DE69810343T2

DE69810343T2 - Einzelaufpralldüse zum bauschen von garnen

Info

Publication number: DE69810343T2
Application number: DE69810343T
Authority: DE
Inventors: Robin Cain; Leslie Frost; Harry Johnson; Cornelius Todd
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Invista Technologies SARL USA
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2018-10-10
Also published as: EP1025297A1; EP1025297B1; JP2002516928A; DE69810343D1; WO1999022054A1; US6032341A; KR20010072536A; CA2303910A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft verschiedene Verbesserungen bei der Garndüsentechnik.

BESCHREIBUNG DES BISHERIGEN STANDES DER TECHNIK

Düsen für die Behandlung von Garn mit Fluids mit hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur für den Zweck des Bauschens des Garnes sind bekannt.
Das Bauschen von Garn wird im U.S. Patent 3802036 (Pärks), U.S. Patent 2995801 (Cormier und Mitarbeiter), U.S. Patent 3251181 (Breen und Mitarbeiter), U.S. Patent 3169296 (Clendening) und U.S. Patent 3525134 (Coon) beschrieben. Diese Düsen sind so gestaltet, daß sie entweder Durchgänge umfassen, die so ausgerichtet sind, daß ein gegenüberliegendes Auftreffen des Fluids auf das Garn bewirkt wird, oder daß sie wirbelnde Fluidströme liefern. Diese Konfigurationen bewirken zusätzlich zum Bauschen von Garn ebenfalls das Auftreten eines Verflechtens der Elementarfäden des Garnes.
Es wird nicht immer gewünscht, daß das Produkt gleichzeitig gebauscht und verflochten wird. In bestimmten Fällen, nachdem ein Garn gebauscht ist, wird gewünscht, daß ein zusätzlicher Elementarfaden in das Garnelementarfadenbündel eingesetzt wird, wie beispielsweise ein antistatischer Elementarfaden. In einem derartigen Fall muß dem Garn eine Bauschigkeit verliehen werden, ohne daß ein Verflechten zwischen den Garnelementarfäden erfolgt. Außerdem kann es wünschenswert sein, die Bausch- und Verflechtungsfunktionen zu trennen, um die Leistungsfähigkeit einer jeden Funktion zu optimieren.
Angesichts des Vorangegangenen hält man es für vorteilhaft, eine Düsenkonstruktion breitzustellen, die die Bausch- von der Verflechtungsfunktion trennt, wodurch der Garnverarbeitung eine Flexibilität und die Fähigkeit verliehen werden, separat jede von Bausch- und Verflechtungsfunktion zu optimieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung mit abgehendem Strom, die einen Körper mit einem geschlossenen Garndurchgang aufweist, der sich dort hindurch erstreckt. Der Garndurchgang umfaßt in der Richtung des Garnflusses einen Eintrittsbereich, einen Verengungsbereich und einen sich erweiternden Bereich. Ein einzelner Druckfluidkanal erstreckt sich durch den Körper hindurch und schneidet sich mit dem Garndurchgang im Verengungsbereich.
Konstruktion weist der Verengungsbereich an seinem stromabwärts gelegenen Ende eine im wesentlichen rechteckige Querschnittskonfiguration auf, aufgenommen in einer ersten Querschnittsebene senkrecht zu einem ersten Garnflußvektor, der am stromabwärts gelegenen Ende des Verengungsbereiches definiert wird. Diese Fläche des Verengungsbereiches wird an seinem stromabwärts gelgenen Ende durch At angegeben. Die Fläche Ai des Eintrittsbereiches, wo er sich mit dem Verengungsbereich verbindet, ist kleiner als die Fläche At.
Der Druckfluidkanal weist in der Nähe seiner Schnittlinie mit dem Verengungsbereich eine rechteckige Querschnittskonfiguration auf, aufgenommen in einer zweiten Querschnittsebene senkrecht zu einem Fluidstromvektor, der sich dort hindurch erstreckt. Siese Fläche des Druckfluidstromkanals in der Nähe seiner Schnittlinie mit dem Verengungsbereich wird durch Ap angegeben.
Der sich erweiternde Bereich weist ein Austrittsende auf, das über einen vorgegebenen Abstand L von der Verengung beabstandet ist, wobei der Abstand L im Bereich von 2,54 cm (ein (1) in.) bis 30,28 cm (zwölf (12) in.) liegt. Das Ende des sich erweiternden Bereiches weist eine rechteckige Querschnittsfläche auf, aufgenommen in einer dritten Querschnittsebene senkrecht zu einem zweiten Garnflußvektor, der am stromabwärts gelegenen Ende des sich erweiternden Bereiches definiert wird. Diese Fläche des sich erweiternden Bereiches wird an seinem Ende mit Ae angegeben.
Die folgende Flächenbeziehung gilt:
das Verhältnis der Fläche At zur Fläche Ay liegt im Bereich von 0,5 bis 2,0; und
das Verhältnis der Fläche Ae zur Fläche At liegt im Bereich von 1,1 bis 3,0.
Vorzugsweise sind der Eintrittsbereich und der Druckfluidkanal beide um eine gemeinsame Symmetriebezugsebene herum symmetrisch. Die Verengung und der Druckfluidkanal weisen längs ihrer Schnittlinie gleiche Breitenabmessungen auf, aufgenommen in einer Querschnittsebene senkrecht zu einer Achse, die mit dem ersten Garnflußvektor ausgerichtet ist und sich durch die Verengung erstreckt.
Vorzugsweise weist die nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung mit abgehendem Strom zusätzlich ein Verschleißelement auf, das in den Körper einsetzbar ist. Das Verschleißelement weist eine stromaufwärts gelegene Fläche, eine stromabwärts gelegene Fläche und einen sich dazwischen erstreckenden Kanal auf. Die Schnittlinie des Kanals und der stromabwärts gelegenen Fläche des Elementes definiert eine Verschleißkante. Wenn es in den Körper eingesetzt ist, definiert der Kanal mindestens einen Abschnitt des Eintrittsbereiches des Garndurchganges. Die stromabwärts gelegene Fläche des Elementes definiert die stromaufwärts gelegene Begrenzung der Verengung.
Die nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung mit abgehendem Strom kann außerdem einen Stauchkammerabschnitt, der mit dem Garndurchgang für das Bilden eines Wattebausches aus Garn in Verbindung steht, und einen Garntransportabschnitt umfassen. Der Garntransportabschnitt wird durch ein rohrförmiges Element mit einem ersten und einem zweiten Ende gebildet und weist eine sich dort hindurch erstreckende axiale Bohrung auf. Das erste Ende des rohrförmigen Elementes hat eine Verbindung mit der Stauchkammer. Das rohrförmige Element weist einen Durchgang auf, der mit der axialen Bohrung in Verbindung steht, die angrenzend an dessen zweites Ende gebildet wird. Eine Ablenkplatte ist am rohrförmigen Element angrenzend an dessen zweitem Ende befestigt. Die Ablenkplatte ist zur Achse der Bohrung und in Richtung des Durchganges im rohrförmigen Wandelement geneigt, wobei der Neigungswinkel vorzugsweise im Bereich von dreißig (30) bis sechzig (60) Grad liegt. Die Ablenkplatte weist Perforationen darin auf, wobei die Perforationen vorzugsweise die Form einer Vielzahl von Schlitzen annehmen, die eine Vielzahl von Zinken definieren. Jede Zinke weist ein Ende daran auf, wobei die Enden der Zinken innerhalb, des Durchganges zu finden sind und einen Abschnitt der Grenze davon definieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die Erfindung wird vollständiger aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt, die eines Teil dieser Anmeldung bilden, und die zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Reihe von Garnbauschvorrichtungen, eine jede in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, und eines Abschnittes einer dazugehörenden Walze, die für die Verarbeitung einer Kettfadenanordnung von Garnen nützlich ist;
