DE202020002991U1

DE202020002991U1 - Einrichtung zur Verwendung in der Garnherstellung oder Garnverarbeitung oder Textilherstellung

Info

Publication number: DE202020002991U1
Application number: DE202020002991.2U
Authority: DE
Original assignee: Rauschert Heinersdorf Pressig GmbH
Current assignee: Rauschert Heinersdorf Pressig GmbH
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2020-09-29
Anticipated expiration: 2030-07-14

Abstract

Einrichtung (1; 1a; 1b; 1'; 1") zur Verwendung in der Garnherstellung oder Garnverarbeitung oder Textilherstellung,
wobei die Einrichtung (1; 1a; 1b; 1', 1") dafür ausgebildet ist, mit einem Faden (100) oder mit Filamenten (101) oder Fasern (101), mit denen ein Faden (100) gebildet wird, bei der Erzeugung und/oder Verarbeitung des Fadens (100) oder der Filamente (101) oder Fasern (101) zumindest bereichsweise mechanisch in Wechselwirkung zu treten;
wobei die Einrichtung (1; 1a; 1b; 1'; 1") einen Körper (6; 6; 6; 106; 106a) aufweist, der mit einem keramischen Material ausgebildet ist, wobei das keramische Material Siliziumnitrid aufweist; und
wobei der Körper (6; 6; 6; 106; 106a) mindestens in einem Bereich (18; 18; 18; 118; 118), der für die mechanische Wechselwirkung mit dem Faden (100) oder mit den Filamenten (101) oder Fasern (101) vorgesehen ist, mit einer Diamantbeschichtung versehen ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, die für eine Verwendung in der Herstellung, Ver- oder Bearbeitung von Garnen oder in der Herstellung von Textilien, insbesondere textiler Gebilde, vorgesehen ist. Offenbart werden ferner ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Einrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung oder Verarbeitung eines Garns oder zur Herstellung eines textilen Gebildes.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Wenngleich die Erfindung auf unterschiedlichste Einrichtungen und insbesondere solche, die zum Beispiel aufgrund ihrer Funktion in mechanische Wechselwirkung oder Kontakt mit einem laufenden Faden gelangen, auf dem Gebiet der Herstellung, Ver- oder Bearbeitung von Garnen oder der Herstellung textiler Gebilde anwendbar ist, sollen die Erfindung und die dieser zu Grunde liegende Problematik nachfolgend am Beispiel eines Fadenölers zum Einsatz in einem Spinnverfahren näher erläutert werden, ohne die Erfindung jedoch dahingehend einzuschränken.
In einem Spinnprozess gebildete Fasern oder Filamente werden in einem Fadenöler gebündelt, mit Öl benetzt und zur Garnherstellung zu Galetten weitergeleitet, dort gestreckt und von einem Spulenkopf aufgewickelt.
Mit Blick auf eine gute Verschleißfestigkeit ist bereits vorgeschlagen worden, Einrichtungen wie etwa Fadenöler aus einem keramischen Material zu fertigen. Herkömmlicherweise besteht der Fadenöler in der Regel aus einer Aluminiumoxid-Keramik, um eine hohe Verschleißfestigkeit desselben zu erzielen.
In modernen Fasern können jedoch mineralische Farbpigmente oder sogar Kohlenstoff beigemischt sein. In einem solchen Fall weist das Faserbündel, welches mit dem Fadenöler in Kontakt gelangt, eine hohe Abrasivität auf. Die Standzeit herkömmlicher Fadenöler wird beim Einsatz derselben in der Herstellung derartiger Fasern oder Verarbeitung dieser zu einem Garn im Vergleich mit weniger abrasiven Fasern deutlich verringert. So kann es vorkommen, dass die Standzeit des Fadenölers bei abrasiven Fasern oder Filamenten nur wenige Monate oder Wochen beträgt.
Ein Präparationsfadenführer zum Auftragen eines Fluids auf einen multifilen Faden wird beispielsweise in der DE 10 2017 001 661 A1 beschrieben. Es wird zum Beispiel beschrieben, einen Grundkörper des Präparationsfadenführers aus einem keramischen Material zu bilden.
Einen Präparationsfadenführer, bestehend aus einem Keramikformkörper mit einem Führungsteil und einem Halteteil, beschreibt ferner zum Beispiel die DE 10 2018 000 326 A1 .
Ferner ist beispielsweise auf dem Gebiet der spanenden Bearbeitung von Werkstoffen für die Herstellung von Honleisten vorgeschlagen worden, eine Diamantschicht auf ein Substrat aus Siliziumnitrid aufzubringen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Standzeit einer Einrichtung zur Verwendung in der Herstellung, Be- oder Verarbeitung von Garnen oder der Herstellung von Textilien weiter zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.
Vorgeschlagen wird eine Einrichtung zur Verwendung in der Garnherstellung oder Garnverarbeitung oder Textilherstellung, wobei die Einrichtung dafür ausgebildet ist, mit einem Faden oder mit Filamenten oder Fasern, mit denen ein Faden gebildet wird, bei der Erzeugung und/oder Verarbeitung des Fadens oder der Filamente oder Fasern zumindest bereichsweise mechanisch in Wechselwirkung zu treten. Die Einrichtung weist hierbei einen Körper auf, der mit einem keramischen Material ausgebildet ist, wobei das keramische Material Siliziumnitrid aufweist. Ferner ist der Körper mindestens in einem Bereich, der für die mechanische Wechselwirkung mit dem Faden oder mit den Filamenten oder Fasern vorgesehen ist, mit einer Diamantbeschichtung versehen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht darin, die Verschleißfestigkeit des Körpers in dem Bereich, in dem dieser mit dem Faden, den Filamenten oder Fasern mechanisch wechselwirkt, also beispielsweise zu deren Führung und/oder Bündelung und/oder Benetzung in Kontakt gelangt, durch Aufbringen einer Diamantschicht zu steigern.
Durch die Verwendung von Siliziumnitrid für das keramische Material des Körpers können vergleichsweise hohe Festigkeits- und Zähigkeitswerte erreicht werden. Zudem können zur Herstellung des Körpers mit Siliziumnitrid Formgebungsverfahren eingesetzt werden, die ähnlich jenen sind, die zur Verarbeitung von Aluminiumoxid zum Einsatz kommen. Somit kann das Substrat des Körpers für eine Einrichtung, wie zum Beispiel einen Fadenöler, in im Wesentlichen gleicher oder ähnlicher Weise hergestellt werden, wie dies bei der Verwendung von Aluminiumoxid üblich ist. Mit Blick auf die Formgebung des keramischen Grundmaterials des Körpers sind somit allenfalls relativ geringe Anpassungen im Fertigungsverfahren gegenüber der herkömmlichen Vorgehensweise erforderlich, was zur Ersparnis von Aufwand und Kosten beitragen kann. Die Diamantbeschichtung auf einem derartigen Körper schützt diesen in dem für die mechanische Beanspruchung vorgesehenen Bereich wirkungsvoll vor Verschleiß, zudem kann die Diamantbeschichtung auf Siliziumnitrid derart aufgebracht werden, dass sie gut anhaftet.
