Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zwirnen endloser, synthetischer Garne mittels Druckluft zwecks Erzielung eines Falschdralls mit alternierender Drehrichtung, wobei das Garn durch eine Zone geführt wird, in welcher aufeinanderfolgende Garn abschnitte verschieden gerichteten Strahlen der Druckluft ausgesetzt werden.
Durch die US-Patentschrift Nr. 2 990 671 ist ein Verfahren zur Erzeugung eines Garnes mit alternierendem Z- und S- Drall bekannt, gemäss welchem auf das laufende Garn in zeitlicher Aufeinanderfolge mindestens zwei Fluid- (vorzugsweise Luft-) Strahlen so aufgebracht werden, dass an dem unter einer bestimmten Spannung gehaltenen Garn abwechselnd Abschnitte mit Z- bzw. S-Drall gebildet werden.
Dieses Verfahren hat sich wohl als praktisch durchführbar erwiesen, weist aber den Nachteil auf, dass die betreffende Vorrichtung mindestens zwei Behandlungskammern besitzen muss, durch die das Garn geführt wird. Ausserdem besteht keine Möglichkeit, den Wirbel in einer der Kammern zu reversieren. Ferner ist die Leistung ungenügend und die Liefergeschwindigkeit niedrig, was durch den relativ hohen, der Druckluft entgegengesetzten Widerstand hervorgerufen wird.
Dieser Nachteil soll dank der vorliegenden Erfindung behoben werden. Das erfindungsgemässe Verfahren ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrfädiges Garn durch eine Kammer geführt wird, die zwei einander gegenüberliegende, einen spitzen Winkel einschliessende Wände aufweist und in welche ein praktisch quer zur Bewegungsrichtung des Garnes gerichteter Zufuhrkanal für einen Hauptstrahl der Druckluft mündet, wobei der Hauptstrahl aus seiner Strömungsrichtung durch zwei Leitstrahlen abgelenkt wird, die beidseits des Hauptstrahles abwechselnd auf denselben auftreffen und ihn mindestens teilweise mitreissen, derart, dass das kontinuierlich die Kammer durchlaufende Garn unter dem Einfluss des Coanda -Effektes abwechselnd bald gegen die eine, bald gegen die gegenüberliegende Wand gedrückt wird,
und dabei in Richtung der Garnbewegung aufeinanderfolgende Zwirnabschnitte mit abwechselndem S- bzw. Z-Draht gebildet werden.
Eine zur Durchführung dieses Verfahrens verwendbare Vorrichtung umfasst ein Gehäuse, das eine Kammer mit zwei einander gegenüberliegenden, einen spitzen Winkel einschliessenden Wänden umschliesst, einen das Gehäuse im Mittelbereich der Kammer durchquerenden Garnführungskanal, sowie einen in die Kammer zwischen die beiden genannten Wände gerichteten Hauptkanal für die Druckluft, wobei Mittel vorgesehen sind, um den aus dem Hauptkanal austretenden Druckluftstrahl periodisch abwechselnd gegen eine der beiden Wände zu richten.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nebst einiger Konstruktionsvarianten der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendbaren Vorrichtung veranschaulicht.
Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt einer konstruktiven Variante;
Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit der Beschickung der Vorrichtung mittels Druckluft;
Fig. 6 zeigt ein Konstruktionsdetail;
Fig. 7 veranschaulicht die Verwendung der Vorrichtung als Fadenführer beim Aufspulen von Garn und
Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung einer weiteren Variante.
Bezüglich des Coanda -Effektes sei auf die Technical Notes vom April 1971 hingewiesen, und zwar auf den Artikel Curvature Effects in the Laminar and Turbulent Freejet Boundary von J. C. Williams, E.H. Cheng und Kun H. Kim.
Demnach hat jeder Strahl die Neigung, sich an einen benachbarten Körper anzulegen. Young hat zwar erstmalig auf dieses Strahlanlege-Phänomen hingewiesen, doch wurde es allgemein als Coanda -Effekt bekannt und ist Gegenstand einer Anzahl von Untersuchungen geworden. In diesen Untersuchungen wurden vorwiegend ebene Platten und kreiszylindrische Körper als Strahlungsablenkungsflächen verwendet. Über die Deutung der physikalischen Vorgänge beim Coanda -Effekt bestehen unterschiedliche Vorstellungen.
Folgende drei Strömungseigenschaften bestimmen den Strahlanlegungsvorgang: a) Die Trägheitskraft des Strahls, b) die Erzeugung von Unterdruck im Gebiet zwischen einer im Strahlbereich liegenden Fläche und dem Strahl, der zum Anlegen zu bringen ist und c) das Mitreissen des benachbarten Mediums durch den
Strahl.
Die auf der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 und einen mit diesem lösbar verbundenen Deckel 2 auf, die zusammen eine Wirbelkammer 3 umschliessen. Durch das Gehäuse 1 und den Deckel 2 führt ein Kanal 4, der als Garnführer dient. Die Wirbelkammer 3 weist zwei im spitzen Winkel gegeneinander angeordnete Wände 5 und 6 auf, die im oberen Teil bogenförmig ineinander übergehen.
