Verwirbelungsdüse zum Verwirbeln von Multifilament garnen

Abstract

 Die Verwirbelungsdüse besitzt einen durchgehenden Garnkanal (3.1), in welchen eine Luftzufuhrbohrung (5) und ein Einfädelschlitz (4) seitlich einmünden. Die Wand des Garnkanals (3.1) enthält zwei zylindrische, z.B. kreiszylindrische, Wandabschnitte, nämlich einen der Luftzufuhrbohrung (5) gegenüberliegenden Prall­wandabschnitt (6.1) und einen der Luftzufuhrbohrung (5) benachbarten Düsenwandabschnitt (9.1). Der Ein­fädelschlitz (4) mündet zwischen dem Prallwandabschnitt (6.1) und dem Düsenwandabschnitt (9.1). Die Tangential­ebene (T) an den Prallwandabschnitt (6.1) beim Rand (7) der Mündung des Einfädelschlitzes (4) geht durch den Düsenwandabschnitt (9.1). Damit wird erreicht, dass der Teil des aus der Luftzufuhrbohrung (5) austreten­den Luftstroms, der vom Prallwandabschnitt (6.1) zum Mündungsrand (7) des Einfädelschlitzes (4) hin abge­lenkt wird und dann den Prallwandabschnitt (6.1) in Richtung der Tangentialebene (T) verlässt, nicht in den Einfädelschlitz (4) eintritt. Dadurch ist die Gefahr der Verletzung von Filamenten und Filament­bündeln verringert, da diese nicht in den Einfädel­schlitz (4) hineingeblasen werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Verwirbe­lungsdüse zum Verwirbeln von Multifilamentgarnen, mit einem durchgehenden Garnkanal, in welchen wenigstens eine Luftzufuhrbohrung und ein Einfädelschlitz seit­lich einmünden.

[0002] Der Einfädelschlitz ist in manchen Fällen, wenn das Garn ohne Unterbrechung mit hoher Geschwindigkeit angeliefert wird, wie z.B. an einer Spinnmaschine, erforderlich, damit das Garn während des Laufs von der Seite her in den Garnkanal eingelegt werden kann. Bei bekannten Verwirbelungsdüsen mit Einfädelschlitz besteht jedoch die Gefahr, dass Filamente und Fila­mentbündel, die mit dem Luftstrom stellenweise an der Garnkanalwand entlanggeführt werden, auf die Kanten des Einfädelschlitzes auftreffen und/oder in den Ein­fädelschlitz eintreten. Das führt dann sehr leicht zu Beschädigungen des Garns, Filamentbrüche und Schlau­fenbildung sind keine Seltenheit, besonders beim heu­tigen Trend zu feineren Filamenten.

[0003] Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Verwir­belungsdüsen mit einem Einfädelschlitz zu versehen, der für den Garneinlegevorgang geöffnet und dann während des Betriebes wieder geschlossen werden kann, z.B. gemäss CH-A-661 753. Solche Verwirbelungsdüsen mit beweglichen Teilen eignen sich jedoch nicht für hohe Geschwindigkeiten und Nassbetrieb, z.B. Garne mit frisch aufgebrachten Spinnpräparationen oder Spinnfinish, weil sich Spinnpräparation mit Filament­teilchen zwischen beweglichen Flächen ablagern und deren Funktion (z.B. Dichtung) beeinträchtigen kann. Ausserdem sind bei Verwirbelungsdüsen mit bewegbaren Teilen natürlich auch Bedienungsfehler möglich.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Verwirbelungsdüse der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welche keine beweglichen Teile benötigt, die Gefahr der Beschädigung von Filamenten durch den Einfädelschlitz jedoch vermeidet.

[0005] Die erfindungsgemässe Verwirbelungsdüse, mit der die Aufgabe gelöst wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des Garnkanals zwei zylindrische Wand­abschnitte aufweist, nämlich einen der Einmündung der Luftzufuhrbohrung gegenüberliegenden Prallwandab­schnitt und einen der Einmündung der Luftzufuhrbohrung benachbarten Düsenwandabschnitt, wobei der Einfädel­schlitz zwischen dem Prallwandabschnitt und dem Düsen­wandabschnitt in den Garnkanal mündet, und dass die den im Prallwandabschnitt liegenden Mündungsrand des Einfädelschlitzes enthaltende Tangentialebene an den Prallwandabschnitt durch den Düsenwandabschnitt geht.