Offenbart wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zur Verwendung in der Garnherstellung oder Garnverarbeitung oder Textilherstellung, wobei die Einrichtung dafür ausgebildet wird, mit einem Faden und/oder mit Filamenten oder Fasern, mit denen ein Faden gebildet wird, bei der Erzeugung und/oder Verarbeitung des Fadens oder der Filamente oder Fasern zumindest bereichsweise mechanisch in Wechselwirkung zu treten. Das Verfahren umfasst:

- Ausbilden eines Körpers für die Einrichtung mit einem keramischen Material, wobei das keramische Material Siliziumnitrid aufweist; und
- Aufbringen einer Diamantbeschichtung auf den Körper mindestens in einem Bereich, der für die mechanische Wechselwirkung mit dem Faden oder mit den Filamenten oder Fasern vorgesehen ist.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung oder Verarbeitung eines Garns oder zur Herstellung eines textilen Gebildes offenbart, bei dem die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung mit einem Faden und/oder mit Filamenten oder Fasern, mit denen ein Faden gebildet wird, bei der Erzeugung und/oder Verarbeitung des Fadens oder der Filamente oder Fasern zumindest in dem mit der Diamantbeschichtung versehenen Bereich mechanisch in Wechselwirkung tritt, insbesondere zum Führen und/oder Benetzen des Fadens und/oder der Filamente oder Fasern.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Insbesondere ist die Einrichtung für eine Verwendung in einer Anordnung zur Herstellung und/oder Verarbeitung des Garns oder einer Anordnung zur Herstellung des Textils vorgesehen.
In einer Ausgestaltung ist die Diamantbeschichtung mittels eines Heißdraht-CVD-Verfahrens mindestens in dem Bereich auf den Körper aufgebracht. Mit der Abkürzung CVD werden Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung, im Englischen „chemical vapour deposition“, bezeichnet. Beim Heißdraht-CVD-Verfahren kann vorteilhaft die Größe der Diamantkörner eingestellt werden. Mittels Heißdraht-CVD gebildete Diamantbeschichtungen haften zudem vorteilhaft besonders gut auf Siliziumnitrid (Si₃N₄) als einer Nichtoxidkeramik. Insbesondere kann eine mittels Heißdraht-CVD erzeugte Diamantbeschichtung zum Beispiel auf Siliziumnitrid wesentlich besser haften, als dies für CVD- oder Heißdraht-CVD-Beschichtungen auf herkömmlichen Aluminiumoxidkeramiken gelingt.
Die Kombination einer durch Heißdraht-CVD auf den Körper aufgebrachten Diamantschicht mit der Nutzung von Siliziumnitrid (Si₃N₄) als keramisches Grundmaterial für den Körper macht es möglich, zugleich die hohe Festigkeit und Zähigkeit des Siliziumnitrids mit der auf dem Siliziumnitrid sehr gut haftenden und verschleißfesten Diamantschicht zu kombinieren.
In einer Ausgestaltung ist die Einrichtung mit mindestens zwei miteinander verbundenen oder verbindbaren, insbesondere lösbar miteinander verbundenen oder verbindbaren, Komponenten gebildet, wobei der mit dem keramischen Material aufweisend Siliziumnitrid ausgebildete und mindestens in dem Bereich mit der Diamantbeschichtung versehene Körper als eine erste der Komponenten ausgebildet ist oder eine erste der Komponenten den Körper aufweist. Eine derartige Konstruktion der Einrichtung mit mindestens zwei Komponenten bietet zusätzlich zu dem vorteilhaften Verschleißschutz mittels der Diamantbeschichtung weitere Vorteile. Insbesondere wird das Aufbringen der Diamantschicht erleichtert. Ferner kann mit der mehrteiligen Bauweise die Größe des keramischen Bauteils auf ein Minimum reduziert werden, was neben einer Kostenersparnis auch zu einer weiter verbesserten Herstellbarkeit des Körpers beitragen kann. Zudem ist mit dieser Ausgestaltung ein Austausch der ersten Komponente oder des Körpers leicht möglich. Ein verbrauchtes Bauteil kann somit aus der Einrichtung gelöst und ersetzt werden. Auch eine Neubeschichtung eines derartigen verbrauchten Bauteils ist denkbar. Zudem ist es beispielsweise möglich, mittels Austausch der ersten Komponente oder des Körpers die Geometrie des Körpers, zum Beispiel in dem für die mechanische Wechselwirkung mit dem Faden oder den Filamenten oder Fasern vorgesehenen Bereich, etwa im Bereich eines Fadenlaufs, zu variieren. Zum Beispiel ermöglicht es die Bauweise mit mindestens zwei Komponenten gemäß dieser Ausgestaltung ferner, verschiedene Fadenlaufgeometrien durch einen Werkzeugeinsatz zu realisieren, ohne ein neues Werkzeug bauen zu müssen. Die Realisierung verschiedenster Fadenlaufgeometrien wird somit in einfacherer Weise möglich.
In einer Ausgestaltung sind die erste Komponente und eine zweite der Komponenten derart eingerichtet, dass die erste Komponente in die zweite Komponente einsetzbar oder einführbar ist und/oder dass die erste Komponente in die zweite Komponente eingesetzt oder eingeführt ist. Auf diese Weise können die erste und zweite Komponente leicht für deren Zusammenwirken in der Verwendung gekoppelt werden.
Insbesondere kann die zweite Komponente gehäuseartig ausgebildet sein, derart, dass die erste Komponente in der zweiten Komponente aufgenommen und gehalten werden kann. Die zweite Komponente kann somit in dieser Weiterbildung eine gehäuseartige Halterung für die erste Komponente und insbesondere für den Körper bilden. Vorzugsweise ist die erste in der zweiten Komponente hierbei derart aufgenommen und gehalten, dass ein Zugang in dem Bereich für die mechanische Wechselwirkung mit dem Faden und/oder den Filamenten oder Fasern verbleibt.
In einer Weiterbildung ist die zweite Komponente mit einem nichtkeramischen Material, vorzugsweise einem Metallmaterial, ausgebildet. Somit können Aufwand und Kosten für die Herstellung des Körpers mit dem keramischen Material durch Verminderung der Größe und/oder Vereinfachung der Geometrie desselben reduziert werden. Ein Metallmaterial bietet vorteilhaft ebenfalls einen Widerstand gegen Verschleiß durch das Garn, der auch im Falle abrasiver Garne im Hinblick auf die Funktionen der zweiten Komponente hinreichend sein kann. Ferner kann die Verwendung eines Metallmaterials für die zweite Komponente vorteilhaft dazu beitragen, eine geeignete Widerstandsfähigkeit der zweiten Komponente gegenüber einem bei der Herstellung oder Verarbeitung des Garns oder der Textilherstellung gegebenenfalls zum Einsatz kommenden Fluid, etwa dem bereits erwähnten Öl, zu erreichen. Die zweite Komponente wird vorliegend somit bevorzugt aus einem Metallwerkstoff gefertigt. Alternativ kann die zweite Komponente mit einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein, falls dessen Widerstandsfähigkeit im Hinblick auf die Abrasivität des Fadens oder der Filamente oder Fasern sowie insbesondere auch im Hinblick auf einen möglichen Kontakt der zweiten Komponente mit dem Faden oder den Fasern oder Filamenten ausreicht und/oder falls das Kunststoffmaterial bei insbesondere dauerndem Kontakt mit dem vorstehend genannten Fluid, beispielsweise einem Öl, insbesondere zur Benetzung des Fadens oder der Filamente oder Fasern, genügend beständig ist, wenn ein solches Fluid zur Verwendung kommt.
