WO2003004743A1 - Vorrichtung zum stauchkräuseln - Google Patents

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WO2003004743A1
WO2003004743A1 PCT/EP2002/007161 EP0207161W WO03004743A1 WO 2003004743 A1 WO2003004743 A1 WO 2003004743A1 EP 0207161 W EP0207161 W EP 0207161W WO 03004743 A1 WO03004743 A1 WO 03004743A1
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thread
channel
chamber wall
plug
coating
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PCT/EP2002/007161
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French (fr)
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Mathias STÜNDL
Original Assignee
Saurer Gmbh & Co. Kg
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D02G1/122—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes introducing the filaments in the stuffer box by means of a fluid jet

Definitions

  • the invention relates to a device for ruffling a synthetic multifilament thread according to the preamble of claim 1.
  • a generic device is known for example from EP 0 554 642 AI.
  • the known device For crimping a multifilament thread, the known device has a feed nozzle and a stuffer box arranged downstream of the feed nozzle.
  • the thread is conveyed into the compression chamber by means of the conveying nozzle, compressed to a thread stopper and thereby noisy.
  • a conveying medium preferably a hot gas, is applied to the conveying nozzle, which urges the thread within a thread channel to the stuffer box.
  • the thread plug is formed within the stuffer box.
  • the multifilament thread is deposited in loops on the surface of the thread plug and is compressed by the conveying medium, which can escape from the stuffer box above the thread plug.
  • the chamber wall of the stuffer box has a plurality of slot-shaped openings on the circumference through which the pumped medium can escape.
  • the plug formation in the stuffer box must be very uniform.
  • the friction forces generated by the relative movement of the thread plug in the stuffer box have a significant influence on the texturing process. There is an equilibrium of forces between the conveying effect or the dynamic pressure effect of the conveying medium flowing out of the thread channel of the conveying nozzle and the braking effect on the thread stopper caused by the frictional forces.
  • the braking effect generated by the friction between the thread plug and the chamber wall essentially depends on the nature of the chamber wall.
  • the device known from EP 0 554 642 A1 only small friction surfaces are present, in particular in the section with a gas-permeable wall due to the slot-shaped openings.
  • signs of splicing are inevitable as the operating time progresses, which leads to a change in the braking effect.
  • If the braking effect drops it can happen that the thread plug is conveyed out of the compression chamber due to low frictional forces. The texturing process then breaks down. With increased frictional forces, however, the thread plug is no longer or no longer evenly challenged from the stuffer box. The result is an uneven crimping of the thread. Uneven crimp also occurs when a stick-slip effect occurs in the stuffer box. These effects cannot be controlled even with a damming medium that counteracts the pumped medium.
  • the invention is based on the finding that the filing of the thread on the surface of the thread plug through the loops and arches which form in the significantly affects the uniformity of the crimps.
  • the balance of forces between the conveying action and the braking effect generated by the friction on the thread plug must be kept constant.
  • the device according to the invention in that the gas-permeable chamber wall has a friction surface made of a wear-resistant material on the inside facing the thread plug. This means that it is not possible to change the friction forces even during very long operating times.
  • the invention thus has the advantage that the plug formation can be controlled solely by monitoring the conveyed medium, for example by monitoring the pressure.
  • the wear-resistant material on the surface of the chamber wall can basically be formed by two variants.
  • the friction surface is formed by a coating applied to the surface of the chamber wall.
  • This coating could, for example, consist of a ceramic material or a chrome oxide or a carbon coating.
  • the friction surface is formed by the chamber wall made of a ceramic material.
  • the chamber wall can be produced, for example, from ceramic materials such as zirconium oxide or aluminum oxide or a combination of both.
  • the gas-permeable wall is corrosion-resistant and little is susceptible to contamination. In particular, deposits due to preparation residues can be avoided. Even after a maintenance break, the same friction conditions are achieved when the device is started up as before when the system was switched off.
  • the gas-permeable chamber wall can be formed by a cylinder body with longitudinal slots evenly distributed over the circumference.
  • the formation of the gas-permeable chamber wall by a plurality of lamellae which are arranged in a ring at a distance from one another is particularly advantageous.
  • ceramic lamellas it was observed that by reducing the coefficient of friction, the thread is subjected to less thermal and mechanical stress.
  • a further section with a closed chamber wall is also formed on the inside facing the thread plug with a contact surface which consists of a wear-resistant material.
  • the contact surface could be formed by a coating applied to the surface of the chamber wall or by the chamber wall made of a ceramic material.
  • the thread tension reduction in the feed nozzle was reduced by the friction of the thread on the wall. This means that a higher thread tension can be achieved at the same delivery pressure, which results in higher running reliability of the texturing process, or a thread tension level can be achieved with lower pressure, with a lower delivery pressure leading to lower consumption of the delivery medium.
  • the wear-resistant material of the contact surfaces within the delivery nozzle can be formed by coatings or by ceramic base materials.
  • the delivery nozzle can also advantageously be made entirely of a ceramic.
  • the inlet of the thread channel in the feed nozzle is formed by a guide insert.
  • the guide insert which can be made of a ceramic material or could have a coating on its surface, forms an inlet channel in the extension of the thread channel. This particularly prevents wear when the thread enters the feed nozzle. When using ceramic materials or ceramic coatings, the thread can also be guided with very little friction.
  • the feed nozzle could also have a guide insert forming the outlet of the thread channel, which is also made of a ceramic material or has a coating on its surface.
  • the thread leaves the delivery nozzle through an outlet channel of the guide insert.
  • a conveying medium preferably hot air or hot gas
  • the air inlet into the thread channel is formed by a guide insert so that no washouts are obtained in the thread channel even at very high flow speeds, which may be in the range of the speed of sound.
