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Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verwirbeln von Multifilamentgarnen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Vorrichtungen bestehen in der Regel aus einem Garnkanal, durch den das Garn hindurchläuft und einer Blasbohrung, die quer zum Garnkanal oder mit leichter Förderwirkung angeordnet ist, und durch die Luft auf den Faden beaufschlagt wird. Die Luft bläst das Garn, das aus mehreren Einzelfäden oder -filamenten besteht an die Prallfläche, öffnet es und verflechtet die einzelnen Filamente miteinander und es entstehen die sogenannten Verwirbelungsknoten. Die Garnkanäle und auch die Blaskanäle gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungen. So gibt es Garnkanäle, denen Querschnitt U-, V-, halbkreis oder dreiviertelkreis oder vollkreisformig ausgeführt sind. Weiterhin gibt es Düsen mit Garnkanälen, die im Querschnitt durch die Blasbohrung und längs zum Garnkanal eine konvexe Form auf der Blasbohrungsseite und/oder auf der Prallseite aufweisen. So ist in der EP 0 564 400 B1 eine Verwirbelungsvorrichtung beschrieben, bei der der Düsenkanal im Querschnitt eine konvexe Form auf der Düsenseite und Prallseite aufweist. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß durch die Querschnittsvergrößerung des Garnkanals nach außen hin, die Luftgeschwindigkeit dermaßen verringert wird, daß Eigenstörungen bei der Verwirbelung damit verhindert werden und die Gleichmäßigkeit der Verwirbelungsknoten verbessert wird.

Dann gibt es Verwirbelungsvorrichtungen bei denen der Garnkanal im Bereich der Blasbohrung erweitert wurde. Dies hat den Vorteil, daß die an die Prallfläche ausströmende Luft das Garn stärker auseinanderblasen kann und sich die Stabilität und Festigkeit der Verwirbelungsknoten dadurch erhöht. Der Nachteil ist allerdings, daß bei einem Garnkanal mit gleichbleibendem Kanalquerschnitt, dieser relativ breit ausgeführt sein muß, damit die Verwirbelungsluft so abtransportiert werden kann, daß keine Störungen durch zu hohe Luftgeschwindigkeiten entstehen.

In der EP 1 030 938 B1 ist eine Verwirbelungsvorrichtung beschrieben, bei der die Blasbohrung in einen Hauptluftstrahl und Nebenluftstrahle aufgeteilt ist. Diese Auführung bewirkt durch die Nebenluftstrahle ein Zentrieren des Garnes in der Garnkanalmitte und dadurch eine gute regelmäßige Verwirbelung bei guter Stabilität der Verwirbelungsknoten. In der WO 03029539 A1 ist eine Verwirbelungsvorrichtung dargestellt, bei der der Hauptluftstrom durch zwei Gegenluftströme unterstützt wird. Auch bei dieser Vorrichtung wird das Garn durch die Gegenluftströme zentriert. Dies erhöht die Verwirbelungsgleichmäßigkeit hat aber den Nachteil des erhöhten Luftverbrauches.

In der DE 3711759 ist eine Verwirbelungsvorrichtung bekannt, bei der das Garn durch Fadenführer vor und nach dem Garnkanal in der Garnkanalmitte zentriert wird, damit das Garn gleichmäßig vom Blasluftstrom erfaßt. Diese Ausführung bewirkt ebenso eine Verbesserung der Verwirbelungsgleichmäßkeit.

Alle oben beschriebenen Vorrichtungen haben zur Qualitätsverbesserung der Verwirbelung beigetragen.

Aufgabe der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Verwirbelungsvorrichtung so auszuführen, daß eine weitere Optimierung der Verwirbelungsqualität bei möglichst niedrigem Energieverbrauch erreicht wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Reduzierung der Geräuschentwicklung.