Fig. 2A und 2B Seitenansichten, teilweise in Schnittdarstellung, längs der Ansichtslinien 2-2 in Fig. 1, die eine Garnbauschvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des oberen Abschnittes der in Fig. 2 gezeigten Garnbauschvorrichtung, die aufgefaltet ist, um die verschiedenen Durchgänge zu veranschaulichen, die sich durch die Garnbauschvorrichtung erstrecken;
Fig. 4A und bzw. 4B eine stilisierte perspektivische Ansicht und eine Seitenschnittdarstellung längs der Schnittlinien 4A-4A in Fig. 3, die beide die verschiedenen konstruktiven Beziehungsbereiche des Garndurchganges veranschaulichen, der durch die Garnbauschvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung definiert wird;
Fig. 5 eine vergrößerte Seitenschnittdarstellung des eingekreisten Abschnittes aus Fig. 2B, die einen entfernbaren Einsatz veranschaulicht, der in verschiedenen Garnbauschvorrichtungen nützlich ist, die die Garnbauschvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfassen;
Fig. 6 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Überganges zwischen dem Düsenabschnitt und dem Stauchrohrabschnitt der Garnbauschvorrichtung, längs der Schnittlinien 6-6 in Fig. 2A;
Fig. 7A eine Schnittdarstellung des Stauchkammerabschnittes des Stauchrohres längs der Schnittlinien 7A-7A in Fig. 2A, während Fig. 7B eine Seitenansicht des in Fig. 7A gezeigten Stauchkammerabschnittes ist;
Fig. 8A eine Ansicht, vollständig in Schnittdarstellung, vom unteren Ende des in Fig. 2A gezeigten Stauchrohres, während Fig. 8B und 8C Ansichten längs der entsprechenden Betrachtungslinien 8B-8B, 8C- 8C in Fig. 8A sind;
Fig. 9A bis 9C Seitenansichten des Düsenabschnittes der Garnbauschvorrichtung längs der Betrachtungslinien 9A-9A in Fig. 1, die die relativen Positionen zwischen der Basis und der Abdeckung veranschaulichen, während diese Elemente mit Bezugnahme zueinander aus der offenen in die geschlossene Position bewegt werden, während Fig. 9D eine abgetrennte Ansicht einer der Verbindungen ist, die die Basis mit der Abdeckung verbinden; und
Fig. 10 eine Ansicht des Düsenabschnittes der Garnbauschvorrichtung mit der Abdeckung und der Basis in der offenen Position, wobei das Einfädeln der Bauschvorrichtung verstanden werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Durchgehend betreffen in der folgenden detaillierten Beschreibung gleiche Bezugszahlen die gleichen Elemente in allen Figur der Zeichnungen.
Mit Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes einer Vorrichtung für die Verarbeitung einer Kettfadenanordnung A aus einzelnen Garnen Y gezeigt, die eine Reihe von Garnbauschvorrichtungen 10 umfaßt, jede in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Die Reihe der Garnbauschvorrichtungen 10 ist im Verarbeitungsweg der Kette A aus Elementarfadengarnen Y zwischen einer erwärmten Streckwalze D und einer porösen Riffelwalze R angeordnet. Man glaubt, daß die hierin beschriebene Garnbauschvorrichtung bei derartigen endlosen Multifilgarnen am nützlichsten ist. Jede Garnbauschvorrichtung 10 ist so gestaltet, daß das Garn Y gebauscht wird, ohne daß ein Verflechten zwischen den Elementarfäden hervorgerufen wird, die das Garn aufweist. Das Erteilen einer Bauschigkeit unabhängig vom Verflechten wird für wünschenswert gehalten, da durch Trennen dieser Funktionen sowohl das Bauschen als auch das Verflechten optimiert werden können. Das Bauschverfahren wendet ein heißes Fluid an, wie beispielsweise Dampf oder Heißluft. Das Garn verläßt eine jede Bauschvorrichtung 10 als ein kompakter Wattebausch aus Elementarfäden, der auf einer Riffelwalze R abgelegt wird, wo er vor der Entnahme abgekühlt wird.
Eine der Garnbauschvorrichtungen 10, die innerhalb der Reihe eingeschlossen ist, wird in einer Seitenansicht, teilweise in Schnittdarstellung, in Fig. 2A und 2B veranschaulicht. Fig. 2A zeigt den Düsenabschnitt 14, während Fig. 2B den Stauchrohrabschnitt 16 der Garnbauschvorrichtung 10 zeigt.
Der Düsenabschnitt 14 weist einen Körper auf, der im allgemeinen mit der Zahl 18 gekennzeichnet wird, und der aus zwei trennbaren und verbindbaren Körperkonstruktionselementen gebildet wird, nämlich einer Basis 20 und einer Abdeckung 24. Der Körper weist eine vordere Fläche 18F (in Fig. 2A sichtbar) und eine hintere Fläche 18R (in Fig. 9A bis 9C sichtbar) auf. Die Basis 20 und die Abdeckung 24 sind miteinander durch ein Paar Verbindungsglieder 26 verbunden, die an der hinteren Fläche 18R des Körpers 18 (in Fig. 9A bis 9D veranschaulicht) angeordnet und im verbundenen Zustand durch eine Halteschraube 30 gesichert sind. Die Halteschraube 30 wird nur in Fig. 2A in einer Ansicht gezeigt, wird aber in Verbindung mit Fig. 9A bis 9D diskutiert. Obgleich der Körper 18 vorzugsweise in zwei Teilen wegen der Leichtigkeit der maschinellen Bearbeitung, und um das Einfädeln der Bauschvorrichtung zu erleichtern, hergestellt wird, sollte verstanden werden, daß der Körper 18 zusammenhängend aus einem einteiligen Element hergestellt werden kann und innerhalb der Absicht der vorliegenden Erfindung verbleibt.
Die Basis 20 ist ein Blockelement, das vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl gefertigt wird und sowohl eine ebene Dichtungsfläche 205 als auch eine einzelne ebene Präzisionseingriffsfläche 20M aufweist, die darauf maschinell bearbeitet wurde. Die Ebene der Dichtungsfläche 20S schneidet sich mit der Ebene der Eingriffsfläche 20M, vorzugsweise unter einem Schnittwinkel von annähernd neunzig (90) Grad. Die ebene Eingriffsfläche 20M erstreckt sich über die Basis 20 von der Schnittlinie mit der Dichtungsfläche 205 bis zu einem Vorsprung 20H. Ein Ausrichtungsschlitz 20A ist im oberen und unteren Rand der ebenen Montagefläche 20M vorhanden. Eine Montageöffnung 20T für die Halteschraube 30 erstreckt sich durch die Basis 20 von einer Stelle annähernd in der Mitte längs der Eingriffsfläche 20M bis zur hinteren Fläche 20B.
Das obere Ende der Basis 20 weist ein Paar Garnführungsstifte 20G auf, die daraus nach vorn vorstehen. Die Stifte 20 G dienen dazu, das Garn in die Bauschvorrichtung 10 während des Einfädelns der Bauschvorrichtung 10 zu führen. Das untere Ende der Basis 20 weist eine mittlere Aussparung 20E für das Aufnehmen des Stauchrohres 16 (Fig. 2A) auf. Ein Haltestellschraubendurchgang 20L, der sich von der hinteren Fläche 20B öffnet, schneidet sich mit der mittleren Aussparung 20E. Der Rand der Dichtungsfläche 205 und die Fläche 20U werden durch eine flache Garneinfädelungskerbe 20N unterbrochen, die während des Einfädelns der Bauschvorrichtung 10 nützlich ist.