  • the guide insert contains a guide channel that extends the thread channel is aligned.
  • the guide insert also consists of a ceramic material or has a coating on its surface.
  • the advantageous further development of the invention according to claim 13 is preferred to be used, in which the guide insert in the area of the air inlet has an additional insert in the inlet area of the guide channel. This allows the thread guide to be stabilized and negative interferences in the thread to be avoided.
  • a cooling device is arranged downstream of the stuffer box at the plug outlet, in some cases a conveyor for guiding the thread plug is provided between the cooling device and the stuffer box.
  • the conveying means and the cooling device have a coating on the contact surfaces touched by the thread stopper.
  • Fig. 1 shows schematically a first embodiment of a device according to the invention in cross section
  • Fig. 2 shows schematically a further embodiment of the device according to the invention in partial cross section
  • Fig. 3 shows schematically an embodiment of a delivery nozzle in a
  • a first embodiment of the device according to the invention is shown schematically in a cross section.
  • the device consists of a feed nozzle 1 and a stuffer box 2 arranged downstream of the feed nozzle 1.
  • the feed nozzle 1 contains a thread channel 3 which forms an inlet 21 at one end and an outlet 24 at the opposite end.
  • the feed nozzle 1 is connected by a feed line 17 to a Draclc source (not shown here).
  • the supply line 17 is connected to the thread channel 3 by an air inlet 16 and a pressure chamber 39.
  • the air outlet 16 is formed by a plurality of bores which feed a conveying medium to the thread channel 3 in the thread running direction, which is indicated by an arrow. With the outlet 24, the thread channel 3 opens into a plug channel 31 of the stuffer box 2.
  • the upsetting chamber 2 is formed by a section 7.1 facing the delivery nozzle 1 with a thread inlet 5 and a section 7.2 downstream of section 7.1 with a plug outlet 6.
  • a plug channel 31 is formed by a gas-permeable chamber wall 8.
  • the gas-permeable chamber wall 8 contains a plurality of lamellae 9, which are arranged in a ring at a short distance from one another.
  • the slats 9 are held by the slat holder 10.1 at the upper end of section 7.1 and by the holder 10.2 at the lower end of section 7.1.
  • the slats 9 and the holders 10.1 and 10.2 are arranged in a housing 11, the housing 11 being closed to the outside and being connected to a suction device 12 by an opening 32.
  • the lamellae 9 On the side facing a thread plug 13, the lamellae 9 each have a friction surface 14.
  • the lamellae 9 are made of a ceramic Who fabricated so that the friction surfaces 14 consist of a low-wear material.
  • the plug channel 33 is made larger in diameter than the plug channel 31 in the region of the gas-permeable chamber wall 8.
  • the plug channel 33 forms the plug outlet 6 at its end.
  • the embodiment of the device according to the invention shown in Fig. 1 is shown with a thread run to illustrate the function of the device.
  • the thread 4 in the thread channel 3 is required by the conveying nozzle 1 through a conveying medium supplied via the air inlet 16.
  • the thread 4 enters the thread channel 3 via the inlet 21.
  • Hot air or a hot gas is preferably used as the conveying medium. Due to the medium flowing at high speed, the thread 4 is conveyed to the stuffer box 2 at high speed.
  • a thread plug 13 is formed in the plug channel 31.
  • the thread 4, which consists of a plurality of filaments, is placed on the surface of the thread plug 13, so that the filaments form loops and arches. The pumped medium is sucked between the lamellae 9 through the opening 32.
  • the thread stopper 13 which forms in the stopper channel 31 lies against the friction surfaces 14 of the lamellae 9.
  • the frictional forces and the delivery pressure of the delivery medium acting on the thread plug 13 are essentially in equilibrium, so that the thread plug height within the plug channel 31 remains essentially the same. Since the lamellae 9 are made of a ceramic material, the balance of forces acting on the thread plug 13 is maintained essentially by keeping the pressure of the delivery medium constant.
  • the thread plug 13 After leaving the plug channel 31, the thread plug 13 enters the plug channel 33, which is formed by the closed chamber wall 15.
  • the closed one Chamber wall 15 which could be designed, for example, as a tube, only serves to guide the thread plug 13 to a downstream cooling device, not shown here.
  • the plug channel 33 is made larger than the plug channel 31, so that only slight frictional forces act on the thread plug 13. Wear protection is therefore unnecessary.
  • FIG. 2 A further exemplary embodiment is shown schematically in a cross section in FIG. 2.
  • the design of the exemplary embodiment is essentially identical to the previous exemplary embodiment according to FIG. 1, so that only the essential differences are shown below. For the sake of clarity, the components with the same functions are provided with identical reference symbols.
  • the delivery nozzle 1 has a narrowest cross section for additional acceleration of the delivery medium in the thread channel 3, which cross section is formed immediately below the air inlet 16. As a result, the pumped medium is accelerated to a flow rate that is higher than the speed of sound.
  • the thread channel 3 opens into the plug channel 32, which is formed by a cylinder body 18.
  • the cylinder body 18 is arranged in the first section 7.1 of the stuffer box 2.
  • the cylinder body 18 has a plurality of longitudinal slots 34 distributed around the circumference, as a result of which the plug channel 31 is connected to an annular space 35 formed by the housing 11 and the cylinder body 18. At the annular space 35, the housing 11 is connected to a suction 12 via the opening 32.
  • the cylinder body 18 On the side facing the thread plug 13, the cylinder body 18 has a coating 19.
  • the coating 19, which forms the friction surface 14 for guiding a thread plug preferably consists of a ceramic material. However, metallic hard chrome layers or carbon compounds are also possible.
