JP5907991B2 - 交絡結節点を形成する装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、マルチフィラメント糸において交絡結節点を形成する装置に関する。

マルチフィラメント糸において交絡結節点（Verflechtungsknoten）を形成する上述の装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１４０４６９号明細書から公知である。

マルチフィラメント糸を製造する際に、糸における個別のフィラメントストランドをいわゆる交絡結節点により集束させることが一般的に知られている。このような交絡結節点は、糸を圧空処理することにより形成される。この場合、糸種類およびプロセスに応じて、単位長さあたりに所望される交絡結節点の個数ならびに交絡結節点の安定性は、種々の要求の影響を受ける。特に、溶融紡糸プロセスの直後に別の加工のために使用されるカーペット糸の製造時には、高い結節点安定性と、糸の単位長さあたり比較的多数の交絡結節点とが望まれている。

特に比較的多数の交絡結節点を比較的高い糸走行速度で得るために、冒頭で述べた装置は回転するノズルリングを有している。ノズルリングは定置の固定子と協働する。ノズルリングは、周面に糸ガイド溝を有している。このガイド溝の溝底部には、全周にわたって均一に分配されて配置されたノズル孔が開口している。ノズル孔はノズルリングを半径方向にガイド溝から内側のセンタリング直径部に至るまで貫通し、このセンタリング直径部は、固定子の周面においてガイドされている。固定子は、内側に位置する圧力室を有している。圧力室は、固定子の周面に形成された室開口に接続されている。固定子における室開口ならびにノズルリングのノズル孔は、一平面に位置しているので、ノズルリングの回転時にノズル孔は次々と室開口へ供給される。したがってノズルリングの回転により、室開口からノズル孔を介してガイド溝に吹き込まれる空気量がその都度決定され、これによりマルチフィラメント糸を渦流により旋回させることができる。したがって、各ノズル孔は、圧力インパルスをガイド溝内で形成することができる。この場合、フィラメントストランドの通常の旋回（Verwirbelung）の他に、さらに結節点状の交絡（knotenfoermige Verflechtung）を形成するために、糸に作用する空気量は十分でなければならない。結節点状の交絡は、十分な形状安定性を有している。したがって、空気量が少なく、相応して圧力インパルスが小さな場合、単に旋回が生じるのみで、糸における交絡結節点は生じない。

したがって本発明の課題は、冒頭で述べた交絡結節点を製造する装置を改良して、ガイド溝内における空気処理を強化し、糸において強く特徴付けられた交絡結節点を形成することができるようにすることである。

この課題を解決した本発明による構成では、ノズルリングの回転時に複数のノズル孔が同時に室開口に接続されるように、圧力室の室開口の大きさと、ノズルリングにおいて隣り合うノズル孔の間隔を形成するようにした。

本発明の別の有利な態様は、各従属請求項の特徴および特徴の組合せにより定義される。

本発明は、ガイド溝の内部で、同時に形成される圧縮空気インパルスが糸において作用し、これにより１つまたは複数の交絡結節点を同時に形成することができるという特別な利点を有している。したがって、空気処理は、著しく強化され、さらに糸の長さ単位あたりの交絡結節点の個数は大幅に増大される。その限りで、本発明に係る装置は、３０００ｍ／ｍｉｎを超える糸走行速度において、１メートルあたり２０個よりも多い範囲で多数の交絡結節点を形成するために特に適している。

ガイド溝内における糸の確実な接触を得るために、本発明に係る装置は、有利には以下のように構成されている。すなわち、走入糸ガイドおよび走出糸ガイドが設けられており、走入糸ガイドおよび走出糸ガイドはノズルリングの両側に配置されており、糸をノズルリングのガイド溝の溝底部内で接触してガイドし、かつ室開口の開放角と、糸の接触巻掛け角は、ガイド溝内で重なる。したがって、糸は直接にノズル孔の開口上に保持される。ガイド溝の溝底部における糸の接触は、糸の可動性を制限するので、これにより増強された結節点形成が生じる。

