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Die Erfindung betrifft eine Fadenabzugsdüse für eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Fadenabzugsdüsen für Offenend-Rotorspinnvorrichtungen sind seit langem in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und in zahlreichen Patentschriften ausführlich beschrieben.
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Bei Offenend-Rotorspinnvorrichtungen besteht das generelle Problem, dass die durch die Rotation des Spinnrotors eingeleitete echte Garndrehung, abhängig von verschiedenen Garnparametern, beispielsweise dem Garnmaterial, nicht gleichmäßig in das entstehende Garn einläuft.
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Da sich eine zu niedrige Garndrehung in dem zwischen Rotorrille und Fadenabzugsdüse befindlichen Garnstück äußerst negativ auf die Spinnstabilität einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung auswirkt, hat man in der Vergangenheit bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Fadenabzugsdüsen entwickelt, die sich insbesondere bezüglich der Ausbildung ihrer Oberflächenstruktur im Fadeneinlaufbereich der Fadenabzugsdüse unterscheiden.
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Solche Fadenabzugsdüsen, die beispielsweise in einem so genannten Kanalplattenadapter eines die Offenend-Rotorspinnvorrichtung während des Spinnbetriebes verschließenden Deckelelementes auswechselbar festlegbar sind, sind durch den laufenden Faden einem starken Verschleiß ausgesetzt.
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Die Fadenabzugsdüsen bestehen daher meistens aus einer trichterartig ausgebildeten Abzugsdüsenmündung, die aus einem sehr abriebfesten Material, vorzugsweise aus einer technischen Keramik, gefertigt ist und in einer Düsenfassung, die aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist, unlösbar, beispielsweise über eine Klebe- oder eine Presssitzverbindung, festgelegt ist.
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Der Düseneinsatz der Fadenabzugsdüse weist dabei, wie vorstehend angedeutet, entsprechend den Garnparametern des zu verarbeiteten Vorlagematerials, eine spezielle Oberflächenstruktur auf.
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Bei solchen Fadenabzugsdüsen unterscheidet man beispielsweise zwischen so genannten Kerbdüsen und so genannten Spiraldüsen sowie Fadenabzugsdüsen, die sowohl mit Kerben, als auch mit einer spiralförmigen Struktur im Fadeneinlaufbereich der Fadenabzugsdüse ausgestattet sind.
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Da sich solche Fadenabzugsdüsen außerdem bezüglich der Anzahl und der Ausbildung der Kerben bzw. der Spiralen unterscheiden können, wobei die Unterschiede oft relativ gering sind, ist es für das Bedienpersonal, das beispielsweise bei einem Partiewechsel auch die Spinnmittel wechseln muss, oft nicht einfach, alle Offenend-Spinnvorrichtungen einer Spinnmaschine wieder mit vorschriftsmäßigen, einheitlichen Fadenabzugsdüsen auszustatten.
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Es ist in der Praxis daher seit langem üblich, die Keramik für den Düseneinsatz einzufärben und die Fadenabzugsdüse anhand der Farbe ihres Düseneinsatzes zu kennzeichnen.
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Die Farbpigmente in der Keramik verändern allerdings nicht nur die Verarbeitungseigenschaften der Keramik, was sich negativ auf den Fertigungsprozess auswirkt, sondern haben auch nachteilige Auswirkungen auf die Verschleißfestigkeit der gefertigten Düseneinsätze und damit auf die Lebensdauer der Fadenabzugsdüsen.
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Das heißt, Fadenabzugsdüsen mit Düseneinsätzen aus farbiger Keramik sind weniger verschleißfest als Fadendüsen, deren Düseneinsätze aus einer ungefärbten Keramik gefertigt sind.
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Bei Fadenabzugsdüsen mit Düseneinsätzen aus farbiger Keramik sind außerdem nicht nur die auf Dauer realisierbaren Garnabzugsgeschwindigkeiten niedriger, was sich nachteilig auf die Produktivität der Textilmaschine auswirkt, sondern es besteht auch die Gefahr, dass durch Düseneinsätze aus farbiger Keramik Qualitätsparameter des hergestellten Garns negativ beeinflusst werden.
