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Verwirbelungsdüse
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verwirbeln von Fäden oder
dgl. mittels einer Verwirbelungskam.mer, welche eine Vielzahl unterschiedlich angeordneter
und ausgeführter seitlicher Eintrittsöffnungen für das Strömungsmedium aufweist,
und welche in Längsrichtung durchgehend geschlitzt ist.
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Es gibt eine Reihe von Verfahren und zu diesen gehörende Vorrichtungen
zum Verwirbeln von Filamentfäden. Allgemeiner Zweck dieser Verfahren und Vorrichtungen
ist es, die Filamente zu vervirren und miteinander zu verflechten.
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Hierdurch wird den ungedrehten Fäden ein ausreichender Fadenschluß
verliehen. Zum Verwirbeln der Filamente werden die Fäden durch einen oder mehrere
Gasstrahlen angeblasen. Der (die) Gasstrahl(en) kann dabei in unterschiedlicher
Anordnung senkrecht, schräg, zentrisch oder aber auch exzentrisch zum Fadenlauf
gerichtet sein.
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Das Anblasen erfolgt in einer vom Faden durchlaufenen Verwirbelungskammer,
die unterschiedlich ausgebildet sein kalm.
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Wird eine Verwirbelungskammer in einem derartigen Verfahrensablauf
verwendet, bei dem ein Faden kontinuierlich zugeführt wird, wie es beispielsweise
bein Spinnen, Spinnstrecken oder Spinnstrecktexturieren von Filamentfäden der Fall
ist, ist es erforderlich, den Faden ohne Unterbrechung seines Ablaufes in die Kammer
einzulegen.
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Es sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen die Verwirbelungskammer
zum Einlegen des Fadens in Längsrichtung geschlitzt ist. Durch den Längsschlitz
entweicht jedoch LuSt, die dai Faden aus der Kammer herausbläst. Zum Verhindern
dessen dienen Verwirbelungskammern, bei welchen der Schlitz mit Hilfe eines Deckels
verschließbar ist. Derartige Deckelanordnungen haben jedoch den Nachteil, daß sich
in den
Schlitzen zwischen Deckel und Kammer Kapillarfäden verhaken.
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Um solche oder ähnliche Nachteile zu vermeiden, wurde bereits eine
Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher der Schlitz mit einem Luftschleier verschlossen
wird.
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Der Luftschleier wird dabei von einer am Schlitz angeordneten Düsenreihe
erzeugt. Der Verschluß bedingt dabei aber einen wesentlich höheren Luftverbrauch.
Außerdem erhöht die durch den Luftschleier in die Kammer eintretende Luft in unerwünschter
Weise den Druck in der Verwirbelungskammer, wodurch der Wirkdruck der Verwirbelungsluft
verringert wird.
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Wenn beim Spinnen von Fäden einer Spinnstelle mehrere Fäden, beispielsweise
acht, gleichzeitig zugeliefert werden sollen, ist es wünschenswert, alle diese Fäden
oder Gruppen zugleich in die Verwirbelungskammer einzulegen und die zu einer Gruppe
gehörenden Verwirbelungskammern zugleich auch zu verschließen.
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Werden an einer Aufspulmaschine, Spinnstreckspulmaschine oder aber
an einer Spinnstrecktexturiermaschine lange Galetten verwendet und herrschen enge
Platzverhältnisse, kann es sich als erforderlich erweisen, die Verwirbelungskammern
zum
Zwecke des Fadeneinlegens aus dem Bereich der Galetten herauszufahren. Auch in einem
solchen Falle sollte es noch möglich sein, die Verwirbelungskammern gruppenweise
zu öffnen und zu schließen. Angesichts der vorstehend geschilderten Gegebenheiten
hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, für die an sich bekannten
längsgeschlitzten Verwirbelungskammern einen Verschluß zu schaffen, welcher die
Nachteile der bekannten Verwirbelungskammern nicht aufweist und zudem die Möglichkeit
bietet, mehrere Verwirbelungskammern gleichzeitig zu öffnen oder zu verschließen.
