Zweistufige Zahnradspinnpumpe. Beire Verspinnen von Kunststoffen auf der Basis von Kondensationspolymeren, wie z. B. von Polyamiden, Polyestern und Poly- earbamidsätireestern, die sämtlich nach Sehmelzspinnverfahren verarbeitet werden, müssen die Spinnpumpen eine ganze Reihe von Anforderungen hinsichtlich Art, Material und Wirkungsweise erfüllen, wenn der Spinn prozess störungsfrei vonstatten gehen soll. Es ist dabei den besonderen Eigenschaften sol eher Kunststoffschmelzen, wie z.
B. deren hohen Schmelztemperaturen von 180 bis 280 C, deren hoher Viskosität. im flüssigen Zustand von 500 bis 1500 Poisen und schliess lich noch deren leichter Zersetzliehkeit bei den notwendigen hohen Spinntemperaturen Rech nung zu tragen.
Im Patentschrifttum sind eine ganze Reihe von Förderineehanismen vorgeschlagen wor den, die sich für den vorgenannten Zweck eignen sollen. Wenn man von Förderschnek- ken absieht, die bei nicht zu grossen Anfor derungen bezüglich der Fördergenauigkeit in Frage kommen, so haben sich für das Spin nen von Kunststoffschmelzen zu feinen Fa sern und Fäden bisher nur Zahnradpumpen auf die Dauer bewährt. Solche Zahnradpum pen werden aus ehroinlegierten, durch beson dere Verfahren gehärtete Sonderstählen her gestellt und müssen sehr präzise gearbeitet sein, um absolute Konstanz der Fördermenge zu gewährleisten.
Es hat sich aber nun gezeigt, dass eine Reihe von Kunststoffschmelzen, z. B. das Polyamid aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure, nicht mit befriedigender Titergenauigkeit ver sponnen werden können, wenn nur eine Pumpe - und sei sie noch so präzise gearbei tet - angewandt wird. Ursache dieser Spinn störungen ist eine beginnende thermische Zer setzung der Polyamidschmelze, die zu Gas bläschen in der Schmelze führt. Es konnten jedoch solche zur Zersetzung neigenden Schmelzen mit Hilfe zweier nacheinander ge schalteter, unabhängig voneinander angetrie bener Pumpen, von denen eine als Druck organ wirkt, glatt versponnen werden.
Die Anwendung zweier Pumpen bedeutet infolge der notwendigen Verdoppelung der Pumpen zahl, der Antriebs- und Übertragungsorgane und der vermehrten Vorrichtungen am Spinn kopf selbst eine unliebsame Komplikation und Verteuerung der Spinnmaschine.
Es gibt in der Klasse der Kondensations polymeren eine Reihe- Vertreter, die bei der Spinntemperatur keine Zersetzung erleiden und demzufolge glatt mit nur einer Pumpe versponnen werden können. Es wurde jedoch gefunden, dass Schmelzen sehr hoher Viskosi tät nicht befriedigend mit einer einfach wir kenden Pumpe gesponnen werden können, auch wenn sie völlig frei von Zersetzungs gasen sind.
CTegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine zweistufige Zahnradpumpe zum Spinnen hochviskoser Kunststoffmassen, die sich auszeichnet durch zwei durch dieselbe Achse angetriebene Zahnradpaare, die in kreis. förmigen Ausschnitten mehrerer Pumpenplat ten drehbar angeordnet sind und von denen das saugseitig gelegene Räderpaar eine 10 bis 50% höhere Fördermenge liefert als das zweite, druckseitig gelegene Räderpaar, aber so viel Spiel besitzt,
dass das überschüssig ge förderte Spinngut in die Ansaugleitung zll- riicktreten kann.
Eine mögliche Ausführungsform einer sol- ehen zweistufigen Pumpe zeigen Fig. 1 bis 3. Die Pumpe setzt sieh im wesentlichen aus fünf Pumpenplatten (1-5 in Fig. 2) und den beiden Zahnradpaaren (Fig. 3) zusam inen, die in kreisförmigen Ausschnitten der Pumpenplatten aufgenommen werden. Sä.mt- liehe Zahnräder sitzen lose auf den Zapfen bzw. der Antriebswelle, jedoch sorgen Keile auf der Welle (17) und Nuten in den Rä dern (13 und 15) für absolute Fixierung in der Drehrichtung.
Das Räderpaar 13=14 und entsprechend die Platte 2 haben eine grössere Dicke als das Räderpaar 15-16, um eine höhere Fördermenge zu liefern und eine Druckwirkung auf letzteres zu gewährleisten.
Die Mehrlieferung des ersten Räderpaares ist auf 10 bis 500/0, vorzugsweise auf 30%, einge- stellt. Damit keine unzulässigen Drucke ent stehen können, die die Pumpe oder die An triebsorgane zerstören könnten, ist das erste Räderpaar mit grösserer Toleranz bzw. Spiel gearbeitet als das zweite Räderpaar, so dass überschüssig geförderte Schmelze durch Spal ten zurücktreten kann.
Die ganze Pumpe wird durch vier durch gehende Schrauben (in -der Zeichnung nicht. angegeben) zusammengehalten und durch weitere vier Schrauben auf dem Pumpen block befestigt, und zwar so, dass Bohrung 6 auf die Saugöffnung und Bohrung 12 auf ,die Drucköffnung des Blockes zu liegen kommt.