In einer Ausgestaltung weist die zweite Komponente eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Fluids, insbesondere eines Öls, auf. Die Zuführeinrichtung kann hierbei insbesondere schaftförmig ausgebildet sein. Somit kann die zweite Komponente eine weitere Funktion einer Zuführung des Fluids übernehmen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die zweite Komponente mit flügelartig geformten Abschnitten zum Führen eines Bündels der Filamente oder Fasern ausgebildet. Somit kann die zweite Komponente als eine weitere Funktion eine Bündelung der Filamente oder Fasern übernehmen und/oder zu deren Führung zusätzlich beitragen. Alternativ hierzu oder zusätzlich können die flügelartig geformten Abschnitte beispielsweise einen Einfädelvorgang unterstützen.
Die Ausbildung der zweiten Komponente mit der Zuführeinrichtung oder den flügelartigen Abschnitten, vorzugsweise mit der Zuführeinrichtung und den flügelartigen Abschnitten, ermöglicht es insbesondere im Falle einer als Fadenöler ausgebildeten Einrichtung, einen Heißdraht zur Erstellung der Diamantbeschichtung mittels Heißdraht-CVD möglichst dicht an der Oberfläche des Körpers zu führen. Auf diese Weise kann die Diamantbeschichtung in noch verbesserter Weise aufgebracht werden.
In einer Ausgestaltung ist der Körper mit einem Fadenlaufbereich ausgebildet. Somit kann/können der gebildete Faden oder dessen Filamente oder Fasern zuverlässig mit einem Fluid, etwa einem Öl, benetzt werden. Unterschiedlichste Oberflächengeometrien des Fadenlaufbereichs sind denkbar.
In einer Ausgestaltung beinhaltet eine Oberfläche des Fadenlaufbereichs zumindest einen Teil des mit der Diamantbeschichtung versehenen Bereichs des Körpers. Auf diese Weise kann eine Oberfläche des Fadenlaufbereichs, die einer mechanischen Wechselwirkung und insbesondere bei modernen Fasern bzw. Filamenten der Abrasionswirkung letzterer besonders ausgesetzt ist, vorteilhaft durch die Diamantbeschichtung vor schnellem Verschleiß geschützt werden.
In einer Ausgestaltung ist der Körper mit einer Abtropfnase, insbesondere einer Ölabtropfnase, ausgebildet. Somit kann zusätzlich zum Fadenlauf die Funktion der Abtropfnase in den Körper integriert werden.
Bei anderen Ausgestaltungen jedoch kann vorgesehen sein, dass die zweite Komponente der Einrichtung mit der Abtropfnase ausgebildet ist. Auf diese Weise können die Abmessungen und geometrische Komplexität des Körpers weiter reduziert und die Kosten für diesen weiter vermindert werden.
Bei einer Ausgestaltung kann der Körper als ein plattenartiges, mit dem Fadenlaufbereich versehenes Element ausgebildet sein. Mit einem derartigen Körper, der beispielsweise als eine flache Platte mit dem in eine Hauptoberfläche dieser eingebrachten Fadenlauf ausgeführt werden kann, können zum Beispiel die Herstellkosten für den Körper weiter vermindert werden.
In einer Ausgestaltung ist die Einrichtung als ein Applikator, insbesondere zum Aufbringen eines Fluids auf den Faden und/oder die Filamente oder Fasern, weiter bevorzugt als ein Fadenöler, ausgebildet.
Insbesondere ist die Einrichtung dafür eingerichtet, in einem Spinnverfahren erzeugte Filamente oder Fasern zur Bildung des Fadens zu bündeln und mit einem Fluid, insbesondere einem Öl, zu benetzen.
Die Einrichtung kann beispielsweise bei der Bündelung endloser Filamente, die im Spinnverfahren ersponnen werden, und bei deren Benetzung mit dem Öl zum Einsatz kommen.
Die Einrichtung kann in einer Ausgestaltung als ein Fadenführer ausgebildet sein, der zum Beispiel als ein Fadenöler dem Benetzen mit Öl dienen kann, jedoch in Varianten als Fadenführer ohne Benetzungsfunktion ausgestaltet sein kann. Somit kann auch in derartigen Varianten der Fadenführer vor raschem Verschleiß wirkungsvoll geschützt werden.
In einer alternativen Ausgestaltung ist die Einrichtung als eine Spinnspitze ausgebildet. Somit kann bei einer Spinnspitze eine Zone, die herkömmlicherweise hohem Verschleiß unterliegt, geschützt, deren Verschleißverhalten verbessert und die Standzeit der Spinnspitze gesteigert werden.
Bei einer Weiterbildung beinhaltet eine Oberfläche eines Fadenausgangs der Spinnspitze zumindest einen Teil des mit der Diamantbeschichtung versehenen Bereichs des Körpers. Somit kann Verschleiß in diesem Bereich in verbesserter Weise vermindert werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass sämtliche der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen in analoger Weise auf die Einrichtung und die offenbarten Verfahren Anwendung finden können.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht ausdrücklich genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird hierbei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 einen Körper für eine Einrichtung, ausgebildet als Fadenöler, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, perspektivisch;
2A den Körper der 1 in einer Draufsicht;
2B den Körper der 1 in einer Seitenansicht;
2C den Körper der 1 in einem Längsmittelschnitt A-A, wie in 2A angegeben;
3A eine Einrichtung gemäß einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels, in einer Draufsicht;
3B die Einrichtung der 3A in einem Längsmittelschnitt B-B, wie in 3A angegeben;
3C ein Detail D aus 3B, gegenüber 3B um 90 Grad gedreht gezeigt;
4 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung, ausgebildet als Fadenöler, gemäß einer weiteren Variante des ersten Ausführungsbeispiels;
5 den Körper der 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht, zur Illustration der Lage, in der der Körper in 4 in eine zweite Komponente der Einrichtung eingefügt ist;
6 eine weitere perspektivische Ansicht der Einrichtung der 4 zusammen mit einer schematischen Darstellung von Filamenten und Faden;
7 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung, ausgebildet als Fadenöler, gemäß einer noch weiteren Variante des ersten Ausführungsbeispiels;
8 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Fadenlaufbereich des Körpers der 1, 2A-C, 5;
9 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Ausschnitts des in 8 gezeigten Fadenlaufes an der Stelle „X“, siehe 8;
10A eine Seitenansicht einer Einrichtung, ausgebildet als Spinnspitze, gemäß einer ersten Variante eines zweiten Ausführungsbeispiels;
10B die Einrichtung der 10A in einem Längsmittelschnitt C-C, wie in 10A angedeutet;
10C die Einrichtung der 10A in Draufsicht von einem Fadenausgang her gesehen;
11 die Einrichtung der 10A-C in einer perspektivischen Ansicht; und
12 eine Seitenansicht einer Einrichtung, ausgebildet als Spinnspitze, gemäß weiteren Variante des zweiten Ausführungsbeispiels.