Dies soll auch dann noch geschehen, wenn die Verwirbelungskammern zum Zwecke des
Einfädelns aus dem Bereich der Galetten herausgefahren werden müssen. Die Verwirbelungskammer
soll darüberhinaus so ausgeführt sein, daß zugleich mit dem Öffnen die Luftzufuhr
unterbrochen wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Verwirbelungskammer
ein zu ihrem durchgehenden Längsschlitz korrespondierendes, ebenfalls längsgeschlitztes,
die Kammer in Abhängigkeit vom Betriebszustand öffnendes oder schließendes Verschlußrohr
beliebigen Querschnitts- und /oder Längsprofils drehbar gelagert ist, wobei dem
Verschlußrohr mechanische und/oder pneumatische Mittel zugeordnet sind, welche dessen
relative Drehbewegung gegenüber
dem in der Kammer angeordneten
Längs schlitz im Sinne einer Öffnungs- oder Schließbewegung bewirken Ausgehend von
diesem die vorgeschlagene Erfindung tragenden Gedanken, läßt sich dieser in seiner
weiteren Ausgestaltung ohne weiteres auch variieren durch die Anordnung einer Gruppe
von untereinander denselben Aufbau aufweisenden Verwirbelungskammern mit jeweils
zu deren Längsschlitzen korrespondierenden Verschlußrohren, deren Öffnen oder Schließen
gemeinsam und zugleich erfolgt.
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Andere, insbesondere der baulich- konstruktiven Fortbildung des Erfindungsgedankens
dienende Merkmale lassen sich zum einen den weiteren Unteransprüchen und zum anderen
der Zeichnungsbeschreibung entnehmen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Verwirbelungskammer,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Verwirbelungskammer, Fig. 3 ein Beispiel für
einen weiteren möglichen Querschnitt durch eine Verwirbelungskammer,
Fig.
4 ein weiteres Beispiel für einen möglichen Querschnitt durch eine Verwirbelungskammer,
Fig. 5 ein anderes Beispiel für einen möglichen Querschnitt durch eine Verwirbelungskammer,
Fig. 6 ein zusätzliches Beispiel für einen möglichen Querschnitt durch eine Verwirbelungskammer,
Fig. 7 eine Verwirbelungskammer mit zwei einander gegenüberliegenden Eintrittsöffnungen
für das Strörnungsmedium in Einfädelstellung, Fig. 8 eine Verwirbelungskammer mit
zwei einander gegenüberliegenden Eintrittsöffnungen für das Strömungsmedium in Arbeitsstellung,
Fig. 9 eine Verwirbelungskammer mit drei Eintrittsöffnungen für das Strömungsmedium
in Einfädelstellung, Fig. 10 eine Verwirbelungskammer mit drei Eintrittsöffnungen
für das Strömungsmedium in Arbeitsstellung,
Fig. 11 eine bevorzugte
Ausftlirungsform von einer Verwirbelungskammer im Schnitt, Fig. 12 die Ausführungsform
nach Fig. 11 in Draufsicht, Fig. 13 eine andere bevorzugenswerte Ausführungsform
von einer Verwirbelungskammer im Schnitt, Fig. 14 die Ausführungsform nach Fig.
13 in Draufsicht, Fig. 15 eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Öffnen oder Schließen
einer Gruppe von Kammern mittels einer Zahnstange, Fig. 16 eine Vorrichtung zum
gleichzeitigen Öffnen oder Schließen einer Gruppe von Klammern mittels eines Gestänges,
und schließlich Fig. 17 eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Öffnen oder Schließen
einer Gruppe von Kammern, bei welcher die zum Öffnen oder Schließen benutzten Zalmräder
miteinander in Eingriff stehen und mittels einem weiteren Zahnrad in Drehung versetzbar
sind.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 läuft der Faden 1 in Pfeilrichtung
durch die Verwirbelungskammer 2. Durch die
Bohrungen 3 und 4 gelangt
das Strömungsmedium 5 in die Kammer 2. In dieser entsteht an der Eintrittsstelle
eine starke Turbulenz, welche den Faden verwirbelt. Die Verwirbelungskammer besteht
im einzelnen aus einer längsgeschlitzten, zylindrischen Bohrung 5 und einem dazu
korrespondierenden ebenfalls längsgeschlitzten Verschluß rohr 7 In Fig 1 befindet
sich das Verschlußrohr in Arbeitsstellung. An der Eintrittsstelle des Strömungsmediums
in die Kammer weist das Verschlußrohr 7 in Arbeitsstellung eine Bohrung 8 auf, welche
vorzugsweise einen etwas größeren Durchmesser als die Bohrung 4 hat. In Arbeitsstellung
kann somit das Strömungsmedium ungehindert in die Verl rbelungskammer eintreten.
