DE1660346A1

DE1660346A1 - Device for swirling the individual threads of multifilament yarns

Info

Publication number: DE1660346A1
Application number: DE19671660346
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Ensslin
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1967-06-19
Filing date: 1967-12-14
Publication date: 1971-10-14
Also published as: DE1660346C2

Description

Vorrichtung zum Verwirbeln der Einzelfäden multifiler Garne Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verwirbelung der Kapillaren multifiler Fäden unter Vermeidung von Sohlingenbildung mit Hilfe eines strömenden Mediums, wobei der zu behandelnde Faden jeweils zwischen einer Düse, aus der das Medium austritt, und einer dem Düsenaustritt gegenüberliegenden mit dieser achsengleichen Staukammer etwa senkrecht in einem Fadenführungskanal durch den Mediumstrahl geführt wird und bei der die Querschnittsform der Staukammer der Quersehnittsform des Austritts der Düse für den Mediumstrahl geometrisch ähnlich ist (nach Hauptanmel- dung ü 49.419 VIIa/29a). Für die Weiterverarbeitung eines multifilen Fadens ist es üblich und zum Erzielen des dabei notwendigen Zusammenhalts der Einzel-fäden auch erforderlich, dem Faden einen gewissen Schluß zu geben. Dies geschieht üblicherweise durch Verzwirnen oder durch intensi-ves Anbla$en des Fadens mit einem Gas, vorzugsweise Luft. Aus der deutschen Auslegeschrift 1.214.825 ist bekannt, einen multifilen Faden unter Spannung durch einen aus einer Düse mit hoher Geschwindigkeit austretenden Luftstrahl zu verwirbeln. Durch eine verhältnismäßig hohe Fadenspannung erhält der behandelte Faden eine nur sehr geringe Volumenzunahme. Die Vorrichtungen iur Durchführung dieses Verfahrens weisen Bohrungen, Nuten o.ä. als Fadenführung auf, in deren Längsachse der Faden läuft. Dabei wird er aus einer oder mehreren Düsen angeblasen, so daß die Einzelfäden regellos miteinander verflochten werden. Die Düsen können unterschiedlich angeordnet sein. Eine weitere, für derartige Fadenbehandlungen geeignete Vorrichtung wird im kanadischen Patent 554 150 beschrieben. Der Faden wird hier durch einen Blasstrahl geführt, der aus einer Düse austritt und auf eine der Düsenöffnung gegenüberliegende sog. Resonanzkammer auftrifft. Diese vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen-liefern ein Garn, dessen Volumenzunahme pro L,Ungeneinheit gegenüber dem Ausgangsmaterial sehr gering sein kann. Der Zusammenhalt des Garnes ist dabei infolge der Verflechtung der Einzelkapillaren fair eine störungsfreie Weiterverarbeitung ausreichend. Ein Maß für die Verflechtung ist die sog. "öffnungslänge". Sie gibt die Strecke an, um welche eine senkrecht zur Fadenachse in das Garn gesteckte Nadel in Fadenachsenrichtung verschiebbar ist, bis daß die sich vor der Nadel aufstauende Verflechtung eine weitere Relativbewegung zwischen Nadel und Garn verhindert. Je kürzer die Öffnungslänge ist, desto höher ist der Verflechtungsgrad der Einzelfäden im Garn. Es wurde beobachtet, daß beim Behandeln der Fäden mit einem strömenden Medium, üblicherweise einem hochgespannten Gas und insbesondere Druckluft, Ausströmungsgeschwindigkeiten im Bereich der kritischen Geschwindigkeiten für zylindrische Kanäle auftreten, wodurch die Beanspruchung der den Faden aufnehmenden Filxuagskünäle außerordentlich hoch und der Verschleiß entsprechend groß w--"a. Eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik ist bereits dadurch zu erzielen, daß die Blasstelle von der umgebenden Atmosphäre allseitig abgeschlossen wird und bestimmte Grenzen für die Maßverhältnisse von Staukammer, Fadenkanal und Düse ein-ehalten werden. Allgemein bekannt ist, daß die schädigenden Einflüsse auf den Faden umso höher werden, je höher der Blasdruck ist und dac3 außerdem auch der Luftverbrauch mit Erhöhung des Blasdruckes erheblich ansteigt. Es wurde nun gefunden, daß sich der Blasdruck und damit auch der Luftverbrauch je Blasstelle bei gleichem Wirkungsgrad erheblich senken läßt, wenn bei der Kombination eines Fadenführungskanals, eines in diesen vorzugsweise senkrecht oder annähernd senkrecht einmündenden Blaskanals und einer dem Blaskanal gegenüberliegenden, mit diesem koaxialen Staukammerbohrung, wobei alle drei ohne Zwischenräume aneinandergrenzen und die Abmessungen der Fadenführungsbohrung, der Blasbohrung und der Staukammerbohrung bezogen auf den Staükammerdurchmesser so gewählt sind, daß der Durchmesser der Fadenführungsbohrung in der Blaszone gleich dem 1,1- bis 1,8-fachen, die Länge der Fadenführungsbohrung gleich dem 3- bis 30-fachen, der Blaskanaldurchmesser gleich dem 1,0- bis 1,2-fachen, die Blaskanallänge gleich dem 1,6- bis 4-fachen und. der Abstand zwischen Blaskanalmündung und Staukammerboden mindestens gleich dem 2,5-fachen des Staukammerdurchmessers ist und der Staukammerdurchmesser Werte zwischen 0,6 und 4 mm annehmen kann, der Fadenführungskanal aus zwei zylindrischen Abschnitten mit verschiedenem Durchmesser besteht, wobei die Querschnittsfläche des engeren, am Fadenaustritt gelegenen Teiles 60 % bis 15 %, vorzugsweise 45 % bis 25 j6 des Querschnitts des am Fadeneintritt gelegene:. Tei-les aufweist und der hinter dem unmittelbaren Bereich der Blau-zone gelegene Übergang zwischen den beiden Durchmesserbereichen gut geglättet ist. Der Übergang von der stärkeren