Die ebene Eingriffsfläche 20M wird durch die Öffnung eines einzelnen Druckfluidkanals 20C (Fig. 3) unterbrochen. Der Kanal 20C wird vollständig innerhalb der Basis 20 gebildet und neigt sich unter einem vorgegebenen Winkel 20J (Fig. 5) zur Fläche 20M dort hindurch. Das entgegengesetzte Ende des. Druckfluidkanals 20C steht mit einer Leitung 20D (Fig. 3) in Verbindung, die sich durch einen Flansch 20F erstreckt, der nach hinten aus der hinteren Fläche 20B der Basis 20 vorsteht. Die Leitung 20D endet in einer Öffnung, die mit einer Quelle des heißen Druckfluids verbunden werden kann, wie beispielsweise Heißluft oder Dampf, um das durch die Garnbauschvorrichtung 10 hindurchgehende Garn zu erwärmen und zu bauschen.
Die Abdeckung 24 ist ebenfalls ein Blockelement, das ebenfalls vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl gefertigt wird und eine ebene Präzisionseingriffsfläche 24M und eine einzelne ebene Dichtungsfläche 24S aufweist, die darauf maschinell bearbeitet wurde. Die Dichtungsfläche 24S wird durch eine flache Einfädelungskerbe 24N unterbrochen, die mit der Kerbe 20N (Fig. 2A) ausgerichtet ist, die in der Basis gebildet wird, um einen Einfädelungsdurchgang zu definieren.
Die Ebene der Dichtungsfläche 24S schneidet sich mit der Ebene der Eingriffsfläche 24M, wiederum unter einem Winkel von annähernd neunzig (90) Grad. Ein Paar Ausrichtungsstifte 24P (Fig. 2A) erstreckt sich vom oberen und unteren Rand der ebenen Montagefläche 24M auf der Abdeckung 24. Die Ausrichtungsstifte 24P sind gegenseitig so beabstandet, daß sie mit den Ausrichtungsschlitzen 20A in der Basis ausgerichtet sind. Eine zylindrische Senkbohrung 24C für den Verschleißeinsatz erstreckt sich durch die Abdeckung 24 von der hinteren Fläche 24B zu deren Eingriffsfläche 24M. Die zylindrische Senkbohrung 24C für den Verschleißeinsatz weist einen darin gebildeten Widerlagervorsprung 24H auf. Der Abschnitt der zylindrischen Senkbohrung 24C über dem Vorsprung 24H ist zylindrisch, während der Abschnitt 24R unter dem Vorsprung 24H im allgemeinen rechteckig ist, um eine Drehung eines Einsatzes zu verhindern, der innerhalb jener zylindrischen Senkbohrung 24C aufgenommen wird.
Eine Montageöffnung 24T, ebenfalls für die Halteschraube 30, erstreckt sich durch die Abdeckung 24 an einer Stelle in Ausrichtung mit der entsprechenden Montageöffnung 20T in der Basis. Eine Garnführungshilfe 24Y, die ebenfalls beim Einfädeln der Bauschvorrichtung 10 benutzt wird, erstreckt sich vom Ende der Abdeckung 24.
Die ebene Eingriffsfläche 24M der Abdeckung 24 weist eine längliche profilierte Nut 34 auf (am besten in Fig. 3 und 4B zu sehen), die sich von einem Eintrittsende 34E zu einem Austrittsende 34D erstreckt. Wenn die Abdeckung 24 und die Basis 20 längs ihrer entsprechenden Eingriffsflächen 24M, 20M verbunden werden, wirken die Nut 34 in der Abdeckung 24 und die Eingriffsfläche 24M auf der Basis 20 zusammen, um einen geschlossenen Garnbauschdurchgang zu definieren, der im allgemeinen mit der Bezugszahl 40 gekennzeichnet wird (Fig. 4B). Der Garnddurchgang 40 erstreckt sich axial durch die verbundenen Elemente 20, 24 und weist vorgegebene profilierte Bereiche auf, die dort entlang gebildet werden. Das Garn wird durch den Durchgang längs eines axialen Garnweges transportiert, der durch den Bezugspfeil F angezeigt wird. Da in der in den Figur veranschaulichten Ausführung die ebene Eingriffsfläche 20M auf der Basis 20 nur dazu dient, die Nut 34 zu verschließen, um dadurch den Garndurchgang 40 zu definieren, sollte es offensichtlich sein, daß es die Profile der verschiedenen Abschnitte der Nut 34 sind, die den verschiedenen vorgegebenen Bereichen des Garndurchganges 40 die Profile verleihen. Bei der folgenden Beschreibung werden die Profile der verschiedenen Bereiche jedoch als Merkmale des Garndurchganges 40 ohne eine entsprechende direkte Bezugnahme auf die Nut 34 beschrieben.
Der Garnbauschdurchgang 40 umfaßt: einen Eintrittsbereich 42 (Fig. 4A und 4B); einen Verengungsbereich 44; und einen sich erweiternden Bereich 46. Der Eintrittsbereich 42 verbindet sich mit dem Verengungsbereich 44 am stromaufwärts gelegenen Ende 44E (mittels der Richtung des Garnflusses F definiert) der Verengung 44, während sich der sich erweiternde Bereich 46 mit dem Verengungsbereich 44 am stromabwärts gelegenen Ende 44D der Verengung 44 verbindet (ebenfalls mittels der Richtung des Garnflusses F definiert). Der Verengungsbereich 44 wird axial längs der Nut 34 so gebildet, daß, wenn die Abdeckung 20 und die Basis 24 verbunden werden, die Öffnung des Druckfluidkanals 20C innerhalb des Verengungsbereiches 44 liegt, wobei die stromabwärts gelegene Grenze der Öffnung des Kanals 20C mit dem stromabwärts gelegenen Ende 44D der Verengung 44 übereinstimmt. Daher schneidet sich der einzelne Druckfluidkanal 20C, der sich durch den Körper 18 hindurch erstreckt, mit dem Garnbauschdurchgang 40 in dessen Verengungsbereich 44.
Stromaufwärts vom Eintrittsbereich 42 (in der Richtung des Garnflusses F) werden ein vergrößerter Eintrittsbereich 48 und ein konvergierender Bereich 50 definiert. Die Bereiche 48 und 50 führen locker ein einzelnes Garn Y zum Eintrittsbereich 42. Die Bereiche 48 und 50 dienen ebenfalls dazu, einen Fluidstrom vom Verengungsbereich 44 zum Eintrittsende 34E der Nut 34 in einer Richtung E entgegengesetzt der Richtung des Garnflusses F abzulassen. Dieses Fluid kann vorteilhafterweise dazu dienen, das Garn Y vorzuwärmen. Die Bereiche 48 und 50 weisen einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt (senkrecht zur Richtung des Garnflusses F) auf, um die Turbulenz des Fluidstromes zu minimieren, die das Garn Y verwirren kann, während es durch diese Bereiche gelangt.
Aus Fig. 3, 4A und 4B können die verschiedenen konstruktiven Beziehungen zwischen den Bereichen des Garnbauschdurchganges 40, der durch den Düsenabschnitt 14 der Bauschvorrichtung 10 definiert wird, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verstanden werden.
Wie am besten in Fig. 4A gesehen wird, treffen sich der Fluidstrom im Eintrittsbereich 42 und Druckfluidkanal 20C in der Verengung 44. Wie in der Figur gesehen werden kann, sind die geometrischen Formen und Abmessungen des Eintrittsbereiches 42 und des Druckfluidkanals 20C unterschiedlich, was dazu neigt, eine Turbulenz des Fluidstromes in der Verengung 44 einzuführen, die das Garn Y verwirren kann, das dort hindurch gelangt. Man glaubt, daß der Einfluß der unterschiedlichen Geometrien minimiert werden kann, wenn der Eintrittsbereich 42 und der Druckfluidkanal 20C beide symmetrisch um eine gemeinsame Symmetriebezugsebene herum vorhanden sind, die im allgemeinen mit der Bezugszahl 56 gezeigt wird.
In Fig. 4A wird die allgemeine Symmetriebezugsebene 56 in klarem Umriß veranschaulicht. Zur Deutlichkeit des Verständnisses bezeichnet der rechteckige schraffierte Bereich in Fig. 4A die Symmetrieebene 56A durch den Eintrittsbereich 42 des Garndurchganges. Der dreieckige schraffierte Bereich in Fig. 4A kennzeichnet die Symmetrieebene 56B durch den Druckfluidkanal 20C. Die Ebenen 56A, 56B liegen beide innerhalb der gemeinsamen Symmetriebezugsebene 56. Dadurch, daß man diese definierte symmetrische Beziehung hat, glaubt man, daß die Turbulenz des Druckfluids, die anderenfalls zur Elementarfadenverflechtung führen würde, minimiert oder eliminiert wird.
