用於自由端紡紗裝置的纖維引導通道以及用於生產纖維引導通道的方法
2023-05-29 22:16:06 1
專利名稱：用於自由端紡紗裝置的纖維引導通道以及用於生產纖維引導通道的方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的纖維引導通道以及一種根據權利要求4的前序部分所述的用於生產纖維引導通道的方法。
背景技術：
與自由端紡紗裝置、尤其是自由端氣流紡紗裝置相結合的纖維引導通道長時間以來一直是公知的，並在許多專利申請中對其進行了描述。
對這種在其中進行單根纖維氣動輸送的纖維引導通道，尤其是關於幾何結構和表面質量的設計存在較高的要求。換言之，這種纖維引導通道內的流動條件必須確保纖維在輸送期間儘可能保持拉伸或被拉伸。此外，這些部件的表面必須連續光滑，從而在纖維氣動輸送期間沒有纖維能被固定。這裡，特別要避免能夠在纖維引導通道的邊界層區域中形成的破壞性氣流漩渦。
長時間來也公知各種生產這種纖維引導通道的製造方法。
例如，在DE-AS 23 64 261、DE-OS 28 00 795或DE 195 11 084中描述了完全或部分由鋼板部件製成的纖維引導通道。
例如，根據DE 28 00 795 A1，其設置成首先在第一工作步驟中用鋼板製造纖維引導通道機構。然後圍繞該預製造部件將例如液態鋁澆注到壓鑄模中。然而，由於無法令人滿意地解決出現的問題，該生產方法不能應用到實踐中。例如，已經發現用鋼板預製造的纖維引導通道機構在壓鑄模中由於高壓而變形，因此必須費力地支承。而且，在該生產方法中，總是存在過量鑄造材料進入纖維通道的危險，而這對纖維通道的表面質量具有負面的影響。
根據DE 195 11 084 A1的纖維引導通道機構也被構造成為冷成形鋼板部件。然而，在該機構中，鋼板部件可固定在預製造開松輥殼體的相應容納孔中，從而可更換，並通過抵靠在纖維引導通道機構外周上的0形環密封件而相對於開松輥殼體密封。
與通道板相比，該已知的纖維引導通道機構通過專用軟管噴嘴密封。然而，在實踐中已經發現在這種鋼板結構中可出現使得不能進行正常紡紗操作的密封問題。
此外，在DE 197 12 881 A1中描述了被構造成壓鑄部件的纖維引導通道。這些公知的纖維引導通道具有底部，該底部具有定心機構和用來容納密封環的環形槽，而且這些纖維引導通道可以通過該底部以精確角度及氣密方式固定在開松輥殼體的相應孔中。該纖維引導通道在中間通道板轉接器接收器的區域中以一孔開口，該區域也由相應的密封件以氣密方式密封。根據DE 197 12 881 A1的纖維引導通道還例如通過浸在鎳擴散槽中而設有磨損保護。
上述纖維引導通道在理論上、實際中都是成功的，並應用在大量自由端氣流紡紗裝置中。然而，以鋅或鋁壓鑄件生產這種纖維引導通道非常昂貴，因而導致了持續高的模製成本。而且，在該製造方法中，特別是由於對纖維引導通道的表面質量的較高質量要求，因此廢品率相對較高。
發明內容
從上述現有技術出發，本發明的目的基於開發一種纖維引導通道以及一種用於生產該纖維引導通道的方法，該方法使得可經濟地生產(即儘可能少地生產廢品)纖維引導通道，在該方法中，不會對纖維引導通道的成形設置太窄的限制。
根據本發明，該目的通過如權利要求1所述的纖維引導通道實現。
在權利要求4中描述了用於生產這種纖維引導通道的優選方法。
根據本發明方法的有利配置是權利要求5至9的主題。
根據本發明的纖維引導通道具有的具體優點在於，它們對外部和內部形式基本沒有程序上的限制。換言之，纖維引導通道就其成形而言即使在它們的內截面區域中也幾乎不受任何限制，從而可容易地設置在流動方面最佳的通道輪廓。由於在所提供的生產方法中廢品率極低，因此還可經濟地生產這種纖維引導通道。
在此情況下，可以對燒結後製成的最終物體進行幾乎任何可設想的熱處理和表面處理方法，而基本無需在隨後的精加工過程中進一步精加工。換言之，在按照上述製造方法生產的纖維引導通道中，因為無需大部分傳統的、相對昂貴的精加工，並且廢品率非常低，所以無需許多處理步驟就能因此而經濟且高質量地製造根據本發明的纖維引導通道。
相應的方法也稱為MIM或PIM技術(MIM即金屬注射成型，PIM即粉末注射成型)。為了通過MIM或PIM技術生產纖維引導通道，首先將有機粘結劑與可燒結材料，例如非常細(＜20μm)的大致球形金屬粉末或氧化物陶瓷粉末混合以形成均勻物質，或加以處理以形成所謂的球粒(pellet)。在本示例中，在該均勻物質中的金屬粉末或氧化物陶瓷粉末的體積部分通常高於50％。然後將所獲得的物質在注射成型機上進行與塑料材料處理類似的處理。換言之，坯料體通過注射成型機用該物質製造而成，並已經具有待製成的纖維引導通道的所有典型幾何特徵，但仍具有因為粘結劑含量而增大的體積。然後以所謂的粘結劑去除工藝從坯料體中去除有機粘結劑。然後在各種保護性氣體或真空中通過燒結而壓實剩餘的多孔中間體，從而形成具有最終尺寸的纖維引導通道。在該情況下發生的收縮可導致大於96％的最終尺寸。