Eingangs- zur schwächeren Ausi-aufbohrung liegt in Fadenlaufrichtung gesehen vorzugsweise unmittelbar hinter der Blasstelle, und zwar beginnt der Übergang vorzugsweise etwa 1/2 Blaskanaldurchmesser von der Achse des Blaskanals entfernt mit einem Kegelwinkel von 250 bis 800, vorzugsweise etwa 600. Der Übergang von der Kegelfläche zur zylindrischen Fadenaustrittsbohrung muB sehr gut und mit einem Radius abgerundet sein, der das ca. 2- bis 5-fache des größeren Fadenkanaldurchmessers beträgt. Auch der Fadenaustritt ist abgerundet. Für sog. textile Titer, d.h. Titer bis zu ca: 200den, soll beispielsweise der Durchmesser der Fadenführungsbohrung hinter der Blasstelle vorteilhaft 0,8 bis 1,6, vorzugsweise 1 bis 1,4 mm betragen. Der gesamte Bereich von der Blasstelle bis zum Fadenaustritt soll dabei poliert sein, um Fadenbeschädigungen zu vermeiden. Infolge der durch das Blasmedium eingebrachten verhältnismäßig großen kinetischen Energie werden die Wände der Bohrungen im Bereich der Blasstelle stark beansprucht. Deshalb werden Blaskanal, Staukammer und Fadenführung zweckmäßigerweise in einem Körper aus hochverschleißfestem Material angeordnet. Als Werkstoff hierfür kann Sinterkeramik mit einer Xorngröße vor etwa 2 dun ebenso wie Hartmetall eingesetzt werden..Auch Stahl mit einer Härte von mindestens Re = 60 ist gut geeignet. Der die Bohrungen enthaltende Körper kann so ausgebildet sein, daß er als Formstück in eine entsprechende Bohrung eines Elementes mit Blasmediumzuführung einzusetzen ist. Ein solches Formstück kann beispielsweise in das mit dem Küken eines Absperrhahnes der Blasmittelzuleitung schwenkbar verbundene Stellelement des Hahnes auswechselbar eingesetzt sein. Das Küken ist dann mit einer seitlichen Ausströmöffnunß versehen, die bei geöffnetem Hahn mit dem Blaskanal verbunden ist. Zugleich verläuft der zu bearbeitende Faden in dieser Endstellung des Stellelementes mit der Fadenführungsbohrung koaxial. Um zu gewährleisten, daß der Faden nicht durch den auftreffenden Blasstrahl aus der Bearbeitungszone herausgeschleudert wird und so streckenweise unbearbeitet bleibt, soll der Durchmesser der Fadenführungsbohrung an der Blasstelle etwa gleich der Summe aus dem ein-fachen Blasbohrungsdurchmesser und dem doppelten Fadendurchmesser sein. Die.beschriebene Düsenform zeichnet-sich vor allen-Dingen durch stark verringerten Luftverbrauch aus. So hat sich beispielsweise bezeigt, daß der Blasdruck beim gleichen Endergebnis in Bezug auf die sog. Öffnungslänge von 2,5 auf 1,7 atü gesenkt werden kann, wenn statt eines zylindrischen.Fadenführungskanals ein solcher nach der Erfindung verwendet wird und der Fadenführungskanal beispielsweise von 2,6 auf 1,4 mm bzw. 2,1 auf 1,1 mm Durchmesser verjüngt wird. Da die ausströmende-Gasmenge bei freiem Ausströmen aus einer zylindrischen Bohrung mit Schallgeschwindigkeit proportional ist, wobei der Blasdruekjo die Dichte des Blasgases beim Druck. bedeutet, wird die Verringerung des Luftverbrauches also erheblich.Device for swirling the single threads of multifilament yarns The invention relates to a device for swirling the capillaries of multifilament threads while avoiding sole formation with the aid of a flowing medium, the thread to be treated in each case between a nozzle from which the medium emerges and one opposite the nozzle outlet this axially co-axial storage chamber is guided approximately vertically in a thread guide channel through the medium jet and in which the cross-sectional shape of the storage chamber is geometrically similar to the cross-sectional shape of the outlet of the nozzle for the medium jet (according to the main registration dung ü 49,419 VIIa / 29a). For the further processing of a multifilament thread it is usual and also necessary to achieve the necessary cohesion of the individual threads to give the thread a certain closure. This is usually done by twisting or by intensive ves Anbla $ s of the thread with a gas, preferably air. From the German Auslegeschrift 1.214.825 it is known to swirl a multifilament thread under tension by an air jet emerging from a nozzle at high speed. Due to a relatively high thread tension, the treated thread receives only a very small increase in volume. The devices for carrying out this method have bores, grooves or the like as a thread guide, in the longitudinal axis of which the thread runs. It is blown on from one or more nozzles so that the individual threads are interlaced with one another at random. The nozzles can be arranged differently. Another device suitable for such suture treatments is described in Canadian Patent 554,150. The thread is guided here by a blow jet that emerges from a nozzle and strikes a so-called resonance chamber opposite the nozzle opening. These previously known methods and devices provide a yarn whose increase in volume per liter of ounce compared to the starting material can be very small. Due to the interweaving of the individual capillaries, the cohesion of the yarn is sufficient for trouble-free further processing. The so-called "opening length" is a measure of the interweaving. It indicates the distance by which a needle inserted into the thread perpendicular to the thread axis can be displaced in the direction of the thread axis until the interweaving building up in front of the needle