Vorzugsweise umfassen die Querkomponenten mehr radiale Komponenten als tangentiale Komponenten .
Die Luft wird somit stärker gedreht , wodurch auch das Garn mehr verdreht wird, so dass stärkere und mehr Knoten entstehen .
Alternativ haben die Querkomponenten mehr tangentiale Komponenten als radiale Komponenten .
Dadurch wird das Garn mehr aus der Düse geführt , wodurch mehr Garnspannung entsteht .
Weiter werden die Aufgaben durch ein Verfahren zum Verwirbeln von Garn gelöst . Das Garn wird entlang einer Garnkanalachse eines Garnkanals einer Verwirbelungsdüse geführt . Luft wird in eine Luftdrallkammer eingeführt und innerhalb der Luftdrallkammer in einem Vektor geführt . Der Vektor innerhalb der Luftdrallkammer umfasst mehr Querkomponenten quer zur Kanalachse als axiale Komponenten entlang der Kanalachse und ausserhalb der Luftdrallkammer mehr axiale Komponenten als Querkomponenten . So wird auf eine einfache Art sichergestellt , dass das Garn eine hohe Anzahl starker Knoten bei geringer Luftmenge oder Luftdrücken erreicht .
Die Erfindung wird in den Figuren genauer beschrieben . Die Figuren zeigen :
Figur 1 : Eine Draufsicht auf eine erste Aus führungs form einer erfindungsgemässen Verwirbelungsdüse zur Erzeugung von wenigen stabilen Knoten
Figur 2 : Das Detail D aus der Figur 1
Figur 3 : Eine Einblasöf fnung aus Figur 1
Figur 4 : Eine Draufsicht auf eine zweite erfindungsgemässe Ausführungs form einer Verwirbelungsdüse
Figur 5a-d : Darstellungen der Geschwindigkeiten der Luftströmung bei einer Einblasöf fnung mit kreisrundem Querschnitt und Skala der Geschwindigkeiten
Figur 6a-d : Darstellungen der Geschwindigkeiten der Luftströmung bei einer Einblasöf fnung mit rautenförmigem Querschnitt und Skala der Geschwindigkeiten
Figur 7a-d : Darstellungen der Geschwindigkeiten der Luftströmung bei einer Verwirbelungsdüse gemäss Stand der Technik mit einer Luftdrallkammer mit kleinerer Kammerlänge als Kammerausdehnung und Skala der Geschwindigkeiten Figur 8a-d : Darstellungen der Geschwindigkeiten der Luftströmung bei einer Verwirbelungsdüse mit einer Luftdrallkammer mit einer grösseren Kammerlänge als Kammerausdehnung und Skala der Geschwindigkeiten
Figur 9 : Eine Nebeneinanderstellung von Darstellungen der Luftströmung von verschiedenen Aus führungs formen einer Verwirbelungsdüse in Seitenansicht
Figur 10 Einen Querschnitt durch eine Verwirbelungsdüse entlang der Garnführungsrichtung und
Figuren 11a und 11b : Beispiele von verwirbelten Garnen
Figur 12 Eine Draufsicht auf eine weitere Aus führungs form einer erfindungsgemässen Verwirbelungsdüse zur Erzeugung von mehr aber weniger stabilen Knoten
Figur 13 : Eine Einblasöf fnung aus Figur 12 und
Figuren 14a und 14b einen Vergleich von Knotenanzahl und Knotenstabilität von mit erfindungsgemässen Düsen und mit Düsen gemäss Stand der Technik behandeltem Garn
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Aus führungs form einer erfindungsgemässen Verwirbelungsdüse 100 . Die Form, Grösse und Geometrie der Düse ist zur Erzeugung von wenigen, aber stabilen Knoten ausgelegt . Die Verwirbelungsdüse 100 umfasst eine Düsenplatte 10 mit einem Garnkanal 1 mit zwei Kanalabschnitten la und 1b und einer Luftdrallkammer 2 zwischen den Abschnitten la und 1b . Eine Fadenführrichtung F führt entlang von Mittelachsen Ma und Mb der Kanalabschnitte la und 1b . Die Luftdrallkammer 2 umfasst zwei Kammerbereiche 2a und 2b . Am Übergang zwischen dem ersten Kammerbereich 2a und dem zweiten Kammerbereich 2b ist eine Einblasöf fnung 4 angeordnet , durch welche ein Luftstrom in die Luftdrallkammer 2 eingeblasen wird .