圧力インパルスが形成される前に、糸がノズル孔の開口において接触してガイドされることを確実にするために、本発明に係る装置は、隣り合うノズル孔の間に形成されたピッチ角が糸の巻掛け角よりも小さいように形成されている。これにより糸は確実にノズル孔の複数の開口を介してガイドされる。

走入糸ガイドおよび走出糸ガイドが、ノズルリングのガイド溝内の糸の接触巻掛け角が室開口の開放角よりも大きく形成されるように配置されていると有利である。したがって、糸が空気処理前に既にガイド溝の溝底部に当て付けられているので、交絡結節点の形成における高い均一性が達成される。

ガイド溝内における空気処理を強化するために、ノズルリングには、ガイド溝と糸との間の接触領域で可動のカバーが対応配置されている。このカバーによって、ガイド溝はカバー可能である。したがって、ガイド溝からの空気の半径方向の進出は阻止される。空気は、カバーによってガイド溝の周方向に導かれる。

この場合、側方で軸方向に進出する空気損失は有利には、カバーがノズルリングの周面に適合されたカバー面を有していて、カバーのカバー面がガイド溝の両側に延びていることにより最小限にすることができる。

強化された圧縮空気インパルスを実現するためには、本発明に係る装置は有利には環状のノズルリングを有して形成されている。ノズルリングは、内側の滑り面を有している。この滑り面は、固定子の円筒状のシール面と協働する。固定子には直接に室開口が開口している。したがって、ノズル孔は、ノズルリングの内側の滑り面とノズルリングの周面におけるガイド溝との間で極めて短く形成され得る。したがって、圧縮空気室内から流出する圧縮空気は、大きな圧力損失なしに直接にガイド溝に進入する。

択一的には、ノズルリングをディスク状に、端面側の滑り面を備えて形成する可能性も生じる。この滑り面にノズル孔が軸方向に開口している。この場合、圧力室は、ノズルリングの側方に隣接して配置された固定子に形成されている。固定子は、ノズルリングの端面側の滑り面に向かい合って平坦なシール面を有している。このシール面には室開口が開口している。この場合、ノズルリングの滑り面は、固定子のシール面と協働する。これにより圧縮空気を、室開口を介してノズル孔内に導入することができる。ノズルリングのこの構成では、ノズル孔は、それぞれ１つの半径方向区分と軸方向区分とを有している。これらの半径方向区分および軸方向区分の直径は、有利には互いに異なって形成されている。ノズル孔の、ガイド溝の溝底部に直接に開口する半径方向区分は、糸の処理に適合されていて、かつ通常はノズル孔の、端面側の滑り面に開口する軸方向区分よりも小さな直径を有している。

糸ガイド溝内での糸ガイドは、特別な渦流作用を得るために、ガイド溝の溝底部にノズルリングの周面において均一に分配されて形成された複数の凹所が配置されていて、隣り合う２つのノズル孔の間に、複数の凹所のうちの１つが配置されていることにより改善することができる。これにより、糸の巻掛け領域において、非接触で自由にガイド溝内に保持されている複数の糸区分が生じる。さらに、ノズル孔からガイド溝内に流入する圧縮空気が凹所内に集まるので、付加的な旋回が自由な糸区分において生じる。したがって、交絡結節点の他に、開繊可能な旋回も形成される。

本発明に係る装置では、ノズルリングは基本的に走入する糸により駆動され得る。しかし糸とノズルリングとの間で有利な相対運動を生ぜしめることができるように、ノズルリングが駆動可能に形成されていて、かつ電動モータに連結されている本発明の態様が特に有利である。したがって、ノズルリングは、糸の糸速度に比べて相対的に速く、または遅く駆動され得る。

本発明に係る装置は、３０００ｍ／ｍｉｎを超える糸速度でマルチフィラメント糸において安定した特徴的な交絡結節部を多数形成するために特に適している。本発明に係る装置を以下に幾つかの実施の態様につき添付の図面に関連して詳しく説明する。

