DE10060876A1 - Ausfällvorrichtung für eine Spinnanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ausfällvorrichtung (23) für eine Spinnanlage zur Herstellung von Spinnfäden (17) aus einer Spinnlösung mit einem Spinnkopf (7) mit einer Menge von Spinnöffnungen, durch die im Betrieb der Spinnanlage eine Spinnlösung zu jeweils einem Spinnfaden extrudierbar ist, wobei die Ausfällvorrichtung (23) mit einer Benetzungseinrichtung (25) versehen ist, durch welche die Spinnfäden im Betrieb mit einem Fällmittel benetzbar sind. Herkömmliche Ausfällvorrichtungen haben den Nachteil, dass bei einer akzeptablen Spinnsicherheit nur mäßige Massendurchsätze erzielt werden. Außerdem sind die großen Baugrößen der herkömmlichen Ausfällvorrichtungen nachteilig. Erfindungsgemäß werden hohe Spinnsicherheiten bei einem großen Massendurchsatz und bei geringer Bauhöhe erzielt, wenn die Ausfällvorrichtung (23) eine Mehrzahl von Benetzungseinrichtungen (25) aufweist, die jeweils einer Teilmenge der Spinnöffnungen des Spinnkopfes (7) zugeordnet sind und durch welche im Betrieb die Spinnfäden (17) dieser Teilmenge von Spinnöffnungen durchgeleitet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Benetzungseinrichtung für eine Spinnanlage mit mindestens einem Spinnkopf mit einer Vielzahl von Spinnöffnungen zur Herstellung von Spinnfäden aus einer Spinnlösung, wobei im Betrieb durch die Spinnöffnungen die Spinnlösung zu Spinnfäden extrudiert ist und wobei die Benetzungseinrichtung ein Durchleitungsvolumen aufweist, durch das im Betrieb Spinnfäden in einer Spinnrichtung durchgeleitet und mit einem Fällmittel benetzbar sind.

Durch Spinnanlagen werden Spinnfäden aus einer Spinnlösung aus Wasser, Cellulose und einem tertiären Aminoxid wie N-methylmorpholin-N-Oxid (NMMO), hergestellt, indem die Spinnlösung durch Spinnöffnungen geleitet und dadurch extrudiert wird. Zum Ausfällen der Cellulose werden die extrudierten Spinnfäden durch eine Benetzungseinrichtung geleitet, in der die Spinnfäden mit einem Fällmittel benetzt werden. Als Fällmittel kann Wasser oder eine verdünnte wässrige Lösung des zur Lösung der Cellulose eingesetzten Aminoxids verwendet werden. Unter der Spinnrichtung wird im folgenden die lokale Bewegungsrichtung der Spinnfäden oder, bei einem Spinnfadenbündel, die mittlere lokale Bewegungs­ richtung der Spinnfäden des Bündels verstanden.

Im Stand der Technik werden als Benetzungseinrichtung allgemein Spinntrichter verwendet, bei denen die Spinnfäden durch ein Fällbad geleitet werden. Gleichzeitig werden bei den herkömmlichen Spinntrichtern die einzelnen Spinnfäden zu einem Spinnfadenbündel zusammengeführt.

So ist beispielsweise in der EP 0 879 906 A2 ein von einem Fällbad durchströmter Spinntrichter gezeigt, in den die Spinnfäden direkt extrudiert werden.

Bei der Vorrichtung der EP 0 832 995 A2 durchqueren die gerade extrudierten Spinnfäden dagegen zunächst einen Luftspalt, bevor sie in eine Fällbadflüssigkeit eintauchen. In der Fällbadflüssigkeit werden die Spinnfäden durch die Vorrichtung gebündelt und mittels eines Umlenkorgans umgelenkt. In der WO 96/20300 ist die Vorrichtung der EP 0 832 995 A2 hinsichtlich des Einflusses geometrischer Größen, wie Düsendurchmesser, Abstand der Düsenöffnungen voneinander sowie Abstand der Düsenöffnungen zu einem Bündelungsorgan, weiterentwickelt.

Aus der EP 546 641 B1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Spinnfadenbündel in einer Spinnbadflüssigkeit zu einem Konvergenzpunkt gezogen wird.

In der EP 574 870 B1 ist ein Spinntrichter beschrieben, der einen in einer Fällbad­ lösung eingetauchten Trichter aufweist.

Bei all diesen Vorrichtungen ist problematisch, dass der Massenausstoß, d. h. die Menge an produzierten Spinnfäden pro Zeiteinheit, den heutigen Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit und an die Spinnsicherheit der Fadenherstellung nicht mehr genügt. Erhöht man bei den herkömmlichen Vorrichtungen den Massenausstoß, so treten vermehrt Fadenabrisse auf oder die Spinnfäden verkleben miteinander. Die daraus resultierenden Stillstandszeiten führen bei den herkömmlichen Vorrichtungen zu erheblichen Betriebskosten.

