(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルボディ（２）と中空のスピンドル（３）とを備えた空気紡績装置（１）であって、中空のスピンドル（３）がスピンドル先端（８）と長手方向軸線（７）とを有しており、スピンドル先端（８）が、ノズルボディ（２）内に突入しており、スピンドル先端（８）の外面（１１）とノズルボディ（２）の内面（１２）との間に、環状の横断面を有する流出通路（１３）が形成されており、該流出通路（１３）の規定の個所においてスピンドル（３）の長手方向軸線（７）に対して直角に見たギャップ幅（Ｓ）が、スピンドル（３）の全周にわたって一定である形式の空気紡績装置において、スピンドル先端（８）の外面（１１）および／またはノズルボディ（２）の内面（１２）は、スピンドル（３）の長手方向軸線（７）の方向に延びる前記流出通路（１３）の延在長さに沿って前記流出通路（１３）に少なくとも２つの狭隘部が形成されるように成形されており、しかも前記流出通路（１３）はスピンドル（３）の長手方向軸線（７）の方向におけるその延在長さに沿って前記少なくとも２つの狭隘部のそれぞれにおいて、各狭隘部の前後における前記流出通路（１３）の環状の横断面よりも小さく形成された環状の横断面を有していることを特徴とする空気紡績装置。
【請求項２】
スピンドル先端（８）の外面（１１）に少なくとも１つの環状の隆起部（１５）が設けられている、請求項１記載の空気紡績装置。
【請求項３】
ノズルボディ（２）の内面（１２）に、内室に突入した少なくとも１つの環状の膨出部（１６）が設けられている、請求項１または２記載の空気紡績装置。
【請求項４】
スピンドル（３）が２つの部分から形成されていて、スピンドル先端（８）がスピンドル（３）の第１の部分であり、該第１の部分がスピンドル（３）の第２の部分に取付け可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の空気紡績装置。
【請求項５】
スピンドル（３）が２つの部分から形成されていて、スピンドル先端（８）の外面（１１）が、スピンドル先端スリーブ（１８）により形成されており、該スピンドル先端スリーブ（１８）が、スピンドル先端（８）に取付け可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の空気紡績装置。
【請求項６】
ノズルボディ（２）が２つの部分から形成されていて、ノズルボディ（２）の内面（１２）が、ノズルボディインサート（１７）により形成されており、該ノズルボディインサート（１７）が、ノズルボディ（２）内に導入可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の空気紡績装置。
【請求項７】
スピンドル（３）またはノズルボディ（２）が、スピンドル（３）の長手方向軸線（７）の方向（Ｄ）に運動可能であり、これによりスピンドル先端（８）に沿った流出通路（１３）の形状が調節可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の空気紡績装置。
【請求項８】
空気紡績装置（１）を用いて巻付き繊維を芯繊維に巻き付けることによって糸または粗糸を製造するための方法であって、該方法は、空気紡績装置（１）が、スピンドル先端（８）とスピンドル開口（９）とを備えた中空のスピンドル（３）と、ノズルボディ（２）と、繊維ガイドエレメント（４）とを有していて、スピンドル（３）のスピンドル先端（８）がノズルボディ（２）内に突入しており、スピンドル先端（８）の外面（１１）とノズルボディ（２）の内面（１２）との間に、環状の横断面を有する流出通路（１３）が形成されており、繊維ガイドエレメント（４）を通じて空気紡績装置（１）内に導入された繊維が、渦流によって芯繊維と巻付き繊維とファイバロスとに分割され、芯繊維は直接にスピンドル開口内に導入され、巻付き繊維は一方の端部が芯繊維内に捕捉され、他方の端部がスピンドル先端（８）に巻き付けられ、ファイバロスは、スピンドル（３）に沿って案内される空気流によって空気紡績装置（１）から搬出される方法において、前記流出通路（１３）は、ファイバロスの形で存在する繊維が搬出前に巻付き繊維によって捕捉されて、糸または粗糸内に取り込まれ、しかもスピンドル（３）の長手方向軸線（７）の方向に延びる前記流出通路（１３）の延在長さに沿って前記流出通路（１３）に少なくとも２つの狭隘部が形成され、かつこれらの狭隘部のそれぞれにおいて、各狭隘部の前後における前記流出通路（１３）の環状の横断面よりも小さく形成された環状の横断面が生じるように成形されていることを特徴とする、糸または粗糸を製造するための方法。
【請求項９】
空気流に対して直角にスピンドル（３）に沿って渦流が形成されるように前記流出通路（１３）により空気流に影響が与えられる、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
