CN107429437B - 用于使丝束卷曲变形的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使由合成单丝条子构成的丝束卷曲变形的装置。在所使用的卷曲变形机的侧板和这些单丝条子之间，尤其是在与在两个卷曲变形辊之间形成的卷曲变形间隙相邻接的位置处，摩擦非常大。由此对侧板产生高磨损且使得邻近的单丝条子产生明显升温。按照本发明为此在侧板的凹部内部与卷曲变形间隙相邻接地布置有旋转体。通过该旋转体的旋转明显减小了侧板和单丝条子之间的摩擦。侧板的磨损以及邻近的单丝条子的升温由此明显变小。这种卷曲变形机优选地被应用在用于制造短纤维的设备中，在该设备中利用该卷曲变形机进行卷曲变形的丝束随后被切割成短纤维。

Description

用于使丝束卷曲变形的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于使丝束卷曲变形的装置。

背景技术

这种装置尤其被应用于短纤维/切段纤维的制造。在将由多个单个的合成单丝条子构成的丝束切割成所述短纤维之前，借助卷曲变形机来卷曲变形丝束。通过由纺丝喷嘴将聚合物熔体挤出而形成单丝条子，其中，由大量单丝条子形成丝束。在卷曲变形之前，这种丝束将经过多种不同的处理，例如拉伸处理、热处理、和/或松弛处理。在某些情况下，丝束在被挤出之后先被铺放在条筒中且在第二工艺步骤中才得到进一步处理并最后被切割成所期望的短纤维。卷曲变形机本身由一对彼此相对而置的卷曲变形辊构成，其中，丝束经过由卷曲变形辊对形成的卷曲变形间隙被输送到填塞箱中。填塞箱由一底板、一盖板、以及两个侧板构成。盖板被设置成相对于底板可摆动，并且能够例如借助液压装置从外面向盖板施加压盖力。分别根据压盖力的大小来或强或弱地卷曲变形丝束。这种装置已在例如文献DE19537958C1中已知。所述侧板从填塞箱的端部延伸至丝束进入卷曲变形间隙中的入口。两个侧板与卷曲变形辊的端面相邻接并且能够由此防止丝束中的单丝条子从侧面漏出。每个侧板均由固持板和嵌入到固持板中的压紧盘或侧盘构成。通过侧盘来实现对卷曲变形间隙的侧面的密封。为了使磨损更好地分布在侧盘上，在卷曲变形机运行时所述侧盘是旋转的。由此避免卷曲变形辊和丝束的单丝条子进入到侧盘中。尽管进行了旋转，但侧盘仍旧高度磨损，尤其是在与卷曲变形间隙相邻接的所受负载最高的区域内。另外，丝束的单丝条子与侧盘的摩擦导致产生热释放并且由此使得邻近的单丝条子出现升温。由于侧盘和单丝条子的速度矢量指向不同的方向，所以并不能通过侧盘的旋转显著减小这种也对磨损负有责任的摩擦。单丝条子的升温会损害成品的质量。为了将所述升温以及与之相关联的成品质量的降低限制在预期的界限内，最低用量的整理流体、例如上油剂是必备的。整理流体能够冷却单丝条子并且还对侧盘的磨损产生有利影响。然而在将丝束切割成短纤维之前，必须将整理流体从丝束中又去除。整理流体的去除要借助蒸发器在消耗大量能量的条件下才能实现。

发明内容

因此本发明的目的在于提供所述类型的装置，借助该装置以如下方式和方法实现丝束的卷曲变形，即，在丝束中的整理流体含量尽可能低的情况下使得侧板受到尽可能小的磨损。另外，要求由卷曲变形的丝束制造而成的短纤维具有稳定/均匀且良好的质量。

上述目的按照本发明通过在卷曲变形机的至少一个侧板中与卷曲变形间隙相邻接地布置旋转体来实现。所述旋转体位于侧板的凹部中。优选地将两个侧板均设计成配备有凹部和旋转体。在与卷曲变形间隙相邻接的位置上对侧板施加的力最大，在此位置上恰恰布置有上述旋转体。通过该旋转体的旋转能够使丝束边缘处的单丝条子与侧面边界之间的摩擦减到最小。由此减小了侧板的磨损。另外，丝束的单丝条子的由于与侧面边界的摩擦而出现的升温被降低。由此能够将整理流体的用量减小到最低限度。由于在制造短纤维的过程中在卷曲变形机之后在蒸发器中只须将少量的整理流体去除，所以整体上降低了整个短纤维制造的能量需求。根据待制造的成品而定甚至能够完全省略卷曲变形机后面的蒸发器，这明显降低了用于制造短纤维的整个设备的制造成本。