Zur Lösung dieses Problems wird in der AT 402 947 B eine Vorrichtung zur Herstellung cellulosischer Fasern vorgeschlagen, bei der die Spinnfäden eines Spinnkopfes zunächst durch einen Spinnrichter geleitet sind, der mit Fällungsmittel gefüllt ist. Nach dem Spinntrichter gelangen die Spinnfäden in einen Injektor, wo die Spinnfäden mit dem Fällungsmittel benetzt werden. Die Spinnfäden werden durch das eingespritzte Fällungsmittel beschleunigt und verstreckt.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist zum einen die große Bauhöhe und zum anderen die sehr hohe Durchflussmenge an Fällungsmittel.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ausfällvorrichtung zu schaffen, die bei einer geringen Bauhöhe und einem geringen Bedarf an Fällungsmittel einen hohen Massenausstoß aufweist, ohne dass die Spinnsicherheit eingeschränkt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Ausfällvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im Betrieb eine Teilmenge der Spinnfäden des Spinnkopfes durch das Durchleitungsvolumen geleitet ist.

Diese Lösung ist einfach und hat den Vorteil, dass die Spinnsicherheit bei der Herstellung von Spinnfäden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem hohen Massenausstoß und einem gleichzeitig geringeren Bedarf an Fällmittel höher ist als bei den herkömmlichen Vorrichtungen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Benetzungseinrichtung jeweils nur einer Teilmenge der Spinnfäden bzw. der die Spinnfäden erzeugenden Spinndüsenöffnungen zugeordnet ist.

Im Gegensatz zur AT 402 947 B, bei der lediglich eine Benetzungseinrichtung für alle Spinnfäden eines Spinnkopfes vorgesehen ist, kann bei der vorliegenden Erfindung auf einen Spinntrichter verzichtet werden, da jeweils nur eine Teilmenge der Spinnfäden durch die Benetzungseinrichtung geleitet wird. Da bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung weniger Spinnfäden als bei den herkömmlichen Vorrichtungen in der Benetzungseinrichtung mit Fällmittel benetzt werden müssen, kann der Aufbau der Benetzungseinrichtung wesentlich vereinfacht werden. Außerdem ist das Fällmittel für die Benetzung der Teilmenge einfacher zu dosieren.

Schließlich kann wegen der geringeren Anzahl von Spinnfäden das Durchleitungs­ volumen genau an die Anzahl der Spinnfäden angepasst werden, ohne dass ein mit Fällmittel gefüllter Totraum entsteht, in dem das Fällmittel durch die Bewegung der Spinnfäden passiv mitgerissen wird und Ausgleichsströmungen erzeugt. Die Ausgleichsströmungen im Totraum verursachen bei den herkömmlichen Vorrichtungen Fadenabrisse und Verklebungen.

Zur Versorgung des Durchleitungsvolumens mit Fällmittel kann die Benetzungs­ einrichtung in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Fällmittelversorgungs­ einrichtung aufweisen. Die Fällmittelversorgungseinrichtung umfasst dabei eine Öffnung, die in das Durchleitungsvolumen mündet und durch die das Fällmittel in das Durchleitungsvolumen eingeleitet wird. Um die durch das Durchleitungs­ volumen durchgeleiteten Spinnfäden allseitig mit Fällbad zu benetzen und so eine gleichmäßige Ausfällung der Cellulose sicherzustellen, ist es von Vorteil, wenn die Öffnung die durch das Durchleitungsvolumen geleiteten Spinnfäden im wesentlichen ringförmig umgibt.

Die im Durchleitungsvolumen für das Ausfällen der Cellulose benötigte Fällmittelmenge hängt von Betriebsparametern wie der Spinnfadenqualität, der Spinnlösung, dem Fasertiter und der Abzugsgeschwindigkeit der Spinnfäden ab. Um die in das Durchleitungsvolumen eingeleitete Fällmittelmenge an verschiedene Betriebsbedingungen anzupassen, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Benetzungseinrichtung eine Verstelleinrichtung vorgesehen sein, durch die allgemein die in das Durchleitungsvolumen eingeleitete Fällmittelmenge einstellbar ist. In einer Weiterbildung kann dabei der Strömungsquerschnitt der Öffnung der Fällmittelversorgungseinrichtung durch die Verstelleinrichtung veränderbar sein. Dazu kann die Öffnung der Fällmittel­ versorgungseinrichtung vorteilhaft als ein Ringspalt ausgebildet sein. Ein Ringspalt erlaubt eine besonders leichte Veränderung seines Strömungsquerschnittes durch Verstellung seiner Ränder relativ zueinander.

Eine möglichst vollständige Ausfällung der Cellulose in den Spinnfäden ist um so eher gewährleistet, je länger die einzelnen Spinnfäden mit Fällbad benetzt werden. Dies wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die Öffnung der Fällmittelversorgungseinrichtung in dem den Spinnöffnungen zugewandten Teil der Benetzungseinrichtung angeordnet ist. Bei dieser Anordnung der Öffnung werden die Spinnfäden im wesentlichen während ihres gesamten Weges durch das Durchleitungsvolumen mit Fällmittel benetzt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Fällmittelversorgungs­ einrichtung als Einspritzeinrichtung ausgebildet sein, durch die im Betrieb das Fäll­ mittel unter Druck in das Durchleitungsvolumen eingespritzt ist. Durch das Einspritzen des Fällmittels in das Durchleitungsvolumen wird eine Fällmittel­ strömung im Durchleitungsvolumen erzeugt. Außerdem wird durch die Einspritzung eine gleichmäßige Verteilung des Fällmittels im Durchleitungsvolumen erreicht.