Entlang der Fadenführrichtung F ist zuerst der erste Kanalabschnitt la, danach der erste Kammerbereich 2a, der zweite Kammerbereich 2b und anschliessend der zweite Kanalabschnitt 1b angeordnet .
Am Eingang des ersten Kanalabschnitts la ist ein Eingangsabschnitt 3a und am Ausgang des zweiten Kanalabschnitts 1b ist ein Ausgangsabschnitt 3b angeordnet . Der Kanalabschnitt la ist kürzer als der Kanalabschnitt 1b . Beide Kanalabschnitte haben eine Ausdehnung 21 in Richtung der Zeichenebene von 1 . 7 mm . Die Düsenplatte 10 ist zu einer Ebene durch die Mittelachsen Ma und Mb und senkrecht zu einer Plattenoberfläche im Wesentlichen spiegelsymmetrisch auf gebaut .
Die Düsenplatte 10 umfasst eine Grundfläche 13 . Die Grundfläche 13 hat einen Umriss , der im Wesentlichen zwei gerade Seiten 15a und 15b, die gegenüberliegend angeordnet sind, und zwei abgerundete Seiten 16a und 16b, ebenfalls gegenüberliegend angeordnet , umfasst . Die geraden Seiten haben j eweils eine im Wesentlichen trapez förmige Einbuchtung 14a und 14b, deren Symmetrieachsen auf den Mittelachsen Ma und Mb liegen . An den abgerundeten Seiten ist j eweils eine Ausbuchtung 12a und 12b für die Befestigung der Düse auf dem Halter angeordnet . Die Ausbuchtungen 12a und 12b haben im Wesentlichen den gleichen Radius wie die abgerundeten Seiten 16a und 16b . Die Ausbuchtungen 12a und 12b sind j edoch kürzer als diese Seiten .
Die Düsenplatte 10 umfasst weiter zwei durch die Düsenplatte 10 durchgehende , kreisrunde Öf fnungen 11a und 11b . Die Luftdrallkammer 2 weist eine Kammerlänge 29 von 4 . 69 mm in Fadenführrichtung F auf und eine Kammerausdehnung 28 von 2 . 32 mm . Unter der Kammerausdehnung 28 ist die grösste Ausdehnung der Luftdrallkammer 2 quer zur Kammerlänge 29 in der Plattenebene zu verstehen . Durch diese Kammerausdehnung 28 und diese Kammerlänge 29 ergibt sich ein Verhältnis von Länge und Ausdehnung von 2 . 02 .
Die Düsenplatte 10 wird mit einer Deckplatte verbunden, so dass die Kanalabschnitte la und 1b und die Luftdrallkammer 2 geschlossen werden . Ein oder mehrere Garne werden in die Luftdrallkammer 2 eingeführt und durch diese hindurchgeführt , während durch die Einblasöf fnung 4 Druckluft auf das Garn oder die Garne aufgebracht wird . Dadurch werden im Garn oder den Garnen Knoten erzeugt
Da die Luftdrallkammer 2 relativ zur Ausdehnung länger ist , wird die Luft einerseits mehr in eine Querrichtung geführt , als bei kürzeren Kammern und zusätzlich wird die Luft über einen längeren Bereich in dieser Querrichtung geführt .
Luftströmungsvektorkomponenten quer zur Fadenführrichtung sind für die Verwirbelung und somit für die Knotenanzahl und -stärke verantwortlich . Wird das Garn nun mehr und über einen längeren Bereich verwirbelt , entstehen mehr und festere Knoten .
Figur 2 zeigt das Detail D aus Figur 1 . Zu sehen ist die Behandlungskammer 2 mit den beiden Kammerbereichen 2a und 2b . Der Kammerbereich 2a hat eine erste Kammerbreite 22 quer zur Mittelachse Ma und der zweite Kammerbereich 2b hat eine zweite Kammerbreite 23 quer zur Mittelachse Mb . Zwischen den Kammerbereichen 2a und 2b ist eine Einschnürung 5 angeordnet . Das heisst , die
Kammerbreite 22 des ersten Kammerbereichs 2a und die Kammerbrei- te 23 des zweiten Kammerbereichs 2b sind grösser als die Kammerbreite 51 zwischen den Kammerbereichen 2a und 2b . Die Kammerbreite 23 des zweiten Kammerbereichs 2b ist gleich wie oder grösser (bevorzugt etwa 5% ) als die Kammerbreite 22 des ersten Kammerbereichs 2a . Die Kammerlänge beträgt hier etwa 200% der Kammerausdehnung . Die Kammerbereiche 2a und 2b haben in der Plattenebene einen tropfenförmigen Querschnitt mit Abschnitten mit einer Rundung und in Fadenführrichtung aufeinander zulaufenden geraden Abschnitten .