請求項１から６までのいずれか１項記載の空気紡績装置（１）で使用するためのスピンドル（３）であって、糸案内通路（６）とスピンドル先端（８）とが設けられていて、糸案内通路（６）が、スピンドル先端（８）に設けられたスピンドル開口（９）に開口している形式のスピンドル（３）において、スピンドル先端（８）が、少なくとも１つの隆起部（１５）を備えていることを特徴とする、空気紡績装置で使用するためのスピンドル。
【請求項１１】
スピンドル先端（８）の最小外径（Ｂ）に対する前記隆起部（１５）の最大外径（Ａ）の比が、１．０５〜１．５である、請求項１０記載のスピンドル。
【請求項１２】
スピンドル（３）が２つの部分から形成されていて、スピンドル（３）の第１の部分がスピンドル先端（８）により形成されている、請求項１０または１１記載のスピンドル。
【請求項１３】
スピンドル（３）が２つの部分から形成されていて、スピンドル（３）の第１の部分が、スピンドル（３）に装着可能なスピンドル先端スリーブ（１８）により形成されており、該スピンドル先端スリーブ（１８）に少なくとも１つの隆起部（１５）が一体成形されている、請求項１０または１１記載のスピンドル。
【請求項１４】
スピンドル（３）内に糸ガイドインサート（１９）が導入可能であり、これによりスピンドル開口（９）および／または糸案内通路（６）の寸法および形状が可変である、請求項１０から１３までのいずれか１項記載のスピンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、スピンドルを備えた空気紡績装置、すなわちノズルボディと中空のスピンドルとを備えた空気紡績装置であって、中空のスピンドルがスピンドル先端と長手方向軸線とを有しており、スピンドル先端が、ノズルボディ内に突入しており、スピンドル先端の外面とノズルボディの内面との間に、環状の横断面を有する流出通路が形成されており、該流出通路の規定の個所においてスピンドルの長手方向軸線に対して直角に見たギャップ幅が、スピンドルの全周にわたって一定である形式の空気紡績装置に関する。
【０００２】
本発明において「空気紡績装置（エアジェット紡績装置）」とは、糸紡績装置または粗糸紡績装置を意味し、この場合、提案された装置は、空気を用いて作動する全ての紡績方法のために使用可能である。空気流を用いて糸を製造するために働く紡績装置は、繊維束供給部と、ドラフト装置と、空気紡績装置と、巻取り装置とを有している。繊維束供給部によって繊維束は、上流側に設置された繊維束ストッカからドラフト装置へ案内される。ドラフト装置では、繊維束が規定の延伸を受けてドラフトされて、空気紡績装置へ送られる。空気紡績装置では、ドラフトされた繊維束が繊維ガイドエレメントを介して渦流ゾーンに供給される。この渦流ゾーンは繊維ガイドエレメントと、この繊維ガイドエレメントに向かい合って位置するスピンドルの入口開口との間の空間である。渦流ゾーンはノズルボディ内に配置されている。ノズルボディ内には、一方の側から繊維ガイドエレメントが、反対の他方の側からはスピンドルがそれぞれ嵌め込まれている。渦流ゾーン内には、相応して配置された複数の孔を通じて圧縮空気が導入される。この圧縮空気はこれらの孔の配置に基づき、旋回流もしくは渦流の形成をもたらす。この渦流はスピンドルの外側に沿って導出される。導入された圧縮空気の旋回流もしくは渦流により、空気紡績装置に導入された繊維束の繊維の一部は繊維束から解離されて、スピンドル先端に巻き付けられる。このときに、繊維端部は繊維束の解離されなかった繊維に捕捉されたままとなり、これらのいわゆる「芯繊維」と共にスピンドル内に引き込まれる。これらの解離された繊維（「巻付き繊維」とも呼ばれる）がスピンドル開口内へ引き込まれる際に、これらの巻付き繊維は渦流に基づいて芯繊維に巻き付けられる。個々の構成部分の構成および渦流空気の調節により、紡績過程の種々の特性に影響を与えることができる。たとえば、芯繊維に比べて巻付き繊維の本数を変えることができるか、あるいは長さ当たりの巻き条の数または完成した糸の糸撚りを調節することができる。「糸撚り」とは、巻付き繊維が芯繊維に巻き掛かる際に巻付き繊維が糸の長手方向軸線に対して成す角度を意味する。こうして、種々異なる特性を有する糸、たとえば粗糸をも、空気紡績法で製造することが可能となる。「粗糸（Vorgarn）」とは、最終紡績法、たとえばリング精紡またはロータ精紡のための原料として使用される中間製品を意味する。粗糸を製造する場合、糸撚りが、一方では最終紡績法において再び解撚され得る程度に弱く、他方では最終紡績装置への確実な搬送および故障なしの供給を保証するために十分に強く形成されていることが重要となる。
【０００３】