Wie aus Fig. 3 und 4B gesehen werden kann, weist der Verengungsbereich 44 an seinem stromabwärts gelegenen Ende 44D (mittels der Richtung des Garnflusses F definiert) eine im wesentlichen rechteckige Querschnittskonfiguration auf, aufgenommen in einer ersten Querschnittsebene 60A senkrecht zu einem ersten Garnflußvektor 62A, der am stromabwärts gelegenen Ende 44D des Verengungsbereiches 44 definiert wird. Auf die Fläche des Verengungsbereiches 44 an seinem stromabwärts gelegenen Ende 44D bezieht man sich hierin als At.
Die Fläche des Garndurchganges 40 an seinem stromabwärts gelegenen Ende 42D (in der Richtung des Garnflusses F) des Eintrittsbereiches 42 ist kleiner als die Fläche At der Verengung 44 an ihrem stromabwärts gelegenen Ende 44D. Auf diese Fläche des Garndurchganges am stromabwärts gelegenen Ende 42D des Eintrittsbereiches 42 bezieht man sich hierin als Fläche Ai. Die Ungleichheit zwischen der Fläche At und der Fläche Ai zeigt sich selbst in den Zeichnungen durch einen Vorsprung 445, der an der Grenzfläche zwischen dem Eintrittsbereich 42 und dem Verengungsbereich 44 definiert wird.
Der Druckfluidkanal 20C in der Nähe seiner Schnittlinie mit dem Verengungsbereich 44 weist eine rechteckige Querschnittskonfiguration auf, aufgenommen in einer zweiten Querschnittsebene 60B, die senkrecht zu einem Fluidstromvektor 64 verläuft, der sich dort hindurch erstreckt. Auf die Fläche des Druckfluidstromkanals 20C in der Nähe seiner Schnittlinie mit dem Verengungsbereich 44 bezieht man sich hierin als Ap.
Der sich erweiternde Bereich 46 weist ein stromabwärts gelegenes Ende 46D auf, das mit einem vorgegebenen Abstand 46L vom stromabwärts gelegenen Ende 44D der Verengung 44 beabstandet ist, wobei der Abstand 46L im Bereich von 2,54 cm (ein (1) in.) bis zu 30,28 cm (zwölf (12) in.) liegt. Das stromabwärts gelegene Ende 46D des sich erweiternden Bereiches 46 weist eine rechteckige Querschnittsfläche auf, aufgenommen in einer dritten Querschnittsebene 60C senkrecht zu einem zweiten Garnflußvektor 62B, der am stromabwärts gelegenen Ende 46D des sich erweiternden Bereiches 46 definiert wird. Auf die Fläche des sich erweiternden Bereiches 46 an seinem stromabwärts gelegenen Ende 46D bezieht man sich als Ae.
Der Strom des Fluids von der Verengung ist für den Bauschvorgang des Düsenabschnittes 14 wichtig. Um wirksam mit dem Garn Y in Eingriff zu kommen und es kräftig zu spannen, um es von der Walze D wegzuziehen und in den Düsenabschnitt hinein, und um das Garn Y in den Stauchrohrabschnitt 16 hineinzutreiben, sollte der Strom des Fluids von der Verengung und durch den sich erweiternden Bereich 46 ein Überschallstrom sein. Ein Überschallfluidstrom wird zur Verengung vom Druckfluidkanal 20C geführt und kann beibehalten werden, indem ein expandierendes Flächenverhältnis vom stromabwärts gelegenen Ende 44D der Verengung zum stromabwärts gelegenen Ende 46D des sich erweiternden Bereiches bewirkt wird. Das ist unter der Bedingung möglich, daß der Abstand 46L im Bereich von 2,54 cm (ein (1) in.) bis 30,28 cm (zwölf (12) in.) liegt, basierend auf dem Maßstab der Garndüsen, um einen Druckabfall im sich erweiternden Bereich zu minimieren, der anderenfalls den Überschallstrom eliminieren kann. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und mit der vorangehenden Bedingung liegt das Verhältnis der Fläche Ae zur Fläche At, worauf man sich hierin nachfolgend als das Überschallstromverhältnis bezieht, im Bereich von 1,1 bis 3,0.
Der Strom des Fluids von der Verengung ist ebenfalls wichtig, um einen abgehenden Strom, der durch den Pfeil E in Fig. 4B veranschaulicht wird, aus dem Eintrittsende 34E des Durchganges 40 zu liefern. Der abgehende Strom verhindert, daß der Düsenabschnitt Umgebungsluft im Eintrittsende 34E während des Betriebes ansaugt, die so wirken würde, daß die Garntemperatur im Düsenabschnitt abgekühlt wird. Sie wirkt ebenfalls, um das im Gegenstrom befindliche Garn vorzuwärmen, während es vom Eintrittsende 34E durch den Eintrittsbereich 42 passiert. Die Antriebskraft für den abgehenden Strom ist ein geringfügiger Gegendruck im Verengungsbereich, der den Strom durch den Eintrittsbereich 48 drückt. Dieser abgehende Strom muß jedoch auf ein vernünftiges Niveau gesteuert werden, um einen übermäßigen Strom zu vermeiden, der die Garnspannung vermindern würde, und der den Druck vermindern würde, der im Verengungsbereich verfügbar ist, um den Überschallstrom im sich erweiterenden Bereich aufrechtzuerhalten. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung liegt das Verhältnis der Fläche At zur Fläche Ap, worauf man sich hierin nachfolgend als das Verhältnis des abgehenden Stromes bezieht, im Bereich von 0,5 bis 2,0. Ein übermäßiger abgehender Strom wird begrenzt, da die Fläche Ai kleiner ist als die Fläche At.
Außerdem ist es in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wichtig, daß der Verengungsbereich 44, der sich erweiternde Bereich 46 und der Druckfluidkanal 20C im allgemeinen rechteckige Querschnitte aufweisen. Das liefert einen gleichmäßigeren Fluidstrom in diesen Bereichen, um die Turbulenz des Stromes zu minimieren, die zu einer Verwirrung der Garnelementarfäden führen würde. Das steht im Gegensatz zu vielen Düsen nach dem bisherigen Stand der Technik, die im allgemeinen Düsendurchgänge mit rundem Querschnitt aufweisen, wo der Strom in starkem Maß über dem Durchmesser variiert, da sich eine kleine Breiteneinheit der Querschnittsfläche konstant verändert, wenn man von einer Seite des Durchganges zur anderen geht. Über einen rechteckigen Durchgang ist keine derartige Abweichung zu verzeichnen. Um jegliche Störungen des Stromes zu vermeiden (die eine Turbulenz des Stromes und eine resultierende Garnverwirrung erzeugen würden), während das Hochdruckfluid vom rechteckigen Druckfluidkanal in die rechteckige Verengung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eintritt, weisen die Verengung 44 und der Druckfluidkanal 20C längs ihrer Schnittlinie gleiche Breitenabmessungen 20W und bzw. 44W (Fig. 4A) auf, die zueinander ausgerichtet sind. Die diskutierten Breitenabmessungen werden in einer Querschnittsebene senkrecht zu einer Bezugsachse 44A (Fig. 4A, 4B) genommen, die sich durch die Verengung 44 erstreckt. Die Achse 44 ist mit dem ersten Garnflußvektor 62A ausgerichtet, der am stromabwärts gelegenen Ende 44D der Verengung 44 definiert wird. Außerdem sind die Seitenwände 44L der Verengung 44 und die Seitenwände 20L des Druckfluidkanals 20C koplanar.
In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Verschleißeinsatz für Fluiddüsen. Der Verschleißeinsatz, der in Fig. 5 in Seitenansicht gezeigt wird, ist in einer nichtverflechtenden Bauschdüse mit abgehendem Strom, wie in Fig. 1 bis 5 gezeigt wird, ebenso wie in irgendeiner Düse nützlich, wo ein Vorsprung vorhanden ist, bei dem sich ein kleinerer Eintritt mit einer größeren Verengung verbindet, wodurch ein abrupter Rand oder eine Ecke erzeugt wird. Eine derartige Ecke ist für einen schnellen Verschleiß durch ein daran scheuerndes Garn anfällig, während sich das Garn am Vorsprung vorbei bewegt.