Um sicher eine Rückströmung des Fällmittels innerhalb des Durchleitungs­ volumens zu verhindern und um das Anspinnen zu erleichtern, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass die Richtung der Einspritzung des Fällmittels eine Komponente in Spinnrichtung aufweist. Bei dieser Ausgestaltung wird auch bei einem Stillstand der Spinnanlage eine Strömung des Fällmittels innerhalb des Durchleitungsvolumens in Spinnrichtung erzeugt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Durchleitungsvolumen mit zumindest einem Trichterabschnitt versehen sein, in dem sich der Strömungs­ querschnitt des Durchleitungsvolumens in Spinnrichtung verjüngt. Dieser Trichterabschnitt kann insbesondere in Spinnrichtung nach der Öffnung der Fäll­ mittelversorgung angeordnet sein. Insbesondere in diesem Fall wird durch den Trichterabschnitt eine Verengung des Strömungsquerschnittes erreicht, an der das Fällmittel zu einem Fällbad aufgestaut wird. Durch die Ausbildung eines Fällbades wird die allseitige Benetzung der Spinnfäden mit Fällmittel sichergestellt. In einer Weiterbildung kann dabei der Trichterabschnitt in einer Spinnfadenaustrittsfläche münden, durch welche die Spinnfäden aus der Benetzungseinrichtung austreten.

Die Herstellkosten für die Benetzungseinrichtung können minimiert werden, wenn kostengünstig zu fertigende Teile aus geometrisch einfachen Formen eingesetzt werden. Dies kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht werden, dass das Durchleitungsvolumen von einer im wesentlichen röhrenförmigen Außenwandung umgeben ist. In diesem Fall kann das Durchleitungsvolumen aus Standard-Rohrhalbzeugen gefertigt werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass nur eine Teilmenge der Spinnfäden durch das Durchleitungsvolumen einer Benetzungseinrichtung geleitet wird. Zur Benetzung aller Spinnfäden sind daher mehrere Benetzungseinrichtungen notwendig. Die Benetzungseinrichtungen können als separate Teile bei Spinnanlagen eingesetzt werden, oder aber in einer vorteilhaften Weiterbildung zu einer Ausfällvorrichtung kombiniert werden. Eine solche Ausfällvorrichtung umfasst dann zumindest zwei Benetzungseinrichtungen in einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen.

Dabei können in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Benetzungs­ einrichtungen im wesentlichen ringförmig angeordnet sein. Bei einer ringförmigen Anordnung sind gleichmäßige Verarbeitungsbedingungen für die Spinnfäden, vor allem bei der nachfolgenden Bündelung der Spinnfäden zu einem Faserbündel, sehr einfach sicherzustellen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Ausfälleinrichtung kann ein zumindest bereichsweise mit Fällmittel gefüllter Fällmittelbehälter vorgesehen sein, durch den die Benetzungseinrichtungen im Betrieb mit Fällmittel versorgt sind. Bei dieser Ausgestaltung teilen sich die Benetzungseinrichtungen einen Fällmittelbehälter, so dass die Anzahl der benötigten Teile und damit die Herstellkosten gesenkt werden. Der Fällmittelbehälter bildet bei dieser Ausgestaltung die zentrale Versorgung der Benetzungseinrichtungen einer Ausfällvorrichtung.

Um das Einspritzen des Fällmittels in das Durchleitungsvolumen zu ermöglichen, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Ausfällvorrichtung vorgesehen sein, dass der Fällmittelbehälter als ein Druckbehälter ausgebildet ist, in dem das Fällmittel unter einem Druck enthalten ist, der höher als der Druck im Durchleitungsvolumen ist.

Der Fällmittelbehälter kann in einer vorteilhaften Weiterbildung eine Doppelfunktion erfüllen und als Halterung für die Benetzungseinrichtungen dienen. Diese Ausgestaltung ist konstruktiv besonders einfach und wenig aufwendig. Insbesondere kann sich in einer weiteren Ausgestaltung das Durchleitungsvolumen in Spinnrichtung durch den Fällmittelbehälter hindurch erstrecken, wobei das Durchleitungsvolumen durch die Außenwandung vom Innenraum des Fällmittel­ behälters abgetrennt ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Fällmittelversorgung des Durchleitungsvolumens mit einem geringem konstruktiven Aufwand verbunden, da die Zuleitung des Fällmittels über extrem kurze Wege stattfindet.

In einer besonders einfachen und kostengünstig zu fertigenden Weiterbildung der Erfindung kann der Innenraum des Fällmittelbehälters über eine Fällmittelzuleitung mit dem Durchleitungsvolumen verbunden sein, wobei die Fällmittelzuleitung als ein die Außenwandung zumindest abschnittsweise umgebender Ringraum aus­ gebildet ist.

Die Erfindung betrifft des weiteren einen Bausatz für eine Spinnanlage zur Herstellung von Spinnfäden aus einer Spinnlösung, wobei der Bausatz mindestens einen Spinnkopf mit Spinndüsenöffnungen, durch welche die Spinnlösung im Betrieb der Spinnanlage zu Spinnfäden extrudierbar ist, und mindestens eine Ausfällvorrichtung aufweist, die nach einem der oben genannten Ansprüche ausgestaltet ist. Ein solcher Bausatz kann beispielsweise zum Nachrüsten bestehender Spinnanlagen verwendet werden.