Diese Einschnürung 5 führt dazu, dass die Luftströmung getrennt wird, so dass zwei Bereiche entstehen, in denen die Luft und somit das Garn unterschiedlich verwirbelt werden .
Der erste Kammerbereich 2a hat eine zu den Mittelachsen Ma und Mb parallele erste Bereichslänge 24 , welche gleich wie oder grösser ist , als die zu den Mittelachsen Ma und Mb parallele zweite Bereichslänge 25 des zweiten Kammerbereichs 2b . Die Kammerlänge 29 der Luftdrallkammer 2 besteht aus der ersten Bereichslänge 24 und der zweiten Bereichslänge 25 und beträgt 5 . 1 mm .
Die Kammerwände der Kammerbereiche 2a und 2b führen j eweils in einem Winkel von den Wänden des Garnkanals weg . Die Kammerwände des ersten Kammerbereichs 2a weisen einen Winkel P von etwa 18 ° bis 20 ° ( konkret 19 ° ) zu den Wänden des Garnkanals auf , die Kammerwände des zweiten Kammerbereichs 2b einen Winkel S von ebenfalls 18 ° bis 20 ° . Zur Erzeugung von vielen Knoten wird ein kleinerer Winkel ( siehe nachstehend auch Figur 12 und 13 ) verwendet , zur Erzeugung von weniger, aber dafür stabileren Knoten ein grösserer Winkel . Die Bereichslängen 24 und 25 werden durch die Kammerausdehnung ( d . h . die Breite der Luftdrallkammer ) und den Winkel bestimmt. Die Breiten der Luftdrallkammern und/oder die Winkel können gleich gross oder verschieden sein.
Es sind aber auch andere Dimensionen und Geometrien denkbar. Die vorbeschriebenen Geometrien können auch für Düsenlängen von bis zu 45 mm angewendet werden mit Kanalbreiten von bis 12mm. Die Radien z.B. im Garn-Kanalgrund können dann entsprechend angepasst werden.
Figur 3 zeigt die Einblasöffnung 4 aus dem Ausführungsbeispiel, aus Figur 1. Die Kammerbereiche 2a und 2b der Luftdrallkammer 2 (vgl. Figur 1) sind unmittelbar aufeinander folgend angeordnet, wobei die Luftdrallkammer 2 (vgl. Figur 1) am Übergang zwischen den Kammerbereichen 2a und 2b eine Einschnürung 5 in der Breite aufweist. Die Einblasöffnung 4 ist am Übergang zwischen den Kammerbereichen 2a und 2b angeordnet. Ein grösserer Teil des Querschnitts der Einblasöffnung 4 führt in den ersten Kammerbereich 2a .
Die Einblasöffnung 4 hat eine Querschnittsform, welche im Wesentlichen ein Parallelogramm mit abgerundeten Ecken 41-44 darstellt. Die abgerundeten Ecken 41-44 sind Rundungsabschnitte. Die Seiten der Parallelogrammform sind Luf t führungsabschnitte 45, welche dazu dienen, die Luft in eine bestimmte Richtung zu leiten. Die erste Ecke 41 weist in Fadenführrichtung F, die zweite Ecke 42 in Gegenrichtung zur Garnführvorrichtung, so dass die Symmetrielinie 40 der Parallelogrammform entlang den Mittelachsen Ma und Mb angeordnet ist. Die erste Ecke 41 und die zweite Ecke 42 sind beide mit einem Radius von 0.2 mm - 2.5 mm abgerundet. Die dritte Ecke 43 und die vierte Ecke 44 liegen beide in einer Ebene senkrecht zu den Mittelachsen Ma und Mb und sind beide abgerundet mit einem Radius von 0.3 mm - 3 mm. Der Winkel zwischen den geraden Abschnitten beträgt ca. 50° für den spitzen Winkel und ca. 130° für den stumpfen Winkel. Die Einblasöffnung weist eine Breite von typischerweise 1 mm - 10 mm, bevorzugt etwa 1.32 mm und eine Länge von 0.8 mm - 7 mm, bevorzugt etwa 0.99 mm und damit ein Breiten- zu Längenverhältnis von ca. 1.33:1 auf .