Die Wirbelkammer 3 wird von unten her durch einen Hauptanschluss 7 z. B. mit Druckluft beschickt, wobei der Hauptstrahl, solange keine äusseren Kräfte auf diesen einwirken, im wesentlichen der Richtung des Pfeiles 8 folgen würde. Im Betrieb der Vorrichtung wirken auf diesen Hauptstrahl jedoch abwechselnd die durch zwei zusätzliche Anschlüsse 9 und 10 in den unteren Teil der Wirbelkammer 3 eingeführten Nebenstrahlen, so dass der Hauptstrahl abwechselnd durch je einen Nebenstrahl aus seiner Richtung abgelenkt wird.
Bei Zufuhr der Druckluft durch den Anschluss 10 wird beispielsweise der Hauptstrahl nach links zur Wand 5 abgelenkt, in der Wirbelkammer 3 bildet sich ein Wirbel im Uhrzeigersinn und der Faden wird in diesem Sinne gedreht. Beim Umschalten der Druckluft auf den Anschluss 9 wird der aus dem Anschluss 7 austretende Hauptstrom in die entgegengesetzte Richtung abgelenkt und der Faden in entgegengesetzter Richtung gedreht. Dank der Kombination der Wirbelkammer mit der Richtungsumschaltung kann der Übergang von einer Drehungsrichtung zur anderen in kürzester Zeit, ca. 0,001 Sek., erfolgen.
Die abwechselnde Versorgung der beiden Nebenanschlüsse 9 und 10 mit Druckluft kann über eine an sich bekannte Umschaltvorrichtung erfolgen, welche im vorliegenden Zusammenhang nicht beschrieben zu werden braucht.
Der eigentliche Zwirnvorgang spielt sich, wie experimentell nachgewiesen werden kann, in nächster Umgebung der beiden Wände 5 und 6 ab, wobei der bereits erwähnte Coandaeffekt eine ausschlaggebende Rolle spielt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine ähnliche Vorrichtung, wobei die bereits eingeführten Bezugszahlen beibehalten wurden.
Eine der zahlreichen Möglichkeiten zur Beschickung der Anschlüsse 7, 9 und 10 ist schematisch in Fig. 5 dargestellt.
Der Hauptanschluss 7 wird von einer Druckluftquelle über eine Leitung 11 kontinuierlich mit Druckluft versorgt. Die in die beiden Nebenanschlüsse 9 und 10, die zur Erzeugung der Leitstrahlen dienen, mündenden Leitungen 12 und 13 sind über eine Leitscheibe 14 geführt, deren Frontalansicht in Fig. 6 dargestellt ist. Diese Leitscheibe weist einen gekrümmten Schlitz 15 auf, der bei der Rotation der Scheibe 14 abwechselnd den Durchflussquerschnitt der Leitung 12 bzw. 13 freigibt.
Gemäss Fig. 7 wird der mit 16 bezeichneten Vorrichtung ein Garn 17 zugeführt, das von einem Kops 18 abgezogen wird. Das Garn 17 durchläuft vor der Vorrichtung 16 eine Bremsvorrichtung 19, die dem Garn die erforderliche Spannung sichert.
Eine weitere Variante der zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens verwendbaren Vorrichtung ist in Fig. 8 dargestellt, wobei auch wieder die bereits in den Fig. 1 bis 4 verwendeten Bezugszeichen eingesetzt wurden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der spitze Winkel zwischen den beiden Wänden 5 und 6 ca. 30". Das beschriebene Verfahren lässt sich jedoch auch bei stark von diesem Werte abweichenden Winkeln durchführen.
In der industriellen Anwendung könnten mehrere der beschriebenen Vorrichtungen in einer Anlage parallel oder in Reihe angeordnet werden.
Das beschriebene Verfahren eignet sich in der Hauptsache zur Herstellung von Effektgarnen, die z. B. aus zwei oder mehreren Farben bestehen. Dank der alternierenden Drehrichtung bleibt der Falschdrall bis zur Verarbeitung des auf diese Weise gezwirnten Garnes erhalten, insofern die Aufwicklung auf der Spule 18' spannungsfrei erfolgt.
The invention relates to a method for twisting endless, synthetic yarns by means of compressed air to achieve a false twist with an alternating direction of rotation, the yarn being passed through a zone in which successive yarn sections are exposed to differently directed jets of compressed air.
US Pat. No. 2,990,671 discloses a method for producing a yarn with alternating Z and S twist, according to which at least two fluid (preferably air) jets are applied to the running yarn in chronological succession in such a way that that alternating sections with Z or S twist are formed on the yarn held under a certain tension.
This method has proven to be practicable, but has the disadvantage that the device in question must have at least two treatment chambers through which the yarn is passed. In addition, there is no way to reverse the vortex in one of the chambers. Furthermore, the performance is insufficient and the delivery speed is low, which is caused by the relatively high resistance to the compressed air.