Die Erfindung kann des weiteren in einer Spinnanlage zur Herstellung von Spinnfäden aus einer Spinnlösung verkörpert sein. Dabei kann die Spinnanlage mindestens einen Spinnkopf mit Spinndüsenöffnungen, durch welche die Spinnlösung im Betrieb der Spinnanlage zu Spinnfäden extrudierbar ist, und mindestens eine Ausfällvorrichtung, die nach einem der oben genannten Ansprüche ausgestaltet ist, aufweisen.

Bei der Spinnanlage, wie auch beim Bausatz aus Spinnkopf und Ausfällvorrichtung ist es von Vorteil, wenn der Spinnkopf und die Ausfällvorrichtung aufeinander abgestimmt sind. Insbesondere kann gemäß einer Weiterbildung der Spinnanlage für jeden Spinnkopf genau eine Ausfällvorrichtung vorgesehen sein.

Die Positionen der Spinnöffnungen oder der Spinnhütchen des Spinnkopfes einerseits und der Benetzungseinrichtungen der Ausfällvorrichtung andererseits können in einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Spinnanlage einander entsprechen. So kann jedem Spinnhütchen ein Durchleitungsvolumen oder eine Benetzungseinrichtung zugeordnet sein.

Die Benetzungseinrichtung kann dabei in Schwerkraftrichtung genau unterhalb des Spinnhütchens liegen, so dass die Spinnfäden ohne weitere Umlenkung und ohne eine zusätzliche mechanische Belastung direkt in das Durchleitungsvolumen eintreten können.

Auf eine Umlenkung der Spinnfäden kann auch verzichtet werden, wenn der Strömungsquerschnitt des Durchleitungsvolumens zumindest in dem den Spinnhütchen zugewandten Abschnitt des Durchleitungsvolumens dem von den Spinnöffnungen des Spinnhütchens eingenommenen Bereich entsprechen.

Schließlich können auch die Außenmaße des Spinnkopfes und der zugehörigen aufeinander abgestimmt sein, so dass eine optimale Raumausnutzung stattfindet. Dies ist ein einer Weiterbildung der Spinnanlage beispielsweise dann möglich, wenn in Schwerkraftrichtung der Fällmittelbehälter zumindest den von den Spinnöffnungen eingenommen Bereich des Spinnkopfes überlappt.

Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Herstellen von Spinnfäden aus einer Spinnlösung, bei dem die Spinnlösung durch eine Menge von Spinndüsenöffnungen hindurch geleitet und gleichzeitiges durch die Spinn­ düsenöffnungen zu einer Vielzahl von Spinnfäden extrudiert werden. Anschließend werden die Spinnfäden durch eine Mehrzahl von Benetzungseinrichtungen extrudiert, wobei durch jede Benetzungseinrichtung jeweils eine Teilmenge der Vielzahl von Spinnfäden durchgeleitet wird. In der Benetzungseinrichtung werden die Spinnfäden mit einem Fällmittel benetzt.

Im folgenden werden der Aufbau und die Funktion der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Spinnanlage zur Herstellung von Spinn­ fäden aus einer Spinnlösung, mit einer erfindungsgemäßen Ausfällvorrichtung;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ausfällvorrichtung in einem Längsschnitt;

Fig. 3 ein Detail III der Fig. 2 in zwei Betriebsstellungen A und B;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 2.

Der Aufbau einer Spinnanlage 1 zur Herstellung von Spinnfäden aus einer Spinnlösung ist schematisch in Fig. 1 dargestellt.

In einem geeigneten Löseaggregat 3 wird eine meist hochviskose Spinnlösung aus Wasser, Cellulose und einem tertiären Aminoxid wie N-methylmorpholin-N-Oxid (NMMO), zusammengemischt und aufbewahrt. Die Spinnlösung wird von dem Löseaggregat 3 über ein beheiztes Rohrleitungssystem 5 und einer Verteilereinrichtung 6 zu einen Spinnkopf 7 gefördert. Wie in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellt ist, können auch mehrere Spinnköpfe 7 an die Verteilereinrichtung 6 angeschlossen sein.

Die Spinnanlage 1 weist verschiedene Untersysteme auf, die an das Rohrleitungs­ system 5 angeschlossen sind, beispielsweise - wie in Fig. 1 dargestellt - eine oder mehrere Pumpen 9 zur Förderung der Spinnlösung, einen Ausgleichsbehälter 11 sowie eine oder mehrere Berstschutzeinrichtungen 13.

Durch den Ausgleichsbehälter 11 werden Druck- und Volumenstromschwankungen bei der Förderung der Spinnlösung durch das Rohrleitungssystem 5 ausgeglichen, so dass die Spinnköpfe 7 konstant mit Spinnlösung versorgt sind.

Die Spinnlösung neigt bei zu langer Lagerung und bei bestimmten Temperaturen zu spontanen exothermen Reaktionen. Um im Falle einer exothermen Reaktion größere Schäden an der Spinnanlage aufgrund des dabei entstehenden Über­ druckes zu vermeiden, ist das Rohrsystem 5 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 ferner mit einer Berstschutzeinrichtung 13 ausgestattet. Die Berstschutzeinrichtung 13 leitet die Druckwelle bei einer exothermen Reaktion nach außen ab.

Der Spinnkopf 7 weist eine Vielzahl von Spinnhütchen 15 mit jeweils einer Vielzahl von Spinndüsenöffnungen auf, durch welche die Spinnlösung in einer Spinnrichtung S zu Spinnfäden 17 extrudiert wird.