Weist die Einblasöffnung eine Parallelogramm- oder Rautenform auf, wie dargestellt, so wird die Luft vermehrt in einer Querrichtung zur Fadenführrichtung geführt, wobei die Querrichtung sowohl Komponenten in tangentialer als auch radialer Richtung aufweist. Die Ecken 41 und 42, welche auf der Symmetrielinie in Fadenführrichtung liegen, sind stumpf und die weiteren Ecken 43 und 44 sind spitz. Der Winkel der Ecken hat einen Einfluss auf die Ausrichtung der Luftströmung, so dass je nachdem, ob die Strömung mehr tangentiale oder radiale Komponenten umfassen soll, der Winkel angepasst werden kann.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite erfindungsgemässe Aus führungs form einer Verwirbelungsdüse 100. Die Verwirbelungsdüse 100 dieser Aus führungs form weist im Wesentlichen die gleiche Düsenplatte 110 auf, wie die Düsenplatte der ersten Ausführungsform. Es wird im Folgenden daher nur auf die Unterschiede zur ersten Aus führungs form eingegangen.
Die Luftdrallkammer 102 dieser Aus führungs form weist zwei Kammerbereiche auf, wobei die Kammerwände 127a des in Fadenführrichtung F zuerst angeordnet ist, eine Rundung in Fadenführrichtung mit einem Radius aufweist, welcher grösser ist, als der Radius der Rundung in Fadenführrichtung F der Wandabschnitte 127b des zweiten Kammerbereichs. Der Radius der Rundung des ersten Wandabschnitts 127a kann variieren. Typischerweise beträgt er etwa 25mm. Der Radius der Rundung des zweite Wandabschnitts 127b kann ebenfalls variieren und etwa 15 mm betragen. Die Kammerlänge 129 der Luftdrallkammer 102 beträgt im hier gezeigten Aus führungsbeispiel 6 . 85 mm, die Kammerausdehnung 128 beträgt 3 mm . Die Ausdehnung 121 des Garnkanals 101 beträgt 2 . 4 mm .
Die Einblasöf fnung 104 umfasst im Wesentlichen die gleiche Querschnitts form eines Parallelogramms wie in Fig . 3 gezeigt , mit abgerundeten Ecken .
Die Einblasöf fnung 104 ist so angeordnet , dass die Luftströmung die Luftdrallkammer 102 in einem Winkel von weniger als 90 ° betritt .
Figur 5a zeigt eine Düse mit einer Einblasöf fnung mit kreis förmigem Querschnitt , wie sie in Verwirbelungsdüsen gemäss Stand der Technik eingesetzt wird . Zur I llustration des Einflusses der Querschnitts form auf die Luftströmung wurde eine Simulation vorgenommen, wobei die Simulation in Figur 5b - 5d (und auch 6b - 6d) anhand einer Verwirbelungsdüse mit einem Garnkanal ohne Luftdrallkammer erfolgte .
Eine solche , an sich bekannte Einblasöf fnung kann auch in einer Luftdrallkammer 2 einer erfindungsgemässen Verwirbelungsdüse gemäss Figur 1 oder 4 angeordnet werden .
Figur 5b zeigt eine Skala der in den Figuren 5c und 5d dargestellten Strömungsgeschwindigkeiten .
Figur 5c zeigt die Geschwindigkeiten der Luftströmungen in der Draufsicht auf die Düse aus Figur 5a . Zu sehen ist , dass die Strömung der Luft mit der höchsten Geschwindigkeit 70 im Bereich 150 meistens in die Fadenführrichtung F bzw . Gegenrichtung strömt . Bereiche 151 mit relativ hoher Geschwindigkeit 71 befinden sich hauptsächlich an den Garnkanalwänden und führen ebenfalls in Fadenführrichtung F oder Gegenrichtung . Zwischen den Wänden des Garnkanals im Bereich 151 befinden sich in der Mitte j edoch hauptsächlich Regionen mit relativ geringer Geschwindigkeit 72 oder geringer Geschwindigkeit 73 , welche in Fadenführrichtung F oder Gegenrichtung führen .