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In der
DE 10 2005 048 254 A1 wird daher vorgeschlagen, für den an einer Düsenfassung festgelegten Düseneinsatz ungefärbte Keramik zu verwenden und den Fadenabzugsdüsentyp durch eine Kennzeichnung an der Düsenfassung identifizierbar zu machen.
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Die Kennzeichnung, die beispielsweise aus einer Anzahl von Farbringen bestehen kann, ist dabei vorzugsweise auf dem Außenrand der Düsenfassung angeordnet und besteht aus Gründen der Haltbarkeit aus galvanischen Schichten mit Chrom oder Nickel. Die Schichten werden dabei relativ aufwendig im PVD- oder im CVD-Verfahren erstellt.
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Durch die Verwendung ungefärbter Keramik konnte die Verschleißfestigkeit der Fadenabzugsdüsen zwar etwas verbessert werden, das grundsätzliche Problem derartiger Fadenabzugsdüsen, nämlich dass der Düseneinsatz während des Spinnbetriebes durch den ablaufenden Faden stark beansprucht wird und dabei relativ schnell verschleißt, konnte allerdings auch mit Düseneinsätzen aus ungefärbter Keramik nicht beseitigt werden.
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Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fadenabzugsdüse mit einem Düseneinsatz zu schaffen, die eine längere Lebensdauer aufweist und bei der negative Einflüsse auf die Qualitätsparameter des hergestellten Garns vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fadenabzugsdüse gelöst, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Fadenabzugsdüse mit einem Düseneinsatz, der aus einer Sub-µm-Keramik gefertigt ist, weist vor allem den Vorteil auf, dass aufgrund der deutlich größeren Härte dieses Werkstoffes der Verschleiß des Düseneinsatzes gegenüber einem Düseneinsatz, der, wie bekannt aus gefärbter oder ungefärbter Keramik gefertigt ist, signifikant vermindert werden kann.
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Das heißt, Fadenabzugsdüsen, deren Düseneinsatz aus einer Sub-µm-Keramik gefertigt sind, weisen aufgrund des Materialgefüges eine vollständig ebene, lunkerfreie Oberfläche auf.
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Diese sehr glatte Oberfläche führt zu einer Lebensdauer der Fadenabzugsdüsen, die deutlich über der Lebensdauer der bislang verwendeten Fadenabzugsdüsen mit einem Düseneinsatz aus gefärbter oder ungefärbter Keramik liegt.
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Wie im Anspruch 2 dargelegt, ist in vorteilhafter Ausführungsform vorgesehen, dass der Düseneinsatz aus einer Sub-µm-Al2O3-Keramik gefertigt ist, die wenigstens so lichtdurchlässig ist, dass eine unterhalb des Düseneinsatzes angeordnete Kennzeichnung durch den Düseneinsatz hindurch identifizierbar ist.
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Eine solche Sub-µm-Al2O3-Keramik weist ein feinkörniges Gefüge mit einer Korngröße < 0,8 µm bei einer relativen Dichte > 99% auf, wobei die Reinheit des Pulvers > 99,9% Al2O3 beträgt. Bauteile aus Sub-µm-Al2O3-Keramik zeichnen sich nicht nur durch eine große Härte (HV1 ≥ 2000) aus, sondern sind auch relativ stark lichtdurchsichtig.
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Diese, auch als „In-Line-Transparenz“ bezeichnete Eigenschaft ermöglicht es, die Kennzeichnung zur Identifikation des Fadenabzugdüsentyps geschützt so unterhalb des Düseneinsatzes anzuordnen, dass sie durch den transparenten Düseneinsatz hindurch sichtbar ist.
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Das heißt, das Bedienpersonal kann jeweils direkt durch den Düseneinsatz der Fadenabzugsdüse hindurch erkennen, um welchen Fadenabzugdüsentyp es sich handelt.
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Bezüglich der Möglichkeiten der Kennzeichnung der Fadenabzugsdüse sind dabei kaum Grenzen gesetzt.
