DE10006196B4

DE10006196B4 - Parallel-Spinnprozeß mit Fadenverwirbelung zwischen Galetten und Spinnanlage hierzu

Info

Publication number: DE10006196B4
Application number: DE10006196A
Authority: DE
Inventors: Michael Kress; Thomas Dr. Gries
Original assignee: ZiAG Plant Engineering GmbH
Current assignee: Lurgi Zimmer GmbH
Priority date: 2000-02-11
Filing date: 2000-02-11
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2020-02-12
Also published as: WO2001059190A1; DE50104965D1; EP1268887B1; US20030074774A1; ATE286159T1; AU2001230254A1; DE10006196A1; EP1268887A1; AR027400A1; CN1277003C; US6887410B2; CN1416479A; MY126149A

Abstract

Parallel-Spinnverfahren zum Erzeugen von Filamenten und Fäden aus Polymerschmelzen, wobei die Fäden aus zusammengefassten Filamenten gebildet und über Galettenpaare abgezogen werden und jeder einzelne Faden (1) im Betriebszustand durch eine Fadenverwirbelungsvorrichtung (8) läuft, die sich für jeden einzelnen Faden (1) zwischen einem ihm zugehörigen Galettenpaar befindet, wobei das Galettenpaar aus einer unteren Galette (2) und einer oberen Galette (3) besteht, die zur Fadenspannungseinstellung jeweils getrennt in ihrer Drehzahl regelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Anlegemodus, also vor dem Betriebszustand, alle oberen Galetten (3), die in einer beweglichen Galetteneinheit (4) zusammengefasst sind, noch in einer Position unterhalb der unteren Galetten (2) befinden, und danach alle oberen Galetten (3) in ihre Position für den Betriebszustand oberhalb der unteren Galetten (2) verschoben werden, so dass dann jeder einzelne Faden (1) an seinen ihm zugehörigen Galetten (2) und (3) jeweils mit einem Umschlingungswinkel von 85° bis 200°, vorzugsweise 175° bis 185° anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Parallel-Spinnverfahren und damit ausgestattete Spinnanlagen, insbesondere für Filamente, z.B. für textile oder technische Anwendungen, aus Polymeren wie z.B. Polyester oder Polyamid, mit jeweils einer Fadenverwirbelungsvorrichtung zwischen zwei Galetten.

Spinnanlagen für konventionelle POY-Spinnprozesse (POY = partially oriented yarn) sind üblicherweise mit zwei separat angetriebenen und drehzahlgeregelten Galetten, über die mehrere Fäden (vier, sechs oder acht je nach Wickler) in einem S-förmigen Fadenverlauf geführt werden, zur Regulierung der Fadenspannung zwischen der Fadenölung und der Aufspulung ausgestattet. Bei diesem Fadenverlauf werden die frisch ersponnenen Filamentscharen zunächst parallel nebeneinander zu den entsprechenden Fadenölern geführt, dort jeweils zu einem Faden geschlossen und danach werden die Fäden eng nebeneinander zusammengefasst über die oben erwähnten Galetten geführt. Anschließend wird die Fadenschar entsprechend der gewünschten Spulenbreite um 90° gedreht wieder aufgefächert dem Wickler zugeführt. Um einen besseren Fadenschluss zu erreichen, werden häufig pneumatisch betriebene Vorrichtungen zum Fadenverwirbeln, sogenannte Tengeldüsen oder Interlacer, eingesetzt. Dies erfolgt vorteilhaft zwischen den Galetten: Einerseits kann man immer noch die Fadenspannung regulieren und andererseits ist das Fadeneinlegen durch den engen Fadenstand erleichtert.

Im Gegensatz zu diesem gekreuzten Fadenlauf (die Ausspinnachse ist zur Wicklerachse um 90° gedreht) ist im Parallel-Spinnprozess, wie z.B. nach US 3,902, 833 , die Anordnung von Interlacern und Handhabung zwischen den Galetten bisher nicht gerade einfach, bzw. grundsätzlich noch nicht gelöst.

Die DE 4130059 A1 beschreibt eine Maschine zum Behandeln synthetischer, multifiler Endlosfäden, bei der das Verwirbelungsaggregat der letzten Fadenumschlingung der Galetten im Fadenlauf nachgeordnet ist, wobei eine Umlenkwalze frei drehbar vom Faden geschleppt und dem Verwirbelungsaggregat im Fadenlauf nachgeordnet ist. Bei dieser Art der Fadenführung findet eine Überkreuzung des Fadens statt, die sowohl für die Einfädelung wie auch für einen problemlosen Fadenverlauf ungeeignet ist.