公知先行技術に基づき、種々の形式の空気紡績装置が公知である。欧州特許出願公開第２００９１５０号明細書には、ノズルボディと中空のスピンドルとを備えた空気紡績装置が開示されている。スピンドルのスピンドル先端はノズルボディ内に突入している。この場合、スピンドル先端の外面とノズルボディの内面との間には、環状の流出通路が形成される。この流出通路を通じて、旋回流空気もしくは渦流空気がスピンドルに沿って導出される。流出通路は円筒状の形状を有しており、ノズルボディの内面とスピンドルの外面との間の間隔は一定である。このギャップ幅はスピンドル長手方向軸線の延在長さにわたって一定であり、これによりスピンドルの長手方向軸線に対して直角な横断面も、スピンドルの長手方向軸線の延在長さにわたって一定である。さらに、欧州特許出願公開第２００９１５０号明細書により、ギャップ幅の寸法およびノズルボディの内径のための規定された範囲が開示されている。スピンドル先端の寸法やノズルボディの寸法、ひいては流出通路の規定は別として、流出通路の形状付与は渦流空気流の特性にとって決定的となる。流出通路の円筒状の形状に基づき、渦流空気はスムーズにスピンドル先端に沿って流出することができる。この場合、短繊維は流れによって捕捉されて、スピンドル先端に沿って、流出する空気によって運び去られる。これにより、当該方法に起因して、形成された糸に結合されずに紡績プロセスから分離する繊維を含んだ廃分である「ファイバロス（Abgang）」が生じる。これにより、ファイバロス量は原料利用の低減により糸の製造コストに著しく影響を与える。欧州特許出願公開第２００９１５０号明細書に開示された空気紡績装置における不都合としては、渦流空気の低減によってしか糸撚りに影響が与えられ得ないことも挙げられる。その結果、渦流空気の低減と同時に、巻付き繊維の数も減じられ、それに対してファイバロス量はたいてい増大する。なぜならば、繊維が取り込まれ難くなるからである。
【０００４】
本発明の課題は、公知先行技術の不都合を回避して、ファイバロスを最小限に抑えることを可能にし、ひいては原料利用の改善を可能にし、かつ糸撚りの調節を容易にするような空気紡績装置を提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する空気紡績装置により解決される。すなわち、この課題は、ノズルボディと中空のスピンドルとを備えた空気紡績装置であって、中空のスピンドルがスピンドル先端と長手方向軸線とを有しており、スピンドル先端が、ノズルボディ内に突入しており、スピンドル先端の外面とノズルボディの内面との間に、環状の横断面を有する流出通路が形成されており、該流出通路の規定の個所においてスピンドルの長手方向軸線に対して直角に見たギャップ幅が、スピンドルの全周にわたって一定である形式の空気紡績装置において、スピンドル先端の外面および／またはノズルボディの内面は、スピンドルの長手方向軸線の方向に延びる前記流出通路の延在長さに沿って前記流出通路に少なくとも２つの狭められた個所、つまり狭隘部が形成されるように成形されており、しかも前記流出通路はスピンドルの長手方向軸線の方向におけるその延在長さに沿って前記少なくとも２つの狭隘部のそれぞれにおいて、各狭隘部の前後における前記流出通路の環状の横断面よりも小さく形成された環状の横断面を有していることを特徴とする空気紡績装置により解決される。
【０００６】
本発明は、繊維の少なくとも一部が方法製品の横断面で見て撚りを有していて、したがって空気紡績機が中空のスピンドルとノズルボディとを備えた空気紡績装置を有しているような、いかなる空気紡績機においても、製造したい糸または粗糸の種類とは関係なく使用可能である。
【０００７】
巻付き繊維を芯繊維に巻き付けることにより糸または粗糸を製造するための空気紡績の場合、中空のガイドスピンドルとノズルボディとを有する空気紡績装置が使用される。スピンドル内には、糸案内通路が設けられており、この糸案内通路はスピンドル先端に設けられたスピンドル開口に開口している。紡出したい繊維束は、スピンドルの上流側に設置された繊維ガイドエレメントを介してノズルボディ内に導入される。スピンドルのスピンドル先端はノズルボディ内に突入しており、この場合、スピンドル先端の外面とノズルボディの内面との間には、環状の横断面を有する流出通路が形成されている。繊維ガイドエレメントとスピンドル先端との間には、渦流ゾーンが形成される。相応して配置された複数の孔を通じて渦流ゾーン内に圧縮空気が供給され、この圧縮空気はこれらの孔の配置に基づき旋回流もしくは渦流を生ぜしめる。圧縮空気は渦流ゾーンから流出通路を介して導出され、この場合、スピンドルに沿って案内された回転する空気流が生ぜしめられる。繊維ガイドエレメントにより空気紡績装置に持ち込まれた繊維は、この渦流によって芯繊維と巻付き繊維と廃分であるファイバロスとに分割され、この場合、芯繊維は直接にスピンドル開口内に導入され、巻付き繊維は一方の端部が芯繊維内に捕捉され、他方の端部がスピンドル先端に巻き付けられ、ファイバロスは、スピンドルに沿って案内される空気流によって空気紡績装置から搬出される。