基本上，在MIM或PIM技術的應用中，還存在這樣的可能性，即例如通過目標質量集中而影響纖維引導通道的內輪廓或內寬度。換言之，可通過在纖維引導通道的一定區域中施加加強的外部質量來控制坯料體的收縮特性，從而例如可抵消在坯料體生產期間所產生的脫模斜面。
由於可燒結材料的材料，例如金屬粉末或氧化物陶瓷粉末，因此可以以目標方式影響可燒結材料的顆粒尺寸以及對粘結劑移除和/或燒結參數的選擇、以及纖維引導通道的表面結構。換言之，可預先設定用於進一步處理或熱處理的最有利的表面結構。
在上述方法的使用中，明顯還存在這樣的可能性，即將纖維引導通道構造成單部件或多部件。
在多部件結構中，如果至少一個插入件(其布置在纖維引導通道的進口區域中，並形成纖維撕裂邊緣，從而受到較大載荷)由MIM或PIM技術生產，則是有利的，這是因為以該方式生產的插入件已經非常耐磨損，而且還可通過相應的精加工而毫無問題地進一步改進。換言之，在由MIM或PIM技術生產的纖維引導通道中，避免了所謂的蛋殼效應(即外殼硬而內核軟)。所生產的部件具有持續高的抗磨損性。在此情況下，還可通過相對簡單的方式例如通過鍍鉻而進一步改進與纖維接觸的表面。
在單部件纖維引導通道的情況下，具體地，纖維引導通道的表面質量可以通過電鍍等而以相對簡單的方式最優化。換言之，通過相應的塗敷可生產具有非常光滑表面的纖維引導通道，這對纖維引導通道內的流動條件具有非常積極的影響，從而在整體上對整個機構的紡紗效果具有積極的影響。
插入件或根據本發明製造的纖維引導通道還可有利地進行本身公知的其它熱處理，例如滲氮、加硼(boration)等等。這種經熱處理的部件的特徵在於壽命較長。
以下將藉助附圖中示出的實施例更詳細地描述本發明，在附圖中圖1示意性地表示具有根據本發明的纖維引導通道的自由端氣流紡紗裝置的側視圖，該纖維引導通道連接在開松輥殼體和紡紗轉子之間；圖2表示具有由MIM或PIM技術製造的單部件纖維引導通道的第一實施例的開松輥殼體的前視圖；圖3表示圖2中所示的纖維引導通道的側視圖；圖4表示由MIM或PIM技術製造的單部件纖維引導通道的第二實施例；圖5表示包括由MIM或PIM技術製造的插入件的多部件纖維引導通道。
具體實施例方式
如所公知，在圖1中示出的自由端氣流紡紗裝置1具有轉子殼體2，紡紗轉子3在該轉子殼體2中高速運行。在此示例中，紡紗轉子3通過其轉子軸4而支承在支承盤軸承5的間隙中，並通過沿機器長度的切向帶6加載，該切向帶6由壓力輥7接合。本身向著前方開口的轉子殼體2在操作期間通過可樞轉安裝的蓋件8關閉，蓋件8具有帶有密封件9的通道板37，並且轉子殼體2通過相應的氣動線路10連接到產生轉子殼體2中所需紡紗負壓的負壓源11上。在通道板37的未詳細示出的容納開口中布置有優選為可更換的通道板延長部分，即所謂的通道板轉接器12，該轉接器12具有紗線抽出噴嘴以及纖維引導通道13的噴絲孔區域。
開松輥殼體17固定到安裝成可繞樞轉銷16在有限程度內轉動的蓋件8上。蓋件8還具有用於安裝開松輥21或纖維帶餵入輥22的後支承架19、20。開松輥21在其錠盤23的區域中由沿機器長度的外周切向帶24驅動，而纖維帶餵入輥22的驅動優選通過沿機器長度連接到驅動軸25上的蝸輪裝置(未示出)進行。
圖2以前視圖表示開松輥殼體17的局部剖視圖。在開松輥殼體17的連接孔31中定位有通過MIM或PIM技術製成的單部件纖維引導通道13。如圖所示，連接孔31具有止動臺階部32，纖維引導通道13在該止動臺階部上在安裝狀態中被支承。連接孔31還具有橫向凹部33，其中接合有布置在纖維引導通道13上的位置固定機構34。通過O形環密封件35使纖維引導通道13相對於開松輥殼體17的連接孔31密封，該O形環密封件35定位在布置於纖維引導通道底部44中的相應凹槽36中。
纖維引導通道13例如通過軟管噴嘴38而相對於通道板37密封，該軟管噴嘴38支承在纖維引導通道13的接觸肩部41上。
在圖3中以側視圖表示在圖2中以前視圖示出的通過MIM或PIM技術製成的纖維引導通道13。如上所述，纖維引導通道13優選具有在平面圖中截面為圓形的底部44、部分錐形延伸的中央部分45以及圓柱形孔區域46。凹槽36布置成用於容納底部44中的O形環密封件35。此外，底部44具有適於開松輥21的凹圓形部分47。這裡，該圓形部分47從纖維撕裂邊緣50沿開松輥21的轉動方向延伸。纖維引導通道13在纖維撕裂邊緣50的區域中(換言之，在其入口區域18中)具有寬/高比約為3∶1的內通道截面，並相對其寬度B優選地以角度α向著其孔26延伸。