Beschreibung der Erfindung

Die Aufgabe wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß der Garnkanal im Querschnitt durch die Blasbohrung längs zum Garnkanal nach außen konvex erweitert wird und im Querschnitt quer zum Garnkanal sehr eng gehalten wird. Der Verlauf der konvexen Form, kann ein oder es können auch mehrere Radien sein, die vorzugsweisen tangential ineinander übergehen. In der Verwirbelungszone im Bereich der Blasbohrung ist der Garnkanal in der Breite, der Länge und der Tiefe so ausgeführt, daß sich in der Wirbelkammer die Verwirbelung, Verflechtung oder Verknotung der Garnfilamente miteinander bildet. Je nach Größe der Kammer läßt sich ein Stabilitätsgrad erzeugen, bei dem die Verwirbelungsknoten leichter oder schwerer geöffnet werden können. Durch den nach außen hin engen Garnkanal wird das Garn sehr mittig über der Blasbohrung zentriert, was sich sehr günstig auf die Gleichmäßigkeit auswirkt. Der Übergang aus der breiteren Verwirbelungskammer in den schmaleren Garnkanal wird vorzugsweise strömungsgünstig ausgelegt. Durch die konvexe Form des Garnkanals mit dem nach außen größer werdenden Kanalquerschnitt nimmt die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ab. Somit sind vor und nach der Verwirbelungszone störende Luftströme minimiert. Durch die Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit wird auch die Geräuschentwicklung reduziert. Je länger der Garnkanal bei gleichzeitiger Garnkanalquerschnittserweiterung ist, desto niedriger ist die Geräuchentwicklung. Da mit zunehmender Garnkanallänge die Reibungskräfte auf das Garn zunehmen, wird die Garnkanaloberfläche vorzugsweise strukturiert. Dies können Erhöhungen oder Vertiefungen ähnlich einer Golfballoberfläche sein. Es können weiterhin Ausformungen mit speziellen Konturen sein oder auch zusätzliche Bohrungen, die in den Garnkanal eingebracht werden.

Durch die geringere Kontaktoberfläche werden somit die Reibkräfte auf das Garn reduziert Die Bohrungen können mit Unterdruck beaufschlagt werden. Dadurch kann die überschüssige Luft vom Verwirbelungszentrum weg zur Rückseite der Düse weggeführt werden. Es ist aber auch denkbar, eine Anzahl von Bohrungen mit Luft bei niedrigem Druck zu beaufschlagen, um ein Luftpolster im Garnkanal zu erhalten und so die Reibung zusätzlich zu reduzieren. Eine weitere Möglichkeit ist, den konvexen Verlauf des Garnkanales wellig auszuführen. Diese verschiedenen Oberflächenstrukturen können auch in die Prallplatte eingebracht werden, um auch hier die Reibkräfte beim Anblasen des Garns an die Prallplatte zu minimieren.

Ausführungsbeispiele werden in nachfolgenden Zeichnungen und Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

1 Düse in verschiedenen Ansichtsdarstellungen und Kanalformen

2 Düse mit Abluftbohrungen im Garnkanal

3 Düse mit Orangenhautoberfläche im Garnkanal

4 Düse mit Aussparungen im Garnkanal

Beispiele

1 zeigt einen Erfindungsgemäßen Düsenkörper in verschiedenen Ansichtsdarstellungen. Im Schnitt A-A ist der konvexe Garnkanal 3 mit dem Radius R, der Blasbohrung 2 mit dem Winkel &agr; und der Wirbelkammer 4 dargestellt. Die Seitenansichten zeigen den Düsenkörper mit verschiedenen G arnkanalformen. Der Düsenkörper 1.1 hat einen V-förmigen Garnkanal 3.1 mit der Breite b, der im Kanalgrund einen kleinen Radius hat. Damit ist eine sehr genaue Zentrierung des Garnes möglich. Die offene Seite des Garnkanals 3.1 ist im Betriebszustand von der Prallplatte (hier nicht dargestellt) abgedeckt. Der Garnkanal 3.1 hat an seinen engsten Querschnitt qi im Auslauf der Wirbelkammer 4 und seinem Ende den größten Querschnitt qa.

Eine weitere Ausführung zeigt den Düsenkörper 1.2 mit einem U-förmigen Garnkanal 3.2. Der Düsenkörper 1.3 hat einen Garnkanal 3.3 mit einer x Kreisform. Dieser wird nach außen mit v-förmigem Querschnitt erweitert. Dadurch wird das Garn im Garnkanal besser zentriert und die Luftgeschwindigkeit an den äußeren Enden des Garnkanales wird verringert.