在本发明的一个优选的实施形式中将滚珠用作为旋转体。滚珠围绕其中心旋转，而不是如圆柱体那样关于一个轴线旋转。由此，滚珠能够精确地相应于与滚珠相接触的单丝条子的运动而旋转。

为了容纳滚珠，凹部优选地设计有圆形的横截面。这样能够实现滚珠在凹部内部的同样的支承。假如在滚珠和凹部之间存在用于最小化摩擦的流体，那么该流体围绕着滚珠周部形成相同的流动状态。

优选地，凹部的侧开口也设计有圆形的横截面，该侧开口朝向卷曲变形间隙形成。所述侧开口优选地被实施成其横截面小于滚珠的直径，从而能够在凹部内部形成朝向卷曲变形辊的支座。所述支座构成了滚珠的配对件。滚珠或以其整个周部贴靠在支座上，或在支座和滚珠之间形成有恒定的间隙。由此实现一种磨损最小且在所有应力方向上摩擦相同且较小的支承。

在本发明的一个尤其优选的实施形式中，借助弹簧朝向卷曲变形辊的方向对旋转体加载负荷。由此对支承件进行预加载。此时，旋转体是直接贴放在卷曲变形辊上还是贴放在上述支座上并不重要。旋转体连同弹簧一起使卷曲变形间隙相对于周围环境密封，从而将丝束的单丝条子整体地引导至填塞箱中而不是至少部分地在填塞箱旁边经过。

在本发明的另一个实施形式中，凹部与流体通道相连接，该流体通道从凹部延伸至侧板的远离卷曲变形辊的那一侧。通过该流体通道将整理流体输送给凹部。整理流体绕流经过旋转体并且最终从侧面进入卷曲变形间隙中并且流到从那里经过的单丝条子上。所述整理流体能够实现多个目的。一方面是实现旋转体与凹部或支座之间的润滑以及卷曲变形辊与侧板之间的润滑。而另一方面是借助该整理流体来整理在侧板旁经过的单丝条子。基于有利的摩擦性能，单丝条子的不利的升温被由此降低。另外通过整理流体来冷却单丝条子，从而克服尽管如此仍然出现的升温。无论是单丝条子还是旋转体均能够借助整理流体来进行调温。如上所述，旋转体、凹部及其侧开口是相互匹配的。在使用滚珠作为旋转体时，凹部和侧开口分别具有圆形的横截面。由此，整理流体从流体通道到卷曲变形间隙的通流是稳定的且具有受控制的、小的压力损失。通过将整理流体有针对性地使用在关键位置上，使得整体上仅需要还更少的整理流体就能够实现所期望的质量高且稳定的短纤维。

弹簧与用来输送整理流体的压力这样相互配合，使得产生最优的间隙。由此使得到达卷曲变形间隙的整理流体的用量恰当其分且使得运动元件之间的摩擦最小。

在本发明的又一个实施形式中，流体通道在过渡到凹部的过程中其横截面并不发生变化。这种设置在制造和安装方面具有优点。例如，能够利用钻孔机或铣削机制造流体通道和凹部。流体通道在其整个长度上具有比旋转体更大的横截面。这样能够从外面实现旋转体的安装。当在凹部内部构造有支座并且无法从卷曲变形辊那侧实现安装时，这一点尤其重要。

为了使磨损尽可能均匀地分布在侧板上，如文献DE19537958C1已经指出的，侧板包括固持板和侧盘，其中凹部被布置在侧盘中。侧盘为此被构造成圆形并且被可旋转地安置在固持板中。侧盘的旋转能够借助文献DE19537958C1中的装置或其他适合的结构/方式来实现。为了确保旋转体尽管在叠加了侧盘旋转的情况下仍始终与卷曲变形间隙相邻接，凹部被布置在侧盘的中心。

在本发明的又一个优选的实施形式中，侧板、卷曲变形辊、以及旋转体在工作状态下被相对于彼此布置成，在卷曲变形辊的端面和侧板之间形成有侧板间隙，而在旋转体和侧板的支座之间形成有支承间隙，并且旋转体伸入到卷曲变形间隙中。这种布置结构导致卷曲变形机内部的摩擦最小并且不会对侧面的密封产生不利影响。