  • the cylinder body 18 can also be made of an aluminum material which is given an aluminum oxide coating forming the friction surface 14.
  • the longitudinal slots 34 extend at least over a partial area of the cylinder body 18.
  • the second section 7.2 of the compression chamber is formed by the closed chamber wall 15, which contains the plug channel 33.
  • the stopper channel 33 forms the stopper outlet 6 at the end.
  • the closed chamber wall 15 has a contact surface 20 on the side facing the stopper 13, which also has a wear-resistant coating 35.
  • the upsetting chamber 2 is assigned a conveying means 29 directly at the plug outlet 6, which is formed from two opposing rollers.
  • the conveying means 29 guides the thread stopper 13 to a cooling device 30 arranged below the conveying means 29.
  • the cooling device 30 could, for example, be formed from a cooling drum, on the circumference of which the thread stopper is cooled. Both the conveying means 29 and the cooling device 30 are provided with a coating on their contact surfaces 37 and 38.
  • the function of the exemplary embodiment shown in FIG. 2 is essentially identical to the previous exemplary embodiment according to FIG. 1, so that the representation of the thread path has been omitted.
  • the formation of thread plugs can additionally be influenced by the conveying means 29.
  • FIG. 3 schematically shows an exemplary embodiment of a delivery nozzle in a cross-sectional view, as would be used, for example, in the exemplary embodiment according to FIG. 1 or in the exemplary embodiment according to FIG. 2.
  • the delivery nozzle is shown in Fig. 3.1 in a disassembled state and in Fig. 3.2 in an assembled state.
  • Fig. 3.1 in a disassembled state
  • Fig. 3.2 in an assembled state.
  • the delivery nozzle 1 has an incision 36.1, 36.2 and 36.3 in the area of the inlet 21 in the area of the air inlet 16 and in the area of the outlet 24.
  • the incisions 36.1, 36.2 and 36.3 are connected to one another via a thread channel 3.
  • a pressure chamber 39 is formed in the delivery nozzle 1 between the incisions 36.1 and 36.2.
  • the incision 36.1 in the inlet area of the delivery nozzle 1 serves to receive a guide insert 22.1.
  • the guide insert 22.1 forms an inlet channel 23 which is aligned in the extension of the thread channel 3.
  • the guide insert 22.1 is preferably made of a ceramic material. However, it is also possible for the guide insert 22.1 to have a coating in the region of the inlet channel 23.
  • the guide insert 22.1 is inserted in the incision 36.2.
  • the guide insert 22.2 firstly forms the air inlet 16, through which the pumped medium is introduced from the pressure chamber 39 into a guide channel 26 of the guide insert 22.2.
  • the guide channel 26 of the guide insert 22.2 is aligned in the extension of the thread channel 3.
  • An insert 27 is provided on the inlet side of the guide insert 22 and forms an inlet channel 28.
  • the inlet channel 28 has a smaller diameter than the subsequent guide channel 26.
  • the insert 27 and the guide insert 22.2 can likewise advantageously be made from a ceramic material or provided with a coating.
  • the guide insert 22.3 is embedded in the insert 36.3 on the outlet side of the delivery nozzle 1.
  • the guide insert 22.3 forms an outlet channel 25, which is aligned in the extension of the thread channel 3 and forms the outlet 24 of the delivery nozzle 1.
  • the guide insert 22.3 is also preferably made of a ceramic material.
  • the feed nozzle shown in FIG. 3 consists in particular of the contact points and friction points which are heavily used by the thread, made of a wear-resistant material, so that the thread guide is stable and uniform as well Thread conveyance is achieved. In addition, the coefficient of friction between the thread and the contact points or friction points are significantly reduced.
  • the delivery nozzle 1 and the stuffer box 2 are preferably each formed from two halves which are non-positively connected to one another during operation. In principle, however, it is also possible to provide one-piece delivery nozzles and compression chambers with appropriate ceramic inserts or coatings. Regardless of the design of the device, however, there is also the possibility of producing the areas of the device which are contalcated by the thread in each case from an all-ceramic or from a coated aluminum material.
  • the device according to the invention is thus particularly characterized by high wear protection and thus stable friction conditions and insensitivity to preparations of the thread as well as a considerable extension of the cleaning cycles due to the insensitivity to soiling.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines synthetischen multifilen Fadens mit einer Förderdüse und einer Stauchkammer. Die Förderdüse weist einen Fadenkanal auf, durch welchen ein Faden zu einer Stauchkammer geführt wird. Die Stauchkammer bildet zwischen einem Fadeneinlass und einem Stopfenauslass einen Abschnitt mit einer gasdurchlässigen Kammerwand. Erfindungsgemäss weist die gasdurchlässige Kammerwand auf der zu dem Fadenstopfen gewandten Innenseite eine Reibfläche aus einem verschleissfesten Material auf. Damit lässt sich die Konstanz der durch die Reibung an dem Fadenstopfen erzeugte Bremswirkung wesentlich verbessern.

Description

Vorrichtung zum Stauchkräuseln
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stauchl räuseln eines synthetischen multifilen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine "gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 554 642 AI bekannt.
