DE10109838A1 - Vorrichtung zum Abkühlen einer synthetischen Filamentschar beim Schmelzspinnen - Google Patents

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zum Abkühlen einer Filamentschar beim Schmelzspinnen beschrieben. Die Vorrichtung weist einen Vorkühlschacht und einen Nachkühlschacht auf. Beide Kühlschächte sind unterhalb der Spinndüse hintereinander angeordnet und mit einem Kühlstromerzeuger derart verbunden, daß im Vorkühlschacht ein Kühlmedium eintritt und ein sich in Fadenlaufrichtung gerichteter Kühlmedienstrom in dem Nachkühlschacht ausbildet. Innerhalb des Vorkühlschachtes ist ein von der Filamentschar umhüllter Saugzylinder vorgesehen, durch welchen ein Teil des in dem Vorkühlschacht einströmenden Kühlmediums aufgenommen wird, so daß sich ein im wesentlichen quer zur Fadenlaufrichtung der Filamentschar strömender Kühlmedienstrom einstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen einer synthetischen Fila­ mentschar beim Schmelzspinnen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Vorrichtung ist aus der EP 0 682 720 bekannt.

Beim Schmelzespinnen von multifilen Fäden hat sich herausgestellt, daß sich eine verlangsamte, möglichst streßfreie Abkühlung der Filamente nach Austritt aus der Spinndüse positiv auf die physikalischen Eigenschaften des Fadens sowie auf die Produktionsgeschwindigkeit bei Herstellung des Fadens auswirkt. So konnte bei­ spielsweise bei der Herstellung eines POY-Garnes aus Polyester die Abzugsge­ schwindigkeit und damit die Verstreckung erhöht werden, ohne daß sich für die Weiterverarbeitung des Garns erforderliche Dehnungswerte verändern. Die be­ kannte Vorrichtung weist hierzu unterhalb einer Spinndüse einen oberen Kühl­ schacht, der hier als Vorkühlschacht bezeichnet wird und einen mit dem oberen Kühlschacht verbundenen unteren Kühlschacht auf, der hier als Nachkühlschacht bezeichnet wird. Der Vorkühlschacht und der Nachkühlschacht werden von der Filamentschar durchlaufen. Der Nachkühlschacht ist auf einer Auslaßseite mit einem Kühlstromerzeuger verbunden, der in dem Nachkühlschacht einen Unter­ druck erzeugt. Der Vorkühlschacht weist eine gasdurchlässige Wandung auf, durch welche ein Kühlmedium zur Abkühlung der Filamentschar eintreten kann. Aufgrund des im Nachkühlschacht vorherrschenden Unterdruckes bildet sich ein Kühlmedienstrom aus, in dem das Kühlmedium von dem Vorkühlschacht in Rich­ tung des Nachkühlschachts geleitet wird. Der Nachkühlschacht weist im Einlauf- Einlaufbereich eine Querschnittsverengung auf, die von der Filamentschar durch­ laufen wird. Innerhalb dieser Querschnittsverengung wird der Kühlmedienstrom auf eine Fließgeschwindigkeit beschleunigt, um die Reibung zwischen den Fila­ menten und der angrenzenden Luftschicht derart zu beeinflussen, daß sich die Filamente möglichst streßfrei in einem Erstarrungsbereich innerhalb des Nach­ kühlschachtes verfestigen. Somit wird in dem Vorkühlschacht nur eine Vorküh­ lung der Filamente vorgenommen, so daß die Filamente nur in den Randschichten verfestigt sind. Im Kern sind die Filamente bei Eintritt in den Nachkühlschacht noch schmelzeflüssig, so daß die endgültige Erstarrung erst im Nachkühlschacht erfolgt. Daher ist eine gleichmäßige Vorkühlung aller Filamente erforderlich. Bei einer Filamentschar tritt jedoch das Problem auf, daß bei einem von außen auf die Filamentschar gerichtetes Kühlmedium sowohl die außen liegenden als auch in­ nen liegenden Filamente gleichmäßig gekühlt werden müssen.