prevents further relative movement between the needle and the thread. The shorter the opening length, the higher the degree of interweaving of the individual threads in the yarn. It has been observed that when the threads are treated with a flowing medium, usually a highly tensioned gas and in particular compressed air, outflow velocities occur in the range of the critical velocities for cylindrical channels, whereby the stress on the filxuagchannels receiving the thread is extremely high and the wear is correspondingly high. - "a. A significant improvement over the state of the art can already be achieved in that the blow point is closed on all sides from the surrounding atmosphere and certain limits for the dimensions of the storage chamber, thread channel and nozzle are observed. It is generally known that The damaging influences on the thread become higher, the higher the blowing pressure is and the air consumption also rises considerably as the blowing pressure increases. It has now been found that the blowing pressure and thus also the air consumption per blowing point decrease considerably with the same efficiency en, if in the combination of a thread guide channel, a blow channel opening into it preferably vertically or approximately perpendicularly and a storage chamber bore opposite the blow channel, coaxial with this, all three adjoining one another without gaps and the dimensions of the thread guide bore, the blow bore and the storage chamber bore based on the storage chamber diameter are chosen so that the diameter of the thread guide bore in the blowing zone is 1.1 to 1.8 times, the length of the thread guide bore is 3 to 30 times, the blow channel diameter is 1.0 to 1 , 2 times, the blow channel length is 1.6 to 4 times and. the distance between the blow channel opening and the storage chamber floor is at least 2.5 times the storage chamber diameter and the storage chamber diameter can assume values between 0.6 and 4 mm, the thread guide channel consists of two cylindrical sections with different diameters, the cross-sectional area of the narrower one at the thread exit 60% to 15%, preferably 45% to 25%, of the cross-section of the part located at the thread inlet. TEI has les and the zone behind the immediate area of the blue preferred transition between the two diameter portions is good smoothed. The transition from the stronger inlet to the weaker boring is preferably immediately behind the blowing point, viewed in the direction of the thread running, and the transition preferably begins about 1/2 the blow channel diameter away from the axis of the blow channel with a cone angle of 250 to 800, preferably about 600 The transition from the conical surface to the cylindrical thread outlet bore must be very good and rounded off with a radius that is approximately 2 to 5 times the larger thread channel diameter. The thread exit is also rounded. For so-called textile titer, ie titer up to approx: 200den, the diameter of the thread guide bore behind the blow point should advantageously be 0.8 to 1.6, preferably 1 to 1.4 mm. The entire area from the blow point to the thread exit should be polished in order to avoid thread damage. As a result of the relatively high kinetic energy introduced by the blowing medium, the walls of the bores in the area of the blowing point are heavily stressed. Therefore, the blow channel, storage chamber and thread guide are expediently arranged in a body made of highly wear-resistant material. As a material for this, sintered ceramics with an Xorn size of about 2 dun as well as hard metal can be used. Steel with a hardness of at least Re = 60 is also well suited. The body containing the bores can be designed so that it can be inserted as a molded piece into a corresponding bore of an element with a blowing medium supply. Such a shaped piece can, for example, be exchangeably inserted into the actuating element of the valve which is pivotably connected to the plug of a shut-off valve of the blowing agent supply line. The chick is then provided with a lateral discharge opening which is connected to the blow channel when the tap is open. At the same time, the thread to be processed runs coaxially with the thread guide bore in this end position of the adjusting element. In order to that the thread is not thrown out by the impinging blowing jet from the machining zone and so in parts remains unprocessed ensure, the diameter of the thread-guide hole at the Blass Telle approximately equal to the sum of the switched on times Blasbohrungsdurchmesser and twice the filament diameter should be. The nozzle shape described is characterized above all by a greatly reduced air consumption. It has been shown, for example, that the blowing pressure with the same end result in relation to the so-called opening length can be reduced from 2.5 to 1.7 atmospheres if, instead of a cylindrical thread guide channel, one according to the invention is used and the thread guide channel, for example, from 2.6 to 1.4 mm or 2.1 to 1.1 mm diameter is tapered. Because the amount of gas flowing out is proportional when flowing freely from a cylindrical bore at the speed of sound is, where the Blasdruekjo is the density of the blowing gas when printing. means, the reduction in air consumption will be considerable.