This disadvantage is intended to be eliminated thanks to the present invention. The method according to the invention is therefore characterized in that a multi-filament yarn is passed through a chamber which has two opposing walls enclosing an acute angle and into which a feed channel for a main jet of compressed air opens, which is directed practically transversely to the direction of movement of the yarn The main jet is deflected from its direction of flow by two guide jets, which alternately strike the main jet on both sides and at least partially drag it along, in such a way that the yarn continuously passing through the chamber, under the influence of the Coanda effect, alternates sometimes against one, sometimes against the opposite Wall is pressed,
and thereby successive twisted sections with alternating S and Z wires are formed in the direction of the yarn movement.
A device that can be used to carry out this method comprises a housing which encloses a chamber with two opposing walls enclosing an acute angle, a yarn guide channel crossing the housing in the central region of the chamber, and a main channel directed into the chamber between the two named walls for the Compressed air, wherein means are provided in order to direct the compressed air jet emerging from the main channel alternately against one of the two walls.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment along with some construction variants of the device that can be used to carry out the method according to the invention.
Fig. 1 is a vertical section of a first embodiment;
Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. 1;
Fig. 3 is a vertical section of a structural variant;
Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 3;
5 shows one possibility of charging the device by means of compressed air;
Fig. 6 shows a construction detail;
Fig. 7 illustrates the use of the device as a thread guide when winding yarn and
Fig. 8 is a sectional view of a further variant.
Regarding the Coanda effect, reference is made to the Technical Notes of April 1971, namely to the article Curvature Effects in the Laminar and Turbulent Freejet Boundary by J. C. Williams, E.H. Cheng and Kun H. Kim.
According to this, each ray has the tendency to lay against an adjacent body. Although Young was the first to point out this blasting phenomenon, it became commonly known as the Coanda effect and has been the subject of a number of studies. In these investigations, mainly flat plates and circular cylindrical bodies were used as radiation deflection surfaces. There are different ideas about the interpretation of the physical processes involved in the Coanda effect.
The following three flow properties determine the jet application process: a) The inertial force of the jet, b) the generation of negative pressure in the area between a surface lying in the jet area and the jet that is to be applied and c) the entrainment of the adjacent medium by the
Beam.
The device shown schematically in the drawing has a housing 1 and a cover 2 detachably connected to it, which together enclose a vortex chamber 3. A channel 4, which serves as a yarn guide, leads through the housing 1 and the cover 2. The vortex chamber 3 has two walls 5 and 6 which are arranged at an acute angle to one another and which merge into one another in an arc in the upper part.
The vortex chamber 3 is from below through a main port 7 z. B. charged with compressed air, the main jet, as long as no external forces act on it, would essentially follow the direction of arrow 8. During operation of the device, however, the secondary beams introduced into the lower part of the vortex chamber 3 through two additional connections 9 and 10 act alternately on this main beam, so that the main beam is alternately deflected from its direction by a secondary beam.
When the compressed air is supplied through the connection 10, for example, the main jet is deflected to the left to the wall 5, a vortex is formed in the vortex chamber 3 in a clockwise direction and the thread is rotated in this sense. When the compressed air is switched to port 9, the main flow emerging from port 7 is deflected in the opposite direction and the thread is rotated in the opposite direction. Thanks to the combination of the vortex chamber and the change of direction, the transition from one direction of rotation to the other can take place in a very short time, approx. 0.001 seconds.
The alternating supply of compressed air to the two auxiliary connections 9 and 10 can take place via a switching device known per se, which need not be described in the present context.
As can be demonstrated experimentally, the actual twisting process takes place in the immediate vicinity of the two walls 5 and 6, the Coanda effect already mentioned playing a decisive role.
3 and 4 show a similar device, the reference numerals already introduced having been retained.
One of the numerous possibilities for charging the connections 7, 9 and 10 is shown schematically in FIG.
The main connection 7 is continuously supplied with compressed air from a compressed air source via a line 11. The lines 12 and 13 which open into the two secondary connections 9 and 10, which serve to generate the guide beams, are guided over a guide disk 14, the front view of which is shown in FIG. This guide disk has a curved slot 15 which alternately releases the flow cross-section of the line 12 or 13 when the disk 14 rotates.
According to FIG. 7, the device designated 16 is supplied with a yarn 17 which is drawn off from a cop 18. The yarn 17 passes through a braking device 19 in front of the device 16, which ensures that the yarn has the required tension.
A further variant of the device that can be used to carry out the method described is shown in FIG. 8, the reference symbols already used in FIGS. 1 to 4 also being used again.
In a preferred embodiment, the acute angle between the two walls 5 and 6 is approximately 30 ". The method described can, however, also be carried out at angles that differ greatly from these values.
In industrial applications, several of the devices described could be arranged in a system in parallel or in series.
The method described is mainly suitable for the production of fancy yarns which, for. B. consist of two or more colors. Thanks to the alternating direction of rotation, the false twist is retained until the yarn twisted in this way is processed, provided that the winding on the bobbin 18 'takes place without tension.