本発明に係る装置の第１の実施の態様を示す概略的な長手方向の断面図である。 図１に示す実施の形態の概略的な横断面図である。 図１に示す実施の形態の概略的な簡略化された横断面図である。 本発明に係る装置の別の実施の形態を示す概略的な長手方向の断面図である。 図４に示す実施の形態の概略的な側面図である。 本発明に係る装置のさらに別の実施の形態を示す概略的な横断面図である。

図１および図２には、本発明に係る装置の第１の実施の形態が複数の視点で示されている。図１は、この第１の実施の形態を長手方向断面で示し、図２には第１の実施の形態が横断面で示されている。複数の図面のうち１つに明瞭に関連付けがされていない限り、以下の説明は両図面に当てはまる。

マルチフィラメント糸において交絡結節点（Verflechtungsknoten）を形成する本発明に係る装置の実施の形態は、回転するノズルリング１を有している。このノズルリング１は環状に形成されていて、周面に環状に延びるガイド溝７を有している。ガイド溝７の溝底部には、複数のノズル孔８が開口している。これらのノズル孔８は、ノズルリング１の全周にわたって均一に分配されるように形成されている。ノズル孔８は、ノズルリング１を内側の滑り面１７に至るまで貫通する。

ノズルリング１は、端面側に形成された端面壁４と、端面壁４の中心に配置されたハブ５とを介して駆動軸６に結合されている。このためには、ハブ５が駆動軸６の自由端に取り付けられている。

ノズルリング１の円筒状の内側の滑り面１７は、被覆体状に固定子２のガイド区分においてガイドされている。固定子２は、滑り面１７に対峙する円筒状のシール面１２を形成している。固定子２は、円筒状のシール面１２の周面において１箇所に室開口１０を有している。この室開口１０は、固定子２の内部に形成された圧力室９に接続されている。圧力室９は、圧縮空気接続部１１を介して圧力源（図示せず）に接続されている。円筒状のシール面１２における室開口１０およびノズルリング１の内側の滑り面１７におけるノズル孔８は、一平面に形成されているので、ノズルリング１の回転により、ノズル孔８は室開口１０の領域でガイドされる。このためには、室開口１０は長孔として形成されており、ノズル孔８の比較的長いガイド領域にわたって半径方向に延びている。したがって、室開口１０の大きさは、ノズル孔８の開放時間を決定する。この開放時間の間に、圧縮空気インパルスが形成される。

図１および図２に示された実施の形態では、固定子２の円筒形のシール面１２における室開口１０の大きさは、ノズルリング１に設けられた複数のノズル孔８が同時に室開口１０に接続されるように、寸法設定される。本実施の形態では、それぞれ２つのノズル孔８が同時に室開口１０に接続される。その限りでは、室開口１０は、ノズルリング１において隣り合うノズル孔８が形成する間隔よりも周方向で大きく形成されている。

固定子２は、支持体３に保持されており、中心の軸受け孔１８を有している。この軸受け孔１８は、円筒状のシール面１２に対して同心的に形成されている。軸受け孔１８内では、駆動軸６が軸受け２３により回転可能に支持されている。

駆動軸６の一方の端部は電動モータ１９に連結されている。電動モータ１９により、ノズルリング１は所定の周速度で駆動可能である。このためには、電動モータ１９は、固定子２の側方に配置されている。

図１の記載から判るように、ノズルリング１には、その周面においてカバー１３が対応配置されている。カバー１３は、旋回軸１４を介して可動に支持体３に保持されている。

図１および図２の記載から判るように、カバー１３はノズルリング１の周面において周方向に、固定子２の室開口１０を含む領域にわたって延びている。カバー１３の、ノズルリング１に面した側は、適合されたカバー面２７を有している。このカバー面２７は、ガイド溝７を完全に覆う。この領域では、糸２０が、ノズルリング１の周面のガイド溝７においてガイドされる。このためには、ノズルリング１には、供給側２１に走入糸ガイド１５が、排出側２２に走出糸ガイド１６が対応配置されている。したがって、糸２０は、走入糸ガイド１５と走出糸ガイド１６との間でノズルリング１に部分的に巻き掛けられてガイドされ得る。