スピンドル先端に巻き付けられた繊維は、スピンドル先端を螺旋状に巡って運動して、いわゆる「ファイバサン（Fasersonne）」と呼ばれる繊維旋回流を形成する。「スピンドル先端」とは、スピンドルの、巻き付けられた繊維が運動する範囲であるとみなされる。スピンドルのこの範囲を越える空気導出部は、もはや繊維の運動に直接的な影響を及ぼさない。巻付き繊維の本数はスピンドル先端と繊維束の直前のクランプ点もしくは挟持点との間隔により規定される。繊維束は、繊維ガイドエレメントへ到達する前にローラ対によって案内され、このローラ対が挟持点を形成している。個々の繊維の長さに基づき、この挟持点とスピンドル先端との間の間隔が設定される。繊維長さが一定であるとすると、挟持点とスピンドル先端との間の間隔が増大するにつれて、巻付き繊維の本数は増加する。しかし、巻付き繊維本数のこのような増加は、同時にファイバロスの増加をも招く。流出通路を狭めることにより、ファイバロスを減少させることができるが、しかしこのことは巻付き繊維の渦流形成に対して不都合となる。
【０００８】
本発明によれば、流出通路の幾何学的な形状は、ファイバロスに存在する繊維が搬出前に巻付き繊維によって捕捉（キャッチ）されて、糸または粗糸内に持ち込まれるように成形されている。このことには、巻付き繊維の渦流形成に影響が与えられることなくファイバロスが低減されるという利点がある。流出通路の形状は、スピンドル先端を巡る繊維の周回を変化させる。繊維の長さにわたって見て、繊維の個々の区分は流出通路の形状に基づいて、その回転する螺旋状の運動において加速、減速または渦流形成を受ける。スピンドル先端を巡る繊維により行われる運動の形態は、糸撚りにも影響を与える。周回速度を減少させることにより、撚りの減少が生ぜしめられ、この場合、たとえば渦流空気の低減によって、渦流ゾーン内での空気・流れ特性を変える必要はない。
【０００９】
第１の構成では、当該空気紡績装置がノズルボディと中空のスピンドルとを有しており、中空のスピンドルがスピンドル先端と長手方向軸線とを有しており、スピンドル先端が、ノズルボディ内に突入しており、スピンドル先端の外面とノズルボディの内面との間に、環状の横断面を有する流出通路が形成されている。前記流出通路の規定の個所においてスピンドルの長手方向軸線に対して垂直に見たギャップ幅が、スピンドルの全周にわたって一定に形成されている。スピンドル先端の外面は、スピンドルの長手方向軸線の方向に延びる流出通路の延在長さに沿って該流出通路に少なくとも２つの狭い個所、つまり狭隘部が形成されるように成形されており、しかもこの流出通路はスピンドルの長手方向軸線の方向におけるその延在長さに沿って前記少なくとも２つの狭隘部のそれぞれにおいて、前記少なくとも２つの狭隘部のそれぞれの前後、つまり各狭隘部の上流側および下流側における流出通路の環状の横断面よりも小さく形成された環状の横断面を有している。ノズルボディの内面は円筒状に加工成形されているので、スピンドルの周面にわたって流出通路のいかなる個所においても同じギャップ幅が生ぜしめられ、環状の横断面が生じる。流出通路内に提供された狭隘部により、流出する渦流空気の流れパターンに影響が与えられる。これらの狭隘部により、流出する空気の渦流形成の変化が生ぜしめられる。これらの狭隘部により、流出する空気の速度に影響が与えられる。この速度は狭隘部の手前（上流側）で減じられ、次いで流出通路が狭められることによって高められ、その後に流出通路が拡張されることによって再び減じられる。狭隘部における形状付与に基づき剥離縁が提供されることにより、スピンドルに沿った空気流に対して直角に旋回する戻り流または渦流を発生させることができる。このことは付加的にファイバロスの減少のために寄与する。
【００１０】
狭隘部の背後（下流側）における逆流の形成は、後続の第２の狭隘部によって増幅される。逆流およびこれにより発生する渦流により、通常ではファイバロスとしてスピンドルに沿って導出される繊維が少なくとも部分的にスピンドルに圧着されるようになる。スピンドル外面の近傍では、これらの繊維が、前記ファイバサンに存在する繊維によって捕捉されて、糸に取り込まれる。戻り流により発生した渦流は、スピンドルの軸線に対してほぼ直角に位置しかつノズルボディの内側輪郭に対して同心的な円に存在する軸線を中心にして旋回する。この渦流は一方ではそれ自体が旋回し、他方ではこの渦流は、ファイバサンを旋回させる空気流によって、円を描くようにスピンドルを巡って旋回させられる。
【００１１】