VERSCHLEISSELEMENT

Während das Garn durch den Garnbauschdurchgang 40 (Fig. 4A und 4B) gelangt, scheuert es manchmal die Wände der Nut in der Nähe des Vorsprunges 445, der an der Grenzfläche zwischen dem Eintrittsbereich 42 und dem Verengungsbereich 44 definiert wird. Das Garn weist oftmals scheuernde Substanzen im Polymer auf, aus dem Garn hergestellt wird, die einen beschleunigten Verschleiß auf den Oberflächen hervorrufen, über die das Garn in Berührung kommt. Dieser Verschleiß wird im Bereich des Vorsprunges 44S verstärkt.
Um dieses Problem zu überwinden, verwendet die vorliegende Erfindung ein Verschleißelement 70, das auswechselbar in den Körper 18 einsetzbar ist. Das Verschleißelement 70 wird aus einem Material mit einem Härtewert hergestellt, der größer ist als der Härtewert des Materials, das verwendet wird, um den Körper 18 zu bilden, in den das Element 70 eingesetzt wird. Im vorliegenden Fall werden die Basis 20 und die Abdeckung 24 beide vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl hergestellt (Härtewert von Rc 40-45, typisch für nichtrostenden Stahl 17-4 PH). Dementsprechend sollte das Verschleißelement 70 aus einem Material, wie beispielsweise Wolframkarbid oder Keramik, gefertigt werden, das einen Härtewert über dem des nichtrostenden Stahls aufweist.
In der in Fig. 5 gezeigten Ausführung der Erfindung umfaßt das Verschleißelement 70 einen relativ vergrößerten zylindrischen Kopfabschnitt 7H, der einen im allgemeinen rechteckigen Stopfenabschnitt 70P aufweist, der daraus vorsteht. Die Grenzfläche zwischen dem Kopfabschnitt 70H und dem Stopfenabschnitt 70P definiert eine Widerlagervorsprungfläche 705. Der Stopfenabschnitt 741 W weist eine stromaufwärts gelegene Fläche 70U, eine stromabwärts gelegene Fläche 70D und einen Kanal 70C auf, der sich dazwischen erstreckt. Die Schnittlinie des Kanals 70C und der stromabwärts gelegenen Fläche 70D definiert eine Verschleißkante 70E.
Das Verschleißelement 70 ist in die zylindrische Senkbohrung 24C in der Abdeckung 24 einsetzbar, so daß, wenn es so in die Abdeckung 24 eingesetzt wird, der Kanal 70C mindestens einen Abschnitt des Eintrittsbereiches 42 des Garndurchganges 40 definiert, während die stromabwärts gelegene Fläche 70D des Verschleißelementes 70 die stromaufwärts gelegene Grenze der Verengung 44 definiert. Das Verschleißelement ist in dem Sinn umkehrbar, daß es so eingesetzt werden kann, daß beide Flächen des Stopfens als die stromaufwärts gelegene oder stromabwärts gelegene Fläche dienen können.
Das Verschleißelement 70 wird in der vorangehend beschriebenen zusammengebauten Beziehung mit der Abdeckung 24 durch eine elastische vorspannende Feder 74 gehalten. Die Feder 74 spannt die Unterfläche 70B am Verschleißelement 70 in eine anstoßende Beziehung mit der Eingriffsfläche 20M der Basis 20 vor. Die Feder 74 wird in der Bohrung 24C mittels einer Unterlegscheibe 76 und eines Bolzens 78 an Ort und Stelle gehalten. Die Widerlagerfläche 70S am Verschleißeinsatz 70 ist normalerweise durch einen Spalt 70G von der Widerlagerfläche beabstandet, die durch den Vorsprung 24H der zylindrischen Senkbohrung 24C definiert wird, wenn die Abdeckung mit der Basis verbunden wird. Die Feder 74 drückt die Unterfläche 70B des Stopfens 70P fest gegen die Eingriffsfläche 20M der Basis 20. Der Spalt 70G ist so bemessen, daß er ausreichend ist, um Maschinentoleranzen und den Unterschied beim Wärmewachstum zwischen dem Verschleißeinsatz 70 und der Abdeckung 24 auszugleichen. Wenn diese Elemente getrennt werden, berührt die Fläche 70S am Verschleißeinsatz 70 den Vorsprung 24H der zylindrischen Senkbohrung 24C, um zu verhindern, daß der Einsatz aus der zylindrischen Senkbohrung 24C mittels der Feder 74 ausgestoßen wird.
Die Verwendung des Verschleißelementes 70, wie es vorangehend beschrieben wird, hebt den Vorteil hervor, der durch die zweiteilige Ausführung der Garnbauschvorrichtung der vorliegenden Erfindung erhalten wird, bei der die profilierte Nut, die die Profile des Garndurchganges definiert, innerhalb eines der Elemente (beispielsweise der Abdeckung 24) enthalten ist, die den Körper 18 der Bauschvorrichtung bilden, während der Fluidkanal 20C für den Druckfluidstrom vollständig im anderen Element (der Basis 20) gebildet wird. Diese Trennung gestattet eine Reparatur am Garndurchgang 40 entweder durch Auswechseln der Abdeckung 24 als Ganze oder durch Verwendung des Verschleißelementes 70, wie es beschrieben wird. Außerdem zeigt das Anordnen des Fluidkanals 20C vollständig in der Basis 20 den Vorteil der Beibehaltung des konstanten unter Druck gesetzten primären Stromes ungeachtet der Dichtung zwischen der Abdeckung 24 und der Basis 20. Das verbessert die Fähigkeit, ein gleichmäßiges Produkt herzustellen.

STAUCHROHR

Der Stauchrohrabschnitt 16 (Fig. 2B) ist am unteren Ende des Düsenabschnittes 14 in Fluidverbindung mit dem Garndurchgang 40 befestigt. Das Stauchrohr 16 ist ein hohles, im allgemeinen längliches Element, das aus einem Stauchkammerabschnitt 82 und einem Garntransportabschnitt 86 gebildet wird. Obgleich der Stauchkammerabschnitt 82 und der Transportabschnitt 86 gezeigt werden, wie sie für eine leichte Fertigung in zwei Teilen realisiert werden, können sie gleichwertig zu einer Konstruktion oder mehreren Konstruktionen kombiniert werden, wenn es gewünscht wird.
Der Stauchkammerabschnitt 82 ist ein im allgemeinen zylindrisches Element mit einer mittleren Bohrung 82B dort hindurch. Das obere Ende des Stauchkammerabschnittes 82 wird im Durchmesser verringert, um ein hohles Verbindungsstück 82F (Fig. 2A) zu definieren, das innerhalb der mittleren Aussparung 20E im unteren Ende der Basis 24 des Körpers 18 aufgenommen wird. Der Stauchrohrabschnitt 16 wird am Körper 18 durch eine verriegelnde Befestigungsvorrichtung 82L gehalten, die in den Durchgang 20L in der Basis 20 geschraubt wird.
Wie in Fig. 6 zu sehen ist, wird der Übergang zwischen der zylindrischen Bohrung 86B der Stauchkammer 86 und dem stromabwärts gelegenen Ende 46D des rechteckigen sich erweiternden Abschnittes 46 des Garndurchganges 40 gezeigt. Wie in der Figur zu sehen ist, schließt die Grenze der Bohrung 86B den Umfang des stromabwärts gelegenen Endes 46D des rechteckigen sich erweiternden Abschnittes 46 ein, wodurch der Durchgang des Garnes vom Düsenabschnitt 14 zum Stauchrohrabschnitt 16 erleichtert wird. Ebenfalls in Fig. 6 sieht man die Dichtungsfläche 24S auf der Abdeckung 24 und das stromabwärts gelegene Ende 44D der Verengung 44.
Der mittlere Abschnitt des Stauchkammerabschnittes 82 weist eine Vielzahl von schmalen länglichen radialen Schlitzen 82S (Fig. 2B) auf, die um seinen Umfang herum angeordnet sind. Die Schlitze 82S (wie am besten in Fig. 7A, 7B zu sehen ist) erstrecken sich vollständig durch die Wand der Stauchkammer 82, so daß deren Inneres abgelassen werden kann. Jeder Schlitz 82S weist eine periphere Breitenabmessung 82W auf, die etwa 10- bis 15-mal größer ist als der Durchmesser eines Elementarfadens in dem Garn, das durch den Schlitz hindurchgeht, um den Durchgang von gebogenen Elementarfäden durch den Schlitz zu verhindern. Es sollte eine ausreichende Anzahl von Schlitzen 82S um den Umfang der Stauchkammer 82 herum vorhanden sein, damit die gesamte Stromfläche, die durch die Schlitze gewährt wird, ausreichend ist, damit der Fluidstrom passieren kann, der benötigt wird, um das Garn in der Stauchkammer 82 zu verdichten, wie beschrieben wird. Die Bohrung 82B der Stauchkammer 82 divergiert über annähernd die stromaufwärts gelegene Hälfte der Länge des mit Schlitzen versehenen mittleren Abschnittes des Stauchkammerabschnittes 82. Die Divergenz liegt im Bereich von etwa zwei bis etwa sechs Grad und vorzugsweise bei etwa vier Grad, in der Richtung des Garnflusses F.
Der Garntransportabschnitt wird aus einem rohrförmigen Element 86T gebildet, das eine mittlere axiale Bohrung 868 aufweist, die sich dort hindurch erstreckt. Die axiale Bohrung 868 des rohrförmigen Elementes 86T steht mit der mittleren Bohrung 82B des Stauchkammerabschnittes 82 in Verbindung. Das erste obere Ende 86E des Transportrohres 86T wird teleskopisch im unteren Ende des Stauchkammerabschnittes 82 aufgenommen und durch eine Stellschraube 86S dort an Ort und Stelle gehalten. Das untere zweite Ende 86D des Transportrohres 86T weist darin einen Durchgang 86P auf, der mit der Bohrung 86B in Verbindung steht. Der Durchmesser des Durchganges 86P ist etwas größer als (in der Größenordnung von 0,0254 bis 0,0508 cm (0,01 bis 0,02 in.)) der Durchmesser des Transportrohres 86T (senkrecht zur Achse 86A).
Eine mit Schlitzen versehene Ablenkplatte 88 (wird am besten in Fig. 8B und 8C gesehen) ist am zweiten unteren Ende des Transportrohres 86T befestigt. Die Ablenkplatte ist unter einem vorgegebenen Winkel 88A zur Achse 86A der Bohrung 86B des rohrförmigen Elementes 86T zum Durchgang 86P geneigt. Der Neigungswinkel 86A liegt im Bereich von dreißig (30) bis sechzig (60) Grad. Die Ablenkplatte 88 ist durch eine Anordnung von Schlitzen 88S mit offenem Ende perforiert, die eine Vielzahl von Zinken 88T definieren. Die Enden 88E der Zinken 88T liegen innerhalb des Durchgangs 86P im rohrförmigen Element 86T und definieren einen Abschnitt von deren unteren Grenze.
Die Schlitze 88S zwischen den Zinken 88T sollten so bemessen sein, daß Fluid aus der Bohrung 86B des Rohres 86T gelangt, aber nicht das in Schlaufen gelegte und gewundene Garn, das anderenfalls an der Platte 88 hängenbleiben kann. Die Perforationen in der Ablenkplatte 88 können andere Formen aufweisen, wie beispielsweise geschlossene Schlitze oder Löcher, wenn es gewünscht wird, so lange wie derartige Perforationen so bemessen sind, daß nur das Fluid hindurch gelangen kann.