Zum Stauchkräuseln eines multifilen Fadens weist die bekannte Vorrichtung eine Förderdüse und eine der Förderdüse nachgeordnete Stauchkammer auf. Hierbei wird der Faden mittels der Förderdüse in die Stauchlcammer gefördert, zu einem Fadenstopfen gestaucht und dabei gelαäuselt. Die Förderdüse wird mit einem Fördermedium, vorzugsweise einem heißen Gas beaufschlagt, welches den Faden innerhalb eines Fadenkanals zur Stauchlcammer fordert. Innerhalb der Stauchlcammer wird der Fadenstopfen gebildet. Hierbei legt sich der multifile Faden in Schlingen auf der Oberfläche des Fadenstopfens ab und wird durch das Fördermedium verdichtet, welches oberhalb des Fadenstopfens aus der Stauchkammer entweichen kann. Hierzu besitzt die Kammerwand der Stauchkammer am Umfang mehrere schlitzförmige Öffnungen, durch die das Fördermedium austreten kann. Um eine gleichmäßige Kräuselung des Fadens zu erhalten, muss die Stopfenbildung in der Stauchkammer mit sehr hoher Gleichmäßigkeit erfolgen. Dabei haben die durch die Relativbewegung des Fadenstopfens in der Stauchlcammer entstehenden Reibkräfte einen wesentlichen Einfluss auf den Texturierprozeß. Es besteht ein Kräftegleichgewicht zwischen der Förderwirkung bzw. der Staudruckwirkung des aus dem Fadenkanal der Förderdüse strömenden Fördermediums und der durch die Reibkräfte bewirkten Bremswirkung an dem Fadenstopfen. Durch Einstellung eines Förderdrucks bzw. durch Einstellung einer zusätzlichen Absaugung des Fördermediums läßt sich die Förderwirkung im wesentlichen bestimmen. Demgegenüber ist die durch die Reibung zwischen dem Fadenstopfen und der Kammerwand erzeugte Bremswirkung im wesentlichen von der Beschaffenheit der Kammerwand abhängig. Bei der aus der EP 0 554 642 AI bekannten Vorrichtung sind insbesondere in dem Abschnitt mit gasdurchlässiger Wand aufgrund der schlitzförmigen Öffnungen nur geringe Reibflächen vorhanden. Dadurch sind Versphleißerscheinungen mit fortschreitender Betriebsdauer unumgänglich, was zu einer Veränderung der Bremswirkung führt. Bei Absinken der Bremswirkung kann es jedoch soweit kommen, dass der Fadenstopfen aufgrund geringer Reibkräfte aus der Stauchlcammer gefördert wird. Der Texturierprozess bricht dann zusammen. Bei erhöhten Reibkräften wird der Fadenstopfen dagegen nicht mehr oder nicht mehr gleichmäßig aus der Stauchkammer herausgefordert. Eine ungleichmäßige Kräuselung des Fadens ist die Folge. Ebenso tritt eine ungleichmäßige Kräuselung auf, wenn ein Stick- Slip-Effekt in der Stauchkammer einsetzt. Diese Effekte sind selbst mit einem dem Fördermedium entgegenwirkenden Staumedium nicht beherrschbar.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines synthetischen multifilen Fadens der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass selbst bei sehr langen Betriebszeiten eine gleichmäßige Kräuselung im Faden gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Ablage des Fadens auf der Fädenstopfenoberfläche durch die sich ausbildenden Schlingen und Bögen im wesentlichen die Gleichmäßigkeit der Kräusel beeinflußt. Um den Auftreffpunkt des Fadens auf der Fadenstopfenoberfläche auf einer sich im wesentlichen nicht verändernde Höhe halten zu können, muss daher das Kräftegleichgewicht zwischen der Förderwirkung und der am Fadenstopfen durch die Reibung erzeugten Bremswirkung konstant gehalten werden. Dieses lässt sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen dadurch erreichen, dass die gasdurchlässige Kammerwand auf der zu dem Fadenstopfen gewandten Innenseite eine Reibfläche aus einem verschleißfesten Material aufweist. Damit ist eine Veränderung der Reibkräfte selbst bei sehr langen Betriebszeiten nicht möglich. Die Erfindung besitzt somit den Vorteil, dass die Stopfenbildung allein durch Überwachung des Fördermediums durch beispielsweise eine Druclcüberwachung kontrollierbar ist.
Das verschleißfeste Material an der Oberfläche der Kammerwand lässt sich grundsätzlich durch zwei Varianten ausbilden. Bei einer ersten besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Reibfläche durch eine auf der Oberfläche der Kammerwand aufgebrachte Beschichtung gebildet. Diese Beschichtung könnte beispielsweise aus einem keramischen Werkstoff oder aber einem Chromoxid oder eine Kohlenstoffbeschichtung bestehen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Kammerwand aus Aluminium zu fertigen, um anschließend durch eine Hartoxidschicht einen Verschleißschutz zu bilden.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Reibfläche durch die aus einem keramischen Werkstoff hergestellte Kammerwand gebildet. Die Kammerwand lässt sich hierzu beispielsweise aus keramischen Werkstoffen wie Zirkonoxid oder Aluminiumoxid oder einer Kombination aus beidem herstellen.
Bei Verwendung keramischer Beschichtungen bzw. keramischer Werkstoffe wird zudem erreicht, dass die gasdurchlässige Wand korrosionsbeständig und wenig anfällig für Verschmutzungen ist. Insbesondere können Ablagerungen durch Präparationsreste vermieden werden. Selbst nach einer Wartungspause werden bei Inbetriebnahme der Vorrichtung die gleichen Reibbedingungen wie zuvor beim Abschalten der Anlage erreicht.
Die gasdurchlässige Kammerwand lässt sich unabhängig davon, ob eine Bescjiichtung oder ein keramisches Vollmaterial zur Bildung der Reibfläche verwendet wird, durch einen Zylinderkörper mit am Umfang gleichmäßig verteilten Längsschlitzen ausbilden.
Besonders vorteilhaft ist jedoch die Ausbildung der gasdurchlässigen Kammerwand durch eine Vielzahl von Lamellen, die mit einem Abstand zueinander ringförmig angeordnet sind. So wurde bei Verwendung von keramischen Lamellen beobachtet, dass durch Verringerung der Reibkoeffizienten der Faden weniger thermisch und mechanisch belastet wird.