Die DD 293328 A5 beschreibt eine Vorrichtung zum Umspulen von Texturfäden, bei der der Faden mittels Fadenbremse vorgespannt und zwischen zwei Galetten in einer Wirbeldüse verwirbelt wird. Die Fadenzugkraft wird dabei durch die unterschiedliche Drehzahl der Galetten eingestellt.

Ebenso beschreibt die US 3,577,615 eine Vorrichtung zum Umspulen von Fäden, bei der der Faden zwischen zwei Doppelgaletten vorgespannt und mit Luft oder Gas behandelt wird.

Modernere Parallel-Spinnprozesse sind bisher hauptsächlich als SHSS- (Super-High-Speed-Spinning, Fa. Lurgi Zimmer) oder HOY-Prozesse (HOY = high oriented yarn) konzipiert, bei denen man direkt, d.h. ohne Galetten zur Fadenspannungsregelung, parallel und senkrecht, aus den Spinndüsen auf den Wickler geht. Diese kostengünstige und kompakte Bauweise bietet aber nicht nur Vorteile: Neben den prozesstechnischen Nachteilen bezüglich Fadengleichmäßigkeit, Spulenaufbau und eingeschränkter Titerpalette ist das Einfädeln und Anlegen zu Beginn des Spinnprozesses in diesen platzsparenden Kurzspinnanlagen aber sehr zeitaufwendig und höchst unkomfortabel.

Für POY-Spinnprozesse werden Parallel-Spinnanlagen bisher üblicherweise mit zwei sehr teueren Langgaletten ausgerüstet, wie z.B. nach WO 96/09425 A, zwischen denen die Tengeldüsen untergebracht sind. Auch hier ist das Einfädeln und Anlegen langwierig und unbequem, außerdem erfordert das Auflegen, schon aus Sicherheitsgründen, einen gewissen Platzbedarf.

Ein weiterer POY-Spinnprozess, bei dem für jeden Faden ein kleines Galettenpaar vorgesehen ist, wurde auf der ITMA im Juni 1999 in Paris von der Fa. Barmag vorgestellt. In dieser Konfiguration können keine Interlacer zwischen den kleinen Galetten untergebracht werden. Diese Lösung ist zwar wesentlich preisgünstiger als die Langgaletten-Version, aber weil die Funktion der Fadenspannungsregelung bei dem geringeren Umschlingungswinkel von unter 90° in dieser Anordnung der kleinen Galetten nicht ausreichend gegeben ist, wurde konsequenterweise auch auf separate Antriebe und Drehzahlregelung verzichtet. Den geringen Investmentkosten stehen also erhebliche Verfahrensnachteile gegenüber: Ungenügende Umschlingung, keine Drehzahl- bzw. Fadenspannungsregelung, fehlendes Entangling zwischen den Galetten und erheblicher Platzbedarf bei der Maschinenaufstellung für das zeitaufwendige Einfädeln und Auflegen.

So stellt sich für POY-Spinnprozesse in Parallel-Spinnanlagen die Aufgabe, eine bedienungsfreundliche und funktionsfähigere Vorrichtung zur Regelung der Fadenspannung und zur Fadenverwirbelung zu finden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Verfahren und die Vorrichtung nach den Patentansprüchen gelöst.

In der erfindungsgemäßen Anordnung von Galetten und Interlacern erreicht man bei überraschend bedienungsfreundlicher Handhabung und vollster Erfüllung der gewünschten Funktionen die Lösung der Aufgabe. Mit dem neuen Konzept werden gravierende Prozess- und Handling-Vorteile erreicht, die die höhere Investition über die Betriebszeit schnell amortisieren: Ein sehr großer Umschlingungswinkel von über 180° ist machbar, ebenso die Fadenverwirbelung zwischen den Galetten und der Einsatz drehzahlgeregelter Antriebe zur Steuerung der Fadenspannung. Ferner die selbsttätige Einfädelung in die Tengeldüsen und über die Galetten, die als überraschende Handhabungslösung durch verkürzte Anlegezeiten die Effektivität der Anlagen verbessert.

In der vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Anordnung werden pro Faden je zwei Galetten dergestalt eingesetzt, dass im Betriebszustand der Anlage an den Galetten jeweils eine Umschlingung durch den Faden von mindestens 85° bis maximal 200° , vorzugsweise jedoch von 175° bis 185° entsteht. Die Galetten werden hier in der weiteren Beschreibung als „untere" Galetten oder als „obere" Galetten bezeichnet.