[0006] In bekannten Verwirbelungsdüsen liegen alle Wand­abschnitte der Garnkanalwand auf einer gemeinsamen Zylinderfläche, in der Regel Kreiszylinderfläche, mit der Unterbrechung durch den Einfädelschlitz. Der aus der Luftzufuhrbohrung austretende Luftstrom trifft auf den der Luftzufuhrbohrung gegenüberliegenden Prallwandabschnitt und wird an diesem umgelenkt. Ein Teil des Luftstroms verlässt den Prallwandabschnitt am Mündungsrand des Einfädelschlitzes im wesentlichen in Richtung der Tangentialebene an den Prallwandab­schnitt bei diesem Mündungsrand. Diese Tangentialebene, und damit der Luftstrom und von diesem mitgeführte Filamente und Filamentbündel, gehen in den Einfädel­schlitz hinein und treffen auf dessen Begrenzungswand. In der erfindungsgemässen Verwirbelungsdüse ist das vermieden, die genannte Tangentialebene und der den einen Mündungsrand des Einfädelschlitzes verlassende Luftstrom treffen auf den der Einmündung der Luftzu­fuhrbohrung benachbarten zylindrischen Düsenwandab­ schnitt, während der andere Mündungsrand des Einfädel­schlitzes vom Inneren des Garnkanals aus gesehen aus­serhalb der genannten Tangentialebene (oder im Grenz­fall gerade noch in dieser Tangentialebene) liegt.

[0007] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach­stehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Verwirbelungs­düse, gemäss Linie A - A in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1,

Fig. 3 in grösserem Massstab eine Stirnansicht des Garnkanals einer erfindungsgemässen Verwirbelungs­düse,

Fig. 4 die gleiche Ansicht wie Fig. 3 mit schema­tisch angedeuteten Blasluftströmungen,

Fig. 5 eine schematische Skizze zur Erläuterung der Verhältnisse bei bekannten Verwirbelungsdüsen,

Fig. 6 in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. 3 den Garnkanal in einer zweiten Ausführungsform der erfin­dungsgemässen Verwirbelungsdüse und

Fig. 7 wieder in einer ähnlichen Ansicht den Garnkanal in einer dritten Ausführungsform der erfin­dungsgemässen Verwirbelungsdüse.

[0008] Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Verwirbe­lungsdüse besitzt einen Düsenkörper 1 und einen Prall­körper 2, die aufeinander befestigt sind. Die beiden Körper 1 und 2 könnten auch einstückig ausgebildet sein. Zwischen den beiden Körpern 1 und 2 ist ein durchgehender Garnkanal 3 ausgespart, in den ein Ein­fädelschlitz 4 und eine Luftzufuhrbohrung 5 seitlich einmünden. Durch den Garnkanal 3 wird ein laufendes Multifilamentgarn (nicht dargestellt) geführt, dessen Filamente im Garnkanal durch den aus der Luftzufuhr­bohrung 5 austretenden Blasluftstrom stellenweise miteinander verwirbelt werden.