狭隘部の形成は、スピンドル先端の外面に環状の隆起部が設けられることにより行なわれ得る。隆起部の形成は、その幾何学的な形状の点で、前記横断面がスピンドルの全周にわたって均一なギャップ幅を生ぜしめることによってのみ制限されている。一体成形された隆起部は円形もしくは波形であってよいか、または角隅を有していてもよい。複数の狭隘部を用いた構成では、これらの狭隘部が複数の隆起部によって形成され得る。この場合、これらの隆起部は種々の幾何学的な形状ならびに種々の寸法の点で互いに異なっていてよい。
【００１２】
スピンドル軸線に対して直角な逆流もしくは渦流の形成を促進するためには、たとえば、糸延在方向にアンダカット部を備えた非対称的な波形形状または隆起部もしくは膨出部が適している。
【００１３】
スピンドルが２つの部分から形成されていると有利である。この場合、スピンドル先端は、このスピンドル先端に加工成形された隆起部と共にスピンドルの第１の部分を形成していて、スピンドルの第２の部分に取付け可能である。「取付け可能」とは、スピンドルの第１の部分と第２の部分とが接触個所において正確に嵌合するように互いに調整されていることを意味する。スピンドルのこれらの部分は、機械的または化学的な結合の提供なしに接触個所において接合され得る。ノズルボディ内に生ぜしめられる圧力特性に基づき、スピンドルの両部分は結束される。さらに、スピンドルの第１の部分と第２の部分との機械的な結合部を設けることもできる。このことは、たとえば差込み結合部またはねじ込み結合部であってよい。別の構成では、スピンドルの第１の部分が、スピンドル先端の外面により形成され、この場合、この第１の部分はスピンドルの第２の部分に、たとえばスピンドル先端スリーブの形で取付け可能である。取付けはこの場合、差し被せによる装着または別形式の取付け、たとえばねじにより行なわれ得る。２つの部分から成る構成の利点は、最大摩耗を被るスピンドルの部分が簡単に交換可能となることにある。付加的に、スピンドル全体を交換する必要なしに、スピンドル先端の外面の形状を交換することが可能となる。スピンドル先端の交換と同時に、スピンドル先端を、たとえば交換されたスピンドル先端よりも深くノズルボディ内に突入させると、渦流ゾーンの変更も可能となる。隆起部の構造上の構成または複数の隆起部の総和の構造上の構成のためには、スピンドル先端の最小外径に対する隆起部の最大外径の比が１．０５〜１．５であると有利であることが判明した。
【００１４】
第２の構成では、スピンドル先端が円筒状の形状に形成されており、ノズルボディの内面は、スピンドルの長手方向軸線の方向に延びる流出通路の延在長さに沿って該流出通路に少なくとも２つの狭隘部が形成されるように成形されており、しかも流出通路はスピンドルの長手方向軸線の方向におけるその延在長さに沿って前記少なくとも２つの狭隘部のそれぞれにおいて、各狭隘部の前後における流出通路の環状の横断面よりも小さく形成された環状の横断面を有している。狭隘部はノズルボディに設けられた膨出部により形成され得る。この膨出部はノズルボディの内室に環状に突入している。このような膨出部を形成するためにも、種々の幾何学的な形状が考えられる。一体成形された膨出部は円形であるか、または角隅を有していてもよい。複数の狭隘部を用いた構成では、これらの狭隘部が複数の膨出部によって形成され得る。この場合、これらの膨出部は種々の幾何学的な形状ならびに種々の寸法の点で互いに異なっていてよい。ノズルボディは２つの部分から形成されていてもよく、その場合、ノズルボディの内面はノズルボディインサートによって形成されており、このノズルボディインサートはノズルボディ内に導入可能である。
【００１５】
スピンドルの長手方向軸線の方向に対するノズルボディの位置を変えることにより、流出通路内部での狭隘部の形成ならびに大きさを調節することができる。スピンドルまたはノズルボディがスピンドルの長手方向軸線の方向に運動可能であることにより、流出通路の形状はスピンドル先端に沿って調節可能となる。スピンドルの長手方向軸線に沿って可能であるノズルボディにより、同一の効果が得られる。なぜならば、スピンドルとノズルボディとが互いに対して相対的に移動することにより、調節の変更がもたらされるからである。こうして、たとえばスピンドルのスピンドル開口と繊維ガイドエレメントとの距離が増大するにつれて、渦流ゾーンの増大を提供することができる。それと同時に、スピンドル先端に位置する隆起部を、ノズルボディの内面に設けられた膨出部と合致させると、ギャップ幅を小さくすることができる。スピンドル先端スリーブまたはノズルボディインサートの交換によっても、同じ調節を達成することができる。
【００１６】
第１の構成と第２の構成とを組み合わせることも考えられる。しかし、ノズルボディの内面の形成と、スピンドルの外面の形成とは、流出通路の横断面が環状に形成されて、特定の横断面において、スピンドルの全周にわたって等しくなるギャップ幅を生ぜしめるように互いに調和されなければならない。ノズルボディに設けられた膨出部が、ノズルボディの内径を減少させるのではなく、増大させるように形成されると、別の構成を達成することができる。このような溝または細溝も、スピンドル先端と協働して流出通路の狭隘部が提供される限りは、「膨出部」であると理解され得る。