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche oder gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Eine als Fadenöler ausgebildete Einrichtung 1, 1a, 1b zur Verwendung in der Garnherstellung oder Garnverarbeitung oder Textilherstellung gemäß mehrerer Varianten eines ersten Ausführungsbeispiels ist in den 1-9 illustriert.
In einem Spinnprozess entstehende Fasern oder Filamente 101, die zum Beispiel mit polymeren Materialien gebildet werden können, werden in dem Fadenöler 1, 1a, 1b gebündelt, mit Öl benetzt und zur Garnherstellung zu Galetten weitergeleitet, dort gestreckt und von einem Spulenkopf aufgewickelt. Der Fadenöler 1 ist im zusammengebauten Zustand gezeigt für eine erste Variante in 3A-B. Ein Fadenöler 1a ist für eine zweite Variante in 4 und 6, ein Fadenöler 1b für eine dritte Variante in 7 gezeigt. Der Fadenöler 1, 1a, 1b bildet somit ein Bauteil einer Anordnung zur Herstellung des Garns und dient als ein Applikator zum Aufbringen des Öls auf den Faden 100 und dessen beispielsweise endlose Filamente oder Fasern 101. Die Funktion des Fadenölers 1, 1a, 1b ist beispielhaft in 6, 7 stellvertretend für alle Varianten schematisch illustriert. Die laufenden Filamente oder Fasern 101 laufen hierbei in einem Eintrittsbereich 11 in den Fadenöler 1, 1a, 1b ein, werden gebündelt und mit Öl benetzt und treten im Austrittsbereich 12 als laufender Faden 100 wieder aus. Damit überschüssiges Öl abtropfen kann, ist eine Abtropfnase 15 vorgesehen.
Die Einrichtung 1 weist in der ersten Variante zwei miteinander verbindbare Komponenten 3 und 4 auf. In der zweiten Variante ist als Teil der Einrichtung 1a statt der Komponente 4 die Komponente 4a, in der dritten Variante als Teil der Einrichtung 1b statt der Komponente 4 die Komponente 4b vorgesehen. Vorzugsweise ist die Verbindung der ersten Komponente 3 mit der zweiten Komponente 4, 4a bzw. 4b jeweils lösbar ausgeführt.
Die erste Komponente 3 ist als ein Körper 6 ausgebildet, siehe insbesondere 1, 2A-C und 5. Der Körper 6 ist in der Weise ausgebildet, dass auf einen Grundkörper, der aus einem keramischen Material gefertigt ist, mittels eines Heißdraht-CVD-Verfahrens bereichsweise eine Diamantbeschichtung aufgebracht wird.
Als keramisches Material für den Grundkörper des Körpers 6 ist Siliziumnitrid (Si₃N₄) vorgesehen, wodurch dem Körper 6 hohe Festigkeit und Zähigkeit verliehen werden kann. Eine mittels eines Heißdraht-CVD-Verfahrens aufgebrachte, verschleißfeste Diamantschicht ist dem natürlichen Diamant sehr ähnlich und haftet gut auf einer derartigen Siliziumnitridkeramik als Grundkörper oder Substrat. Zudem ermöglicht das Heißdraht-CVD-Verfahren eine Einflussnahme auf die Größe der Diamantkörner der gebildeten Beschichtung.
Der Körper 6 des Fadenölers 1 ist mit einem Fadenlaufbereich 10 ausgebildet. In dem Fadenlaufbereich 10 werden der Faden 100 bzw. die Filamente oder Fasern 101 mit dem Öl benetzt und zugleich geführt, wobei eine mechanische Wechselwirkung des Körpers 6 mit dem Faden 100 bzw. den Filamenten/Fasern 101 mit daraus resultierender Beanspruchung des Körpers 6 stattfindet.
Der Fadenlaufbereich 10 weist bei dem gezeigten Beispiel eine Geometrie mit einer Abfolge von Erweiterungen und Verengungen entlang der Fadenlaufrichtung F auf. Jedoch sind unterschiedlichste Oberflächengeometrien des Fadenlaufbereichs 10 denkbar, wobei ggf. die Erweiterungen und buckelartigen Verengungen, siehe auch 3C und 8, dann nicht notwendig vorhanden sind.
Die Diamantbeschichtung ist bei den Beispielen der 1-9 zumindest in einem Bereich 18 des Körpers 6 aufgebracht, der für die mechanische Wechselwirkung mit dem Faden 100 oder mit den Filamenten oder Fasern 101 vorgesehen ist, um insbesondere bei Bearbeitung abrasiver Filamente oder Fasern 101 und hohen Fadenlaufgeschwindigkeiten den Verschleiß des Körpers 6 in diesem Bereich 18 gering zu halten und eine lange Standzeit der Einrichtung 1, 1a, 1b zu erreichen. Hierbei umfasst die mechanisch beanspruchte Oberfläche des Fadenlaufbereichs 10 zumindest einen Teil des mit der Diamantbeschichtung versehenen Teils 18 der Oberfläche des Körpers 6.
Bei dem bereichsweisen Beschichten des Körpers 6 wird insbesondere die mechanisch stark beanspruchte Oberfläche im Fadenlaufbereich 10 mit der verschleißresistenten Diamantbeschichtung versehen. Insbesondere wird hierbei die Oberfläche des Körpers 6 in einem Bereich, der etwa einem beispielhaft in 2A illustrierten Oberflächengebiet 19 entsprechen kann, mit der Diamantbeschichtung versehen. Bei dem Beschichtungsvorgang kann allerdings auch außerhalb des Gebiets 19 noch eine Diamantbeschichtung auf der Oberfläche des Körpers 6 ausgebildet werden. Beispielhaft illustriert 2A weitere, größere Oberflächengebiete 20, 21, in denen in mehreren Varianten auf der Oberfläche des Körpers 6 die Diamantbeschichtung ausgebildet werden kann. Die Diamantbeschichtung kann bei einigen Beispielen auch eine gesamte oberseitige Oberfläche 13 des Körpers 6 einnehmen. Es versteht sich, dass diese Bereiche bei unterschiedlichen Ausführungsformen variieren können. Bevorzugt wird, zumindest die mechanisch stark beanspruchten Oberflächenbereiche im gesamten Fadenlaufbereich 10 in dieser Weise verschleißresistent zu beschichten, etwa schwerpunktmäßig mit einer fest haftenden Diamantschicht im Gebiet 19. In Teilen der oberseitigen Oberfläche 13, die von der zweiten Komponente 4, 4a, 4b verdeckt werden, siehe etwa 3A, 4 oder 7, wird die Diamantbeschichtung meist nicht erforderlich sein. Jedoch kann im Beschichtungsverfahren auch eine Diamantschicht auf diesen weiteren Oberflächenbereichen mit aufwachsen.