Während der Anlegephase sind dann alle oberen Galetten, die auf einer beweglichen Galetteneinheit gemeinsam zusammengefasst sind und auch gemeinsam angetrieben werden, nach unten gefahren, so dass jeder einzelne Faden zunächst vom oberen Fadenführer kommend an der unteren Galette leicht abknickend in den zugehörigen Fadenführer des Changierdreiecks eingelegt werden kann. Nachdem dies für alle Fäden erfolgt ist, wird die Galetteneinheit mit den oberen Galetten, um Kollisionen mit den unteren Galetten zu vermeiden, auf einer Kurven- oder vorzugsweise Kreisabschnittsbahn nach oben gefahren und dabei jeder einzelne Faden jeweils in den zugehörigen Interlacer eingefädelt.

In der Endstellung für den Betriebszustand ergibt sich dann für jeden Faden eine Sförmige Fadenführung mit jeweils über 180° Umschlingung der Galetten und mit Anordnung der Interlacer zwischen den Galetten, was eine problemlose Regulierung der Fadenspannung ermöglicht. Die unteren und oberen Galetten sind antriebstechnisch jeweils zu einer Gruppe zusammengefasst. Diese gruppenmässige Konfiguration der Galetten ermöglicht kostengünstige Antriebe über Zahnriemen und Regelmöglichkeiten über elektronische Drehzahlsteuerung. Die Gesamtanordnung ist dabei in einem Gehäuse mit Schiebetür untergebracht, die nur zum Anlegen geöffnet wird, so dass eine einfache Absaugung der überschüssigen Präparation, die während der Tengelung vom Faden abgeblasen wird, ermöglicht ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist daran gedacht den Einfädelvorgang noch weiter zu vereinfachen, in dem man die Changierfadenführer – in einer nicht dargestellten horizontal beweglichen Fadenführereinheit zusammengefasst – so verfährt, dass jeder einzelne Faden zunächst jeweils gerade senkrecht eingefädelt wird und dann alle Fäden gemeinsam so verzogen werden, dass der erste Kontakt mit den unteren Galetten für alle Fäden gleichzeitig erfolgt. Der weitere Vorgang ist dann wie schon vorstehend beschrieben: die oberen Galetten werden nach oben geführt und die Einfädelung in die jeweiligen Interlacer erfolgt automatisch. Dies geschieht dadurch, dass die oberen einzelnen Galetten, die gruppenmäßig in der Galetteneinheit zusammengefasst sind, mittels eines Parallel-Schwenkgetriebes, vorzugsweise bestehend aus mindestens zwei Schwenkhebeln und einem pneumatischen Antrieb auf einer Kurvenbahn verschwenkt werden, wobei diese Kurvenbahn vorzugsweise einem Kreisabschnitt entspricht.