如從圖2可見到的，另一方面，纖維引導通道13從其入口區域18到其孔26的高度H保持為大致恆定。
圖4表示單部件纖維引導通道13的另一實施例。如圖所示，該纖維引導通道13在其進口18的區域中具有狹窄部15，其相對高度H限制纖維引導通道13的內截面。通過纖維引導通道的這種實施例可增加輸送氣流在進口區域中的流速。
這種輸送氣流在進口區域中流速的增加還可通過使用在圖5示出的多部件纖維引導通道13實現。在這種實施例中，將插入件27布置成可在纖維引導通道13的進口18的區域中更換。這裡，至少插入件27是通過MIM或PIM技術製造的。可更換的插入件27(其顯著地減小了在該區域中的纖維引導通道13的內截面)在其安裝狀態下支承在開松輥殼體17的容納孔31的止動臺階部32上。如上所述，插入件27使纖維引導通道13的進口18減小，並從而使進入纖維引導通道13且由於轉子殼體中的負壓而有效的輸送氣流加速。
在另一實施例(未示出)中，插入件27明顯也可構造成不減小纖維引導通道13的內截面。在這種多部件的纖維引導通道13中，至少插入件27也由MIM或PIM技術製造。
權利要求
1.一種用於自由端紡紗裝置的纖維引導通道，其用於將單根纖維氣動輸送至在可經受負壓的轉子殼體中高速運行的紡紗轉子，所述纖維是由在開松輥殼體中轉動的開松輥從餵入纖維帶中梳開的，其特徵在於，所述纖維引導通道(13)被構造成中空體，其內截面向著其孔(26)減小，所述纖維引導通道(13)由以下製造方法生產其中首先通過注射成型用可燒結材料與粘結劑的混合物生產第一過大尺寸坯料形狀，然後通過除去粘結劑而將該坯料形狀轉化為多孔的中間形狀，並通過燒結而形成幾乎不需精加工的最終形狀。
2.根據權利要求1所述的纖維引導通道，其特徵在於，採用金屬粉末作為所述可燒結材料。
3.根據權利要求1所述的纖維引導通道，其特徵在於，採用氧化物陶瓷粉末作為所述可燒結材料，並用粘結劑對該氧化物陶瓷粉末進行處理以形成球粒。
4.一種用於生產自由端紡紗裝置的纖維引導通道的方法，該纖維引導通道用於將單根纖維氣動輸送至在可經受負壓的轉子殼體中高速運行的紡紗轉子，所述纖維是由在開松輥殼體中轉動的開松輥從餵入纖維帶中梳開的，其特徵在於，通過以下方法步驟生產所述纖維引導通道(13)用可燒結材料和粘結劑製成混合物，通過粉末注射成型用該混合物製成坯料體，從其粘結劑部分釋放該坯料體，並通過燒結而使多孔坯料體硬化成其最終形狀。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，可通過在外周處的目標質量集中而影響所述纖維引導通道的內輪廓。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，可通過燒結材料的材料、材料的顆粒大小以及粘結劑去除和燒結參數來影響纖維引導通道的表面結構。
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，通過上述方法步驟生產至少一個布置在所述纖維引導通道的進口(18)的區域中的插入件(27)。
8.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述纖維引導通道(13)可進行例如滲氮、加硼處理等的熱處理。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述纖維引導通道(13)與單根纖維接觸的表面具有塗層。
全文摘要
本發明涉及一種用於自由端紡紗裝置的纖維引導通道，以及一種用於生產這種纖維引導通道的方法。纖維引導通道本身是公知的，並用於將單根纖維氣動輸送至在可經受負壓的轉子殼體中高速運行的紡紗轉子，所述纖維是由在開松輥殼體中轉動的開松輥從餵入纖維組件中梳開的。根據本發明，纖維引導通道(13)被構造成中空體，其內徑向著其孔(26)減小。纖維引導通道(13)由這樣的製造方法製成，即，通過注射成型用可燒結材料與粘結劑的混合物製成第一過大尺寸的坯料形狀。通過除去粘結劑而將所述坯料轉化為多孔的中間形狀，並通過燒結而形成幾乎不需精加工的最終形狀。
文檔編號D01H4/38GK1914362SQ200480041363
公開日2007年2月14日 申請日期2004年12月29日 優先權日2004年2月4日
發明者迪特爾·哈肯, 約亨·德雷森 申請人:索若兩合股份有限公司