【００１７】
流出通路の構成とは無関係に、スピンドル先端の糸案内通路内に糸案内インサートを挿入することにより、糸案内通路の内径を変えることができる。それと同時に、このような糸案内インサートにより、スピンドル開口の形状も可変となる。流出通路に狭隘部を提供することにより、糸案内通路内に戻り流もしくは逆流が形成され得る。このことは、空気が糸搬送方向とは反対の方向でスピンドルによって渦流ゾーンに吸い込まれることをもたらす。相応して、繊維ガイドエレメントに沿って渦流ゾーンに吸い込まれる空気流は減少する。繊維ガイドエレメントに沿って流れる空気は、繊維束解繊およびスピンドル開口への繊維束の搬送のために重要である。この事情は、スピンドル先端の範囲における糸案内インサートの挿入を用いた糸案内通路の狭隘によって考慮され得る。
【００１８】
以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】公知先行技術による空気紡績装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の構成における空気紡績装置の概略図である。
【図３】本発明の第２の構成における空気紡績装置の概略図である。
【図４】本発明の第３の構成における空気紡績装置の概略図である。
【図５】２つの部分から成るスピンドル先端の概略図である。
【図６】本発明の第４の構成における空気紡績装置の概略図である。
【図７】２つの部分から成るスピンドルの概略図である。
【図８】スピンドルの種々の実施形態を示す概略図である。
【図９】ノズルボディまたはスピンドルに設けられた膨出部もしくは隆起部の種々の実施形態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを示す概略図である。
【００２０】
図１には、ノズルボディ２とスピンドル３と繊維ガイドエレメント４とローラ対５とを備えた空気紡績装置１が概略的に図示されている。スピンドル３は中空に形成されていて、糸案内通路６を有している。この糸案内通路６はスピンドル先端８に設けられたスピンドル開口９に開口している。ローラ対５により、繊維束（スライバ）１４が繊維ガイドエレメント４を介してスピンドル開口９に供給される。複数の孔２０を通じて、スピンドル先端８の方向でノズルボディ２内に空気が導入される。これらの孔２０は、スピンドル先端８に渦流（旋回流）が生ぜしめられて、この旋回流が繊維束から繊維の一部を捕捉して、この繊維をスピンドル先端８に巻き付けるように設けられている。導入された空気は流出通路１３を介してスピンドル先端８に沿って導出され、この場合、空気流はスピンドル先端８を巡るように運動する。流出通路１３はスピンドル先端８の外面１１とノズルボディ２の内面１２とによって形成される。流出通路１３はスピンドル先端８の幾何学的形状およびノズルボディ２の内室の幾何学的形状に基づいて環状の横断面を有している。この環状の横断面はスピンドル先端８の全周を巡ってスピンドル３の長手方向軸線７に対して直角の方向に一定のギャップ幅Ｓを有している。スピンドル先端８に巻き付けられた繊維１０は、回転する空気流によってスピンドル先端８に螺旋状に巻き付くように運動させられる。スピンドル先端８とは、スピンドル３の一部であって、この部分を巡って、巻き付けられた繊維１０が回転する部分であるとみなされる。スピンドル３のこの範囲を越える空気導出は、もはや繊維１０の運動に対して直接的な影響を与えない。繊維１０の第２の端部は、繊維ガイドエレメント４から直接にスピンドル開口９に進入する芯繊維に捕捉される。これにより、巻き付けられた繊維１０はスピンドル開口９内へ引き込まれ、この場合、これらの繊維１０は、回転する空気流に基づいて芯繊維に巻き付く。ローラ対５とスピンドル先端８もしくはスピンドル開口９との間の間隔Ｌは、渦流空気により形成される巻付き繊維１０の本数に著しく影響を与える。
【００２１】
図２には、ノズルボディ２およびこのノズルボディ２に突入した、スピンドル先端８を備えたスピンドル３の一部が示されている。スピンドル３もしくはスピンドル先端８の長手方向軸線７に対して直角の方向で、スピンドル先端８には複数の環状の隆起部１５が一体成形されている。図示の隆起部１５は、例示的に対称的に円形の形状によって図示されている。しかし、角張った形状を選択することもできる。また、必ずしも対称的に配置されている必要もない。ノズルボディ２の内面１２と、スピンドル先端８の外面１１とにより画定された流出通路１３は、環状の横断面を有している。隆起部１５により、流出通路１３は、スピンドル３の長手方向軸線７に沿ったその延在長さにわたり複数の狭くなった個所、つまり狭隘部を有している。ギャップ幅Ｓはこれらの狭隘部においては、それぞれ隆起部１５の前後よりも小さく形成されている。これらの狭隘部により、流出通路１３内を長手方向軸線７の方向に螺旋状に運動する空気流に影響が与えられる。