Die weitere Beschreibung erfolgt anhand beispielhafter Zeichnungen:
Die 1 zeigt den Fadenlauf in Aufsicht auf die Galetten im Anlegemodus,
die 2 zeigt die Aufsicht auf Riementriebe im Anlegemodus zur besseren Übersicht ohne die Galetten, nur mit Fadenlauf,
die 3 zeigt den Fadenlauf in Aufsicht auf die Galetten im Betriebsmodus,
die 4 zeigt die Aufsicht auch auf die Galetten und Riementriebe im Betriebsmodus
und die 5 einen Schnitt durch einen beispielhaften Parallel-Spinnbetrieb in Back-to-Back-Anordnung.
1 zeigt die oberen Galetten (3) nach unten gefahren im Anlegemodus noch unterhalb der unteren Galetten (2), die fix auf der Spinnwand (13) sitzen. Die Gesamtanordnung der Galetten (2; 3) ist dabei in einem Gehäuse (10) mit Schiebetür (11), die zum Anlegen geöffnet ist, untergebracht. Im hier dargestellten Anlegemodus wird jeder einzelne Faden (1), der zunächst vom oberen Fadenführer (5) kommt, an der unteren Galette (2) vorbei leicht abknickend in den zugehörigen Fadenführer des Changierdreiecks (6) eingelegt, ohne dabei die obere Galetten (3) oder die Verwirbelungsvorrichtung (8) zu berühren.
In 2 wird die Aufsicht auf die Riementriebe im Anlegemodus dargestellt, ohne Galetten, aber mit angedeutetem Fadenlauf. Die oberen Galetten (3), hier nur gestrichelt angedeutet, sind alle auf einer schwenkbaren Galetteneinheit (4) gemeinsam zusammengefasst, die mittels eines Parallel-Schwenkgetriebes (14), bestehend aus zwei Schwenkhebeln (15) und einem (hier nicht dargestellten) pneumatischen Antrieb auf einer Kurvenbahn (7), die einem Kreisabschnitt entspricht (nur in 1 und 3 dargestellt) nach unten verschwenkt worden. Die oberen Galetten (3) und die unteren Galetten (2) sind jeweils gruppenweise zusammengefasst und werden jeweils gemeinsam über einen Zahnriemen (9, oben) oder (12, unten) angetrieben. Die kammförmigen Riemenführungen über die zahlreichen Umlenkrollen (17) sind erforderlich, um Kollisionen der Antriebe zu vermeiden.
3 zeigt dann die Aufsicht auf die Galetten und den Fadenlauf im Betriebsmodus mit den Umschlingungen von über 180° . Nachdem alle Fäden (1) gemäß der Beschreibung nach 1 eingefädelt sind, wird die Galetteneinheit (4), hier nicht dargestellt, mit den oberen Galetten (3), um Kollisionen mit den unteren Galetten (2) zu vermeiden, auf einer Kurven- bzw. Kreisabschnittsbahn (7), nach oben gefahren und dabei jeder einzelne Faden (1) in den zugehörigen Interlacer (8) eingefädelt, wie in der dargestellten Endstellung eingezeichnet. Die Schiebetür (11) kann dann vor das Gehäuse (10) geschoben werden.
In 4 wird wieder eine Aufsicht auf die Riementriebe gezeigt, jetzt im Betriebsmodus. Die Darstellung ist ohne Galetten, aber mit angedeutetem Fadenlauf. Die oberen Galetten (3), hier nicht dargestellt, sind alle auf ihrer schwenkbaren Galetteneinheit (4) mittels des Parallel-Schwenkgetriebes (14), bestehend aus zwei Schwenkhebeln (15) und einem (nicht dargestellten) pneumatischen Antrieb auf einer Kurvenbahn (7) – nur in 1 und 3 dargestellt – nach oben verschwenkt worden. Die zwei Zahnriemen (9, oben) oder (12, unten) für die beiden Galettengruppen und die Riemenführung über die Umlenkrollen (17) sind hier deutlicher zu erkennen.
Die 5 zeigt zur generellen Übersicht einen Schnitt durch einen beispielhaften Parallel-Spinnbetrieb in Back-to-Back-Anordnung mit zwei Wicklern (16):
Links in der Darstellung wird die Anlegesituation gezeigt: Der Faden (1) wird aus dem oberen Fadenführer (5) kommend mit einer Anlegepistole (18) in den Fadenführer des Changierdreiecks (6) eingelegt. Die Galetteneinheit (4) mit den oberen Galetten (3) ist dabei mittels des Parallel-Schwenkgetriebes (14), bestehend aus zwei Schwenkhebeln (15), zuvor nach unten geschwenkt worden. Gut erkennbar ist die in der Raumtiefe versetzte Anordnung der Galetteneinheit (4) zur Spinnwand (13), während die Galetten (2; 3) selbst alle in der Fadenebene liegen.
Rechts ist der Betriebsmodus dargestellt: Der Faden (1) läuft in einer Ebene vom oberen Fadenführer (5) kommend über die Galetten (2; 3) in den Fadenführer des Changierdreiecks (6) bis zum Wickler (16) durch. Die Galetteneinheit (4) ist dabei nach oben geschwenkt worden. Die Schwenkhebel (15) sind hier nicht dargestellt.

1: Faden
2: untere Galette
3: obere Galette
4: bewegliche Galetteneinheit
5: oberer Fadenführer
6: Fadenführer des Changierdreiecks
7: Kurven- bzw. Kreisabschnittsbahn
8: Interlacer; Fadenverwirbelungsvorrichtung; Tengeldüse
9: Zahnriemen, oben
10: Gehäuse
11: Schiebetür
12: Zahnriemen, unten
13: Spinnwand, Montageeinheit für die unteren Galetten
14: Parallel-Schwenkgetriebe
15: Schwenkhebel
16: Wickler
17: Umlenkrollen
18: Anlegepistole