Ein weiteres Beispiel zeigt den Düsenkörper 1.4 mit dem Garnkanal 3.4. Dieser wird mit kreisförmigem Querschnitt erweitert. In der Draufsicht auf den Düsenkörper 1 ist der Garnkanal 3 mit der Blasbohrung 2 Wirbelkammer 4 sichtbar. Die Düsenkörperlänge l die Blasbohrungsbreite bb, die Wirbelkammerlänge lw und die Wirbelkammerbreite bw werden je nach Garnstärke und Verwirbelungsanforderungen dimensioniert. Zum weiteren Verständnis ist der Düsenkörper in isometrischer Darstellung einmal im Querschnitt quer zum Garnkanal und einmal längs durch den Garnkanal dargestellt.

2 zeigt den Düsenkörper im Querschnitt mit Aussparungen 5 im Garnkanal. Die Aussparungen sind hier rechteckig mit der Länge la und der Breite ba dargestellt, können jedoch beliebig andere Querschnittsformen haben. Sie sind so dimensioniert, daß zum einen genügend Luft entweder abgesaugt werden oder frei entweichen kann, und/oder daß die Garnreibung im Garnkanal genügend reduziert wird.

3 zeigt einen Garnkanal mit sogenannter Golfballoberfläche. Vorzugsweise im Garnkanalgrund sind Vertiefungen 6 eingebracht, es können jedoch auch die Garnkanalflanken, wie dargestellt Vertiefungen 6 aufweisen. Die Dimensionen und Abstände der Vertiefungen werden je nach gewünschtem Garnreibwert festgelegt.

4 zeigt eine Düsenvariante (dargestellt mit Prallplatte 8 und Fadenführern 9) mit Aussparungen 7 im Garnkanal. Man erkennt, daß der Faden 10 in den Garnkanalgrund gedrückt wird. Die Aussparungen reduzieren die Garnkontaktlänge und somit die Garnreibkräfte im Garnkanal. Die Anzahl, Dimension und Abstände der Aussparungen werden je nach gewünschtem Reibwert festgelegt.

1
Düsenkörper
1.1
Düsenkörper mit V-förmigem Garnkanal
1.2
Düsenkörper mit U-förmigem Garnkanal
1.3
Düsenkörper mit x kreisförmigem Garnkanal und V-förmiger Kanalerweiterung
1.4
Düsenkörper mit x kreisförmigem Garnkanal und U-förmiger Kanalerweiterung
2
Blasbohrung
3
Garnkanal
3.1
Garnkanal V-Form
3.2
Garnkanal U-Form
3.3
Garnkanal mit x Kreisform und V-förmiger Kanalerweiterung
3.4
Garnkanal mit x Kreisform und U-förmiger Kanalerweiterung
4
Wirbelkammer
5
Abluftbohrung
6
Vertiefungen
7
Aussparungen
8
Prallplatte
9
Fadenführer
10
Faden
&agr;
Blasbohrungswinkel
R
Krümmungsradius des Garnkanals
Ra
Radius am Kanalauslauf
L
Düsenkörperlänge
lw
Länge der Wirbelkammer
bw
Breite der Wirbelkammer
bb
Breite der Blasbohrung
bv
Breite des V-förmigen Garnkanals
bu
Breite des U-förmigen Garnkanals
bk
Breite des Kreis-förmigen Garnkanals
qi
kleinster Garnkanalquerschnitt
qa
größter Garnkanalquerschnitt
la
Länge der Abluftbohrung
ba
Breite der Abluftbohrung


Anspruch[de]
Garnbehandlungsvorrichtung zum Verwirbeln von Multifilamentgarnen, mit einem Düsenkörper 1, der einen Garnkanal 3, in den eine Blasbohrung 2 mit Winkel &agr; mündet 2, enthält und eine Prallplatte 8, die den Garnkanal 3 umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Garnkanal 3 im Querschnitt A-A durch die Blasbohrung 2 längs durch den Garnkanal 3 eine konvexe Form hat, die sich von der Blasbohrung weg nach außen erweitert und daß die Garnkanalbreite b zu den Kanalenden hin kleiner ist als die Breite bw der Wirbelkammer. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Form über einen Radius R verläuft. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Form über 2 oder mehr Radien verläuft. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Garnkanal 3 Vertiefungen aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen ähnlich einer Golfballoberfläche 6 sind. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen Aussparungen 7 sind. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen Abluftbohrungen 5 sind. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftbohrungen mit Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck beaufschlagt werden.






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