Die Arbeitsweise der Pumpe gestaltet sich folgendermassen: Aus dem Pumpenblock fliesst die zähe Kunststoffschmelze über die Bohrung 6 dem in der Platte 2 befindlichen Räderpaar 13-l4 zll. Dieses drückt die Schmelze durch die Bohrung ä zum Räderpaar 15-16, welches die genaue Dosierung des Spinngutes bewirkt, das entgegengesetzt der Zuflussriehtung durch die drei koaxialen Bohrun, en 10, 11 und 12 zur Öffnung des Druckkanals im Pumpen block befördert wird. Von hier aus gelangt die Schmelze zur Spinndüse.
Mit Hilfe der dargestellten zweistufigen Pumpe lässt sich auch in den Fällen eine kon stante Förderleistung erzielen, wo bisher ein stufige Pumpen infolge von Zuflussstockungen der zähflüssigen Spinnmassen versagt. haben. Selbstverständlich könnte man Spinnschwie rigkeiten dieser Art, auch nach der bisherigen Arbeitsweise mit zwei Spinnpumpen überwin den. Der grosse Vorteil der zweistufigen Pumpe liegt aber darin, dass der gleiche Effekt mit nur dein halben Aufwand an An triebs- und Übertragungsorganen erzielt wird. Auch der Arbeitsaufwand für das Zusammen setzen, den Ausbau und Einbau der Pumpen vermindert sieh praktisch um 5011/o.
Two-stage gear spinning pump. Beire spinning of plastics based on condensation polymers, such as. B. of polyamides, polyesters and Poly- earbamidsätireestern, all of which are processed according to Sehmelzspinnverfahren, the spinning pumps must meet a number of requirements in terms of type, material and mode of operation, if the spinning process is to go smoothly. It is the special properties of plastic melts, such as
B. their high melting temperatures of 180 to 280 C, their high viscosity. in the liquid state from 500 to 1500 poises and, finally, their easy decomposition at the necessary high spinning temperatures.
In the patent literature, a number of Förderineehanismen are proposed which are said to be suitable for the aforementioned purpose. If one disregards screw conveyors, which can be used if the requirements in terms of conveying accuracy are not too great, only gear pumps have so far proven to be effective in the long term for spinning plastic melts into fine fibers and threads. Such gear pumps are made from gold alloyed special steels hardened by special processes and must be worked very precisely to ensure absolute constancy of the flow rate.
But it has now been shown that a number of plastic melts such. B. the polyamide from hexamethylenediamine and adipic acid, can not be spun ver with satisfactory titer accuracy if only one pump - no matter how precise it is worked - is used. The cause of these spinning disorders is the incipient thermal decomposition of the polyamide melt, which leads to gas bubbles in the melt. However, such melts which tend to decompose could be spun smoothly with the help of two successively connected, independently driven pumps, one of which acts as a pressure organ.
The use of two pumps means an unpleasant complication and increase in the cost of the spinning machine due to the need to double the number of pumps, the drive and transmission elements and the increased devices on the spinning head itself.
There are a number of representatives in the class of condensation polymers that do not suffer from decomposition at the spinning temperature and can therefore be spun smoothly with just one pump. However, it has been found that melts of very high viscosity cannot be spun satisfactorily with a simple we kenden pump, even if they are completely free of decomposition gases.
The subject matter of the present invention is now a two-stage gear pump for spinning highly viscous plastic masses, which is characterized by two pairs of gearwheels driven by the same axis, which are in a circle. shaped cutouts of several pump plates are rotatably arranged and of which the pair of wheels on the suction side delivers a 10 to 50% higher delivery rate than the second pair of wheels on the pressure side, but has so much play,
that the excess spun material that is conveyed can enter the suction line.
A possible embodiment of such a two-stage pump is shown in FIGS. 1 to 3. The pump essentially consists of five pump plates (1-5 in FIG. 2) and the two pairs of gears (FIG. 3), which are arranged in circular cutouts the pump plates are included. All of the gear wheels sit loosely on the pin or the drive shaft, but wedges on the shaft (17) and grooves in the wheels (13 and 15) ensure absolute fixation in the direction of rotation.
The pair of wheels 13 = 14 and correspondingly the plate 2 have a greater thickness than the pair of wheels 15-16 in order to deliver a higher delivery rate and to ensure a pressure effect on the latter.
The excess delivery of the first pair of wheels is set to 10 to 500/0, preferably to 30%. So that no impermissible pressures can arise that could destroy the pump or the drive organs, the first pair of gears is worked with greater tolerance or play than the second pair of gears, so that excess melt can withdraw through Spal th.
The whole pump is held together by four continuous screws (not specified in the drawing) and fastened to the pump block by another four screws, in such a way that bore 6 faces the suction opening and bore 12, the pressure opening of the block come to lie.
The operation of the pump is as follows: The viscous plastic melt flows out of the pump block via the bore 6 to the pair of wheels 13-14 zll located in the plate 2. This pushes the melt through the bore - to the pair of wheels 15-16, which causes the exact dosage of the spinning material, which is conveyed opposite the supply direction through the three coaxial bores 10, 11 and 12 to the opening of the pressure channel in the pump block. From here the melt reaches the spinneret.
With the aid of the two-stage pump shown, a constant delivery rate can also be achieved in cases where stage pumping has previously failed due to flow congestion of the viscous spinning masses. to have. Of course, you could spinning difficulties of this type, even after the previous method of working with two spinning pumps überwin the. The big advantage of the two-stage pump, however, is that the same effect can be achieved with only half the effort on drive and transmission elements. The work involved in assembling, dismantling and installing the pumps is reduced by practically 5011 / o.