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