[0009] Der Garnkanal 3.1 einer Ausführungsform der erfin­dungsgemässen Verwirbelungsdüse, mit dem Einfädel­schlitz 4 und der Luftzufuhrbohrung 5, ist in Fig. 3 in grösserem Massstab dargestellt. Die Wand des Garn­kanals 3.1 enthält einen kreiszylindrischen Prallwand­abschnitt 6.1, der sich, symmetrisch bezüglich der die Achse der Luftzufuhrbohrung 5 enthaltenden und zur Längsrichtung des Garnkanals 3.1 parallelen Ebene E, vom oberen Mündungsrand 7 des Einfädelschlitzes 4 bis zu einem diesem Mündungsrand 7 symmetrisch gegenüber­liegenden Endrand 8 erstreckt, und einen ebenfalls kreiszylindrischen Düsenwandabschnitt 9.1, der sich, wieder symmetrisch bezüglich der Ebene E, vom unteren Mündungsrand 10 des Einfädelschlitzes 4 bis zu einem dem Mündungsrand 10 symmetrisch gegenüberliegenden Endrand 11 erstreckt. Zwischen den Endrändern 8 und 11 liegt ein Uebergangswandabschnitt 12.1. Die Krümmungs­achse A6 des Prallwandabschnittes 6.1 und die Krüm­mungsachse A9 des Düsenwandabschnittes 9.1 verlaufen in einem Abstand voneinander parallel zueinander, und der Krümmungsradius R6 des Prallwandabschnittes 6.1 ist kleiner als der Krümmungsradius R9 des Düsenwand­abschnittes 9.1, und zwar derart, dass die im Mündungs­rand 7 an den Prallwandabschnitt 6.1 gelegte Tangen­tialebene T durch den Düsenwandabschnitt 9.1 geht. Der im Düsenwandabschnitt 9.1 liegende Mündungsrand 10 des Einfädelschlitzes 4 liegt also - vom Inneren des Garnkanals 3.1 aus gesehen - ausserhalb der Tangen­tialebene T. Daher tritt der Teil des aus der Luftzu­fuhrbohrung 5 austretenden Luftstroms, der vom Prall­wandabschnitt 6.1 wie in Fig. 4 schematisch angedeutet zum Mündungsrand 7 hin umgelenkt wird und der den Prallwandabschnitt 6.1 bei diesem Mündungsrand 7 etwa in Richtung der Tangentialebene T verlässt, nicht in den Einfädelschlitz 4 ein, sondern strömt zum Düsen­wandabschnitt 9.1, der den Luftstromteil weiter vom Einfädelschlitz 4 weg lenkt. Der Winkel β zwischen den dem Prallwandabschnitt 6.1 zugekehrten Seiten der Tan­gentialebene T und des Düsenwandabschnittes 9.1 ist zu diesem Zweck ein stumpfer Winkel.

[0010] Die Fig. 5 zeigt demgegenüber schematisch die Verhältnisse in einer bekannten Verwirbelungsdüse mit einem Prallwandabschnitt 6.2 und einem Düsenwandab­schnitt 9.2, die auf einer gemeinsamen Kreiszylinder­fläche liegen. Die im Mündungsrand 7 an den Prallwand­abschnitt 6.2 gelegte Tangentialebene T geht durch die untere Begrenzungswand 14 des Einfädelschlitzes 4. Der Teilluftstrom, der den Prallwandabschnitt 6.2 beim Mündungsrand 7 in Richtung der Tangentialebene T ver­lässt, ist daher auf den unteren Mündungsrand 10 des Einfädelschlitzes 4 gerichtet und wird von diesem teilweise in den Einfädelschlitz 4 gelenkt.

[0011] Die anhand der Fig. 3 beschriebene Symmetrie des Garnkanals bezüglich der Ebene E in bevorzugten Ausfüh­rungsformen der erfindungsgemässen Verwirbelungsdüse bringt mit sich, dass die im Endrand 8 an den Prall­wandabschnitt 6.1 gelegte Tangentialebene T.1 mit der Symmetrieebene E und mit dem Düsenwandabschnitt 9.1 gleiche Winkel bildet wie die Tangentialebene T. Daher wird die in Fig. 4 schematisch dargestellte Luftströ­mung im Garnkanal 3.1 ebenfalls im wesentlichen sym­metrisch bezüglich der Ebene E. Mit der symmetrischen Luftströmung wird einer Tendenz zur seitlichen Ver­lagerung des zu verwirbelnden Multifilamentgarns, etwa zum Einfädelschlitz 4 hin, entgegengewirkt. Um die Symmetrie der Luftströmung nicht zu stören, sollte sich der Uebergangswandabschnitt 12.1 nicht in die Luftströmung erstrecken, das heisst, er sollte - vom Inneren des Garnkanals 3.1 aus gesehen - ausserhalb der Tangentialebene T.1 liegen.