Um den Verschleiß innerhalb der Stauchlcammer an allen mit dem Fadenstopfen in Berührung kommenden Wandungen zu vermeiden, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 ein weiterer Abschnitt mit einer geschlossenen Kammerwand ebenfalls auf der zu dem Fadenstopfen gewandten Innenseite mit einer Kontaktfϊäche ausgebildet, die aus einem verschleißfesten Material besteht.
Die Kontaktfläche könnte durch eine auf der Oberfläche der Kammerwand aufgebrachte Beschichtung oder durch die aus einem keramischen Werkstoff hergestellte Kammerwand gebildet sein.
Es wurde beobachtet, dass bei Verwendung einer Förderdüse mit keramischer
Wandung zumindest in Teilbereichen der Kontaktflächen zu dem Faden gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 9 der Fadenspannungsabbau in der Förderdüse durch die Reibung des Fadens an die Wandung reduziert wurde. Damit kann dann bei gleichem Förderdruck eine höhere Fadenspannung erzielt werden, was eine höhere Laufsicherheit des Texturierprozesses zur Folge hat, oder ein Fadenspannungsniveau mit geringerem Druck erreicht werden, wobei ein geringerer Förderdruck zu einem geringeren Verbrauch des Fördermediums führt. Das verschleißfeste Material der Kontaktflächen innerhalb der Förderdüse kann durclj Beschichtungen oder durch keramische Grundwerkstoffe gebildet sein. So kann die Förderdüse auch vorteilhaft komplett aus einer Keramik gefertigt sein.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung wird der Einlass des Fadenkanals in der Förderdüse durch einen Führungseinsatz gebildet. Der Führungseinsatz, der aus einem keramischen Werkstoff hergestellt sein kann oder an seiner Oberfläche eine Beschichtung tragen könnte, bildet in Verlängerung des Fadenkanals einen Einlaufkanal. Dadurch wird insbesondere der Verschleiß bei Eintritt des Fadens in die Förderdüse vermieden. Bei Verwendung keramischer Werkstoffe oder keramischer Beschichtungen lässt sich zudem eine sehr reibungsarme Führung des Fadens realisieren.
Die Förderdüse könnte ebenso einen den Auslaß des Fadenlcanals bildenden Führungseinsatz aufweisen, der ebenfalls aus einem keramischen Werkstoff hergestellt ist oder an seiner Oberfläche eine Beschichtung trägt. Dabei verlässt der Faden die Förderdüse durch einen Auslaufkanal des Führungseinsatzes.
Zur Förderung des Fadens wird in dem Fadenlcanal ein Fördermedium, bevorzugt heiße Luft oder heißes Gas zugeführt. Um selbst bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten, die im Bereich der Schallgeschwindigkeit liegen können, keine Auswaschungen im Fadenkanal zu erhalten, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Lufteintritt in den Fadenkanal durch einen Führungseinsatz gebildet. Neben dem Lufteintritt enthält der Führungseinsatz einen Führungskanal, der in Verlängerung des Fadenlcanals ausgerichtet ist. Der Führungseinsatz besteht ebenfalls aus einem keramischen Werkstoff oder trägt eine Beschichtung an seiner Oberfläche.
Da das in den Fadenkanal einströmende Fördermedium zu einer plötzlichen dynamischen Belastung des Fadens führt, ist die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 13 bevorzugt zu verwenden, bei welcher der Führμngseinsatz im Bereich des Lufteintritts eine zusätzliche Einlage im Einlassbereich des Führungskanals aufweist. Damit lassen sich die Fadenfuhrung stabilisieren und in dem Faden rückführende Störeinflüsse vermeiden.
Zur Führung und Behandlung des Fadenstopfens ist der Stauchlcammer am Stopfenauslaß eine Kühleinrichtung nachgeordnet, wobei in einigen Fällen zwischen der Kühleinrichtung und der Stauchlcammer ein Fördermittel zur Führung des Fadenstopfens vorgesehen ist. Um ein vorzeitiges Verschmutzen und Anhaften von Präparationsresten zu vermeiden, wird gemäß Anspruch 14 eine Weiterbildung vorgeschlagen, bei welcher das Fördermittel und die Kühleinrichtung an dem von dem Fadenstopfen berührten Kontaktflächen eine Beschichtung aufweist.
Die Erfindung ist anhand einiger Ausführungsbeispiele, die in den beigefugten Zeichnungen dargestellt sind, näher beschrieben.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt;
Fig. 2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Teilquerschnitt; Fig. 3 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Förderdüse in einer
Querschnittansicht.
In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Querschnitt dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einer Förderdüse 1 und einer der Förderdüse 1 nachgeordneten Stauchkammer 2. Die Förderdüse 1 enthält einen Fadenkanal 3, der an einem Ende einen Einlaß 21 und an dem gegenüberliegenden Ende, einen Auslaß 24 bildet. Die Förderdüse 1 ist durch eine Zuführleitung 17 an eine Draclcquelle (hier nicht dargestellt) angeschlossen. Durch einen Lufteintritt 16 und eine Druclclcammer 39 ist die Zuführleitung 17 mit dem Fadenkanal 3 verbunden. Der Luftemtritt 16 wird dabei durch mehrere Bohrungen gebildet, die ein Fördermedium in Fadenlaufrichtung, die durch einen Pfeil gekennzeichnet ist, dem Fadenlcanal 3 zuführt. Mit dem Auslaß 24 mündet der Fadenlcanal 3 in einen Stopfenkanal 31 der Stauchkammer 2.