Claims

Parallel-Spinnverfahren zum Erzeugen von Filamenten und Fäden aus Polymerschmelzen, wobei die Fäden aus zusammengefassten Filamenten gebildet und über Galettenpaare abgezogen werden und jeder einzelne Faden (1) im Betriebszustand durch eine Fadenverwirbelungsvorrichtung (8) läuft, die sich für jeden einzelnen Faden (1) zwischen einem ihm zugehörigen Galettenpaar befindet, wobei das Galettenpaar aus einer unteren Galette (2) und einer oberen Galette (3) besteht, die zur Fadenspannungseinstellung jeweils getrennt in ihrer Drehzahl regelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Anlegemodus, also vor dem Betriebszustand, alle oberen Galetten (3), die in einer beweglichen Galetteneinheit (4) zusammengefasst sind, noch in einer Position unterhalb der unteren Galetten (2) befinden, und danach alle oberen Galetten (3) in ihre Position für den Betriebszustand oberhalb der unteren Galetten (2) verschoben werden, so dass dann jeder einzelne Faden (1) an seinen ihm zugehörigen Galetten (2) und (3) jeweils mit einem Umschlingungswinkel von 85° bis 200°, vorzugsweise 175° bis 185° anliegt.
Parallel-Spinnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Galetten (2) und die oberen Galetten (3) jeweils gruppenmäßig zusammengefasst, gemeinsam angetrieben und drehzahlgeregelt sind, wobei die beiden Gruppen aber jeweils getrennt und unabhängig voneinander in ihrer Drehzahl regelbar sind.
Parallel-Spinnverfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass man im Anlagemodus beim Verschieben der oberen Galetten (3) in ihre Position für den oberen Betriebszustand oberhalb der unteren Galetten (2) jeden einzelnen Faden (1) selbsttätig in seine ihm zugehörige Fadenverwirbelungsvorrichtung (8) einfädelt und hindurchführt.
Parallel-Spinnverfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Galetten (3) im Anlegemodus in ihre Position für den Betriebszustand oberhalb der unteren Galetten (2) auf einer Kurvenbahn verschwenkt werden.
Parallel-Spinnanlage zum Erzeugen von Filamenten und Fäden aus Polymerschmelzen, wobei die Fäden aus zusammengefassten Filamenten gebildet und über Galettenpaare abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelne Faden (1) im Betriebszustand in Fadenlaufrichtung zunächst an einer erste, unteren Galette (2), dann an eine ihm zugehörige Fadenverwirbelungsvorrichtung (8) und sodann über eine zweite, obere Galette (3) vorbeiläuft, wobei die zweite, obere Galette (3) im Anlegemodus – also vor dem Betriebszustand – aus einer Position unterhalb der ersten, unteren Galette (2), in eine Position oberhalb der ersten, unteren Galette (2) verschiebbar gelagert ist.
Parallel-Spinnanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Galetten (2) und die oberen Galetten (3) jeweils gruppenmäßig zusammengefasst und gemeinsam angetrieben werden, wobei die oberen Galetten (3) auf einer beweglichen Galetteneinheit (4) mittels eines Schwenkgetriebes auf einer Kurvenbahn verschiebbar sind.
Parallel-Spinnanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager und Antriebseinheiten für die oberen Galetten (3), die gruppenmäßig auf einer Galetteneinheit (4) zusammengefasst und gemeinsam angetrieben werden, und die Lager- und Antriebseinheiten für die unteren Galetten (2), die ebenfalls gruppenmäßig auf einer Montageeinheit, der Spinnwand (13), zusammengefasst sind und gemeinsam angetrieben werden, zueinander in der Raumtiefe versetzt angeordnet sind, während die Galetten (2, 3) selbst alle in der Fadenebene liegen.
Parallel-Spinnanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführer des Changierdreiecks (6) in einer gemeinsamen Montageeinheit zusammengefasst sind, die beweglich ausgeführt sind.
Parallel-Spinnanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für je zwei Wickler (16) jeweils eine Galetteneinheit (4) und eine Spinnwand (13), sowie das zugehörige Parallel-Schwenkgetriebe (14) spiegelbildlich einmal in linker und einmal in rechter Ausführung ausgeführt sind, so dass eine Back-to-Back-Anordnung der Spinnwände (13) mitsamt der zugehörigen Galetten (2, 3), der Galetteneinheiten (4) und der zugehörigen Parallel-Schwenkgetriebe (14) für baugleiche Wickler (16) erfolgen kann.