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Die Kennzeichnung kann beispielsweise, wie im Anspruch 3 beschrieben, durch Farbmarkierungen gebildet werden, die unterhalb des Düseneinsatzes auf der Düsenfassung angeordnet sind, oder, wie im Anspruch 4 beschrieben, die Form einer Buchstaben-/Zahlenkombination aufweisen.
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In bevorzugter Ausführungsform kommt als Kennzeichnung der Fadenabzugsdüse ein Unterlagering zum Einsatz, der vorzugsweise zwischen der Düsenfassung und dem Düseneinsatz positioniert ist (Anspruch 5).
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Ober die Farbe und/oder die Musterung des Unterlageringes bzw. das alphanumerische Zeichen sind die unterschiedlichen Fadenabzugsdüsentypen jeweils eindeutig gekennzeichnet und so für das Bedienpersonal zweifelsfrei identifizierbar.
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Derart gekennzeichnete Fadenabzugsdüsen erleichtern bei einem Partiewechsel die Aufgabe des Bedienpersonals, in die zahlreichen Offenend-Spinnvorrichtungen einer Offenend-Spinnmaschine Fadenabzugsdüsen des gleichen Typs einzuwechseln, erheblich.
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Durch die Anordnung des Unterlageringes zwischen Düsenfassung und Düsenmündung liegt der Unterlagering nicht nur sehr geschützt, so dass bei der Farbgebung auf teuere Beschichtungsverfahren verzichtet werden kann, sondern der Unterlagering wird, wie im Anspruch 6 dargelegt, beim Einbau der Düsenmündung durch diese auch automatisch mitfixiert.
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In alternativer Ausführungsform ist es allerdings auch möglich, den Unterlagering, wie in den Ansprüchen 7 und 8 dargelegt, entweder klebstofffrei in die Düsenfassung einzupressen, oder mittels einer Klebeverbindung zwischen der Düsenfassung und dem Düseneinsatz zu fixieren. In diesem Fall kommt vorzugsweise ein transparenter Klebstoff zum Einsatz.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1 schematisch in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eine Offenend-Spinnvorrichtung, bei der die erfindungsgemäße Fadenabzugsdüse zum Einsatz kommt,
- 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fadenabzugsdüse, in einem größeren Maßstab,
- 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fadenabzugsdüse,
- 4A- 4D jeweils eine Vorderansicht auf einen unterhalb des lichtdurchlässigen Düseneinsatzes des Fadenabzugsdüse angeordneten Unterlagering zur Kennzeichnungen des Fadenabzugsdüsentyps.
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In 1 ist schematisch eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung 1 dargestellt. Derartige Offenend-Spinnvorrichtungen 1 verfügen, wie bekannt, jeweils über ein Rotorgehäuse 2, in dem die Spinntasse eines Spinnrotors 3 mit hoher Drehzahl umläuft.
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Der Spinnrotor 3 ist dabei beispielsweise mit seinem Rotorschaft 4 in den Lagerzwickeln einer so genannten Stützscheibenlagerung 5 abgestützt und wird durch einen maschinenlangen Tangentialriemen 6, der durch eine Andrückrolle 7 beaufschlagt wird, reibschlüssig angetrieben.
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Die axiale Fixierung des Rotorschaftes 4 erfolgt beispielsweise durch ein permanentmagnetisches Axiallager 18.
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Das nach vorne hin an sich offene Rotorgehäuse 2 ist während des Spinnbetriebes durch ein schwenkbar gelagertes Deckelelement 8 verschlossen, in das eine Kanalplatte eingelassen ist, die mit einer umlaufenden Lippendichtung 9 am Rotorgehäuse 2 anliegt. Das Rotorgehäuse 2 ist außerdem über eine entsprechende Unterdruckleitung 10 an eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen, die den im Rotorgehäuse 2 notwendigen Spinnunterdruck erzeugt. In einer Aufnahme der (nicht näher dargestellten) Kanalplatte ist auswechselbar ein Kanalplattenadapter 12 angeordnet, der den Mündungsbereich eines Faserleitkanals 14 sowie eine erfindungsgemäße Fadenabzugsdüse 13 aufweist, an die sich ein Fadenabzugsröhrchen 15 anschließt.