Anhand der beigegebenen Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Der Fadenführungskanal besteht aus einem zylindrischen Einlaufkanal 45, welcher bis unmittelbar hinter die Einmündung von Blasbohrung 47 und hierzu koaxialer Staukammerbohrung 48 in den Einlaufkanal-45 reicht, und aus einem erheblich engeren, den Faden weiterführenden Kanal 46. Der Übergang vom größeren Durchmesser 45 zum kleineren 4 6 erfolgt mit Hilfe eines Konus, der in seiner bevorzugten Ausführungsform einen Winkel zwischen 25ound 80o, vorzugsweise ca. 600 hat.The invention is explained in more detail with the aid of the accompanying drawing. The thread guide channel consists of a cylindrical inlet channel 45, which extends directly behind the confluence of the blow hole 47 and the coaxial storage chamber bore 48 in the inlet channel 45, and of a considerably narrower channel 46 that continues the thread. The transition from the larger diameter 45 to the smaller one 4-6 takes place with the help of a cone, which in its preferred embodiment has an angle between 25 and 80o, preferably approximately 600 .

Der Übergang vom konischen Teil zum kleineren Durchmesser muß dabei besonders sorgfältig gestaltet werden. Er wird mit einem Radius abgerundet, der zweckmäßig dem 2- bis 5-fachen des Durchmessers des Kanalteiles 1f5 entspricht. Der gesamte Kanal und insbesondere der Übergang vom konischen Teil zum Fadenkanalende 4 6 ist sorgfältig zu polieren.The transition from the conical part to the smaller diameter must be be designed with particular care. It is rounded off with a radius that expediently corresponds to 2 to 5 times the diameter of the duct part 1f5. The entire channel and in particular the transition from the conical part to the end of the thread channel 4 6 must be polished carefully.