Bei der Spinnanlage der Fig. 1 werden die Spinnfäden nach dem Extrudieren durch einen Luftspalt 19 geleitet. Im Luftspalt 19 kann schnell strömendes Gas in Spinnrichtung S geleitet sein, um die Spinnfäden 17 zu verstrecken. Alternativ kann im Luftspalt auch eine Beblasung mit einem Beblasungsgas quer zur Spinnrichtung S stattfinden.

Nach dem Luftspalt 19 werden die Spinnfäden 17 durch eine Ausfällvorrichtung 23 geleitet. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist bei der Spinnanlage 1 für jeden Spinnkopf 7 eine Ausfälleinrichtung 23 vorgesehen. Jedem Spinnhütchen 15 des Spinnkopfes 7 ist eine Benetzungseinrichtung zugeordnet, durch welche die Spinnfäden 17 mit einem Fällmittel benetzt werden.

Ohne Einschränkungen in der Funktion der Ausfällvorrichtung 23 kann die Spinnanlage in einer anderen Ausführungsvariante auch ohne Luftspalt 19 betrieben werden. In diesem Fall treten die Spinnfäden 17 nach der Extrusion direkt in die Ausfällvorrichtung 23 ein.

Nachdem die Spinnfäden 17 durch das Fällmittel benetzt worden sind, werden sie zu einem Spinnfadenbündel 26 zusammengeführt und durch ein Abzugswerk 27 aus der Ausfällvorrichtung abgezogen. Nach der Ausfällvorrichtung 23 können sich weitere Bearbeitungsschritte 29 anschließen, bei denen das Spinnfadenbündel 26 beispielsweise gewaschen, getrocknet, gepresst und/oder imprägniert wird.

In Fig. 2 ist die Ausfälleinrichtung 23 zusammen mit einem Spinnkopf 7 genauer dargestellt. In Fig. 3 ist das Detail III der Fig. 2 etwas vergrößert in zwei Betriebs­ stellungen A und B dargestellt.

Dem Spinnkopf 7 wird über eine Zuleitung 31, die in einem Ringkanal 33 mündet, Spinnlösung zugeführt. Vom Ringkanal 33 aus wird die Spinnlösung über einen weiteren Ringraum 35 an Düsenkanäle 37 weitergeleitet, die in einer Düsenplatte 39 ausgebildet sind. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind drei, in bezug auf die Mittenlinie M radial beabstandete Reihen von Düsenkanälen 37 vorgesehen, die versetzt zueinander entlang dreier Kreislinien ringförmig angeordnet sind. Die ringförmige Anordnung sichert eine gleichmäßige Verarbeitung der Spinnfäden 17 unabhängig von ihrer Position am Spinnkopf 7.

An den dem Luftspalt 19 zugewandten Enden der Düsenkanäle 37 sitzt jeweils ein Spinnhütchen 41, das mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen 42 versehen ist. Beim Durchgang durch die Düsenöffnungen wird die Spinnlösung zu Spinnfäden 17 extrudiert, wobei jede Düsenöffnung genau einen Spinnfaden erzeugt, wie in Fig. 3 dargestellt ist.

Die extrudierten Spinnfäden 17 werden dann durch den Luftspalt 19 geleitet, wo sie mit einem Beblasungsgas beblasen werden. Das Beblasungsgas ist ein gegenüber der Spinnlösung inertes Gas, beispielsweise Luft. Über eine in der Fig. 2 nicht dargestellte Beblasungseinrichtung wird das Beblasungsgas mit hoher Geschwindigkeit in Spinnrichtung S geblasen. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit übt das Beblasungsgas eine Zugspannung auf die Spinnfäden im Luftspalt aus und verstreckt so die Spinnfäden. Gleichzeitig werden die Spinnfäden 17 durch das Beblasungsgas gekühlt.

Nach der Durchquerung des Luftspaltes 19 treten die Spinnfäden 17 in die Aus­ fällvorrichtung 23 ein, wo sie durch ein Durchleitungsvolumen 43 einer Benetzungs­ einrichtung 25 geleitet werden. Dort werden die Spinnfäden 17 mit Fällmittel benetzt, wodurch die Cellulose ausgefällt wird. Das Durchleitungsvolumen 43 ist von einer im wesentlichen röhrenförmigen Außenwandung 44 umgeben, wie in Fig. 3 zu sehen ist.

Das Fällmittel tritt durch eine Öffnung 47 einer Fällmittelversorgungseinrichtung 48 in das Durchleitungsvolumen 43 ein. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Öffnung 47 als Ringspalt ausgebildet, der das Durchleitungsvolumen 43 im wesentlichen ringförmig umgibt. Bei dieser Ausgestaltung ist sichergestellt, dass die Spinnfäden 17 allseitig mit Fällmittel benetzt werden.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird von der Fällmittelversorgungseinrichtung 48 soviel Fällmittel in das Durchleitungsvolumen 43 eingespritzt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Fällmittels in Spinnrichtung S sich nur geringfügig von der Geschwindigkeit der durchgeleiteten Spinnfäden 17 unterscheidet. Ist die Geschwindigkeit des Fällmittels in der Benetzungseinrichtung höher als die Geschwindigkeit der Spinnfäden 17, so werden die Spinnfäden zusätzlich durch das Fällmittel verstreckt.