具有上述装置特征的卷曲变形机优选地被应用在用于制造短纤维的设备中。基于所述卷曲变形机，制造短纤维所需的能量尤其少并且短纤维的质量恒定很高。

附图说明

下面参照附图借助按照本发明的装置的几个实施例进一步阐述按照本发明的装置，其中：

图1示意性地示出本发明装置的第一实施例的透视图；

图2示意性地示出本发明装置的第一实施例沿着平面A-A的剖视图；

图3示意性地示出本发明装置的第二实施例的与图2相同视角的剖视图；

图4示意性地示出本发明装置的第三实施例的侧视图；

具体实施方式

图1中示出的是卷曲变形机1，所述卷曲变形机由两个卷曲变形辊2.1和2.2以及一个填塞箱4构成。填塞箱4在外周上由侧板8和9、底板5、以及盖板6限定而成。底板5与侧板8和9固定连接。盖板6由于以箭头象征性示出的压盖力能够围绕着水平轴线摆动。在填塞箱4的入口处布置有两个卷曲变形辊2.1和2.2，这两个卷曲变形辊通过一个未示出的马达能够在以箭头示出的转动方向上被驱动。卷曲变形辊2.1和2.2的端面延伸至紧靠在侧板8和9上为止。卷曲变形辊2.1和2.2的轴线被布置成水平且彼此平行地具有间距，从而在卷曲变形辊2.1和2.2之间产生一个狭窄的卷曲变形间隙3，由单丝条子构成的待处理的丝束穿过该卷曲变形间隙被压入到填塞箱4中。与卷曲变形间隙3相邻接地在侧板8内部设有凹部10，该凹部在此以虚线示出，其原因在于凹部被侧板8的外侧面覆盖着。在凹部10内部布置有滚珠15，该滚珠从侧面密封卷曲变形间隙3。滚珠15同样以虚线示出，其原因在于该滚珠实际上从外侧是不可见的。为清晰起见，在此没有示出在另外一侧上在侧板9中类似地构造的卷曲变形间隙3的密封件。在这种卷曲变形机1运行时，借助两个卷曲变形辊2.1和2.2将由多个单丝条子构成的丝束经过卷曲变形间隙3压入到填塞箱4中。在填塞箱4中丝束进行卷曲变形，其中，通过压盖力7影响卷曲变形的程度。完成卷曲变形的丝束从右侧重新离开填塞箱4。

图2中示意性地示出按照本发明的装置的第一实施例沿着平面A-A的剖视图。在此仅展示出对于本发明而言独具特色的部分。图2中沿用图1中所使用的附图标记。卷曲变形间隙3由两个卷曲变形辊2.1和2.2构成并且借助滚珠15从侧面被密封。滚珠15被保持在侧板8的凹部10之中。滚珠15透过凹部10的侧开口11且贴靠在卷曲变形辊2.1和2.2上。在侧板8与卷曲变形辊2.1和2.2的端面之间构成侧板间隙14。单丝条子被引导经过滚珠15，其中，在滚珠区域内由于卷曲变形间隙3中的横截面最为狭窄，所以此处由单丝条子朝向侧板作用的力是最大的。滚珠15被单丝条子带动转动，由此在这个区域中单丝条子在侧面上的摩擦非常小。这不仅使得磨损很少，而且产生的热释放也较少。

图3中示意性地示出按照本发明的装置的第二实施例的与图2视角相同的剖视图。由于图2和图3在其他部分上是相同的，在此仅探讨不同之处，其中对于相同的部件使用相同的附图标记。在此实施例中，凹部10的侧开口11被实施成小于滚珠15。由此在凹部10内部朝向卷曲变形间隙3构成了支座16。尽管如此，滚珠15仍贴靠在卷曲变形辊2.1和2.2上，从而在支座16和滚珠15之间构成了支承间隙17。由于滚珠15借助弹簧18保持在支座16中，所以朝向卷曲变形间隙3的方向作用有一力。弹簧在滚珠15和弹簧保持件19之间发挥作用。另外，在侧板8的与卷曲变形间隙3相对的侧面与凹部10之间构成了流体通道20。流体通道20和凹部10之间的过渡在此是平顺的，但也能够实现突跃的过渡，尤其是当流体通道20具有比凹部10明显更小的横截面时。与流体通道20相邻接地在侧板8的外侧面上设有软管21，通过该软管来输入整理流体22。这种情况通过多个箭头示出，这些箭头共同表示了所述整理流体22的流动剖面。整理流体22通过软管21流入到流体通道20中，穿流过该流体通道且最终到达凹部10。整理流体22环绕滚珠15流动，特别是经过支承间隙17，并且经过侧开口11离开凹部10。

