DE10001521A1

DE10001521A1 - Vorrichtung zum Spinnen

Info

Publication number: DE10001521A1
Application number: DE10001521A
Authority: DE
Inventors: Hilmar Born
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 2000-01-15
Publication date: 2000-09-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spinnen einer Vielzahl von multifilen Fäden aus einer Polymerschmelze. Die Polymerschmelze wird von einem Extruder über eine Schmelzeleitung zu einem Verteilerleitungssystem geführt. Das Verteilerleitungssystem ist mit mehreren Spinnbalken verbunden, wobei zumindest eine Verteilerpumpe und zumindest eine Spinndüse in dem Spinnbalken angeordnet sind. Zur Temperierung ist das Verteilerleitungssystem erfindungsgemäß in einer Heizkammer angeordnet, die eine Einlaßöffnung für die Schmelzeleitung sowie mehrere Auslaßöffnungen für die Verteilerleitungen aufweist, wobei die Heizkammer sich im wesentlichen parallel zu den Spinnbalken erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spinnen einer Vielzahl von multifilen Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung eines multifilen Fadens aus einer Polymerschmelze wird die Polymerschmelze durch Aufschmelzen eines Kunststoffgranulats in einem Extruder erzeugt. Die Polymerschmelze verläßt den Extruder in Form eines Schmelzestroms durch eine Schmelzeleitung. Durch ein Vertei lerleitungssystem erfolgt eine Aufteilung des Schmelzestroms in Teilströme, wobei jeweils ein Teil strom einer Spinnstelle zugeordnet ist. In der Spinnstelle wird der Schmelzestrom zu einem Fila mentbündel extrudiert. Das Filamentbündel wird nach Erstarren der Polymerschmelze zu einem Faden zusammengeführt. Bei einer derartigen Vorrichtung sind mehrere Spinnstellen nebeneinander angeordnet, so daß eine Vielzahl von Fäden gleichzeitig parallel ersponnen wird. Um in jeder Spinnstelle einen qualitativ gleichwertigen Faden herzustellen, kommt der Schmelzeführung vom Extruder bis zur Spinndüse besondere Bedeutung zu. Insbesondere müssen der Schmelzestrom so wie die Schmelzeteilströme eine im wesentlichen gleiche Schmelzetemperatur aufweisen.

Aus der US 3,767,347 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Schmelzeleitungen jeweils von einem Heizmantel umgeben sind, in welchem ein Wärmeträgermedium zur Temperierung der Schmelze fließt. Bei einer Vielzahl von Verteilerleitungen mit mehreren Verzweigungsstellen erge ben sich sehr aufwendige Rohrkonstruktionen, um eine Temperierung der Schmelzeleitung zu er möglichen. Desweiteren ist aufgrund der Verzweigungen und der Rohrlängen ein Wärmeträger kreislauf zur gleichmäßigen Temperierung aller Schmelzeleitungen nicht zu realisieren.

In der DE 22 18 239 wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher die Spinndüsen, Spinnbal ken und Verteilerleitungen in einem gemeinsamen Wärmebehälter angeordnet sind. Der Wärmebe hälter ist mit einem Wärmeträgermedium gefüllt, so daß eine Temperierung aller schmelzeführen den Teile gleichzeitig erfolgt. Diese Vorrichtung besitzt jedoch den Nachteil, daß dünnwandige schmelzeführende Teile wie Schmelzeleitungen und dickwandige schmelzeführenden Teile wie Pumpe und Spinndüse unter gleichen Bedingungen temperiert werden. Aufgrund der differenzierten Wärmeübertragung der Bauteile ist eine gleichmäßige Temperierung der Schmelze nicht erreichbar.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Spinnen einer Vielzahl von multi filen Fäden der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine Schmelzeführung mit im wesentlichen gleicher Schmelzetemperatur in den schmelzeführenden Bauteilen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verteilungsleitersystem in einer Heizkammer angeordnet ist, welche eine Einlaßöffnung für die Schmelzeleitung vom Extruder und für jeden Spinnbalken eine Auslaßöffnung aufweist, wobei die Heizkammer sich im wesentlichen parallel zu dem Spinnbalken erstreckt.

Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß die Verteilerleitungen sowie die Spinnbalken individuell beheizbar sind. Desweiteren ist die Beheizung des Verteilerleitungssystems unabhängig von der Rohrleitungsführung des Verteilerleitungssystems.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist die Heizkam mer an einem profilierten Stahlträger ausgebildet, der als ein Bauteil eines Maschinengestells zur Abstützung der Spinnbalken dient. Damit läßt sich eine besonders kompakte und platzsparende An ordnung erreichen. Zusätzliche Halterungen zur Fixierung der Heizkammer innerhalb der Spinnvor richtung sind nicht erforderlich.