図１および図２に示された実施の形態では、マルチフィラメント糸２０における交絡結節点の形成のために、圧縮空気（圧空）が固定子２の圧力室９内に導入される。糸２０をガイド溝７内でガイドするノズルリング１は、ノズル孔８が室開口１０の領域に達するや否や、連続的な圧縮空気インパルスを形成する。この場合、圧力インパルスは、マルチフィラメント糸２０において局所的な旋回をもたらすので、糸には複数の交絡結節点が形成される。

糸において均一にかつ集中的に形成された交絡結節点を形成することができるように、糸２０は、所定の接触巻掛け角でガイド溝７の溝底部にガイドされる。この場合、走入糸ガイド１５および走出糸ガイド１６は、ノズルリング１のガイド溝７において糸の接触巻掛け角が室開口１０に対する最小の巻掛け角を有するように、配置されている。

図３には、図１および図２に示した実施形態の幾何学的な大きさおよび関係を概略的な横断面図で詳しく示している。この場合、走入糸ガイド１５および走出糸ガイド１６は、ノズルリング１に対して鏡像対称的に配置されているので、走入糸ガイド１５と走出糸ガイド１６との間で鏡像対称軸線が形成される。本実施の形態では、鏡像対称軸線は、固定子２の周面における室開口１０の中心と同一である。室開口１０は、半径方向に開放角αにわたって延びている。

室開口１０に対応するノズル孔８は、ノズルリング１に周面において均一に分配されて配置されているので、隣り合う２つのノズル孔８の間隔は、ピッチ角φで定義されている。

ノズルリング１のガイド溝７の溝底部における糸２０の接触長さは、接触巻掛け角βにより定義され得る。糸ガイドの接触巻掛け角β、ノズル孔８のピッチ角φ、室開口１０の開放角αが図３に示されている。この場合、本発明に係る装置の角度は、互いに対して以下に述べるような関係にある。

まず、ノズル孔８のピッチ角φは、室開口１０の開放角αよりも常に小さく形成されていることを前提とする。したがって、複数のノズル開口８は、室開口１０に同時に接続する。さらに、ノズル孔８のピッチ角φは、糸２０の接触巻掛け角βよりも小さく形成されている。したがって、糸２０が空気処理時に、直接にガイド溝７の溝底部におけるノズル開口８の開口領域上にガイドされていることが保証される。このためにはさらに、接触巻掛け角βが、固定子２の周面における室開口１０の開放角αよりも大きく形成されている。したがって、糸２０は、既に圧力インパルスをかける前に確実にノズルリング１のガイド溝７の溝底部に接触してガイドされる。したがって、走入糸ガイド１５と走出糸ガイド１６との間の糸２０の可動性は、ガイド溝７の溝底部により制限される。このことは特に結節安定性の向上につながる。

図４および図５には、本発明に係る装置の別の実施の形態が示されている。図４には、概略的な長手方向の断面図が示されており、図５には、概略的な側面図が示されている。図面のうちの一方に明確に関連付けが成されていない限り、以下の説明は両方の図面に適用される。

マルチフィラメント糸において交絡結節点を形成する本発明に係る装置の、図４および図５に示した実施の形態では、ノズルリング１がディスク状に形成されている。ノズルリング１は、外周面にガイド溝７を支持しており、該ガイド溝７は半径方向でノズルリング１を取り囲んでいる。ガイド溝７の溝底部には、複数のノズル孔８が開口している。ノズルリング１に形成されたノズル孔８は、それぞれ２つのノズル孔区分８．１，８．２を有している。ノズル孔区分８．１は、半径方向に方向付けられていて、ガイド溝７の溝底部に開口する。ノズル孔区分８．２は、軸方向に方向付けられていて、ノズルリング１の１つの端面側２８において開口している。ノズル孔区分８．２は、盲孔として形成されており、両ノズル孔区分８．１，８．２が互いに接続するような長さに形成されている。ノズル孔区分８．２は、有利にはノズル孔区分８．１に圧縮空気を供給するために大幅に大きな直径を備えて形成されている。ノズル孔区分８．１は、圧縮空気流を形成するために働き、該圧縮空流は、糸処理のためにガイド溝７を循環するように流れる。