Zum Einfädeln wird das Verschlußrohr um 1800 gedreht. Hierbei haben die Schlitze
der zylindrischen Bohrung 6 und des Verschlußrohres 7 die selbe Position, so daß
der laufende Faden leicht eingelegt werden kann. Zugleich sperrt das Verschlußrohr
die Bohrung 4 ab und unterbindet damit die Zufuhr des Strömungsmediums während des
Fadeneinlegevorganges. Zum Verdrehen des Verschlußrohres findet ein Stift 9 Anwendung.
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In dem Beispiel nach Fig. 1 und 2 kann der aus der Innenwand der zylindrischen
Bohrung und der Innenwand des Verschlußrohres gebildete Verwirbelungsraum einen
beliebigen Querschnitt
aufweisen Zwei zu bevorzugende Ausführungsformen
sind in Fig 11 bis 14 gesondert beschrieben In den Fig. 3 bis 6 sind Beispiele für
verschiedene Querschnittsprofile dargestellt Auch das Längsprofil kann beliebig
gewählt werden Die Anordnung der Eintrittsöffnungen kann unterschiedlich sein: So
läßt sich beispielsweise das Verschlußrohr 7 bei der Verwirbelungskammer in Fig.
1 auch nur um 90° verdreht anordnenaund zwar dergestalt, daß dann der Schlitz des
Verschlußrohres 7 der Bohrung 4 gegenübersteht. Das Strömungsmedium kann nun ungehindert
eindringen Die Bohrung 8 des Verschlußrohres ist in diesem Falle entbehrlich Selbstverständlich
können aucl ehrere Eintrittsöffnungen für das Strömungsmedium in beliebiger Anordnung
und Form vorgesehen sein Der Verdrehungswinkel des Verschlußrohres ist dann jedoch
der jeweiligen Ausführungsform anzuDassen.
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Beispielhafte Lösungsvorschläge für Verwirbelungskammern mit mehreren
Eintrittsöffnungen für das Strömungsmittel enthalten die Fig 7 bis 10: Fig. 7 zeigt
dabei eine Verwirbelungskammer mit zwei einander gegenüberstehenden Eintrittsöffnungen
4 in Einfädelstellung; die Eintrittsöffnungen 4 sind in diesem Felle verschlossen.
In Fig. 8 befindet sich die Verwirbelungskammer in Arbeitsstellung. Das Verschlußrohr
7
ist gegenüber der Einfädelstellung um 900 gedreht.
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Das Strömungsmedium hat hier von beiden Seiten Zutritt.
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Eine Verwirbelungskammer mit drei Eintrittsöffnungen 4 für das Strömungsmedium
zeigen Fig. 9 (Einfädelstellung) und Fig. 10 (Arbeitsstellung). In diesem Beispiel
bedarf das Verschlußrohr 7 einer Verdrehung um 1800.
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Eine bevorzugenswerte Ausführungsform einer Verwirbelungsdüse nach
der vorgeschlagenen Erfindung zeigen Fig. 11 und 12: Das Verschlußrohr 7 weist hier
anstelle des Schlitzes eine exzentrische Bohrung 10 auf. Diese Bohrung liegt soweit
am Ecnd, daß im Verschlu'3rohr eine längsschlitzförmige CffnunÓ entsteht. Cben,
d.h. am Fadeneinlauf, ist die Bohrung mit einem Deckel 11 verschlossen. Dieser weist
eine kleine Bohrung 12 auf, durch welche der Faden in die Verwirbelungskammer eintritt.
Der Deckel besitzt einen Schlitz 13, welcher genau über der längsschlitzförmigen
Öffnung des Verschlußrohres angebracht ist. In Fig. 11 und 12 ist die Verwirbelungsdüse
in geöffnetem Zustand dargestellt.
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Zum Verwirbeln wird das Verschlußrohr bei diesem Lösungsvorschlag
um 1800 gedreht. Dabei gelangt der Schlitz 13 des Deckels unter die Platte 14 und
ird dadurch verschlossen.