Die 1-7 verdeutlichen zudem, dass der Körper 6 weitgehend auf die Funktionen des Fadenlaufbereichs 10, einschließlich des Aufbringens des Öls auf den Faden 100 bzw. die Filamente/Fasern 101, und bei dem gezeigten Beispiel ferner das Ablaufen und Abtropfen des überschüssigen Öls von der Abtropfnase 15 reduziert ist. Die Abtropfnase 15 ist hierbei als Teil des Körpers 6 ausgebildet.
Der Körper 6 ist, siehe z. B. 2A, mit Blick auf dessen äußere Formgebung etwa innerhalb jener Hälfte desselben, die dem Eintrittsbereich 11 benachbart ist, in einer Richtung seitlich des Fadenlaufs 10 verdickt ausgebildet, wohingegen sich der Körper 6 in der anderen Hälfte zu der Abtropfnase 15 hin in dieser Richtung verjüngt. Die durch den Fadenlaufbereich 10 zweigeteilte oberseitige Oberfläche 13 des Körpers 6 ist im Wesentlichen eben. Unterseitig weist der Körper 6 ebenfalls eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 14 auf, die von Ausnehmungen durchsetzt ist, 2C.
Zusätzliche Funktionen einer Führung und Bündelung des Faserbündels nach dem Spinnprozess, insbesondere auch einer Unterstützung eines Einfädelvorgangs, sowie einer Halterung des Körpers 6 und einer Zufuhr des Öls zu dem Körper 6 werden bei dem ersten Ausführungsbeispiel in den gezeigten Varianten von der zweiten Komponente 4 oder 4a oder 4b bereitgestellt. Die zweiten Komponenten 4, 4a, 4b unterscheiden sich hierbei hinsichtlich des für diese verwendeten Materials und deren Formgestaltung im Austrittsbereich 12.
Die zweite Komponente 4, 4a, 4b ist nach Art eines Gehäuses ausgebildet. Der Körper 6 kann als erste Komponente 3 in der zweiten Komponente 4, 4a oder 4b aufgenommen und gehalten werden, derart, dass jede der beiden Komponenten 3 und 4, 4a oder 4b ihre jeweiligen Funktionen erfüllen können.
Nach Zusammenbau der Einrichtung 1, 1a oder 1b und Aufnehmen der ersten Komponente 3 in der zweiten Komponente 4, 4a oder 4b verbleibt ein Zugang für die Filamente oder Fasern 101 und den Faden 100 zu dem Fadenlaufbereich 10, siehe 3A-B, 4, 6 und 7. Auch im Eintrittsbereich 11 und im Austrittsbereich 12 bleibt der aufgenommene Körper 6 von außerhalb der zweiten Komponente 4, 4a bzw. 4b zugänglich. Ferner liegt auch die Ölabtropfnase 15 nach außen frei, 3A, 4, 6, 7.
Zum Aufnehmen des Körpers 6 in der gehäuseartigen zweiten Komponente 4, 4a oder 4b kann der Körper 6 als erste Komponente 3 in eine Ausnehmung 28 der zweiten Komponente 4, 4a oder 4b eingeführt oder eingesetzt werden, etwa von der Seite des Eintrittsbereichs 11 her. Beispielhaft ist dies für die zweite Komponente 4a durch die in 6 bezeichnete Einsetzrichtung E angedeutet.
Der Körper 6 kann beispielsweise durch formschlüssigen Eingriff, etwa durch Anstehen an Abschnitten der zweiten Komponente 4, 4a oder 4b, zum Beispiel innerhalb der Ausnehmung 28, an der zweiten Komponente 4, 4a bzw. 4b gehalten sein. Ferner könnten zusätzliche Arretiereinrichtungen zur Festlegung des Körpers 6 in der zweiten Komponente 4, 4a, 4b, etwa durch Verrasten oder mittels einer/mehrerer Schraube(n) vorgesehen sein. Eine beispielhafte und vorteilhafte klemmende Fixierung wird weiter unten bezugnehmend auf 3A-B noch erläutert.
Die gehäuseartige zweite Komponente 4, 4a oder 4b weist ferner zwei flügelartig geformte Abschnitte 31 auf, die zur Fadenbündelung und -führung nach dem Spinnprozess beitragen und auch ein anfängliches Einfädeln unterstützen können. Die Abschnitte 31 stehen, siehe z. B. 3A, 4, 6 und 7, beidseits des Fadenlaufbereichs 10 von der zweiten Komponente 4, 4a oder 4b ab und bilden miteinander einen Zwischenraum 36, der sich vom Fadenlaufbereich 10 weg und quer zur Fadenlaufrichtung F gesehen stetig, in der 4, 6, 7 nach oben, erweitert. Zwischen den flügelartigen Abschnitten 31 verbleibt ein Zugang für den Faden 100 bzw. die Filamente oder Fasern 101 zu dem Fadenlauf 10.
An einer den flügelartigen Abschnitten 31 entgegengesetzten Seite, bspw. in 6 der unteren und 3B der linken Seite, weist die zweite Komponente einen Schaft 45 auf, der in 3B und 6 beispielhaft für die zweiten Komponenten 4 bzw. 4a gezeigt ist, aber auch bei der zweiten Komponente 4b vorgesehen sein kann. Der Schaft 45 ist im Wesentlichen zylindrisch und hohl ausgebildet, mit anderen Worten, der Schaft 45 ist rohrartig mit einem Innenraum 46 ausgebildet. Der Schaft 45 dient als eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des Öls zu dem Körper 6.
Mit Hilfe der Ausgestaltung der Einrichtung 1, 1a, 1 b mit den beiden zusammenfügbaren und vorzugsweise voneinander wieder lösbaren Komponenten 3 und 4, 4a bzw. 4b derart, dass insbesondere die abstehenden Flügelabschnitte 31 und der Schaft 45 Teil der zweiten Komponente 4, 4a oder 4b sind, wird es möglich, den Heißdraht bei der Durchführung der Diamantbeschichtung mittel chemischer Gasphasenabscheidung im Heißdraht-CVD-Verfahren nahe an der Oberfläche des Körpers 6 und insbesondere des Fadenlaufbereichs 10 zu führen. Erst der fertig beschichtete Körper 6 wird beim Zusammenbau der Einrichtung 1, 1a, 1b in die zweite Komponente 4, 4a bzw. 4b eingefügt. Die mehrkomponentige Gestaltung der Einrichtung erleichtert somit eine möglichst optimale Aufbringung der Diamantbeschichtung.
Bei den Varianten der 1-6 ist die zweite Komponente 4, 4a der Einrichtung 1 bzw. 1a aus einem Metall gefertigt. Durch die auf die Funktion des Fadenlaufs 10 zur Führung und Benetzung und zusätzlich die Funktion des Ölabtropfens reduzierte erste Komponente 3, die als der Körper 6 aus einer Siliziumnitridkeramik mit der beschriebenen Diamantbeschichtung im Bereich 18 ausgeführt ist, können Aufwand und Kosten für das keramische Bauteil vermindert werden. Die Geometrie des keramischen Elements kann einfacher ausfallen. In dem stark beanspruchten Bereich 18, namentlich im Fadenlaufbereich 10, wird mit dem bereichsweise beschichteten Körper 6 ein verschleißfestes Element guter Zähigkeit und Festigkeit bereitgestellt, das auch bei Bearbeitung abrasiver Garne gute Standzeiten der Einrichtung 1, 1a ermöglichen kann.