【００２２】
図３には、本発明による空気紡績装置のさらに別の実施形態が図示されている。ノズルボディ２は、図２に示した実施形態とは異なり、２つの部分から形成されている。流出通路１３はノズルボディインサート１７の内面によって画定される。ノズルボディインサート１７の使用は、ノズルボディ２全体を交換する必要なしに、著しく消耗した構成部分のみを簡単に交換することを可能にする。また、同一のノズルボディ２に種々のノズルボディインサート１７を交互に取り付けることも可能である。図示の例示的な実施形態では、スピンドル先端８が、平坦な表面を持った円筒の形に形成されている。ノズルボディインサート１７の内面は複数の台形状の膨出部１６を備えており、これらの膨出部１６はノズルボディインサート１７の内室に環状に突入している。膨出部１６により、流出通路１３には複数の狭隘部が提供される。膨出部１６が台形の形状を有していることにより、空気流は流出通路１３内に突入した縁部において剥離して、渦流を形成するようになる。この渦流の旋回軸線は、スピンドル３の長手方向軸線７に対してほぼ直角に位置する。
【００２３】
図４には、図２および図３に示した実施形態の組合せが図示されている。流出通路１３内には、ノズルボディインサート１７に設けられた複数の環状の膨出部１６と、スピンドル先端８に設けられた複数の環状の隆起部１５とにより、複数の狭隘部が提供される。隆起部１５と膨出部１６とは、スピンドル３の長手方向軸線７の延在方向で見て同じ個所に設けられている必要はない。付加的に、スピンドル３の保持装置はノズルボディ２に対して移動可能に配置されている。スピンドル３はスピンドル３の長手方向軸線７の方向Ｄに移動させることができる。ノズルボディインサート１７内でのスピンドル先端８の位置を調節することにより、スピンドル先端８に沿った空気流に影響を与える、流出通路１３内の特性を変えることが可能となる。空気紡績装置のファイバロス特性は、スピンドル先端８またはノズルボディインサート１７を交換する必要なしに、紡糸したい繊維束の特性および組成に合わせて、流出通路１３内の流れ特性を変えることによって調節され得る。
【００２４】
図５には、図２に示した実施形態の変化形が示されている。この場合、スピンドル３が２つの部分から成っている。スピンドル先端８には、スピンドル先端スリーブ１８が被せられている。流出通路１３内に複数の狭隘部を提供する隆起部１５は、スピンドル３の図示の２つの部分から成る構成では、直接にスピンドル先端８に設けられているのではなく、スピンドル先端スリーブ１８の外側の表面に設けられている。スピンドル先端スリーブ１８は摩耗部分として簡単に交換可能である。しかし、スピンドル先端スリーブ１８を交換する際には、その外面に設けられた環状の隆起部１５の、交換前とは異なる構成を有するスピンドル先端スリーブ１８を選択することも可能である。図示の構成では、スピンドル先端スリーブ１８がスピンドル先端８に差し被せられている。流出通路１３内の空気流に基づき、スピンドル先端８とスピンドル先端スリーブ１８との間の別の結合は必要とならない。しかし、スピンドル先端スリーブ１８は、別の固定方法、たとえばねじ込み結合、プレス方法または接着方法、形状接続、つまり係合に基づいた嵌合、スナップ結合または磁力によってもスピンドル先端８に固定され得る。
【００２５】
図６には、同じく図２に示した実施形態の変化形が示されている。この場合、付加的にノズルボディ２の内面１２に複数の膨出部１６が設けられている。ノズルボディ２の内室に突入したこれらの膨出部１６は、方形の横断面を有するリング（環状体）の形に形成されている。これらの膨出部１６と、スピンドル先端８に設けられた隆起部１５とが協働して、ラビリンスの形の流出通路１３が形成される。図６には、流出通路１３内で隆起部１５と膨出部１６とにより提供された狭隘部が、スピンドル３の長手方向軸線７の方向で、スピンドル先端８の長さに比べて小さな延在長さを有していてよいことも示されている。取り付けられたリングは概略的に図示されており、隆起部１５および膨出部１６の流れ技術的に好都合な構成の設計は当業者により実施されるので、図面には考慮されていない。
【００２６】