Die Stauchlcammer 2 wird durch einen der Förderdüse 1 zugewandten Abschnitt 7.1 mit einem Fadeneinlaß 5 und einen den Abschnitt 7.1 nachgeordneten Abschnitt 7.2 mit einem Stopfenauslaß 6 gebildet. In dem Abschnitt 7.1 ist ein Stopfenkanal 31 durch eine gasdurchlässige Kammerwand 8 gebildet. Die gasdurchlässige Kammerwand 8 enthält eine Vielzahl von Lamellen 9, die mit geringem Abstand zueinander ringförmig angeordnet sind. Die Lamellen 9 werden durch die Lamellenhalter 10.1 am oberen Ende des Abschnitts 7.1 und durch den Halter 10.2 am unteren Ende des Abschnitts 7.1 gehalten. Die Lamellen 9 und die Halter 10.1 und 10.2 sind in einem Gehäuse 11 angeordnet, wobei das Gehäuse 11 nach außen hin verschlossen ist und durch eine Öffnung 32 mit einer Absaugung 12 verbunden ist.
Auf der zu einem Fadenstopfen 13 hingewandten Seite besitzen die Lamellen 9 jeweils eine Reibfläche 14. Die Lamellen 9 sind aus einem keramischen Wer stoff hergestellt, so dass die Reibflächen 14 aus einem verschleißarmen Material bestehen.
Unterhalb der gasdurchlässigen Kammerwand 8 ist eine geschlossene Kammerwand 15 vorgesehen, die einen Stopfenkanal 33 bildet. Der Stopfenkanal 33 ist im Durchmesser größer ausgeführt als der Stopfenkanal 31 im Bereich der gasdurchlässigen Kammerwand 8. Der Stopfenkanal 33 bildet an seinem Ende den Stopfenauslaß 6.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit einem Fadenlauf dargestellt, um die Funktion der Vorrichtung zu verdeutlichen. Hierbei wird durch die Förderdüse 1 der Faden 4 in dem Fadenkanal 3 durch ein über den Lufteintritt 16 zugeführtes Fördermedium gefordert. Der Faden 4 tritt dabei über den Einlaß 21 in den Fadenkanal 3 ein. Als Fördermedium wird vorzugsweise heiße Luft oder ein heißes Gas verwendet. Durch das mit hoher Geschwindigkeit strömende Fördermedium wird der Faden 4 mit hoher Geschwindigkeit zur Stauchkammer 2 gefordert. Dabei bildet sich in dem Stopfenkanal 31 ein Fadenstopfen 13 aus. Der Faden 4, der aus einer Vielzahl von Filamenten besteht, wird auf der Oberfläche des Fadenstopfens 13 abgelegt, so dass die Filamente Schlingen und Bögen bilden. Das Fördermedium wird zwischen den Lamellen 9 hindurch über die Öffnung 32 abgesaugt. Der sich in dem Stopfenkanal 31 bildende Fadenstopfen 13 liegt an den Reibflächen 14 der Lamellen 9 an. Die Reibkräfte und der auf den Fadenstopfen 13 einwirkende Förderdruck des Fördermediums stehen im wesentlichen im Gleichgewicht, so dass die Fadenstopfenhöhe innerhalb des Stopfenkanals 31 im wesentlichen gleich bleibt. Da die Lamellen 9 aus einem keramischen Werkstoff hergestellt sind, wird das an dem Fadenstopfen 13 einwirkende Kräftegleichgewicht im wesentlichen durch Konstanthalten des Druckes des Fördermediums eingehalten. Der Fadenstopfen 13 tritt nach Verlassen des Stopfenlcanals 31 in den Stopfenkanal 33 ein, der durch die geschlossene Kammerwand 15 gebildet ist. Die geschlossene Kammerwand 15, die beispielsweise als ein Rohr ausgebildet sein könnte, dient nur zur Führung des Fadenstopfens 13 zu einer nachgeordneten, hier nicht dargestellten Kühleinrichtung. Hierbei ist der Stopfenkanal 33 größer ausgebildet als der Stopfenkanal 31, so dass nur geringe Reibkräfte an dem Fadenstopfen 13 einwirken. Ein Verschleißschutz ist daher entbehrlich.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel schematisch in einem Querschnitt dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen im Aufbau identisch zu dem vorhergehenden Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 1, so dass nachfolgend nur die wesentlichen Unterschiede aufgezeigt werden. Der Übersicht halber sind die Bauteile mit gleichen Funktionen mit identischen Bezugszeichen versehen.
Die Förderdüse 1 besitzt zur zusätzlichen Beschleunigung des Fördermediums in dem Fadenlcanal 3 einen engsten Querschnitt, der unmittelbar unterhalb des Lufteintritts 16 ausgebildet ist. Dadurch wird das Fördermedium auf eine Strömungsgeschwindigkeit, die höher ist als die Schallgeschwindigkeit, beschleunigt. Der Fadenkanal 3 mündet in den Stopfenkanal 32, der durch einen Zylinderkörper 18 gebildet ist. Der Zylinderlcörper 18 ist im ersten Abschnitt 7.1 der Stauchkammer 2 angeordnet. Der Zylinderlcörper 18 weist am Umfang verteilt mehrere Längsschlitze 34 auf, wodurch der Stopfenkanal 31 mit einem durch das Gehäuse 11 und den Zylinderlcörper 18 gebildeten Ringraum 35 verbunden ist. An dem Ringraum 35 ist über die Öffnung 32 das Gehäuse 11 an einer Absaugung 12 angeschlossen. Auf der zum Fadenstopfen 13 hingewandten Seite besitzt der Zylinderkörper 18 eine Beschichtung 19. Die Beschichtung 19, die die Reibfläche 14 zur Führung eines Fadenstopfens bildet, besteht vorzugsweise aus einem keramischen Werkstoff. Jedoch sind auch metallische Hartchromschichten oder Kohlenstoffverbindungen möglich. So kann der Zylinderkörper 18 auch aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt sein, welcher eine die Reibfläche 14 bildende Aluminiumoxidbeschichtung erhält. Die Längsschlitze 34 erstrecken sich zumindest über einen Teilbereich des Zylinderkörpers 18. Der zweite Abschnitt 7.2 der Stauchlcammer wird durch die geschlossene Kammerwand 15 gebildet, die den Stopfenkanal 33 enthält. Der Stopfenkanal 33 bildet am Ende den Stopfenauslaß 6. Die geschlossene Kammerwand 15 weist auf der zum Fadenstopfen 13 hingewandten Seite eine Kontaktfläche 20 auf, die ebenfalls eine verschleißfeste Beschichtung 35 trägt.