ノズルリング１は、中心の保持孔２９を介して支承ピン３０に結合されている。支承ピン３０は、機械フレーム（図示せず）に回転可能に支承されているので、ノズルリング１は自由に回転可能である。

ノズルリング１の端面２８には、滑り面２４が形成されている。この滑り面２４には、ノズル孔区分８．２が開口している。ノズルリング１の上側領域には、定置の固定子２が保持されている。固定子２は、平坦なシール面２５でシールギャップを介してノズルリング１の端面側の滑り面２４に対して保持されている。固定子２の内部には、圧力室９が形成されている。圧力室９は、圧縮空気接続部１１を介して圧縮空気源（図示せず）に連結されている。固定子２の平坦なシール面２５には、室開口１０が形成されている。室開口１０は、圧力室９の出口を形成する。

特に図５の記載から判るように、室開口１０は、ノズルリング１の複数のノズル孔８を含む開放角αにわたって延びている。その限りでは、複数のノズル孔８が同時に圧力室９に接続される。

固定子２の上方では、可動なカバー１３がノズルリング１に対応配置されている。カバー１３は、旋回軸１４を介してカバー位置と開放位置（図示せず）との間で往復ガイド可能である。カバー１３は、カバー面２７を有している。カバー面２７は、周方向でも軸方向でも、ガイド溝７の部分領域にわたって延びている。カバー１３内には、ガイド溝７に対峙する側に、対応する負荷軽減溝３１が形成されている。この負荷軽減溝３１は、ガイド溝７と一緒に渦流室を形成する。

図５に示されているように、ノズルリング１には、同様に走入糸ガイド１５と走出糸ガイド１６とが糸２０をガイドするために対応配置されている。この場合、糸の接触巻掛け領域は、ノズルリングの周面に規定されている。接触巻掛け領域は、室開口１０の開放角αよりも大きく形成されている。

交絡結節点を形成する機能は、図４および図５に示した実施の形態でも、図１および図２に示した実施の形態と同一であるので、ここではこれ以上詳しく説明しない。上述の実施の形態との差異は、ノズルリング１が単に糸２０により駆動されることである。しかも、支承ピン３０が直接に駆動軸の駆動端部を形成することも可能である。

図６には、たとえば図２または図５に示した実施の形態で使用され得るノズルリング１のさらに別の態様が示されている。図６には、ノズルリングの態様が横断面で示されている。ノズルリング１は、図４および図５に記載されたノズルリングと同様であるので、ここでは単に差異のみを説明する。

図６に示したノズルリングでは、ガイド溝７の溝底部に複数の凹所２６が形成されている。凹所２６は、ノズルリング１の全周に均一に分配されており、この場合、隣り合う２つのノズル孔８の間にそれぞれ複数の凹所２６のうちの１つが配置されている。ガイド溝７は、糸２０をガイドするために、接触領域と非接触領域とを交互に有している。したがって、糸２０は、複数の支持箇所にわたって接触巻掛け領域内でノズルリング１の周面においてガイドされ得る。したがって、付加的な渦流作用が生じる。

１ ノズルリング
２ 固定子
３ 支持体
４ 端面壁
５ ハブ
６ 駆動軸
７ ガイド溝
８ ノズル孔
８．１，８．２ ノズル孔区分
９ 圧力室
１０ 室開口
１１ 圧縮空気接続部
１２ 円筒状のシール面
１３ カバー
１４ 旋回軸
１５ 走入糸ガイド
１６ 走出糸ガイド
１７ 内側の滑り面
１８ 軸受け孔
１９ 電動モータ
２０ 糸
２１ 供給側
２２ 排出側
２３ 軸受け
２４ 端面側の滑り面
２５ 平坦なシール面
２６ 凹所
２７ カバー面
２８ 端面側
２９ 保持孔
３０ 支承ピン
３１ 負荷低減溝