[0012] Eine gewisse Störung der Symmetrie der Luftströ­mung im Garnkanal kann sich dadurch ergeben, dass Luft aus dem Garnkanal durch den Einfädelschlitz 4 austritt, insbesondere im Bereich der Enden des Garnkanals. Dieser Störung wird mit der Ausführungsform gemäss Fig. 6 entgegengewirkt.

[0013] In Fig. 6 sind gleiche Teile mit den gleichen Hinweisziffern wie in Fig. 3 bezeichnet. Der Garn­kanal 3.1 hat die gleiche Form wie in Fig. 3, mit dem Prallwandabschnitt 6.1 und dem Düsenwandabschnitt 9.1. Jedoch ist der in Fig. 3 gezeigte Uebergangswandab­schnitt 12.1 in Fig. 6 durch die Mündung eines zum Einfädelschlitz 4 bezüglich der Ebene E im wesentli­chen symmetrischen Schlitzes 15 ersetzt, der von einem Entlastungskanal 16 ausgeht. Der Entlastungskanal 16, der sich parallel zum Garnkanal 3.1 über die ganze Länge der Verwirbelungsdüse erstreckt, steht mit der Umgebung in Verbindung, so dass im Schlitz 15 und bei dessen Mündung die gleichen Strömungsbedingungen herrschen wie beim Einfädelschlitz 4.

[0014] Der Einfädelschlitz 4 besitzt Begrenzungswände 13.1 und 14.1, welche vorzugsweise etwa rechtwinklig zur Ebene E verlaufen.

[0015] In den Fig. 3 und 6 sind der Prallwandabschnitt 6.1 und der Düsenwandabschnitt 9.1 je etwa kreiszylin­drisch. Das ist jedoch nicht zwingend, die Wandab­schnitte könnten auch andere kontinuierlich gerundete zylindrische Formen haben, z.B. im Querschnitt oval oder etwa elliptisch.

[0016] Fig. 7 zeigt den Garnkanal 3.3 einer dritten Aus­führungsform der erfindungsgemässen Verwirbelungsdüse. In den Garnkanal 3.3 münden seitlich der Einfädel­schlitz 4 und die Luftzufuhrbohrung 5. Die Wand des Garnkanals 3.3 enthält einen kreiszylindrischen Prall­wandabschnitt 6.3, der sich, auch hier symmetrisch bezüglich der Ebene E, vom oberen Mündungsrand 7 des Einfädelschlitzes 4 bis zu dem diesem Mündungsrand 7 symmetrisch gegenüberliegenden Endrand 8 erstreckt, und einen zylindrischen, im Querschnitt etwa ellipsen­bogenförmigen Düsenwandabschnitt 9.3, der sich vom unteren Mündungsrand 10 des Einfädelschlitzes 4 bis zu dem Endrand 11 erstreckt, welcher dem Mündungsrand 10 symmetrisch bezüglich der Ebene E gegenüberliegt. Zwischen den Endrändern 8 und 11 liegt ein Uebergangs­wandabschnitt 12.3, der in dieser Ausführungsform z.B. eben sein kann. Die im Mündungsrand 7 an den Prall­wandabschnitt 6.3 gelegte Tangentialebene T verläuft auch hier nicht in den Einfädelschlitz 4 hinein, sondern geht durch dessen Mündungsrand 10 und damit durch den Düsenwandabschnitt 9.3, der von diesem Mün­dungsrand ausgeht.

[0017] Dadurch, dass in den erfindungsgemässen Verwirbe­lungsdüsen der Prallwandabschnitt und der Düsenwand­abschnitt des Garnkanals nicht auf einer gemeinsamen Kreiszylinderfläche liegen, sondern je eine eigene zylindrische Form haben, ergibt sich auch die vorteil­hafte Möglichkeit, das Verhältnis zwischen der Breite des Garnkanals (gemessen senkrecht zur Symmetrieebene E) zur Höhe des Garnkanals (gemessen senkrecht zur Breite, d.h. in der Ebene E) zu variieren. In bevor­zugten Ausführungsformen ist die Breite des Garn­kanals grösser als seine Höhe.