VERBINDUNGSANORDNUNG

Die Basis 20 und die Abdeckung 24 werden miteinander für eine Bewegung aus einer offenen in eine geschlossene Position durch die Verbindungsglieder 26 verbunden und durch die Halteschraube 30 in der geschlossenen Position gehalten. Wie aus den Fig. 9A bis 9D zu sehen ist, sind die Verbindungsglieder 26 an der Basis 20 und der Abdeckung 24 auf der Seite des Körpers 18 gegenüberliegend der Seite befestigt, die in Fig. 2A veranschaulicht wird. Wenn die Abdeckung 24 in der offenen Position ist, wird bemerkt, daß die Eingriffsfläche 24M auf der Abdeckung 24 vertikal über allen Abschnitten der Basis liegt.
Sowohl die Basis 20 als auch die Abdeckung 24 weisen im allgemeinen dreieckig geformte Aussparungen 92A, 92B auf, die Hohlräume bilden, die die Verbindungsglieder 26 aufnehmen. Jedes Verbindungsglied 26, wie es einzeln in Fig. 9D gezeigt wird, weist relativ vergrößerte Endstückabschnitte 26E auf, die durch einen im allgemeinen linearen Stangenabschnitt 26B verbunden werden. Der Übergangsbereich zwischen jedem Endstückabschnitt 26E und der Stange 26B definiert dünne elastisch verformbare Bereiche 26R. Ein Endstückabschnitt 26E eines jeden Verbindungsgliedes 26 ist drehbar an der Basis 20 und an der Abdeckung 24 mittels Drehbolzen 26P montiert. Jeder Drehbolzen weist einen vergrößerten Kopf an einem Ende und eine Aussparung am entgegengesetzten Ende auf. Eine Klemme 26C hält den Drehbolzen 26P an der Abdeckung 24 oder der Basis 20 an Ort und Stelle, je nachdem, wie es der Fall ist.
Fig. 9A zeigt die Basis 20 und die Abdeckung 24 in der vollständig offenen Position. Wenn sie sich in der vollständig offenen Position befindet, sind das Gewindeende 30E der Halteschraube 30 ebenso wie das Ende eines jeden Ausrichtungsstiftes 24P, die in der Abdeckung 24 angeordnet sind, sichtbar. Die vollständig offene Position wird definiert, wo die Verbindungsglieder 26 an einer Seite der Aussparungen 92A, 92B zum Stillstand kommen. In dieser Position wird jegliches Fluid, das noch aus dem Kanal 20C gelangt, ungehindert an den Dichtungsflächen 20S, 24S vorbei abgelassen.
Um die Abdeckung 24 mit der Basis 20 zu verbinden, dreht die Abdeckung 24 die Drehbolzen 26P der Verbindungsglieder 26 weiter in einem im allgemeinen Uhrzeigersinn relativ zur Basis 20 (wie in Fig. 9A betrachtet).
Wie in Fig. 9B zu sehen ist, bringt die Drehbewegung der Bolzen 26P im Uhrzeigersinn die Dichtungsfläche 24S auf der Abdeckung 24 in einen anstoßenden Kontakt mit der Dichtungsfläche 20S auf der Basis 20. In der dazwischenliegenden, teilweise geschlossenen Position, die in Fig. 9B gezeigt wird, wird das Ende 30E der Schraube 30 in der Montageöffnung 20T in der Basis 20 aufgenommen, während das Ende der Ausrichtungsstifte 24P in dem entsprechenden Ausrichtungsschlitz 20A aufgenommen wird. Die Halteschraube 30 kann teilweise in die Öffnung 24T zurückgezogen werden müssen, um zu gestatten, daß das Ende 30E mit der Öffnung 20T augerichtet wird.
Das Ende 30E der Schraube 30 wird in die Öffnung 20T geschraubt, um die Eingriffsflächen 20M, 24M auf der Abdeckung und bzw. der Basis in einen innigen anstoßenden Kontakt zu ziehen (Fig. 9C). Während die Schraube 30 die Basis 20 und die Abdeckung 24 zusammenzieht, verformen sich die Verbindungsglieder 26 in den verformbaren Bereichen 26R, um eine Kraft auf die Abdeckung 24 auszuüben, um sie fest an die Basis 20 längs der entsprechenden Dichtungsflächen 20S, 24S zu pressen, während diese Elemente gleichzeitig längs ihrer Eingriffsflächen 20M, 24M verbunden werden. Das Verbindungsglied 26 wird in seinem verformten Zustand in gestrichelten Linien in Fig. 9D veranschaulicht. Wie in Fig. 9D zu sehen ist, wird, wenn verformt ist, der Spalt 26 G zwischen den Endstücken 26E und der Stange 26B schmaler, und der Abstand 26S zwischen den Mittellinien 26L der Drehbolzenöffnungen wird verkürzt.