図７には、同じく図２に示した実施形態の変化形が示されている。この場合、付加的に糸ガイドインサート１９が図示されている。スピンドル３の内径もしくはスピンドル３の糸案内通路６の寸法は種々の要因に関連しており、たとえば紡糸したい繊維材料の性質および組成または所望の糸品質または形成したい糸の撚りに関連している。流出通路１３の形を変えることにより、ひいては渦流ゾーンから流出する渦流空気の空気流の形を変えることにより、糸案内通路６の寸法に影響を与える別の量（因子）が加えられている。流出通路１３の形成には、付加的にスピンドル先端スリーブ、ノズルボディインサートの使用またはノズルボディにおけるスピンドル先端８の位置の変更により影響を与えることができるので、糸案内通路６の寸法を簡単に調節することが有利となる。このような調節可能性は糸ガイドインサート１９の使用により可能となる。糸ガイドインサート１９はスピンドル開口を通じてスピンドル３の糸案内通路６内に導入される。糸案内通路６内での糸ガイドインサート１９の位置決めは、単純なストッパ２１によって行なわれ得る。このようなストッパ２１は、たとえばスピンドル３に一体成形されているか、または挿入されたリテーナリングによって形成され得る。
【００２７】
図８には、本発明におけるスピンドル先端８を形成するための種々の実施形態が図示されている。図示の４つのスピンドル先端８は、流出通路を形成するために、図２〜図６に示した、ノズルボディもしくはノズルボディインサートの内面の構成と任意に組合せ可能である。図示の４つのスピンドル先端８には、種々の環状の隆起部１５が一体成形されている。しかし、隆起部１５は図５に示したスピンドル先端スリーブ１８によっても形成され得る。図示の実施形態では、スピンドル開口９の近傍にそれぞれ１つの隆起部１５が配置されている。この場合、念のため付言しておくと、直接にスピンドル開口９の個所では、スピンドル先端の外径が、環状の隆起部１５の最大高さが位置する個所におけるよりも小さく形成されている。これにより、この空気紡績装置では、直接にスピンドル開口９には狭隘部が形成されない。
【００２８】
図９には、ノズルボディの内面またはスピンドル先端の外面に設けられた膨出部もしくは隆起部の種々の実施形態が概略的に図示されている。図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄには、それぞれ矢印２３で糸走行方向が示されている。「糸走行方向」とは、運転中に糸がスピンドルの長手方向軸線７に沿って糸案内通路を通って走行する際の方向を意味している。
【００２９】
図９Ａおよび図９Ｃには、スピンドル先端８の一部の詳細図が示されている。図９Ａには、長手方向軸線７と、一体成形された１つの隆起部１５とを備えたスピンドル先端８が示されている。隆起部１５は対称的な形状を成して波形に形成されている。この場合、つまり対称的な構成では、糸走行方向２３は重要とならない。それに対して図９Ｃには、アンダカット部２２を備えた１つの隆起部１５が示されている。この場合には、糸走行方向２３が重要となる。なぜならば、誤った側から隆起部に空気が到来しても、渦流形成を伴う意図された逆流もしくは戻り流は所望の規模で発生しないからである。図９Ｂおよび図９Ｄには、ノズルボディ２の一部が断面図で図示されているので、ノズルボディ２の内面１２が見えている。図９Ｂには、１つの非対称的な膨出部１６を備えたノズルボディ２が示されている。膨出部１６は糸走行方向２３においてまずは斜めに上昇し、そして引き続き急峻に降下するように形成されている。このような配置は、スピンドル先端８内で形成される糸への短い繊維の取り込みを助成するための逆流もしくは戻り流の形成を促進する。図９Ｄには、角隅のある連続した２つの膨出部１６を備えたノズルボディ２が示されている。図９Ｄに示した構成では、両膨出部１６が同一に形成されているが、このことは必ずしもそうでなくてもよい。アンダカット部２２により、逆流２４の形成およびこのときに発生する渦流の形成が促進される。逆流２４により、膨出部１６を越えて搬送される、ファイバロスの形で存在する短い繊維は、ノズルボディ２の内面１２から離れる方向でノズルボディ２の中心部の方向に運動させられる。ノズルボディ２のこの中心部には、旋回するファイバサン（Fasersonne）を有するスピンドル先端が位置している。
【符号の説明】
【００３０】
１  空気紡績装置
２  ノズルボディ
３  スピンドル
４  繊維ガイドエレメント
５  ローラ対
６  糸案内通路
７  スピンドルの長手方向軸線
８  スピンドル先端
９  スピンドル開口
１０  繊維
１１  スピンドル先端の外面
１２  ノズルボディの内面
１３  流出通路
１４  繊維束
１５  隆起部
１６  膨出部
１７  ノズルボディインサート
１８  スピンドル先端スリーブ
１９  糸ガイドインサート
２０  孔
２１  ストッパ
２２  アンダカット部
２３  糸走行方向
２４  逆流
Ｄ  スピンドルの運動方向
Ｓ  ギャップ幅
Ｌ  ローラ対とスピンドル先端との間の間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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