Der Stauchlcammer 2 ist unmittelbar am Stopfenauslaß 6 ein Fördermittel 29 zugeordnet, das aus zwei sich gegenüberliegenden Walzen gebildet wird. Das Fördermittel 29 führt den Fadenstopfen 13 zu einer unterhalb des Fördermittels 29 angeordneten Kühleinrichtung 30. Die Kühleinrichtung 30 könnte beispielsweise aus einer Kühltrommel gebildet sein, an deren Umfang der Fadenstopfen gekühlt wird. Sowohl das Fördermittel 29 als auch die Kühleinrichtung 30 sind an ihren Kontaktflächen 37 und 38 mit einer Beschichtung versehen.
Die Funktion des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels ist im wesentlichen identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass auf die Darstellung des Fadenlaufs verzichtet wurde. Hierbei wird die Fadenstopfenbildung jedoch zusätzlich durch das Fördermittel 29 beeinflußbar.
In Fig. 3 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Förderdüse in einer Querschnittansicht gezeigt, wie sie beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 oder in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 einsetzbar wäre. Die Förderdüse ist hierbei in Fig. 3.1 in einem demontierten Zustand und in Fig. 3.2 in einem montierten Zustand dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung gilt, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren genommen ist, für beide Figuren.
Die Förderdüse 1 besitzt im Bereich des Einlasses 21 im Bereich des Lufteintritts 16 und im Bereich des Auslaß 24 jeweils einen Einschnitt 36.1, 36.2 und 36.3. Die Einschnitte 36.1, 36.2 und 36.3 sind über einen Fadenkanal 3 miteinander verbunden. Zwischen dem Einschnitt 36.1 und 36.2 ist eine Druclckammer 39 in der Förderdüse 1 ausgebildet. Der Einschnitt 36.1 im Einlaufbereich der Förderdüse 1 dient zur Aufnahme eines Führungseinsatzes 22.1. Der Führungseinsatz 22.1 bildet einen Einlaufkanal 23, der in Verlängerung des Fadenlcanals 3 ausgerichtet ist. Der Führungseinsatz 22.1 ist vorzugsweise aus eineηi Keramikwerkstoff hergestellt. Es ist jedoch auch möglich, dass im Bereich des Einlaufkanals 23 der Führungseinsatz 22.1 eine Beschichtung trägt.
In dem Einschnitt 36.2 ist der Führungseinsatz 22.1 eingesetzt. Der Führungseinsatz 22.2 bildet zum einen den Lufteintritt 16, durch welchen das Fördermedium von der Druckkammer 39 in einen Führungskanal 26 des Führungseinsatzes 22.2 eingeleitet wird. Der Führungskanal 26 des Führungseinsatzes 22.2 ist in Verlängerung des Fadenkanals 3 ausgerichtet. Auf der Einlaßseite des Führungseinsatzes 22 ist eine Einlage 27 vorgesehen, die einen Einlaufkanal 28 bildet. Der Einlaufkanal 28 weist einen kleineren Durchmesser auf als der nachfolgende Führungskanal 26. Die Einlage 27 und der Führungseinsatz 22.2 können ebenfalls vorteilhaft aus einem Keramikwerkstoff gefertigt oder mit einer Beschichtung versehen sein.
Auf der Auslaßseite der Förderdüse 1 ist in dem Einschmtt 36.3 der Führungseinsatz 22.3 eingebettet. Der Führungseinsatz 22.3 bildet einen Auslaßkanal 25, der in Verlängerung des Fadenkanals 3 ausgerichtet ist und den Auslaß 24 der Förderdüse 1 bildet. Der Führungseinsatz 22.3 ist ebenfalls vorzugsweise aus einem Keramikwerkstoff hergestellt.
Die in Fig. 3 dargestellte Förderdüse besteht insbesondere in den vom Faden stark beanspruchten Kontaktstellen und Reibstellen aus einem verschleißfesten Material, so dass eine stabile und gleichmäßige Fadenführung sowie Fadenförderung erreicht wird. Zusätzlich werden die Reibkoeffizienten zwischen dem Faden und den Kontaktstellen bzw. Reibstellen erheblich verringert.