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Des weiteren ist in das Deckelelement 8, das um eine Schwenkachse 16 begrenzt drehbar gelagert ist, eine Faderbandauflöseeinrichtung integriert.
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Das heißt, das Deckelelement 8 weist ein Auflösewalzengehäuse 17 sowie rückseitige Lagerkonsolen 19, 20 zur Lagerung einer Auflösewalze 21 beziehungsweise eines Faserbandeinzugszylinders 22 auf.
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Die Auflösewalze 21 wird dabei über einen umlaufenden, maschinenlangen Tangentialriemen 24, der einen Wirtel 23 der Auflösewalze 21 beaufschlagt, angetrieben, während der Antrieb des Faserbandeinzugszylinders 22 vorzugsweise über eine maschinenlange Antriebswelle 25 bzw. ein (nicht dargestelltes) Schneckenradgetriebe erfolgt.
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Wie in der 2 in einem größerem Maßstab dargestellt, ist die erfindungsgemäße Fadenabzugsdüse 13, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Spiral-/Kerbdüse, mit ihrer Düsenfassung 36 in einer zentralen Durchgangsbohrung eines Kanalplattenadapters 12 angeordnet und während des Spinnprozesses innerhalb der nach vorne hin offenen Spinntasse 26 des Spinnrotors 3 positioniert.
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Die Spinntasse 26, die eine so genannte Rotorrille 27 aufweist, rotiert dabei, wie eingangs bereits angedeutet, mit hoher Drehzahl innerhalb des Rotorgehäuses 2.
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Die von der Auflösewalze 21 aus einem (nicht dargestellten) Vorlagefaserband ausgelösten Einzelfasern 28 werden über den Faserleitkanal 14 in den Spinnrotor 3 eingespeist und, wie bei Offenend-Rotorspinnvorrichtungen üblich, zunächst im Bereich der Rotorrille 27 des Spinnrotors 3 gesammelt.
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In einer so genannten Einbindezone werden die Einzelfasern 28 an einen Faden 29 angedreht, der anschließend über die Fadenabzugsdüse 13 aus dem Spinnrotor 3 abgezogen wird.
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Die Fadenabzugsgeschwindigkeit, mit der der neue Faden 29, der während des Abzugs über die Oberfläche des Düseneinsatzes 38 der Fadenabzugsdüse 13 rollt bzw. gleitet, in Richtung A aus der Offenend-Spinnvorrichtung 1 abgezogen wird, ist von verschiedenen Faktoren, wie zum Beispiel der Rotordrehzahl, der gewünschten Garndrehung etc., abhängig und kann über eine Fadenabzugseinrichtung 35 definiert eingestellt werden.
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Die Fadenabzugsdüse 13, die im Wesentlichen aus einer Düsenfassung 36, einem Düseneinsatz 38 sowie einem Unterlagering 31 besteht, ist, vorzugsweise über einen Magnetanschluss 37, bei Bedarf leicht lösbar, mit dem Kanalplattenadapter 12 verbunden. Anhand des zwischen der Düsenfassung 36 und dem Düseneinsatz 38 angeordneten Unterlagerings 31, der beispielsweise eine besondere Farbe und/oder eine spezielle Musterung aufweist, ist der Typ der Fadenabzugsdüse 13 unverwechselbar gekennzeichnet.
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Die in 2 dargestellte, so genannte Spiral/Kerbdüse verfügt beispielsweise im Bereich ihres Düseneinsatzes 38 über eine koaxial angeordnete Struktur 30, die entweder durch kreisförmige Wülste oder durch vergleichbare Ringnuten 32 unterschiedlichen Durchmessers gebildet wird.
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Beabstandet zu den koaxialen Strukturen 30 und bezogen auf die Laufrichtung A des Fadens 29 stromab zu den koaxialen Strukturen 30 sind außerdem einige Kerben 34 angeordnet.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 zeigt eine so genannte Kerbdüse. Diese Fadenabzugsdüse 13 weist im Bereich ihres Düseneinsatzes 38 ledig vier Kerben 34 auf.