Figur 5d zeigt eine Darstellung der Strömungsgeschwindigkeiten der Düse aus 5a in Seitenansicht . Die Luftströmung wird hauptsächlich in der Region 152 der Einblasöf fnung in die Mitte des Garnkanals gelenkt , das heisst , es gibt einen Bereich 152 mit hoher Geschwindigkeit 70 in der Mitte des Garnkanals im Bereich der Einblasöf fnung mit Querkomponenten . In der Region 153 gibt es vereinzelt in der Mitte des Garnkanals Bereiche Strömungsvektoren mit hoher Geschwindigkeit auch in Querrichtung . Die Bereiche mit hoher Geschwindigkeit führen hier j edoch ebenfalls vermehrt an der Wand gegenüber der Eingangsöf fnung entlang in Fadenführrichtung, resp . in Gegenrichtung .
Figur 6a zeigt eine Einblasöf fnung mit rautenförmigem Querschnitt ohne Luftdrallkammer, um den Einfluss der Geometrie der Düsenöf fnung auf die Luftströmung zu zeigen .
Figur 6b zeigt eine Skala der Strömungsgeschwindigkeiten .
Figur 6c zeigt eine Darstellung der Strömungsgeschwindigkeiten der Düse in Draufsicht . Diese Darstellung zeigt , dass eine Einblasöf fnung mit einem rautenförmigen Querschnitt einen grösseren Bereich 160 mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit 70 aufweist als in Figur 5c und dass die Strömung mehr von der Fadenführrichtung F bzw . deren Gegenrichtung abweicht . Zudem zeigt die Figur 6c, dass eine Düse mit einer Einblasöf fnung mit rautenför- migem Querschnitt mehr Bereiche 161 mit einer relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit 71 aufweist , wobei diese auch vermehrt in der Mitte zwischen den Wänden des Garnkanals geführt ist , als in Figur 5c .
Figur 6d zeigt eine Darstellung der Strömungsgeschwindigkeiten der Düse aus Figur 6a in Seitenansicht . Figur 6d zeigt ebenfalls , dass eine Düse mit einer rautenförmigen Einblasöf fnung einen grösseren Bereich 163 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit 71 aufweist , welcher auch vermehrt in die Mitte zwischen den Kanalwänden geleitet wird, als bei der Düse gezeigt in Figur 5d .
Figur 7a zeigt eine Düse aus dem Stand der Technik mit kreisrunden Einblasöf fnung und einer Luftdrallkammer mit einer Kammerlänge , welche kleiner ist , als die Kammerausdehnung .
Figur 7b zeigt eine Skala der Strömungsgeschwindigkeiten .
Figur 7c zeigt eine Darstellung der Strömungsgeschwindigkeiten der Düse aus Figur 7a in Draufsicht . Zu sehen ist , dass die Strömung wenige Bereiche 170 mit hoher Geschwindigkeit aufweist , in denen die Strömungen in Querrichtung zur Fadenführrichtung führen . Es gibt Bereiche 171 ausserhalb der Kammer, in denen die Strömung eine relativ hohe Geschwindigkeit 71 aufweist und primär in Fadenführrichtung bzw . Gegenrichtung verläuft .
Figur 7d zeigt eine Darstellung der Strömungsgeschwindigkeiten der Düse aus Figur 7a in Seitenansicht . Die Strömung ist hier hauptsächlich im Bereich 172 der Einblasöf fnung in Querrichtung geführt . In einem kleinen Bereich 173 ausserhalb der Kammer weist die Strömung eine hohe Geschwindigkeit auf und führt in Fadenführrichtung, resp . Gegenrichtung . Figur 8a zeigt eine erfindungsgemässe Düse mit einer Luftdrallkammer, welche eine Kammerlänge aufweist , welche 2 . 5 mal grösser ist als die Kammerausdehnung .
Figur 8b zeigt eine Skala der Strömungsgeschwindigkeiten .
Figur 8c zeigt eine Darstellung der Strömungsgeschwindigkeiten der Düse aus Figur 8a in Draufsicht . Zu sehen ist , dass die Strömung grosse Bereiche in der Kammer aufweist , welche Strömungen mit hoher Geschwindigkeit 71 hat , die in Querrichtung zur Fadenführrichtung F führen und in der Mitte der Bereiche 180 in Fadenführrichtung Strömungen mit hoher Geschwindigkeit 71 , welche in Fadenführrichtung F resp . Gegenrichtung führen .
Figur 8d zeigt eine Darstellung der Strömungsgeschwindigkeiten der Düse aus Figur 8a in Seitenansicht . Es ist zu sehen, dass in grösseren Bereichen 182 , 183 die Strömung konzentrierter in die Mitte zwischen die Wände des Garnkanals geleitet wird, also in Querrichtung zur Fadenführrichtung F als in Figur 7d gezeigt wird . Die Strömungen im Bereich 183 in der Nähe der Einblasöf fnung weisen eine hohe Geschwindigkeit 71 auf , und im Bereich 182 eine etwas niedrigere Geschwindigkeit 73 . Es gibt daher weniger Luftströmung in Fadenführrichtung F .