Claims

1. A device for swirling the capillaries multifilament yarns while avoiding loop formation with the help of a flowing medium, wherein the yarn to be treated in each case from exiting the medium between a nozzle ,. and a storage chamber opposite the nozzle outlet with the same axis is guided approximately vertically in a thread guide channel through the medium jet and in which the cross-sectional shape of the storage chamber is geometrically similar to the cross-sectional shape of the outlet of the nozzle for the medium jet (according to main application 0 49a # 9 VIIa / 29a), characterized in that, in the combination, a thread guide channel with a circular cross-section of a blow channel opening into it preferably perpendicularly or approximately perpendicularly and a storage chamber bore that is opposite to the blow channel and is coaxial with it, whereby-. all three adjoin each other without gaps and the dimensions of the thread guide bore, the blow hole and the storage chamber bore based on the storage chamber diameter are chosen so that the diameter of the thread guide bore in the blow zone is 1.1 to 1.8 times the length of the thread guide bore equal to 3 to 30 times, the blow channel diameter equal to 1.0 to 1.2 times, the blow channel length equal to 1.6 to 3.5 times and the distance between the blow channel opening and storage chamber floor at least equal to 2, 5 times the storage chamber diameter and the storage chamber diameter can assume values between 0.6 and 4 mm, the thread guide channel consists of two cylindrical sections with different diameters, the cross-sectional area of the narrower part located at the thread exit 60% to 15%, preferably 45% has up to 25% of the cross section of the part located at the thread inlet and the transition between. the 'two diameter ranges is well smoothed. 2. Device according to claim 1, characterized in that the transition from the further to the narrower thread channel section is formed by a cone with 25o to 80 °, preferably approx. 600 opening angle, the cone, seen in the running direction, 4 at least approx Blow hole diameter is removed from the blow hole axis at the point where it joins the thread channel, the transition from the cone to the smaller diameter is rounded, the hole including the transition is polished and the larger diameter corresponds to 1.1 to 1.8 times the storage chamber diameter. 3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the transition radius between the cone and the smaller diameter is equal to 2 to 5 times the larger thread channel diameter . Device according to claim 1, characterized in that the thread guide hole behind the blow point has a diameter of 0.8 to 1.6, preferably 1 to 1.4 mm. 5. Device according to den.Ansprehen 1 to 4, characterized in that the blow channel, storage chamber and thread guide bore are arranged in a body made of highly wear-resistant material. 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the body consists of sintered ceramic with a maximum grain size of 2 µm. 7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the body is made of hard metal. B. Apparatus according to claim 5, characterized in that the body is made of steel with a hardness greater than or equal to He a 60 . 9. Device according to claims 1 to 8, characterized in that the body is constructed in two parts, the plane of contact of the two halves running through the axis of the thread guide bore. 10. Device according to claims 1 to 9, characterized in that the body containing the bores is designed as a fitting to be inserted into the bore of an element with a blowing medium supply device. 11. The device according to claim 10, characterized in that-the fitting to be inserted into a bore is inserted interchangeably in the actuating element of a shut-off valve connected between two end positions pivotably with the plug and that the plug firmly connected to the supply line of the flow medium has a lateral outflow opening, which is connected to the blow channel in the one end position of the adjusting element which characterizes the open state of the shut-off valve, in which end position the thread guide channel runs coaxially with the general thread direction. 12. Device according to claims 1 to 11, characterized in that the diameter of the thread guide channel at the blow point is approximately equal to the sum of the simple blow channel diameter and twice the thread diameter.