Bei der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung ist noch anzumerken, dass die Förderdüse 1 und die Stauchkammer 2 vorzugsweise jeweils aus zwei Hälften 'gebildet wird, die während des Betriebes kraftschlüssig miteinander verbynden sind. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, einteilige Förderdüsen und Stauchicammern mit entsprechenden Keramilceinsätzen oder Beschichtungen zu versehen. Unabhängig von der Bauart der Vorrichtung besteht jedoch auch die Möglichkeit, die vom Faden kontalctierten Bereiche der Vorrichtung jeweils aus einer Vollkeramik oder aus einem beschichteten Aluminiumwerkstoff herzustellen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich somit besonders durch einen hohen Verschleißschutz und damit stabile Reibverhältnisse sowie Unempfindlichkeit gegenüber Präparationen des Fadens sowie eine erhebliche Verlängerung der Reinigungszyklen aufgrund der Verschmutzungs- unempfindlichlceit aus. So wurde mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine um den Faktor 3 bis 5 höhere Standzeit erreicht. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit keramischen Werkstoffen bzw. keramischen Werkstoffbeschichtungen konnte die Kräuselung des Fadens über einen wesentlich längeren Zeitraum gegenüber herkömmlichen Kräuseleinrichtungen konstant gehalten werden. Damit wird eine wesentlich höhere Produktionssicherheit erreicht.
Bezugszeichenliste
Förderdüse Stauchkammer Fadenkanal Faden Fiadeneinlaß Stopfenauslaß Abschnitt gasdurchlässige Kammerwand Lamelle Lamellenhalter Gehäuse Absaugung Fadenstopfen Reibfläche geschlossene Kammerwand Lufteintritt Zuführleitung Zylinderkörper Beschichtung Kontalctfläche Einlaß Führungseinsatz Einlaufkanal Auslaß Auslaufkanal Führungskanal Einlage Einlaufkanal Fördermittel Kühleinrichtung Stopfenlcanal Öffnungen Stopfenkanal LängSschlitz Beschichtung Einschnitt Kontaktfläche Kontaktfläche Druckkammer

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Stauchkräuseln eines synthetischen multifilen
Fadens (4) mit einer Förderdüse (1), welche einen Fadenlcanal (3) zur Führung und Förderung des Fadens (4) aufweist, und mit einer am
Ende des Fadenkanals (3) angeordneten Stauchlcammer (2) zur
, Bildung und Aufnahme eines Fadenstopfens (13), welche einen
Fadeneinlaß (5) und einen Stopfenauslaß (6) enthält und welche zwischen dem Fadeneinlaß (5) und dem Stopfenauslaß (6) einen Abschnitt (7.1) mit einer gasdurchlässigen Kammerwand (8) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässige Kammerwand (8) auf der zu dem Fadenstopfen (13) gewandten Innenseite eine
Reibfläche (14) aus einem verschleißfesten Material aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche (14) durch eine auf der Oberfläche der Kammerwand (8) aufgebrachte Beschichtung (19) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwand (8) aus einem keramischen Werkstoff besteht, welcher an der Oberfläche der Kammerwand (8) die Reibfläche (14) bildet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässige Kammerwand (8) durch einen Zylinderkörper (18) mit am Umfang gleichmäßig verteilten
Längsschlitzen (34) gebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässige Kammerwand (8) durch ein Vielzahl ringförmig mit geringem Abstand zueinander angeordnete Lamellen (9) gebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchlcammer (2) einen weiteren Abschnitt
(7,2) mit einer geschlossenen Kammerwand (15) aufweist, welcher
■ dem Abschnitt (7.1) mit gasdurchlässiger Kammerwand (8) folgt, und dass die geschlossene Kammerwand (15) auf der zu dem
Fadenstopfen (13) gewandten Innenseite eine Kontaktfläche (20) aus einem verschleißfesten Material aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (20) durch eine auf der Oberfläche der Kammerwand (15) aufgebrachte Beschichtung (35) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwand (15) aus einem keramischen Werkstoff besteht, welcher an der Oberfläche der Kammerwand (15) die die Kontaktfläche (20) bildet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Faden innerhalb der Förderdüse (1) berührten Kontaktflächen zumindest teilweise aus einem verschleißfesten Material in Form einer Beschichtung oder in Form eines keramischen Werkstoffes gebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderdüse (1) einen den Einlaß (21) des Fadenlcanals (3) bildenden Führungseinsatz (22.1) aufweist, welcher Führungsemsatz (22.1) einen in Verlängerung des Fadenkanals (3) ausgerichteten Einlauflcanal (23) bildet, und dass der Führungseinsatz (22.1) aus einem keramischen Werkstoff hergestellt ist oder an seiner Oberfläche eine Beschichtung trägt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die- Förderdüse (1) einen den Auslaß (24) des Fadenlcanals (3) ; bildenden Führungseinsatz (22.3) aufweist, welcher Führungseinsatz (22.3) einen in Verlängerung des Fadenlcanals (3) ausgerichteten Auslaufkanal (25) bildet, und dass der Führungseinsatz (22.3) aus einem keramischen Werkstoff hergestellt ist oder an seiner Oberfläche eine Beschichtung trägt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderdüse (1) einen den Lufteintritt (16) in den Fadenkanal (3) bildenden Führungseinsatz (22.2) aufweist, welcher Führungseinsatz (22.2) einen in Verlängerung des Fadenlcanals (3) ausgerichteten Führungskanal (26) bildet, und dass der Führungseinsatz (22.2) aus einem keramischen Werkstoff hergestellt ist oder an seiner Oberfläche eine Beschichtung trägt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungseinsatz (22.2) einen den Einlaß des Führungskanals (26) bildende Einlage (27) aufweist, welche Einlage (27) einen in Verlängerung des Führungskanals (26) ausgerichteten Einlauflcanal (28) bildet, und dass die Einlage (27) aus einem keramischen
Werkstoff hergestellt ist oder an ihrer Oberfläche eine Beschichtung trägt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauchkammer (2) in Fadenlaufrichtung ein Fördermittel (29) und/oder eine Kühleinrichtung (30) nachgeordnet ist und dass das Fördermittel (29) und die Kühleinrichtung (30) an den vom Fadenstopfen berührten Kontaktflächen (37, 38) eine Beschichtung aufweist.
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