FUNKTION

Wie am besten in Fig. 10 zu sehen ist, wird das Garn Y, wenn sich der Abdeckungsabschnitt 24 in der offenen Position befindet, dort hindurch eingefädelt. Da die Verbindungsglieder 26 nur auf der entfernten Seite des Körpers 18 (Fig. 9A) vorhanden sind, ist die nahe gelegene Fläche 18F (Fig. 2, 10) offen, um ein Elementarfadengarn Y aufzunehmen. Das einzelne Garn Y wird beispielsweise mit einer Ansaugabfallpistole 136 geführt, die den Garnverlauf unter Vakuum setzt, während sich der Verlauf fortsetzt. Die Bolzenführung 24Y auf der Abdeckung 24 und das Paar Führungen 20 G auf der Basis 20 unterstützen das Einfädeln des Garnes. Diese Elemente führen das Garn Y in Ausrichtung mit der Nut 34 in der Abdeckung 24, während das Garn eingefädelt wird. Da, wie es bemerkt wird, im geöffneten Zustand, die Eingriffsfläche 24M der Abdeckung 24 etwas über der Fläche 20U (Fig. 2A) der Basis 20 liegt, wird das Einfädeln des Garnes erleichtert, insbesondere, wenn benachbarte Garnbauschvorrichtungen vorhanden sind. Nach dem Ausrichten des Garnes mit der Nut 34 hebt der Arbeiter die Saugpistole 136 an (in die Position, die mit 136' gezeigt wird), so daß das Garn durch die flache Einfädelungskerbe 24N am Ende der Abdeckung 24 gelangt (wie bei 138' gezeigt wird). Während dieser Zeit, wenn es noch strömt, wird das Fluid aus dem Kanal zwischen den Dichtungsflächen 20S, 24S abgelassen.
Die Abdeckung 24 und die Basis 20 werden geschlossen, wie es in Verbindung mit Fig. 9A bis 9D beschrieben wird. Wenn sie geschlossen sind, erstreckt sich das Garn durch den eingeschlossenen Garndurchgang 40, der so definiert wird. Außerdem, wenn sie geschlossen sind, wirken die Einfädelungskerbe 20N in der Basis und die Einfädelungskerbe 24N in der Abdeckung 24 zusammen, um eine Austrittsöffnung für das Garn zu definieren, das eingefädelt wird. Wenn der Körper 18 in einem Stück gefertigt wird, wird der Düsenabschnitt 14 eingefädelt, indem eine Kordel verwendet wird, um das Schnittende des Garnes in den Garndurchgang zu befördern.
An dieser Stelle ist der Arbeiter darauf gefaßt, das Garn Y durch den Stauchrohrabschnitt 16 der Garnbauschvorrichtung 10 einzufädeln. Das wird durch Aktivieren der Druckquelle P zustande gebracht, um zu bewirken, daß das unter Druck stehende Fluid durch die Druckfluidleitung 20D in den Bauschdurchgang 40 strömt. Der Garnverlauf Y wird danach abgeschnitten und aus der Abfallpistole freigegeben. Das Schnittende wird durch die Einfädelungsöffnung in die Stauchkammer 82 und das Transportrohr 86 des Stauchrohrabschnittes 16 gezogen.
Die mit Schlitzen versehene Ablenkplatte 88 am Ende des Transportrohres 86T verlangsamt den Durchgang des Garnes, so daß ein Wattebausch W, aus Schlingen und Windungen des Garnes Y bestehend, im Transportrohr 86T begonnen werden kann. Der größte Teil des Fluids gelangt durch die Schlitze 88S in der Ablenkplatte 88. Der Wattebausch W wächst weiter längs der Länge des Rohres 86T, bis der Wattebausch W in den abgelassenen Stauchkammerabschnitt 82 eintritt und teilweise die Ablaßschlitze 82S bedeckt. Während der Wattebausch W weiter den Stauchkammerabschnitt 82 füllt, wird ein größerer Abschnitt der Schlitze abgedeckt, wobei das Ablassen des Fluids weiter eingeschränkt wird.
Der Wattebausch W füllt den abgelassenen Abschnitt der Stauchkammer 82, bis ein Gleichgewicht erreicht ist, wenn der Fluiddruck im Wattebausch W bis zu einem Punkt ansteigt, wo der Wattebausch W längs des Rohres 86T mit der gleichen Geschwindigkeit gedrückt wird, damit der Wattebausch W in der Länge infolge des abgelegten Garnes im abgelassenen Abschnitt der Stauchkammer 82 wächst.
Der divergierende Abschnitt der Stauchkammer 82 ist beim Steuern des Gleichgewichtes zwischen den Reibungskräften und den Fluidkräften wichtig. Der Divergenzwinkel kann für unterschiedliche Reibungseigenschaften in verschiedenen Garnprodukten oder für unterschiedliche Arbeitsbedingungen des Fluids (Druck, Temperatur, Strom) verändert werden.
Der sich bewegende Wattebausch tritt aus dem Rohr 86T durch die Öffnung 86P aus und wird auf die Walze R gelenkt, wie in Fig. 1 zu sehen ist.
Man glaubt, daß die Garnbauschvorrichtung 10 höhere Eintrittsspannungen im Garn Y liefert und zu einem bauschigeren Garn führt, als es bei Garnbauschvorrichtungen nach dem bisherigen Stand der Technik möglich ist. Höhere Eintrittsspannungen unterstützen das Entfernen des Garnes von den heißen Walzen D (Fig. 1), wodurch das Auftreten von Walzenumwicklungen minimiert wird. Man glaubt ebenfalls, daß die Garnbauschvorrichtung 10 ein geringes oder kein Verflechten und Verwirren im Garn Y erzeugt, so daß ein kontrolliertes Maß an Verflechtung später separat zur Anwendung gebracht werden kann. Das ist sehr nützlich, wenn das Hinzufügen eines Elementarfadens zum Garn Y nach dem Bauschen gewünscht wird, wie beispielsweise eines antistatischen oder anderen Elementarfadens für spezielle Zwecke. Man glaubt außerdem, daß die Garnbauschvorrichtung ein hohes Niveau an Bauschigkeit erzeugt, indem weniger unter Druck stehendes Fluid durch die Leitung 20D als bei äquivalenten Vorrichtungen nach dem bisherigen Stand der Technik zur Anwendung gebracht wird.
Die Fähigkeit, eine höhere Bauschigkeit zu erzeugen, bietet ebenfalls die Möglichkeit, das gleiche Niveau der Bauschigkeit wie bei Vorrichtungen nach dem bisherigen Stand der Technik zu erzeugen, während eine niedrigere Temperatur für das unter Druck stehende Fluid angewandt wird. Im Fall des Bauschens von Teppichgarn führt das Fluid mit niedrigerer Temperatur zu besseren deutlichen Umrissen der Spitzen, wenn das Garn für eine Verwendung in einem Tournaiteppich mehrfach gezwirnt und wärmefixiert wird. Die Baukastenkonstruktion, die trennbare Teile für den Körper und die Abdeckung des Bauschdüsengehäuses aufweist, und der Fluidablaßabschnitt und der Wattebauschtransportabschnitt des Wattebauschbildungsrohres führen dazu, daß die Garnbauschvorrichtung 10 leicht zu fertigen und zu warten ist. Die Teile können mit einem hohen Niveau an Reproduzierbarkeit hergestellt werden, so daß die Leistung der Bauschvorrichtungen in starkem Maß reproduzierbar ist. Der auswechelbare eingeschränkte Abschnitt der Nut, wo der Verschleiß durch das scheuernde Garn am stärksten ist, macht die Wartung einfach und gestattet die Verwendung der Bauschvorrichtung bei einer breiten Vielzahl von Garnen. Die abnehmbare Abdeckung des Bauschdüsengehäuses ermöglicht ein einfaches Einfädeln der Bauschvorrichtung, und die elastischen Verbindungsglieder sichern, daß die Abdeckung am Körper während der Funktion des Gehäuses dicht abgedichtet wird.
Jene Fachleute, die einen Vorteil aus den Lehren der vorliegenden Erfindung ziehen, wie sie hierin vorangehend dargelegt werden, können zahlreiche Modifikationen dazu zustande bringen. Derartige Modifikationen sollen so ausgelegt werden, daß sie innerhalb der Absicht der vorliegenden Erfindung liegen, wie sie durch die als Anhang beigefügten Patentansprüche definiert wird.