Figur 9 zeigt eine Nebeneinanderstellung der Darstellung von Luftströmungen von verschiedenen Düsen in Seitenansicht .
Die Darstellung 80 zeigt die Luftströmung einer Düse ohne Luftdrallkammer, wie in Figur 5a .
Die Darstellung 81 zeigt die Luftströmung einer Düse mit einer Luftdrallkammer mit einer Kammerlänge , welche kleiner ist als die Kammerausdehnung, wie in Figur 7a . Die Darstellung 82 zeigt die Luftströmung einer erfindungsgemässen Düse mit einer Luftdrallkammer mit einer Kammerlänge , welche 1 . 6-mal so gross ist wie die Kammerausdehnung .
Die Darstellung 83 zeigt die Luftströmung einer erfindungsgemässen Düse mit einer Luftdrallkammer mit einer Kammerlänge , welche mehr als doppelt so gross ist wie die Kammerausdehnung . In der Darstellung 80 ist die Luftströmung verteilt , so dass relativ wenige Luftströmungen in der Mitte konzentriert werden . Die Linien 84 zeigen, dass mit zunehmender Länge der Kammer eine verstärkte Ausrichtung der Strömung in die Mitte ergibt .
Figur 10 zeigt vereinfacht einen Querschnitt durch eine Düsenplatte 10 in Fadenführrichtung . Der Garnkanal 1 weist in der Mitte die Luftdrallkammer 2 auf , in welche die Einblasöf fnung 4 unter einem Winkel in Fadenführrichtung F mündet .
Die Figuren 11a und 11b zeigen beispielhaft ein verwirbeltes DTY-Garn ( Fig . 11a ) und ein verwirbeltes Glattgarn ( Fig . 11b ) .
Die Figuren 12 und 13 zeigen eine weitere Aus führungs form einer erfindungsgemässen Düse in einer Darstellung analog zu der Darstellung der ersten Aus führungs form in den Figuren 1 und 2 . Gleiche Bezugs zeichen benennen gleiche Elemente wie in den Figuren 1 und 2 und werden nicht erneut beschrieben . Im Unterschied zu der Aus führungs form in den Figuren 1 und 2 ist die Düse gemäss Figuren 12 und 13 zur Erzeugung von mehr und dafür weniger stabilen Knoten ausgelegt .
Die Kanalabschnitte la, 1b haben eine Ausdehnung 21 in Richtung der Zeichenebene von 1 . 7 mm . Die Luftdrallkammer 2 weist eine Kammerlänge 29 von 6.74 mm in Fadenführrichtung F auf und eine Kammerausdehnung 28 von 2.0 mm. Durch diese Kammerausdehnung 28 und diese Kammerlänge 29 ergibt sich ein Verhältnis von Länge und Ausdehnung von ca. 3.37.
Die Kammerwände der Kammerbereiche 2a und 2b führen jeweils in einem Winkel von etwa 6° von den Wänden des Garnkanals weg. Dies dient zur Erzeugung von vielen Knoten
Figur 13 zeigt die Einblasöffnung 4 aus dem Ausführungsbeispiel, aus Figur 12. Ein kleinerer Teil des Querschnitts der Einblasöffnung 4 führt in den ersten Kammerbereich 2a.
Die Einblasöffnung 4 hat eine drachenförmige Querschnittsform mit abgerundeten Ecken und mit einer abgerundeten Begrenzung im Kammerbereich 2a.
Die Einblasöffnung 4 weist eine Breite B von etwa 1.13 mm und eine Länge L von etwa 1.1 mm und damit ein Breiten- zu Längenverhältnis von ca. 1:1 auf.
Die Drachenform ist asymmetrisch auf gebaut: Ihre Länge im Kammerbereich 2a beträgt 0.5 mm und im Kammerbereich 2b 0.6 mm.