Das Durchleitungsvolumen 43 ist im wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet und weist an dem in Spinnrichtung S gelegenen Ende einen Trichterabschnitt 49 auf, in dem der Strömungsquerschnitt der Benetzungseinrichtung 25 sich in Spinnrichtung S verringert. Der Trichterabschnitt 49 endet in einem Spinnfadenaustrittsquerschnitt 51, der auf maximalen Durchsatz des Fällmittels ausgelegt ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 umfasst die Fällmittelversorgungseinrichtung 48 eine Zuleitung 53, über die das Fällmittel der Öffnung 47 zugeführt wird. Die Zuleitung 53 verbindet das Durchleitungsvolumen 43 mit dem Innenraum 55 eines Fällmittelbehälters 57 und ist als ein Ringraum ausgebildet. Der Ringraum ist zwischen der Außenwandung 44 und einem Gehäuse 59, das die Benetzungs­ einrichtung 47 im Bereich der Öffnung 47 und in einem in Spinnrichtung S nachfolgenden Einlaufbereich 61 umgibt, ausgebildet. Der Ringraum 53 mündet in der Öffnung 47, die beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 von der in Richtung des Spinnkopfes 7 gelegenen Oberkante der Außenwandung 44 und dem Gehäuse 59 begrenzt ist.

Der Fällmittelbehälter 57 ist als ein Druckbehälter ausgebildet, in dem das Fällmittel unter einem Druck aufbewahrt wird, der höher als der Druck im Durchleitungsvolumen 43 der Benetzungseinrichtung 25 ist. Durch eine Versorgungsleitung 63 ist der Fällmittelbehälter 57 mit Fällmittel versorgt. Durch diese Leitung 63 wird der Behälter 57 auch mit dem einstellbaren Förderdruck einer in der Fig. 2 nicht gezeigten Fördereinrichtung beaufschlagt

Gleichzeitig dient der Fällmittelbehälter 57 als eine Halterung für die Benetzungs­ einrichtungen 25, die sich in Spinnrichtung S durch den Innenraum des Fällmittel­ behälters erstrecken. Das Durchleitungsvolumen 43 ist vom Innenraum 55 durch die Außenwandung 44 getrennt.

Um die Ausfällvorrichtung 23 an verschiedene Betriebszustände und Spinnfadenqualitäten anpassen zu können, ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 der Volumenstrom der durch die Öffnung 47 in die Benetzungseinrichtung 25 eintretende Volumenstrom einstellbar. Dies ist beim dargestellten Ausführungs­ beispiel auf drei verschiedene Arten möglich: Zunächst kann über eine in der Fig. 2 nicht dargestellte Druckregeleinrichtung der Druck im Behälter 57 eingestellt werden; dann kann über eine Verstelleinrichtung 65 die Größe der Öffnung 47 verändert werden; schließlich kann über eine Veränderung des Strömungsquerschnittes der Zuleitung 53 der Druckverlust und damit die Durchflussmenge an Fällmittel durch die Zuleitung 53 eingestellt werden. Alle diese drei Mittel sind einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar.

Im folgenden wird der Aufbau der Verstelleinrichtung 65 genauer beschrieben. Die Verstelleinrichtung 65 umfasst beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 einen beweglichen Deckel 67 des Behälters 57. Der Deckel 67 ist über einen Außenring 69 des Behälters 57 in Richtung hin zum und weg vom Spinnkopf 7 verschieblich gehalten. Zwischen dem Deckel 67 und dem Außenring 69 ist eine Dichtungseinrichtung 71 vorgesehen, so dass trotz der Verschieblichkeit des Deckels 67 kein Fällmittel aus dem Behälter 57 entweichen kann.

Die Verstelleinrichtung 65 umfasst des weiteren mehrere, über den Umfang verteilte Schraubenfedern 73, die den Deckel 67 jeweils gegen eine Verstellschraube 75 drücken. Am Deckel 67 ist das Gehäuse 59 befestigt, das ebenfalls Teil der Verstelleinrichtung 65 ist.

Bei einer Verstellung der Verstellschrauben 75 wird das Gehäuse 59 zusammen mit dem Deckel 67 gegenüber dem Durchleitungsvolumen 43 bewegt. Dies ist durch die Phantomlinien in der Fig. 3 dargestellt. Je nach der relativen Stellung des Gehäuses 59 relativ zur Benetzungseinrichtung 25 wird die spaltförmige Öffnung 47 größer - Stellung A - oder kleiner - Stellung B. Je nach Größe des Ringspaltes 47 fließt mehr oder weniger Fällmittel in das Durchleitungsvolumen 43, so dass über die Verstelleinrichtung 65 auf einfache Weise die im Durchleitungsvolumen 43 benötigte Menge an Fällmittel eingespritzt werden kann.

In Fig. 4 ist die Ausfälleinrichtung in einer Ansicht entlang des Schnittes IV-IV der Fig. 2 dargestellt. In dieser Ansicht ist insbesondere die ringförmige Anordnung der Benetzungseinrichtungen zu erkennen, die der Verteilung der Spinnhütchen 41 am Spinnkopf 7 entspricht. Der Fällmittelbehälter 57 erstreckt sich in der Ebene quer zur Mittenrichtung M bzw. quer zur Spinnrichtung S über einen Bereich, der sich mit dem Bereich der Spinnöffnungen 42 am Spinnkopf überlappt.