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enn das Strömungsmittel nun durch die Bohrung 4 in die Verwirbelungskammer
eindringt, prallt es auf die gegenüberliegende Innenwand 15 der Bohrung 10 auf und
wird von dort nach allen Seiten abgelenkt. Der nach oben abgelenkte Strahl
wird
vom Deckel 11 reflektiert und nach unten zurückgeworfen. Die in Umfangsrichtung
abgelenkten Partialströme treffen vor der Eintrittsöffnung aufeinander und bilden
gemeinsam mit den eintretenden Strömungsmittel und dem vom Deckel reflektierten
Strömungsmittel im Bereich der Eintrittsöffnung und im Raum oberhalb davon eine
Zone starker Turbulenz. Das Strömungsmittel entweicht schließlich nach unten und
zieht dabei den Faden mit.
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Der in Fig. 13 und 14 gezeigte, ebenfalls bevorzugenswerte weitere
Lösungsvorschlag ist im Prinzip ähnlich wie der in Fig. 11 und 12 gezeigte: Die
Verwirbelungskammer 7 verjüngt sich hier relativ schwach nach unten unter Einschluß
eines konischen überganges. Dieser ist sowohl im Außenteil 16 der VeraTirbelullgskalamer
7 als auch im Verschlußrohr 17 vorhanden, so daß sich beide Flächen zueinander ergänzen.
Der konische Übergang 16, 17 hat dabei die Aufgabe, einen noch größeren Anteil des
Strömungsmittelstrahles nach oben gegen den Deckel zu lenken und dadurch die Turbulenz
noch zu erhöhen.
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Die Vorrichtung nach Fig. 15 bewirkt ein gleichzeitiges Öffnen oder
Schließen von mehreren, hier vier, Verwirbenungskammern.
Anstelle
des Stiftes 9 (Fig. 2) sind bei diesem Lösungsvorschlag an den Verschlußrohren Zahnräder
18 angeordnet, welche mittels einer Zahnstange 19 gemeinsam verdreht werden können.
Zum leichteren Einfädeln des Fadens sind die Zahnräder ebenfalls geschlitzt; die
Kammer befindet sich in Einfädelstellung. In Arbeitsstellung hingegen sind die Zahnräder
um 900 verdreht.
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Ein weiteres Beispiel für eine Verwirbelungskammer mit Gruppenverschluß
zeigt Fig. 16. In diesem Fall werden die vier Verwirbelungskammern mittels eines
Gestänges 20, 21 gemeinsam geöffnet oder verschlossen. Die Verwirbelungskammer befindet
sich in Arbeitsstellung; zum Öffnen wird das Verschlußrohr um 900 gedreht.
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Ein weiterer beispielhafter Lösungsvorschlag für einen Gruppenverschluß
ist Fig. 17 zu entnehmen: Hier greifen die Zahnräder 22, 23 der vier Verwirbelungskammern
ineinander und werden mittels Hebel 24 und Zahnrad 25 gemeinsam verdreht. Die Zahnräder
22 und 23 haben jeweils entgegengesetzten Drehsinn. Diese Tatsache wirkt sich indes
keineswegs nachteilig aus, wenn das Verschlußrohr um 1800 gedreht wird oder aber
die Eintrittsbohrungen für das Strömungsmittel jeweils spiegelbildlich angeordnet
sind.
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Der Lösungsvorschlag nach Fig. 17 eignet sich dann besonders, wenn
die Verwirbelungsdüsen zum Einfädeln aus dem Bereich der Galetten herausgefahren
werden müssen Sie lassen sich dann soweit ausfahren, daß die Zahnräder 22 und 23
aller Verwirbelungskammern miteinander kämmen und das erste Zahnrad 22 mit dem Rad
25 in Eingriff steht Während des Ein- oder Ausfahrvorganges müssen sie -in nicht
dargestellter Weise- zusätzlich gegen Verdrehen gesichert sein Das Öffnen oder Schließen
der Verwirbelungskammern mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtungen nach der Erfindung
kann wahlweise, und zwar in Abhängigkeit vom Anwendungsfall, entweder von Hand oder
aber selbsttätig, beispielsweise mit Hilfe eines Pneumatikzylinders, erfolgen
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