Besonders bevorzugt ist die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3. Dabei wird vorgeschla gen, die Heizkammer direkt in einer offenen Profilseite des Stahlträgers auszubilden. Hierzu weist der Stahlträger eine Seitenplatte sowie zwei Endplatten auf, die in das offene Profil des Stahlträgers derart integriert sind, daß eine Heizkammer entsteht. Hierbei sind die Einlaßöffnung für die Schmelzeleitung in dem Stahlträger und die Auslaßöffnungen zu den Spinnbalken in der Seiten platte eingebracht.

Um eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung sowie eine gleichmäßige Temperierung des Verteilerleitungssystems zu erhalten, ist die Heizkammer gemäß Anspruch 4 an einem Wärmeträ gerkreislauf angeschlossen. Als Wärmeträgermedium wird hierbei vorzugsweise ein dampfförmiges Heizmedium eingesetzt.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung;

Fig. 2 schematisch eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung;

Fig. 3 schematisch die Spinnvorrichtung aus Fig. 2 ohne Spinnbalken.

In den Fig. 1 bis 3 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spinnvor richtung zum Spinnen thermoplastischer Fäden gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt somit gleichermaßen für die Fig. 1 bis 3, insoweit kein ausdrücklicher Bezug genommen ist.

Ein thermoplastisches Material wird beispielsweise in Form von Granulat durch eine Fülleinrich tung einem Extruder 1 aufgegeben. Der Extruder 1 ist durch einen Motor angetrieben. In dem Ex truder 1 wird das thermoplastische Material aufgeschmolzen. Durch eine am Ausgang des Extruders 1 angeschlossene Schmelzeleitung 2 wird der Schmelzestrom aus dem Extruder abgeführt. Die Schmelzeleitung 2 ist am gegenüberliegenden Ende mit einem Verteilerleitungssystem 8 verbunden. Das Verteilerleitungssystem 8 besteht aus einem Verteilerblock 23 und mehreren Verteilerleitungen 9. Durch das Verteilerleitungssystem 8 wird der Schmelzestrom aus der Schmelzeleitung 2 in meh rere Teilströme aufgeteilt. Hierbei wird über jeweils eine Verteilerleitung 9 ein Teilschmelzestrom zu einem Spinnbalken 3 geführt. Insgesamt sind fünf Spinnbalken 3.1 bis 3.5 (Fig. 2) beispielhaft vorgesehen, die über die Verteilerleitungen 9.1 bis 9.5 mit jeweils einem Teilschmelzestrom ver sorgt werden.

In dem Spinnbalken 3 sind eine Verteilerpumpe 4 und zwei nebeneinander angeordnete Spinndüsen 5.1 und 5.2 angeordnet. Die Verteilerpumpe 4 ist an einer der Verteilerleitungen 9 angeschlossen. Über die Schmelzekanäle 17 ist die Verteilerpumpe 4 mit den Spinndüsen 5 verbunden. Die Ver teilerpumpe 4 wird durch einen außerhalb des Spinnbalkens 3 angeordneten Antrieb 6 angetrieben.

Die Spinndüsen 5 sind topfartig ausgebildet und weisen auf der Unterseite eine Düsenplatte 24 auf. Die Düsenplatte 24 enthält eine Vielzahl von Düsenbohrungen, durch die die Polymerschmelze in feinen Filamentsträngen austritt. Die Filamentstränge werden nach Erstrarren der Schmelze zu ei nem Faden zusammengeführt (hier nicht gezeigt).

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, sind die Spinnbalken 3.1 bis 3.5 in einem Maschinengestell 18 angeordnet. Hierbei werden die Spinnbalken 3 von den profilierten Stahlträgern 10 und 11 gehalten. Die Stahlträger 10 und 11 sind in dem Maschinengestell 18 befestigt. Aufgrund der Übersichtlich keit wurde auf die Darstellung des Stahlträgers 11 in Fig. 2 und 3 verzichtet. Der Stahlträger 10 dient gleichzeitig zur Aufnahme einer Heizkammer 7. In der Heizkammer 7 ist das Verteilerlei tungssystem 8 angeordnet. Die Heizkammer 7 weist eine Einlaßöffnung 13 auf, an der der Heiz mantel 22 der Schmelzeleitung 2 angeschlossen ist. Die Schmelzeleitung 2 durchdringt die Einlaß öffnung 13 und gelangt so ins Innere der Heizkammer 7.

Wie in Fig. 3 dargestellt, besitzt die Heizkammer 7 mehrere Auslaßöffnungen 14.1 bis 14.5. In jeder der Auslaßöffnungen 14.1 bis 14.5 wird jeweils eine Verteilerleitung 9 aus der Heizkammer 7 ge führt. Die Verteilerleitung 9 gelangt unmittelbar in den an der Heizkammer 7 angrenzenden Spinn balken 3.