通过整理流体22，除了弹簧18的弹簧力以外，还向滚珠15施加了流体力。在离开凹部10之后，整理流体22一方面流入侧板间隙14中而另一方面流到在侧板8旁经过的单丝条子上。借助整理流体22因此在支座16与滚珠15之间以及在侧板8与卷曲变形辊2.1和2.2之间实现润滑。另外还实现了对单丝条子的整理，由此改善了单丝条子的摩擦性能并且由此对单丝条子进行冷却。

输入整理流体的位置仅仅是示例性地选择的。所使用的软管可能连接在侧板8的各个任意的位置上，例如在侧板的上表面或下表面上。重要的仅在于流体通道20要将软管21和凹部10连接在一起。

还可以使用圆柱体、椭圆体或蛋形体来代替滚珠15作为旋转体。凹部10则必然要相应地做出适应性改变。但对于所述应用目的而言滚珠是最优的形式，其原因在于：滚珠能够在所有方向上旋转，而其他物体围绕一轴线旋转。

图4示意性地示出按照本发明的装置的第三实施例的侧板8的侧视图。图4使用了与上述附图中相同的附图标记。侧板8在该实施例中由固持板13以及被安置在固持板13中的侧盘12构成。凹部10处在侧盘12中心，图4中的该凹部与图3中的第二实施例类似地具有流体通道。其他构件如弹簧18或软管21没有示出。在凹部10内部布置有滚珠15。侧盘12被构造成圆形，使得它能够在固持板13内旋转。清晰起见没有示出相关的必要机构。这种旋转使得侧板12由于卷曲变形辊2.1和2.2以及单丝条子而受到的磨损是均匀的。使用滚珠15而产生的优点自然也存在于该实施例中。

在图1-4中仅详细示出了两个侧板之一，即侧板8。优选地还可以同样方式实施侧板9。在卷曲变形机1中该侧板9与侧板8镜像对称地布置。

上述卷曲变形机1优选地被应用在用于制造短纤维的设备中，基于卷曲变形机1的优点，借助该设备能够以特别少的能量制造非常高质量的短纤维。

Claims (13)

1.一种用于使丝束卷曲成形的装置，该装置具有：填塞箱(4)；用于将丝束输入到所述填塞箱(4)中的两个卷曲变形辊(2.1、2.2)，其中，在所述卷曲变形辊(2.1、2.2)之间形成了卷曲变形间隙(3)；以及侧板(8、9)，所述侧板在所述卷曲变形辊(2.1、2.2)的端面处对所述卷曲变形间隙(3)进行界定，其特征在于，所述侧板(8、9)中的至少一个以与所述卷曲变形间隙(3)相邻接的方式具有凹部(10)，其中，在所述凹部(10)内部布置有旋转体(15)，其中，所述旋转体被构造成滚珠(15)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凹部(10)具有圆形的横截面。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述凹部(10)朝向所述卷曲变形间隙(3)具有侧开口(11)，所述侧开口具有圆形的横截面。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述侧开口(11)的横截面小于所述旋转体(15)的横截面，从而在所述凹部(10)内部构造出所述旋转体(15)的支座。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述支座(16)的轮廓与所述旋转体(15)的轮廓相符。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，相对于所述旋转体(15)将弹簧(18)布置成，使得朝向所述卷曲变形间隙(3)的方向对所述旋转体(15)施加力。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述凹部(10)和所述侧板(8)的与所述侧开口(11)相对的侧面之间形成有流体通道(20)。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述凹部(10)和所述流体通道以横截面无变化的方式过渡到彼此。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述侧板(8、9)包括固持板(13)和侧盘(12)，其中，所述侧盘(12)被支承在所述固持板(13)中，其中，所述凹部(10)被布置在所述侧盘(12)内。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述侧盘(12)具有圆形的横截面。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述侧盘(12)以能旋转的方式被支承在所述固持板(13)中。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述凹部(10)居中地被布置在所述侧盘(12)中。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，侧板(8)、卷曲变形辊(2.1、2.2)、以及旋转体(15)在工作状态下相对于彼此被布置成，使得在所述卷曲变形辊(2.1、2.2)的端面与所述侧板(8)之间形成有侧板间隙(14)，而在所述旋转体(15)与所述侧板的(8)支座(16)之间形成有支承间隙(17)，并且所述旋转体(15)伸入到所述卷曲变形间隙(3)中。

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