[0018] Die erfindungsgemässen Verwirbelungsdüsen können vorteilhaft an Spinnmaschinen eingesetzt werden, und zwar insbesondere zum Verwirbeln von vororientierten Multifilamentgarnen (POY), aber auch von fertigorien­tierten (FOY) und von vollverstreckten (FDY) Multi­filamentgarnen.

Ansprüche

1. Verwirbelungsdüse zum Verwirbeln von Multifila­mentgarnen, mit einem durchgehenden Garnkanal (3.1; 3.3), in welchen wenigstens eine Luftzufuhrbohrung (5) und ein Einfädelschlitz (4) seitlich einmünden, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des Garnkanals (3.1; 3.3) zwei zylindrische Wandabschnitte aufweist, nämlich einen der Einmündung der Luftzufuhrbohrung (5) gegen­überliegenden Prallwandabschnitt (6.1; 6.3) und einen der Einmündung der Luftzufuhrbohrung (5) benachbarten Düsenwandabschnitt (9.1; 9.3), wobei der Einfädel­schlitz (4) zwischen dem Prallwandabschnitt und dem Düsenwandabschnitt in den Garnkanal (3.1; 3.3) mündet, und dass die den im Prallwandabschnitt (6.1; 6.3) liegenden Mündungsrand (7) des Einfädelschlitzes (4) enthaltende Tangentialebene (T) an den Prallwandab­schnitt (6.1; 6.3) durch den Düsenwandabschnitt (9.1; 9.3) geht.

2. Verwirbelungsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Prallwandabschnitt (6.1; 6.3) einschliessende Winkel (β) zwischen der genannten Tangentialebene (T) und dem Düsenwandabschnitt (9.1; 9.3) ein stumpfer Winkel ist.

3. Verwirbelungsdüse nach Anspruch 1 oder 2, da­durch gekennzeichnet, dass der Prallwandabschnitt (6.1; 6.3) und der Düsenwandabschnitt (9.1; 9.3) je symmetrisch sind bezüglich einer die Achse der Luft­zufuhrbohrung (5) enthaltenden, zur Längsrichtung des Garnkanals (3.1; 3.3) parallelen Ebene (E).

4. Verwirbelungsdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zu den Mündungs­rändern (7, 10) des Einfädelschlitzes (4) symmetri­schen Endrändern (8, 11) des Prallwandabschnittes (6.1; 6.3) und des Düsenwandabschnittes (9.1; 9.3) ein Uebergangswandabschnitt (12.1; 12.3) liegt, der vom Garnkanal (3.1; 3.3) aus gesehen ausserhalb der den Endrand (8) des Prallwandabschnittes (6.1; 6.3) enthaltenden Tangentialebene (T.1) an den Prallwand­abschnitt liegt.

5. Verwirbelungsdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zu den Mündungs­rändern (7, 10) des Einfädelschlitzes (4) symmetri­schen Endrändern (8, 11) des Prallwandabschnittes (6.1) und des Düsenwandabschnittes (9.1) ein zweiter, von einem Entlastungskanal (16) ausgehender Schlitz (15) in den Garnkanal (3.1) mündet.

6. Verwirbelungsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfädelschlitz (4) Begrenzungswände (13.1, 14.1) aufweist, die zu einer die Achse der Luftzufuhrbohrung (5) enthaltenden, zur Längsrichtung des Garnkanals (3.1; 3.3) parallelen Ebene (E) etwa senkrecht stehen.

7. Verwirbelungsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallwandab­schnitt (6.1; 6.3) im Querschnitt etwa kreisbogenför­mig ist.

8. Verwirbelungsdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenwandabschnitt (9.1) im Querschnitt ebenfalls etwa kreisbogenförmig ist, wobei die Krümmungsachsen (A6, A9) des Prallwandab­schnittes (6.1) und des Düsenwandabschnittes (9.1) im Abstand voneinander parallel zueinander verlaufen und/oder der Prallwandabschnitt (6.1) einen kleineren Krümmungsradius (R6) hat als der Düsenwandabschnitt (9.1).

9. Verwirbelungsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenwandab­schnitt (9.3) im Querschnitt etwa ellipsenbogenförmig ist.

Zeichnung