Die Ausbildung der zweiten Komponente 4, 4a mit einem Metallmaterial, zum Beispiel einem Stahl, verleiht dieser eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß durch einen abrasiven Faden 100, die für die Funktionen der zweiten Komponente 4, 4a ausreichen kann.
Das Detail in 3C verdeutlicht beispielhaft, dass der Körper 6 nach dem Einführen in die zweite Komponente 4 ohne einen wesentlichen Spalt zwischen dem Körper 6 und der zweiten Komponente 4 an letztere anschließt. Wulstartige Vorwölbungen oder Buckel 64 und nutartige Vertiefungen 66, die bei dem skizzierten Beispiel die Geometrie des Fadenlaufbereichs 10 mit ausbilden, sind bei dem Beispiel der 3C und auch bei den Beispielen der 4-7 nur im Bereich des Körpers 6 vorgesehen, und setzen sich von dem Körper 6 nicht in einander zugewandte Innenflächen 32 der flügelartigen Abschnitte 31 der zweiten Komponente 4 hinein fort. Die Fadenlaufgeometrie, zum Beispiel mit den Vorwölbungen 64 und Vertiefungen 66, ist somit nur in dem Körper 6 ausgebildet, wohingegen die Innenflächen 32 vollständig glatt, zum Beispiel eben oder nur leicht gewölbt, ausgebildet sind. Dies trägt nicht nur vorteilhaft zu einer einfachen Auswechselbarkeit des Körpers 6, insbesondere auch zum Variieren der Fadenlaufgeometrie oder zum Austauschen eines verbrauchten Körpers 6, bei, sondern vermeidet auch einen Bedarf eines allzu aufwändigen Ausrichtens des Körpers 6 an der zweiten Komponente 4, 4a, 4b.
In 3C sind schematisch und lediglich zur Illustration Teilbereiche 644, 664 eingezeichnet, die bei dem Ausführungsbeispiel in 1-7 in der Fläche 32 nicht vorhanden sind, wobei jedoch die Teilbereiche 644 zum Beispiel andeuten, wie bei einem anderen beispielhaften Fadenöler, bei dem die Flügel einteilig von dem Fadenlauf 10 ausgehend gebildet sind, die Vorwölbungen 64 auslaufen könnten. Die Teilbereiche 664 deuten in 3C ferner an, wie die Vertiefungen 66 bei einem derartigen anderen Fadenöler auslaufen könnten. Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in 1-9 dargestellt sind, sind die Vertiefungen 66 und Vorwölbungen 64 somit im Bereich der oberseitigen Oberfläche 13 angeschnitten. Dies kann insbesondere weiter dazu beitragen, den Fadenlaufbereich 10 gut beschichten zu können. Die Vertiefungen 66 und Vorwölbungen 64 setzen sich aber bei dem vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel der 1-7 nicht in die zweite Komponente 4, 4a oder 4b hinein fort. Es ist jedoch in weiteren Varianten der vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel ebenfalls denkbar, die Vertiefungen 66 und Vorwölbungen 64 bereits innerhalb des Körpers 6 auslaufen zu lassen oder die Vertiefungen 66 und Vorwölbungen 64 bei einigen Fadenlaufgeometrien ganz wegzulassen.
Bei dem Beispiel der 3A-C ist die zweite Komponente 4 mehrteilig ausgeführt, wobei der Schaft 45 ein erstes Teil oder Unterteil bildet, welches mit einem zweiten Teil der zweiten Komponente 4 verbunden ist. Das zweite Teil der Komponente 4 bildet in 3A-C ein Oberteil derselben und umfasst die flügelartigen Abschnitte 31 sowie die Ausnehmung 28 und diese begrenzende, umgebende Abschnitte der zweiten Komponente 4.
In 3B ist gezeigt, dass der Schaft 45 an einem vorderen Bereich, in 3B rechts, ein Gewinde 48, insbesondere ein Außengewinde, aufweist. Ein Schaftansatz 55 an dem zweiten Teil oder Oberteil der zweiten Komponente 4 weist bereichsweise ein dem Gewinde 48 korrespondierendes Gewinde 57, insbesondere ein Mutter- oder Innengewinde auf. Mittels der Gewinde 48, 57 können Schaft 45 und Schaftansatz 55 verbunden werden. Hierzu kann der Schaft 45 mit dessen vorderem Endbereich in den Schaftansatz 55 eingeschraubt werden.
Eine Dichtung 60 dichtet zwischen der Stirnseite des Schaftes 45 auf der in den Schaftansatz 55 eingeschraubten Seite desselben, und der dem Schaftansatz 55 zugewandten Oberfläche 14 des in die Ausnehmung 28 eingefügten Körpers 6 ab. Auf diese Weise kann das Öl durch den Innenraum 46 des Schaftes 45 und durch einen Innenraum des ebenfalls hohlzylindrischen Schaftansatzes 55 einer Aussparung 78 in dem Körper 6 ohne Leckage zugeführt werden. Die Aussparung 78 erstreckt sich von der Oberfläche 14 in den Körper 6 hinein, zum Beispiel als zylindrischer Hohlraum, wobei vermittelt über einen zeichnerisch nicht näher dargestellten Kanal durch eine Öffnung 85 kleiner Abmessung Öl von der Aussparung 78 in der geeigneten Dosierung in den Fadenlaufbereich 10 gelangen kann.
Das Einschrauben des Schafts 45 in den Schaftansatz 55 kann vermittelt über die elastische Dichtung 60, die zum Beispiel als ein O-Ring ausgebildet sein kann, auch ein Klemmen des Körpers 6 als der ersten Komponente 3 in der Aussparung 28 ermöglichen, um den Körper 6 zusätzlich zur formschlüssigen Aufnahme desselben zu fixieren.
Ferner kann mittels der Schraubverbindung des Schafts 45 mit dem Oberteil der zweiten Komponente 4 bei dem gezeigten Beispiel vorteilhaft eine Befestigung des Schafts 45 und des Oberteils aneinander erreicht werden, die ohne eine Klebeverbindung dieser Teile auskommt. Zusätzlicher Aufwand zur Sicherstellung einer Beständigkeit der Klebestelle gegen das/die verwendete(n) Fluid(e), etwa das bereits genannte Öl, kann vorteilhaft vermieden werden. Die Schraubverbindung von Schaft 45 und Oberteil kann insbesondere bei Fertigung dieser Teile der zweiten Komponente 4 aus einem Metallmaterial gegenüber dem Fluid oder Öl eine gute Beständigkeit aufweisen.
Bei der Variante der 4-6, bei der der Schaft 45 analog wie in den 3A-B einschraubbar vorgesehen sein kann, ist der verjüngte Teil des Körpers 6 einschließlich der Abtropfnase 15 im Wesentlichen innerhalb der nach außen geöffneten Ausnehmung 28 aufgenommen. Der Körper 6 ist insbesondere hierbei im Austrittsbereich 12 im Wesentlichen bündig mit der Außenseite der zweiten Komponente 4a. Dies kann zum Beispiel dazu beitragen, den Körper 6 vor mechanischen Beschädigungen zusätzlich zu schützen, zumal er auf diese Weise mit der Abtropfnase 15 nicht aus der zweiten Komponente 4a hervorragt.