Zur Temperierung des Verteilerleitungssystems 8 strömt in der Heizkammer 7 ein Wärmeträgerme dium. Hierzu ist die Heizkammer 7 über die Anschlüsse 15 und 16 an einem hier nicht dargestellten Wärmeträgerkreislauf angeschlossen. Über die Öffnung 13 gelangt das Wärmeträgermedium eben falls in den Heizmantel 22 zur Temperierung der Schmelzeleitung 2.

Zur Temperierung der Schmelze innerhalb des Spinnbalkens 3 sind die Spinnbalken 3.1 bis 3.5 ebenfalls beheizbar ausgebildet. Hierzu ist der Spinnbalken 3 kastenförmig ausgebildet, so daß die Komponenten innerhalb des Spinnbalkens mittels eines dampfförmigen Heizmediums beheizt sind.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spinnvor richtung ist die Heizkammer 7 unmittelbar in dem Profil des Stahlträgers 10 ausgebildet. Hierzu ist an dem Stahlträger 10 eine sich im wesentlichen über die Länge der Spinnbalken erstreckende Sei tenplatte 12 derart befestigt, daß zwischen der Seitenplatte 12 und dem Stahlträger 10 sich ein Kanal ausbildet. An den Enden der Seitenplatte 8 sind die Endplatten 19 und 20 derart an dem Träger 10 und der Seitenplatte 12 befestigt, daß der Kanal beidseitig verschlossen ist und somit die Heizkam mer 7 bildet. Der Einlaß 13 ist durch eine Öffnung in der Trägeroberseite gebildet. Die seitlichen zu den Spinnbalken gewandten Auslaßöffnungen 14 sind in der Seitenplatte 12 eingelassen. Die Au ßenwände der Heizkammer 7 sind durch eine Isolation 21 nach außen hin isoliert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß eine auf die Schmel zeführung in den Verteilerleitungen angepaßte Temperierung und eine auf die Schmelzeextrusion im Spinnbalken angepaßte Temperierung unabhängig voneinander durchführbar ist. Dabei wird eine hohe Integration zwischen den schmelzeführenden Bauteilen und einem Maschinengestell erreicht.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Extruder

2

Schmelzeleitung

3

Spinnbalken

4

Verteilerpumpe

5

Spinndüse

6

Antrieb

7

Heizkammer

8

Verteilerleitungssystem

9

Verteilerleitungen

10

Stahlträger

11

Stahlträger

12

Seitenplatte

13

Einlaßöffnung

14

Auslaßöffnung

15

Anschluß

16

Anschluß

17

Schmelzekanal

18

Maschinengestell

19

Endplatte

20

Endplatte

21

Isolation

22

Heizmantel

23

Verteilerblock

24

Düsenplatte

Claims

1. Vorrichtung zum Spinnen einer Vielzahl von multifilen Fäden aus einer Polymerschmelze, mit einem Extruder (1) zur Erzeugung eines Schmelzestroms, mit einem Verteilerleitungs system (8), welches über eine Schmelzeleitung (2) mit dem Extruder (1) verbunden ist, und mit mehreren beheizten Spinnbalken (3.1-3.5), welche jeweils zumindest eine Verteiler pumpe (4) und zumindest eine Spinndüse (5) aufnehmen, wobei die Verteilerpumpen (4) der Spinnbalken (3) durch Verteilleitungen (9.1-9.5) des Verteilerleitungssystems (8) mit dem Extruder (1) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerleitungssytem (8) in einer Heizkammer (7) angeordnet ist,daß die Heizkammer (7) eine Einlaßöffnung (13) für die Schmelzeleitung (2) aufweist, daß die Heizkammer (7) sich im wesentlichen parallel zu den Spinnbalken (3.1-3.5) erstreckt und daß die Heiz kammer (7) für jeden Spinnbalken (3.1-3.5) eine Auslaßöffnung (14) aufweist, durch wel che eine der Verteilerleitungen (9) zu der Verteilerpumpe (4) des Spinnbalkens (3) geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkammer (7) an einem profilierten Stahlträger (10) ausgebildet ist, welcher Stahl träger (10) als ein Bauteil eines Maschinengestells (18) zur Abstützung der Spinnbalken (3.1-3.5) dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine offene Profilseite des Stahlträgers (10) durch eine Seitenplatte (12) und zwei Endplat ten (19, 20) zu der Heizkammer (7) gebildet ist, wobei die Einlaßöffnung (13) in dem Stahlträger (10) und die Auslaßöffnungen (14) in der Seitenplatte (12) eingebracht sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkammer (7) an einem Wärmeträgerkreislauf angeschlossen ist, so daß das Vertei lerleitungssytem (8) durch ein Wärmeträgermedium beheizbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände der Heizkammer (7) zumindest teilweise mit einer Isolierung (21) abge deckt sind.