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Sowohl der Düseneinsatz 38 der in 2 dargestellten Spiral/Kerbdüse, als auch der Düseneinsatz 38 der in 3 dargestellten Kerbdüse ist erfindungsgemäß aus einer Sub-µm-Keramik, vorzugsweise aus einer hoch verschleißfesten Sub-µm-Al2O3-Keramik, gefertigt, die wenigstens so lichtdurchlässig ist, dass eine unterhalb des Düseneinsatzes 38 angeordnete Kennzeichnung durch den Düseneinsatz 38 hindurch identifizierbar ist.
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Das heißt, dieses oxydkeramische Material ist einerseits extrem widerstandsfähig und anderseits relativ stark lichtdurchsichtig, was dazu führt, dass der zwischen der Düsenfassung 36 und dem Düseneinsatz 38 angeordnete Unterlagering 31, der zur Kennzeichnung der Fadenabzugsdüse 13 dient, für das Bedienpersonal stets gut sichtbar ist.
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Außer dem vorgenannten Vorteil einer langen Lebensdauer weisen Fadenabzugsdüsen, deren Düseneinsatz aus einer Sub-µm-Keramik gefertigt sind, auch den Vorteil auf, dass die Identifizierbarkeit der Kennzeichnung solcher Fadenabzugsdüsen mit dem Grad des Verschleißes des Düseneinsatzes abnimmt.
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Das heißt, der während des Betriebes auf der Oberfläche des Düseneinsatzes rotierende Faden führt auch bei den sehr harten Düseneinsätzen aus einer transparenten Sub-µm-Keramik mit der Zeit zu Verschleißerscheinungen, die daran erkennbar sind, dass der zu Beginn völlig durchsichtige Düseneinsatz etwas „blind“ wird, so dass die Kennzeichnung nicht mehr oder nicht mehr eindeutig erkennbar ist.
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In einem solchen Fall hat die Fadenabzugsdüse einen Verschleißzustand erreicht, der einen Austausch angeraten erscheinen lässt.
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Wie in den 4A - 4D angedeutet, kann der Unterlagering 31 zur Identifizierung eines bestimmten Fadenabzugsdüsentyps sowohl bezüglich seiner Farbe als auch bezüglich seiner Musterung unterschiedliche Ausführungsformen aufweisen.
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Der Unterlagering 31 kann dabei beispielsweise, wie in 4A angedeutet, einfarbig ausgebildet und zum Beispiel eine rote, grüne, blaue oder dergleichen Farbe aufweisen.
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Der Unterlagering 31 kann allerdings auch ringartige Bereiche 39, 40 aufweisen, die jeweils unterschiedlich farbig ausgebildet sind, wie dies in 4B anhand der Schattierung angedeutet ist.
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Die 4C zeigt einen entsprechenden Unterlagering 31, dessen Oberfläche zur Kennzeichnung eines speziellen Fadenabzugsdüsentyps in verschiedenfarbige Segmentbereiche 41, 42 aufgeteilt ist, während der Unterlagering 31 gemäß 4D auf seinen Oberfläche eine gut lesbare alphanumerische Kennzeichnung 43 trägt.
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Auch anhand einer solchen Kennzeichnung 43 ist der Fadenabzugsdüsentyp leicht und unmissverständlich erkennbar.
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Die in den 4A bis 4D dargestellten Ausführungsbeispiele für Unterlageringe 31 stellen selbstverständlich lediglich einige der zahlreichen Möglichkeiten dar, wie ein solcher Unterlagenring 31 gestaltet sein kann, um eine eindeutig Identifizierung des Fadenabzugsdüsentyps zu gewährleisten.
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Die Erfindung ist daher keinesfalls auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Als erfindungswesentlich ist das Material des Düseneinsatzes 38 anzusehen.
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Erst durch die Verwendung einer Sub-µm-Keramik ist die Möglichkeit gegeben, Fadenabzugsdüsen mit einer langen Labensdauer zu schaffen, wobei die Kennzeichnung der Fadenabzugsdüse 13 in vorteilhafter Weise geschützt, jedoch gut sichtbar, unterhalb des Düseneinsatzes 38 angeordnet werden kann.