Bei der Ausfällvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel wird jeweils nur so viel Fällmittel in das Durchleitungsvolumen eingespritzt, wie für die Spinnfäden 17 des zugeordneten Spinnhütchens 41 benötigt wird. Der Durchmesser des Strömungs­ querschnittes des Durchleitungsvolumens 43 liegt dabei in der Größenordnung des Durchmessers des von den Spinndüsenöffnungen im Spinnhütchen 41 eingenommenen Bereichs. Dadurch werden sämtliche Spinnfäden 17 eines Spinn­ hütchens 41 im Durchleitungsvolumen 43 ohne Umlenkung aufgenommen.

Außerdem wird so ein Totvolumen vermieden, in dem zwar Fällmittel vorhanden ist, aber keine Spinnfäden durchgeleitet werden. In einem solchen Totvolumen bilden sich bei der Durchleitung der Spinnfäden aufgrund des mit den Spinnfäden mitgerissenen Fällmittels Ausgleichsströmungen aus. Schließlich wird durch die Ausgestaltung mit den Spinnröhren 43 eine große Fällmitteloberfläche vermieden. Eine große Fällmitteloberfläche wird durch das Eintauchen der Spinnfäden leicht aufgewühlt.

Durch das Einspritzen des Fällmittels wird dieses so durch das Durchleitungsvolumen 43 gedrückt, dass keine Rückströmung mehr innerhalb des Durchleitungsvolumens auftritt und das Fällmittel stets in Spinnrichtung strömt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 findet eine Rückströmung des Fällmittels entgegen der Spinnrichtung S selbst dann nicht statt, wenn der Betrieb der Spinnmaschine beispielsweise aufgrund eines Fadenabrisses unterbrochen wurde und keine Fäden mehr durch das Durchleitungsvolumen geleitet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass zumindest eine Komponente der Richtung, in der das Fällmittel in das Durchleitungsvolumen 43 eingespritzt wird, in Spinnrichtung S weist. Dies ist insbesondere in Fig. 3 zu erkennen, wo mit dem Pfeil P die Einspritzrichtung des Fällmittels schematisch angedeutet ist. Im Ergebnis ermöglicht diese Ausgestaltung einen sehr hohen Massendurchsatz und sehr hohe Spinngeschwindigkeiten.

Da die Spinnfäden 17 benachbarter Spinnhütchen 41 durch die jeweils zugeordnete Benetzungseinrichtung geleitet werden, können sich die Spinnfäden und die Fällmittelströmungen nicht gegenseitig beeinflussen. Dies sorgt selbst bei höchsten Massedurchsätzen für eine hohe Spinnsicherheit.

Die Benetzungseinrichtung 43 liegt in Schwerkraftrichtung G direkt unterhalb des zugeordneten Spinnhütchens 41, so dass die Spinnfäden 17 von der jeweiligen Spinndüsenöffnung 17 in gerader Richtung von den Spinndüsenöffnungen 42 abgezogen werden. Durch diese Ausführung werden die mechanischen Belastungen der gerade frisch extrudierten Spinnfäden 17 im kritischen Bereich minimiert.

Schließlich wird auch die Umwälzmenge an Fällmittel minimiert, da zum einen die Fällmittelmenge durch die Verstelleinrichtung 59 genau an die Betriebsbedingungen angepasst werden kann, und da zum anderen das Fällmittel gezielt nur dort zugeführt wird, wo sie zur Fadenherstellung benötigt wird, nämlich in dem eng um die Spinnfäden 17 angeordneten Durchleitungsvolumen 43.

Das Anspinnen, d. h. die Betriebsaufnahme durch die Spinnanlage 1 beispielsweise nach einem Fadenabriss wird ebenfalls erleichtert, da die Spinnfäden mit der Strömung des Fällmittels durch das Durchleitungsvolumen mitgerissen werden.

Claims (24)

1. Benetzungseinrichtung für eine Spinnanlage mit mindestens einem Spinn­ kopf mit einer Vielzahl von Spinnöffnungen zur Herstellung von Spinnfäden aus einer Spinnlösung, wobei im Betrieb durch die Spinnöffnungen die Spinnlösung zu Spinnfäden extrudiert ist und wobei die Benetzungs­ einrichtung ein Durchleitungsvolumen aufweist, durch das im Betrieb Spinnfäden in einer Spinnrichtung durchgeleitet und mit einem Fällmittel benetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb eine Teilmenge der Spinnfäden (17) des Spinnkopfes (7) durch das Durchleitungsvolumen (43) geleitet ist.

2. Benetzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzungseinrichtung (25) eine Fällmittelversorgungseinrichtung (48) mit mindestens einer, in das Durchleitungsvolumen (43) mündenden Öffnung (47) aufweist, durch die im Betrieb Fällmittel in das Durchleitungsvolumen (43) einleitbar ist.

3. Benetzungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (47) die durch das Durchleitungsvolumen (43) geleiteten Spinnfäden (17) im wesentlichen ringförmig umgibt.

4. Benetzungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (47) als ein Ringspalt ausgebildet ist, dessen Strömungsquerschnitt durch eine Verstelleinrichtung (65) veränderbar ist.

5. Benetzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (47) in dem den Spinnöffnungen (42) zugewandten Teil der Benetzungseinrichtung (25) angeordnet ist.

6. Benetzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällmittelversorgungseinrichtung (48) als Einspritzeinrichtung ausgebildet ist, durch die im Betrieb das Fällmittel unter Druck in das Durchleitungsvolumen (43) eingespritzt ist.

7. Benetzungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Einspritzung des Fällmittels eine Komponente in Spinnrichtung (S) aufweist.

8. Benetzungseinrichtung nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchleitungsvolumen (43) mit zumindest einem Trichterabschnitt (49) versehen ist, in dem sich der Strömungsquerschnitt des Durchleitungsvolumens (43) in Spinnrichtung (S) verjüngt.

9. Benetzungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichterabschnitt (49) in einer Spinnfadenaustrittsfläche (51) mündet, durch welche die Spinnfäden (17) aus der Benetzungseinrichtung (25) austreten.

10. Benetzungseinrichtung nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchleitungsvolumen (43) von einer im wesentlichen röhrenförmigen Außenwandung (45) umgeben ist.

11. Ausfällvorrichtung für eine Spinnanlage mit mindestens einem Spinnkopf mit einer Vielzahl von Spinnöffnungen zur Herstellung von Spinnfäden aus einer Spinnlösung, wobei im Betrieb durch die Spinnöffnungen die Spinnlösung zu Spinnfäden extrudiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfällvorrichtung (23) zumindest zwei Benetzungseinrichtungen (25) nach einem der oben genannten Ansprüche aufweist.

12. Ausfällvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzungseinrichtungen (43) im wesentlichen ringförmig angeordnet sind.

13. Ausfällvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zumindest bereichsweise mit Fällmittel gefüllter Fällmittelbehälter (57) vorgesehen ist, durch den die Benetzungseinrichtungen (25) im Betrieb mit Fällmittel versorgt sind.

14. Ausfällvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fällmittelbehälter (57) als ein Druckbehälter ausgebildet ist, in dem das Fällmittel unter einem Druck enthalten ist, der höher als der Druck im Durchleitungsvolumen (43) ist.

15. Ausfällvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Fällmittelbehälter (57) als eine Halterung für die Benetzungs­ einrichtungen (25) dient.

16. Ausfällvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Durchleitungsvolumen (43) in Spinnrichtung (S) durch den Fällmittelbehälter (57) hindurch erstreckt, wobei das Durchleitungsvolumen (43) durch die Außenwandung (45) vom Innenraum (55) des Fällmittelbehälters (57) abgetrennt ist.

17. Ausfällvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (55) des Fällmittelbehälters (57) über eine Fällmittelzuleitung (53) mit dem Durchleitungsvolumen (43) verbunden ist, wobei die Fällmittelzuleitung (53) als ein die Außenwandung (45) zumindest abschnittsweise umgebender Ringraum (53) ausgebildet ist.

18. Bausatz für eine Spinnanlage zur Herstellung von Spinnfäden aus einer Spinnlösung, wobei der Bausatz mindestens einen Spinnkopf mit Spinn­ düsenöffnungen, durch welche die Spinnlösung im Betrieb der Spinnanlage zu Spinnfäden extrudierbar ist, und mindestens eine Ausfällvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfällvorrichtung (23) nach einem der Ansprüche 11 bis 17 ausgestaltet ist.

19. Spinnanlage zur Herstellung von Spinnfäden aus einer Spinnlösung, wobei die Spinnanlage mindestens einen Spinnkopf mit Spinndüsenöffnungen, durch welche die Spinnlösung im Betrieb der Spinnanlage zu Spinnfäden extrudierbar ist, und mindestens eine Ausfällvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfällvorrichtung (23) nach einem der Ansprüche 11 bis 17 ausgestaltet ist.

20. Spinnanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Fällmittelbehälter (57) zumindest den von den Spinnöffnungen eingenommen Bereich des Spinnkopfes (7) überlappt.

21. Spinnanlage nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Spinnhütchen (41) eine Benetzungseinrichtung (25) zugeordnet ist.

22. Verfahren zum Herstellen von Spinnfäden aus einer Spinnlösung, umfassend folgende Verfahrensschritte:

• - Durchleiten der Spinnlösung durch eine Menge von Spinnöffnungen (42) und gleichzeitiges Extrudieren der Spinnlösung durch die Spinn­ öffnungen (42) zu einer Vielzahl von Spinnfäden (17);
• - Durchleiten der extrudierten Spinnfäden (17) durch eine Mehrzahl von Durchleitungsvolumen (43), wobei durch jedes Durchleitungsvolumen (43) jeweils eine Teilmenge der Spinnfäden (17) durchgeleitet ist;
• - Benetzen der Spinnfäden (17) im jeweiligen Durchleitungsvolumen (43) mit einem Fällmittel.

23. Verfahren nach Anspruch 22, umfassend den weiteren Verfahrensschritt Einspritzen von Fällmittel in das Durchleitungsvolumen (43) in einem Bereich (61) nahe dem Eintritt der Spinnfäden (17) in das Durch­ leitungsvolumen (43).

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, umfassend den weiteren Verfahrensschritt Einspritzen von Fällmittel in das Durchleitungsvolumen (43) in einer Richtung (P), die eine Komponente in Spinnrichtung (S) aufweist.