Claims

1. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom, die aufweist:

einen Körper (18) mit einem geschlossenen Garndurchgang (40), der sich dort hindurch erstreckt;

den Garndurchgang (40), der umfaßt: einen Eintrittsbereich (42); einen Verengungsbereich (44); und einen sich aufweitenden Bereich (46), wobei der Eintrittsbereich (42) den Verengungsbereich (44) am stromaufwärts gelegenen Ende der Verengung (44E) verbindet, und wobei der sich erweiternde Bereich (46) den Verengungsbereich (44) am stromabwärts gelegenen Ende der Verengung (44D) verbindet, wobei die Fläche des Eintrittsbereiches an seinem stromabwärts gelegenen Ende mit A; angegeben wird;

einen einzelnen Druckfluidkanal (20C), der sich durch den Körper (18) hindurch erstreckt und sich mit dem Garndurchgang (40) im Verengungsbereich (44) schneidet, gekennzeichnet dadurch, daß

der Verengungsbereich (44) an seinem stromabwärts gelegenen Ende (44D) eine im wesentlichen rechteckige Querschnittskonfiguration aufweist, aufgenommen in einer ersten Querschnittsebene (60A) senkrecht zu einem ersten Garnflußvektor (62A), der am stromabwärts gelegenen Ende (44D) des Verengungsbereiches (44) definiert wird, wobei die Fläche des Verengungsbereiches (44) an seinem stromabwärts gelgenen Ende (44D) durch At angegeben wird;

die Fläche des Eintrittsbereiches Ai kleiner ist als die Fläche At;

der Druckfluidkanal (20C) in der Nähe seiner Schnittlinie mit dem Verengungsbereich (44) eine rechteckige Querschnittskonfiguration aufweist, aufgenommen in einer zweiten Querschnittsebene (60B) senkrecht zu einem Fluidstromvektor (64), der sich dort hindurch erstreckt, wobei die Fläche des Druckfluidstromkanals (20C) in der Nähe seiner Schnittlinie mit dem Verengungsbereich (44) durch Ap angegeben wird;

der sich erweiternde Bereich (46) ein Austrittsende aufweist, das über einen vorgegebenen Abstand L von der Verengung (44) beabstandet ist, wobei der Abstand L im Bereich von 2,54 cm (ein (1) in.) bis 30,28 cm (zwölf (12) in.) liegt, wobei das Ende des sich erweiternden Bereiches (46) eine rechteckige Querschnittsfläche aufweist, aufgenommen in einer dritten Querschnittsebene (60C) senkrecht zu einem zweiten Garnflußvektor (62B), der am stromabwärts gelegenen Ende (46D) des sich erweiternden Bereiches (46) definiert wird, wobei sein Ende mit Ae angegeben wird;

die Verengung (44) und der Druckfluidkanal (20C) längs ihrer Schnittlinie eine gleiche Breitenabmessung aufweisen, aufgenommen in einer Querschnittsebene senkrecht zu einer Achse, die mit dem ersten Garnflußvektor (62A) ausgerichtet ist und sich durch die Verengung (44) erstreckt; und

das Verhältnis der Fläche At zur Fläche Ap im Bereich von 0,5 bis 2,0 liegt,

das Verhältnis der Fläche Ae zur Fläche At im Bereich von 1,1 bis 3,0 liegt.

2. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 1, bei der der Eintrittsbereich (42) und der Druckfluidkanal (20C) beide symmetrisch um eine gemeinsame Symmetriebezugsebene (56) herum sind.

3. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 1, bei der der Körper (18) aufweist:

ein erstes und ein zweites Konstruktionselement (20, 24), von denen ein jedes eine Eingriffsfläche (20M, 24M) darauf aufweist, wobei die Elemente (20, 24) längs ihrer Eingriffsflächen (20M, 24M) verbunden werden können, wobei die Elemente (20, 24), wenn sie verbunden sind, den geschlossenen Garndurchgang (40) definieren,

wobei der einzelne Druckkanal (20C) vollständig im ersten Konstruktionselement (20) gebildet wird.

4. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 3, bei der das erste Konstruktionselement (20) eine ebene Fläche (20M) darauf aufweist, und bei der das zweite Konstruktionselement (24) eine Nut (34) aufweist, die darin gebildet wird,

wobei, wenn sie in Eingriff sind, die ebene Fläche (20M) am ersten Konstruktionselement (20) und die Nut (34) im zweiten Konstruktionselement (24) zusammenwirken, um den Garndurchgang (40) zu definieren.

5. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 3, bei der jede der Eingriffsflächen (20M, 24M) eine ebene Fläche ist, und

bei der jedes von erstem und zweitem Element (20, 24) eine ebene Dichtungsfläche (20S, 24S) aufweist, die von der Eingriffsfläche (20M, 24M) darauf getrennt ist,

wobei sich die Ebene der Dichtungsfläche (20S, 24S) auf jedem Element (20, 24) mit der Ebene der Eingriffsfläche (20M, 24M) auf jenem Element (20, 24) schneidet.

6. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 1, die außerdem aufweist:

ein Element (70), das in den Körper (18) eingesetzt werden kann, wobei der Einsatz (70) eine stromaufwärts gelegene Fläche (70U), eine stromabwärts gelegene Fläche (70D) und einen Kanal (70C) aufweist, der sich dazwischen erstreckt, wobei die Schnittlinie des Kanals (70C) und der stromabwärts gelegenen Fläche (70D) des Elementes (70) eine Verschleißkante (70E) definieren, wobei, wenn es in den Körper (18) eingesetzt ist, der Kanal (70C) mindestens einen Abschnitt des Eintrittsbereiches (42) des Garndurchganges (40) definiert und die stromabwärts gelegene Fläche (70D) des Elementes (70) die stromaufwärts gelegene Grenze der Verengung (44) definiert.

7. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 3, die außerdem aufweist:

das zweite Element (24) mit einer Öffnung darin, wobei ein Element (70) in die Öffnung im zweiten Element (24) in einer anstoßenden Beziehung mit der Eingriffsfläche (20M) des ersten Elementes (20) eingesetzt werden kann, wobei der Einsatz (70) eine stromaufwärts gelegene Fläche (70U), eine stromabwärts gelegene Fläche (70D) und einen Kanal (70C) aufweist, der sich dazwischen erstreckt, wobei die Schnittlinie des Kanals (70C) und der stromabwärts gelegenen Fläche (70D) des Elementes (70) eine Verschleißkante (70E) definieren,

wobei, wenn es in den Körper (18) eingesetzt ist, der Kanal (70C) mindestens einen Abschnitt des Eintrittsbereiches (42) des Garndurchganges (40) definiert und die stromabwärts gelegene Fläche (70D) des Elementes (70) die stromaufwärts gelegene Grenze der Verengung (44) definiert; und

ein elastisches Element (74) für das Vorspannen des Einsatzes (70) in eine anstoßende Beziehung mit der Eingriffsfläche (20M) des ersten Elementes (20).

8. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 7, bei der der Körper (18) aus einem Material mit einem ersten Härtewert hergestellt wird, und bei der der Einsatz (70) aus einem Material mit einem zweiten Härtewert hergestellt wird, wobei der zweite Härtewert größer ist als der erste Härtewert.

9. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 1, wobei die Bauschvorrichtung (10) außerdem umfaßt:

einen Stauchkammerabschnitt (82), der mit dem Garndurchgang (40) für das Bilden eines Wattebausches aus Garn verbunden ist; und

einen Garntransportabschnitt (86), wobei der Garntransportabschnitt (86) durch ein rohrförmiges Element (86T) mit einer sich dort hindurch erstreckenden axialen Bohrung (86B) gebildet wird, wobei das rohrförmige Element (86T) ein erstes (86E) und ein zweites Ende (86D) aufweist, wobei das erste Ende (86E) des rohrförmigen Elementes (86T) mit der Stauchkammer (82) in Verbindung steht,

wobei das rohrförmige Element (86T) einen Durchgang (86P) aufweist, der mit der axialen Bohrung (86B) in Verbindung steht, die angrenzend an das zweite Ende (86D) davon gebildet wird; und

eine Ablenkplatte (88), die am rohrförmigen Element (86T) angrenzend an dessen zweitem Ende (86D) befestigt ist, wobei die Ablenkplatte (88) zur Achse (86A) der Bohrung (86B) und in Richtung des Durchganges (86P) im rohrförmigen Wandelement (86T) geneigt ist, wobei die Ablenkplatte (88) Perforationen (88S) darin aufweist.

10. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 9, bei der die Ablenkplatte (88) unter einem Neigungswinkel (88A) im Bereich von dreißig (30) bis sechzig (60) Grad geneigt ist.

11. Nichtverflechtende Garnbauschvorrichtung (10) mit abgehendem Strom nach Anspruch 9, bei der die Ablenkplatte (88) mittels einer Vielzahl von Schlitzen (88S) perforiert ist, die eine Vielzahl von Zinken (88T) definieren, wobei jeder Zinken (88T) ein Ende (88E) daran aufweist, wobei die Enden (88E) der Zinken innerhalb des Durchganges (86P) zu finden sind und einen Abschnitt der Grenze davon definieren.