Die Einrichtung 1b, die gemäß der weiteren Variante in 7 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Einrichtung 1a darin, dass - wie auch bei der Einrichtung 1 in 3A-C - der Körper 6 mit der Abtropfnase 15 aus der Ausnehmung 28 der zweiten Komponente 4, 4b hervorsteht.
Ferner unterscheidet sich die Einrichtung 1b auch darin von den vorstehend beschriebenen Einrichtungen 1, 1a, dass die zweite Komponente 4b in 7 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Dies kann eine einfache und kostengünstige Herstellung der zweiten Komponente 4b ermöglichen, falls das Kunststoffmaterial gegenüber dem Fluid, insbesondere dem Öl, hinreichend beständig ist. Zudem kann es vorteilhaft sein, wenn eine ausreichende Widerstandsfähigkeit des Kunststoffmaterials im Hinblick auf die Zusammensetzung des Fadens, der Filamente oder Fasern und somit deren Abrasivität gegeben ist. Die Ausbildung der zweiten Komponente 4 aus Metall, wie bei den Einrichtungen 1, 1a, kann in vielen Fällen bevorzugt sein.
Zur besseren Stabilisierung des Körpers 6 in der Ausnehmung 28 weist die zweite Komponente 4b der 7 rippenartige Vorsprünge 91 auf, die beidseits des Körpers 6 mit Seitenflächen desselben in Kontakt stehen. Der Körper 6 in 7 entspricht jenem in den 1-6.
Die Einrichtungen 1, 1a, 1b bieten somit nicht nur einen vorteilhaften Verschleißschutz im Fadenlaufbereich 10, hierbei beispielsweise auch im Bereich der der mechanischen Wechselwirkung stark ausgesetzten Vorwölbungen oder Hügel 64, sofern vorhanden, für hohe Standzeiten auch bei abrasiven Garnen. Die mehrteilige Bauweise mit ersten und zweiten Komponenten 3 sowie 4, 4a oder 4b ermöglicht zudem eine möglichst gute Diamantbeschichtung in dem Bereich 18 und zugleich eine Reduzierung von Größe, Komplexität und Kosten des keramischen Körpers 6. Darüber hinaus bieten die Einrichtungen 1, 1a, 1b die Möglichkeit, den Körper 6 bei Bedarf auszutauschen. Der Austausch kann erfolgen, um einen verbrauchten Körper 6 durch einen neuen zu ersetzen und den erstgenannten ggf. neu zu beschichten. Auch ist denkbar, durch Austausch des Körpers 6 durch einen solchen eines anderen Typs in einfacher Weise die Fadenlaufgeometrie zu variieren. Hierfür kann es insbesondere vorteilhaft sein, dass sich die detaillierte Fadenlaufgeometrie nicht in die Innenfläche 32 hinein erstreckt, sondern die Innenflächen 32 glatt ausgebildet sind.
Ein Prototyp des Körpers 6 wurde wie oben beschrieben mit einem Grundkörper aus einer Siliziumnitridkeramik (Si₃N₄) hergestellt und durch Heißdraht-CVD diamantbeschichtet. Für die in 8 durch „X“ gekennzeichnete Stelle zeigt 9 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des Fadenlaufbereichs 10 (EHT=3.00 kV, WD = 8.2 mm, aperture size = 30.00 µm). Die Aufnahme in 9 zeigt, dass sich in dem beispielhaften Fadenlaufbereich 10 der 8 bei der Beschichtung eine homogene Diamantschicht gebildet hat.
Bei einer weiteren Variante, die in den Figuren nicht näher dargestellt ist, kann der Körper 6 ausgehend etwa von der Darstellung in 1 hinsichtlich seiner Größe und Funktionen noch weiter auf den Fadenlauf 10 reduziert werden. Hierzu ist vorstellbar, die Abtropfnase 15 ebenfalls wenigstens zum Teil in die zweite Komponente 4, 4a oder 4b hineinzuverlagern. Ein entsprechend variierter keramischer Körper könnte dann nach Art einer flachen Platte im Wesentlichen mit dem Fadenlaufbereich 10 und der Aussparung 78 für die Ölzufuhr ausgebildet sein.
Ein zweites Ausführungsbeispiel zeigen 10A-C und 11. Beschrieben werden nachfolgend vornehmlich die Unterschiede im Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel und dessen Varianten. Darüber hinausgehend sei auf die obigen Ausführungen verwiesen.
10A-C, 11 zeigen als Einrichtung zur Verwendung in der Garnherstellung eine Spinnspitze 1'. Die Spinnspitze 1' ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und weist einen Fadenausgang 110 auf.
Die Spinnspitze 1' der 10A-C, 11 ist mit einem rotationssymmetrischen Körper 106 ausgebildet, welcher innen hohl ausgebildet ist, wobei in einem Spitzenbereich der Spinnspitze 1' eine Durchgangsöffnung 111 in einem Fadenausgang 110 endet. Der Körper 106 weist konusartig zulaufende Abschnitte auf und verjüngt sich zu dem Fadenausgang 110 hin. Am Fadenausgang 110 tritt in der Verwendung der Spinnspitze 1' ein Filamentbündel aus, der Fadenausgang 110 gelangt mit den erzeugten Filamenten (in den 10A-C, 11 nicht dargestellt) mechanisch in Wechselwirkung und wird hierbei mechanisch beansprucht.
Für den Grundkörper des Körpers 106 wird analog dem vorstehend beschriebenen Körper 6 als keramisches Material Siliziumnitrid (Si₃N₄) verwendet. In einem mechanisch beanspruchten Bereich 118 um den Fadenausgang 110 in dessen Umfangsrichtung ringartig herum, und vorzugsweise auch ein Stück in die Durchgangsöffnung 111 entlang deren Längserstreckung an deren Innenoberfläche hinein, wird die Siliziumnitridkeramik, analog dem Vorstehend beschriebenen, mittels eines Heißdraht-CVD-Verfahrens mit einer Diamantbeschichtung versehen. Wiederum wird somit vorteilhaft eine fest haftende, verschleißfeste Schicht auf ein zähes und festes Substrat des Körpers 106 aufgebracht.
In einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels, schematisch dargestellt in 12, ist ebenfalls der Fadenausgang 110 analog dem Beispiel der 10A-C und 11 mit Hilfe einer durch Heißdraht-CVD erzeugten Diamantschicht im Bereich 118 geschützt. Anders als in 10A-C und 11 ist in 12 eine Spinnspitze 1" in Hybridbauweise gezeigt, wobei analog der Bauweise der Einrichtung 1, 1a, 1 b in 1-7 nur der Spitzenbereich der Spinnspitze 1" als Körper 106a aus einer Siliziumnitridkeramik gefertigt ist. Der eine Keramikspitze bildende Körper 106a bildet hierbei eine erste Komponente 3" der Spinnspitze 1", die mit einer zweiten Komponente 4" beispielsweise lösbar verbunden ist. Die zweite Komponente 4" ist hierbei in 12 zur Verdeutlichung in doppelt-strichpunktierter Linie umrandet und als ein Bauteil aus einem nichtkeramischen Material gefertigt, und kann zum Beispiel aus einem Metall, etwa einem Stahl, hergestellt sein.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann ein Fadenführer in der erfindungsgemäßen Weise mit einem Siliziumnitridsubstrat und einer bereichsweise darauf, insbesondere im Heißdraht-CVD-Verfahren, aufgebrachten Diamantschicht zur Verschleißminderung ausgeführt und als solcher in der Herstellung von Garnen oder von textilen Gebilden Anwendung finden. Ein derartiger Fadenführer kann beispielsweise analog den Beispielen in den 1-7, jedoch ohne Ölzufuhr und ggf. mit angepasster Fadenlaufgeometrie, ausgebildet sein.
Obgleich die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Wenngleich die Erfindung beispielsweise für einen Fadenöler oder Fadenführer oder eine Spinnspitze vorteilhaft eingesetzt werden kann, ist sie nicht auf diese Anwendungsfälle beschränkt. Die Erfindung kann auch bei anderen Einrichtungen, die zur Garnherstellung, Garnver- oder Garnbearbeitung oder zur Herstellung textiler Gebilde zum Einsatz kommen, zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Verlängerung der Standzeit genutzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Einrichtung
1a: Einrichtung
1b: Einrichtung
1': Einrichtung
1": Einrichtung
3: erste Komponente
3": erste Komponente
4: zweite Komponente
4a: zweite Komponente
4b: zweite Komponente
4": zweite Komponente
6: Körper
10: Fadenlaufbereich
11: Eintrittsbereich
12: Austrittsbereich
13: oberseitige Oberfläche
14: unterseitige Oberfläche
15: Abtropfnase
18: Bereich
19: Oberflächengebiet
20: Oberflächengebiet
21: Oberflächengebiet
28: Ausnehmung
31: flügelartige Abschnitte
32: Innenfläche
36: Zwischenraum
45: Schaft
46: Innenraum
48: Gewinde
55: Schaftansatz
57: Gewinde
60: Dichtung
64: Vorwölbung
644: Teilabschnitt
66: Vertiefung
664: Teilabschnitt
78: Aussparung
85: Öffnung
91: Vorsprung
100: Faden
101: Filamente oder Fasern
106: Körper
106a: Körper
110: Fadenausgang
111: Durchgangsöffnung
118: Bereich
E: Einsetzrichtung
F: Fadenlaufrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017001661 A1 [0006]
DE 102018000326 A1 [0007]

Claims

Einrichtung (1; 1a; 1b; 1'; 1") zur Verwendung in der Garnherstellung oder Garnverarbeitung oder Textilherstellung, wobei die Einrichtung (1; 1a; 1b; 1', 1") dafür ausgebildet ist, mit einem Faden (100) oder mit Filamenten (101) oder Fasern (101), mit denen ein Faden (100) gebildet wird, bei der Erzeugung und/oder Verarbeitung des Fadens (100) oder der Filamente (101) oder Fasern (101) zumindest bereichsweise mechanisch in Wechselwirkung zu treten; wobei die Einrichtung (1; 1a; 1b; 1'; 1") einen Körper (6; 6; 6; 106; 106a) aufweist, der mit einem keramischen Material ausgebildet ist, wobei das keramische Material Siliziumnitrid aufweist; und wobei der Körper (6; 6; 6; 106; 106a) mindestens in einem Bereich (18; 18; 18; 118; 118), der für die mechanische Wechselwirkung mit dem Faden (100) oder mit den Filamenten (101) oder Fasern (101) vorgesehen ist, mit einer Diamantbeschichtung versehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1; 1a; 1b; 1'; 1") für eine Verwendung in einer Anordnung zur Herstellung und/oder Verarbeitung des Garns oder einer Anordnung zur Herstellung des Textils vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantbeschichtung mittels eines Heißdraht-CVD-Verfahrens mindestens in dem Bereich (18; 18; 18; 118; 118) auf den Körper (6; 6; 6; 106; 106a) aufgebracht ist.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1; 1a; 1 b; 1") mit mindestens zwei miteinander verbundenen oder verbindbaren, insbesondere lösbar miteinander verbundenen oder verbindbaren, Komponenten (3, 4; 3, 4a; 3, 4b; 3", 4") gebildet ist, wobei der mit dem keramischen Material aufweisend Siliziumnitrid ausgebildete und mindestens in dem Bereich (18; 18; 18; 118) mit der Diamantbeschichtung versehene Körper (6; 6; 6; 106a) als eine erste (3; 3; 3; 3") der Komponenten ausgebildet ist oder eine erste (3; 3; 3; 3") der Komponenten den Körper (6; 6; 6; 106a) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (3; 3; 3; 3") und eine zweite (4; 4a; 4b; 4") der Komponenten derart eingerichtet sind, dass die erste Komponente (3; 3; 3; 3") in die zweite Komponente (4; 4a; 4b; 4") einsetzbar oder einführbar ist und/oder dass die erste Komponente (3; 3; 3; 3") in die zweite Komponente (4; 4a; 4b; 4") eingesetzt oder eingeführt ist.
Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (4; 4a; 4b; 4") gehäuseartig ausgebildet ist, derart, dass die erste Komponente (3; 3; 3; 3") in der zweiten Komponente (4; 4a; 4b; 4") aufgenommen und gehalten werden kann.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (4; 4a; 4b; 4") mit einem nichtkeramischen Material, vorzugsweise einem Metallmaterial, ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (4; 4a; 4b) eine Zuführeinrichtung (45) zum Zuführen eines Fluids, insbesondere eines Öls, aufweist, wobei die Zuführeinrichtung (45) insbesondere schaftförmig ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (4; 4a; 4b) mit flügelartig geformten Abschnitten (31) zum Führen eines Bündels der Filamente (101) oder Fasern (101) ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (6) mit einem Fadenlaufbereich (10) ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des Fadenlaufbereichs (10) zumindest einen Teil des mit der Diamantbeschichtung versehenen Bereichs (18) des Körpers (6) umfasst.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (6) mit einer Abtropfnase (15), insbesondere einer Ölabtropfnase, ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1; 1a; 1b) als ein Applikator, insbesondere zum Aufbringen eines Fluids auf den Faden (100) oder die Filamente (101) oder Fasern (101), weiter bevorzugt als ein Fadenöler, ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1; 1a; 1b) dafür eingerichtet ist, in einem Spinnverfahren erzeugte Filamente (101) oder Fasern (101) zur Bildung des Fadens (100) zu bündeln und mit einem Fluid, insbesondere einem Öl, zu benetzen.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1; 1a; 1b) als ein Fadenführer ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1'; 1") als eine Spinnspitze ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche eines Fadenausgangs (110; 110) der Spinnspitze (1'; 1") zumindest einen Teil des mit der Diamantbeschichtung versehenen Bereichs (118; 118) des Körpers (106; 106a) umfasst.