Claims (10)

1. 環状に延びるガイド溝（７）と、該ガイド溝（７）の溝底部に半径方向に開口した複数のノズル孔（８）とを有する回転するノズルリング（１）と、
   圧縮空気接続部（１１）と、前記ノズルリング（１）に対応配置された室開口（１０）とを有する定置の圧力室（９）と
   を備え、
   前記ノズルリング（１）の回転により、前記ノズル孔（８）が交互に前記圧力室（９）の前記室開口（１０）に接続可能である、マルチフィラメント糸に交絡結節点を形成する装置であって、
   前記ノズルリング（１）の回転時に常に複数の前記ノズル孔（８）が同時に前記室開口（１０）に接続されるように、前記圧力室（９）の前記室開口（１０）の大きさと、前記ノズルリング（１）において互いに隣り合う前記ノズル孔（８）の間隔とが形成されていることを特徴とする、マルチフィラメント糸に交絡結節点を形成する装置。
2. 走入糸ガイド（１５）と、走出糸ガイド（１６）とが設けられており、前記走入糸ガイド（１５）が前記ノズルリング（１）の供給側（２１）に配置され、かつ前記走出糸ガイド（１６）が前記ノズルリング（１）の排出側（２２）に配置されており、糸を前記ノズルリング（１）の前記ガイド溝（７）の前記溝底部において接触させてガイドし、前記室開口（１０）の開放角（α）と、前記ガイド溝（７）内における前記糸（２０）の接触巻掛け角（β）とは重なっている、請求項１記載の装置。
3. 隣り合うノズル孔（８）の間に形成されるピッチ角（φ）は、前記糸の前記接触巻掛け角（β）よりも小さく形成されている、請求項２記載の装置。
4. 前記走入糸ガイド（１５）および前記走出糸ガイド（１６）は、前記ノズルリング（１）の前記ガイド溝（７）内における前記糸（２０）の前記接触巻掛け角（β）が前記室開口（１０）の前記開放角（α）よりも大きく形成されるように配置されている、請求項２または３記載の装置。
5. 前記ノズルリング（１）には、前記ガイド溝（７）と前記糸（２０）の間の接触領域で可動のカバー（１３）が対応配置されていて、該カバー（１３）により前記ガイド溝（７）がカバー可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 前記カバー（１３）は、前記ノズルリング（１）の周面に適合されたカバー面（２７）を有し、前記カバー（１３）の前記カバー面（２７）は周方向および軸方向で前記ガイド溝（７）の部分領域にわたって延びている、請求項５記載の装置。
7. 前記ノズルリング（１）は、環状に内側の滑り面（１７）を備えて形成されており、該滑り面（１７）には前記ノズル孔（８）が半径方向で開口し、前記圧力室（９）は、固定子（２）において円筒状のシール面（１２）を備えて形成されており、該シール面（１２）には、前記室開口（１０）が開口し、圧縮空気伝達のために、前記ノズルリング（１）の前記滑り面（１７）は、前記固定子（２）の前記シール面（１２）と協働する、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 前記ノズルリング（１）は、ディスク状に端面側の滑り面（２４）を備えて形成されており、該滑り面（２４）に前記ノズル孔（８）が軸方向に開口しており、前記圧力室（９）は、前記固定子（２）において平坦なシール面（２５）を備えて形成されており、該シール面（２５）には、前記室開口（１０）が開口し、圧縮空気伝達のために、前記ノズルリング（１）の前記滑り面（２４）と、前記固定子（２）の前記シール面（２５）とが協働する、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
9. 前記ノズルリング（１）の前記ガイド溝（７）は、溝底部に周面において均一に分配されて形成された複数の凹所（２６）を有し、隣り合う２つのノズル孔（８）の間に、複数の凹所（２６）のうちの１つが配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 前記ノズルリング（１）は、駆動可能に形成されており、電動モータ（１９）に連結されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。

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