Mit erfindungsgemässen Düsen wie in Fig. 1 gezeigt wurden Vergleichsversuche mit Düsen gemacht, wie sie aus dem Stand der Technik (siehe z.B. Fig. 14a aus WO 2006/099763) bekannt sind. Dabei wurden die Betriebsbedingungen (insbesondere die Luftmenge bei einem bestimmten Blasdruck) so eingestellt, dass möglichst die gleiche Kontenzahl und Knotenstabilität erzielt wurde. Die Figuren 14a und 14b zeigen die Knotenanzahl (Fig. 14a) und Knotenstabilität (Fig. 14b) von Garnen (PES POY dtex 110/78f36) jeweils mit einer erfindungsgemässen Düse (X45.40) und einer Düse gemäss Stand (P142) . Zum Erreichen der nahezu identischen Knotenzahl und Knotenstabilität wurden mit der erfindungsgemässen Düse ca. 20% weniger Luft verbraucht.

Claims

Patentansprüche
1. Verwirbelungsdüse (100) für die Herstellung von Knotengarnen, verwirbeltem Garn, von DTY- oder Glattgarnen mit Knoten, umfassend einen Garnkanal (1) mit einer Luftdrallkammer ( 2 ) , wobei die Luftdrallkammer (2) eine Einblasöffnung (4) zur Einbringung von Luft in die Luftdrallkammer (2) aufweist, eine Kanalachse (Ma, Mb) sich in einer Fadenführrichtung ( F) erstreckt der Garnkanal (1) eine Kanalbreite (21) quer zu der Kanalachse (Ma, Mb) aufweist und wobei die Luftdrallkammer (2) eine Kammerlänge (29) in Fadenführrichtung (F) und eine Kammerausdehnung (28) quer zu dieser Länge aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerlänge (29) mindestens 180% der Kammerausdehnung (28) , bevorzugt mindestens 200% der Kammerausdehnung (28) und insbesondere etwa 220% oder 330% beträgt und bevorzugt die Kammerlänge (29) mindestens 1.5mm länger als die Kammerausdehnung (28) ist.
2. Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 1, wobei die Kammerausdehnung (28) 15%-45% der Kanalbreite (21) beträgt, bevorzugt 15% oder 35%, und wobei bevorzugt die Kammerausdehnung (28) maximal 5mm, weiter bevorzugt maximal 3 mm breiter als die Kanalbreite (21) ist. Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kammerlänge (29) maximal 350% der Kanalbreite (21) beträgt und insbesondere maximal 30 mm, bevorzugt maximal 20 mm grösser ist als die Kanalbreite (21) . Verwirbelungsdüse (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Luftdrallkammer (2) Kammerwände umfasst, welche mindestens ein gerundetes Wandsegment umfassen, insbesondere mit einem Radius zwischen 0.3 mm und6 mm, bevorzugt zwischen 0.5 mm und 2 mm. Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 4, wobei die Kammerwände gerade Wandsegmente umfassen.
Verwirbelungsdüse (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kammerwand sich in Fadenführrichtung betrachtet von einer Kanalwand ausgehend aufweitet, bevorzugt unter einem Winkel von maximal 5° bezogen auf die Fadenführrichtung und die Kanalwand Verwirbelungsdüse (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Luftdrallkammer (2) einen ersten Kammerbereich (2a) und einen zweiten Kammerbereich (2b) umfasst, wobei der erste Kammerbereich (2a) in Fadenführrichtung (F) als erstes angeordnet ist und der zweite Kammerbereich (2b) in Fadenführrichtung (F) auf den ersten Kammerbereich (2a) unmittelbar folgt, wobei am Übergang vom ersten Kammerbereich (2a) zum zweiten Kammerbereich (2b) die Kammer (2) eine Einschnürung (5) aufweist, so dass die Kammerausdehnung (28) im ersten und zweiten Kammerbereich (2a, 2b) grösser ist, als die Kammerausdehnung (28) am Übergang. Verwirbelungsdüse (100) für die Herstellung von Knotengarnen, verwirbeltem Garn, von DTY- oder Glattgarnen mit Kno- ten, insbesondere eine Verwirbelungsdüse (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Garnkanal (l)mit einer Luftdrallkammer (2) , wobei die Luftdrallkammer (2) eine Einblasöffnung (4) zur Einbringung von Luft in die Luftdrallkammer (2) aufweist, und wobei eine Kanalachse (M) sich in einer Fadenführrichtung (F) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einblasöffnung (4) einen Querschnitt mit mindestens einem abgerundeten Rundabschnitt und mindestens einem Luf tleitabschnitt aufweist, wobei der Luf tleitabschnitt gerade ist oder einen Krümmungsradius hat, der mindestens 10 mal grösser ist, als der Krümmungsradius des Rundabschnitts . Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 8, wobei der Luftleitungsabschnitt zur Kanalachse (M) in einem Winkel angeordnet ist. Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Einblasöffnung im Querschnitt genau vier Luf t führungsab- schnitte umfasst, welche im Wesentlichen rautenförmig angeordnet sind, wobei bevorzugt eine erste Symmetrielinie der Rautenform parallel zur Kanalachse (M) angeordnet ist, so dass eine erste Ecke der Rautenform in Fadenführrichtung und eine zweite Ecke in Gegenrichtung zur Fadenführrichtung weisen und eine dritte und eine vierte Ecke in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu der ersten Symmetrielinie wegweisend angeordnet sind Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 10, wobei die Ecken der Rautenform abgerundet sind. Verwirbelungsdüse (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einblasöffnung (4) einen Querschnitt mit einer Öf fnungslänge in Fadenführrichtung (F) und einer Öff- nungsbreite quer zur Öf fnungslänge umfasst, wobei die Öff- nungslänge und die Öf fnungsbreite unterschiedlich sind, wobei insbesondere ein Verhältnis zwischen der Öf fnungslänge und der Öf fnungsbreite zwischen 1.0 und 1.5 beträgt. Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 10 oder 11 und 12, wobei die Öf fnungslänge kleiner ist als die Öf fnungsbreite, wobei bevorzugt die erste und die zweite Ecke der Rautenform in einem grösseren Radius abgerundet sind als die dritte und vierte Ecke. Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 10 oder 11 und 12, wobei die Öf fnungsbreite kleiner ist als die Öf fnungslänge, wobei bevorzugt die dritte und die vierte Ecke der Rautenform in einem grösseren Radius abgerundet sind als die erste und zweite Ecke. Verwirbelungsdüse (100) für die Herstellung von Knotengarnen, verwirbeltem Garn, von DTY- oder Glattgarnen mit Knoten, insbesondere eine Verwirbelungsdüse (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Garnkanal (1) mit einer Luftdrallkammer (2) , wobei die Luftdrallkammer (2) eine Einblasöffnung (4) zur Einbringung von Luft in die Luftdrallkammer (2) aufweist, eine Kanalachse (M) sich in einer Fadenführrichtung (F) er- streckt und der Garnkanal (1) eine Kanalbreite (21) quer zu der Kanalachse (M) hat, die Luftdrallkammer (2) eine Kammerlänge (29) in Fadenführrichtung (F) und eine Kammerausdehnung (28) quer zu dieser Länge hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdrallkammer (2) und/oder die Einblasöffnung (4) so ausgebildet und im Garnkanal (1) angeordnet ist, dass durch die Einblasöffnung (4) eingebrachte Luft in einem Vektor geführt ist, der innerhalb der Luftdrallkammer (2) mehr Querkomponenten quer zur Kanalachse (M) als axiale Komponenten entlang der Kanalachse (M) aufweist und ausserhalb der Luftdrallkammer (2) mehr axiale Komponenten als Querkomponenten umfasst. Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 15, wobei die Querkomponenten mehr radiale Komponenten aufweist als tangentiale Komponenten . Verwirbelungsdüse (100) nach Anspruch 15, wobei die Querkomponenten mehr tangentiale Komponenten aufweist, als radiale . Verfahren zum Verwirbeln von Garn, wobei das Garn entlang einer Kanalachse (M) eines Garnkanals (1) einer Verwirbelungsdüse (100) geführt wird und die eingebrachte Luft innerhalb einer Luftdrallkammer (2) in einem Vektor geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vektor innerhalb der Luftdrallkammer mehr Querkomponenten quer zur Kanalachse (M) als axiale Komponenten entlang der Kanalachse (M) umfasst und ausserhalb der Luftdrallkammer (2) mehr axiale Komponenten als Querkomponenten umfasst.
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4729151A (en) * 1986-09-10 1988-03-08 Rhs Industries, Inc. Apparatus for entangling yarn
GB9412679D0 (en) 1994-06-23 1994-08-10 Pentwyn Precision Ltd Pneumatic yarn splicer
DE19947894C1 (de) * 1999-10-06 2001-03-29 Akzo Nobel Nv Vorrichtung zum Verwirbeln von Multifilamentgarnen
TWI313310B (en) * 2005-03-20 2009-08-11 Oerlikon Heberlein Temco Wattwil A Process and entangling nozzle for the production of knotted yarn
DE102006009139A1 (de) * 2006-02-24 2007-08-30 Andreas Mack Garnbehandlungsvorrichtung

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