Aus der US 5,034,182 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher der Vorkühl­ schacht innerhalb einer Druckkammer angeordnet ist. Der Vorkühlschacht weist ebenfalls eine siebförmige Wand auf, so daß aufgrund des außen am Kühlschacht vorherrschenden Überdrucks eine große Druckdifferenz und damit eine größere einströmende Luftmenge erreicht wird. Das führt jedoch zu dem Problem, daß die Filamente innerhalb der Einlaufzone bereits einer erheblichen Kühlwirkung aus­ gesetzt sind, so daß die Filamente bereits vor Eintritt in den Nachkühlschacht im wesentlichen verfestigt sind.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine im wesentlichen gleichmäßige Vorkühlung aller Filamente innerhalb der Filamentschar ermöglicht wird, ohne daß die Filamente sich innerhalb des Vorkühlschachtes verfestigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Filamentschar im Vorkühl­ schacht durch ein im wesentlichen quer zur Fadenlaufrichtung der Filamentschar strömendes Kühlmedium durchdrungen wird. Damit lassen sich im wesentlichen alle Filamente der Filamentschar zum Abkühlen gleich behandeln. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung weist hierzu einen Saugzylinder auf, der innerhalb des Vorkühlschachtes angeordnet ist und mit den Seitenwänden des Vorkühlschachtes einen ringförmigen Führungsschacht bildet. Der Führungsschacht wird von den Filamenten der Filamentschar durchlaufen. Zur Erzeugung eines quer fließenden Kühlmedienstroms weist der Saugzylinder einen gasdurchlässigen Mantelab­ schnitt auf, der an dem zur Spinndüse gewandten Einlaßende ausgebildet ist. Auf­ grund eines im Saugzylinder erzeugten Unterdrucks wird somit das in den Vor­ kühlschacht eingeleitete Kühlmedium durch die Filamentschar zum Saugzylinder hin eingesogen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist damit insbesondere zur Herstellung hochwertiger Garne geeignet, da jedes Filament innerhalb der Fila­ mentschar eine im wesentlichen gleiche Behandlung zum Abkühlen erhält.

Um in dem Saugzylinder innerhalb des Vorkühlschachtes eine Saugwirkung zu erzeugen, werden zwei alternative Weiterbildungen der Erfindung vorgeschlagen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 2 ist der Saugzylinder mit seinem Auslaßende unmittelbar vor oder innerhalb einer Querschnittsverengung des Nachkühlschachtes angeordnet. Dabei ist das Auslaßende des Saugzylinders offen. Durch die in dem Nachkühlschacht ausgebildete Querschnittsverengung wird der in Fadenlaufrichtung gerichtete Kühlmedienstrom in seiner Strömungs­ geschwindigkeit beschleunigt, die vom Führungsschacht in den Nachkühlschacht fließt. Hierbei wird eine Saugwirkung an dem Auslaßende des Saugzylinders nach dem Injektorprinzip erzeugt, die ein Einströmen des Kühlmediums am Einlaßende durch den gasdurchlässigen Mantelabschnitt ermöglicht.

Das offene Auslaßende des Saugzylinders ist vorzugsweise kegelförmig ausgebil­ det, so daß sich die Injektorwirkung noch stärker in Form eines Unterdrucks im Saugzylinder auswirken kann.

Die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 stellt eine zweite Alternative zum Erzeugen einer Saugwirkung an dem Saugzylinder dar. Hierbei ist das Auslaßende des Saugzylinders geschlossen und durch eine Saugleitung mit einer Absaugeinrichtung verbunden. Die Absaugeinrichtung ist vorzugsweise au­ ßerhalb des Kühlschachtes angeordnet. Diese Ausbildung besitzt insbesondere den Vorteil, daß damit gleichzeitig eine Absaugung der flüchtigen Bestandteile der Filamente, wie beispielsweise Monomere, aus dem Vorkühlschacht gewähr­ leistet ist. Derartige flüchtige Bestandteile treten insbesondere kurz nach Austre­ ten der Filamentstränge aus der Spinndüse auf. Damit können diese Bestandteile unmittelbar durch den ersten gasdurchlässigen Mantelabschnitt mittels des Kühl­ mediums aus dem Führungsschacht in den Saugzylinder gesogen und von dort über die Absaugeinrichtung abgeführt werden.

Das Einlaßende des Saugzylinders ist vorzugsweise verschlossen, um eine gleichmäßige quer gerichtete Strömung in dem Ringkühlschacht zwischen der Seitenwand des Vorkühlschachtes und dem gasdurchlässigen Mantelabschnitt des Saugzylinders zu erhalten. Dabei wird eine Filamentschar, deren Filamente in einer ringförmigen Anordnung geführt sind und parallel den Ringkühlschacht durchlaufen, vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gekühlt.

Zur Vorkühlung von Filamenten mit relativ dicken Filamenttitern läßt sich über eine längere Kühlstrecke ein im wesentlichen quer zur Fadenlaufrichtung strö­ mendes Kühlmedium dadurch erzeugen, daß mehrere Mantelabschnitte des Saug­ zylinders gasdurchlässig ausgebildet sind. Hierbei besitzen die Mantelabschnitte jedoch eine unterschiedliche Gasdurchlässigkeit, die in Fadenlaufrichtung abneh­ mend ist. Damit wird sichergestellt, daß sich ein in Fadenlaufrichtung gerichteter Kühlmedienstrom in dem Nachkühlschacht ausbilden kann.

Um das in den Vorkühlschacht eintretende Kühlmedium zu beeinflussen, läßt sich die gasdurchlässige Seitenwand des Vorkühlschachtes auch vorzugsweise mit unterschiedlicher Gasdurchlässigkeit ausführen. So kann beispielsweise die Sei­ tenwand in Fadenlaufrichtung eine zunehmende Gasdurchlässigkeit besitzen. Da­ mit wird über der gesamten Kühlstrecke des Vorkühlschachtes ein vergleichmä­ ßigter Einlaß des Kühlmediums bewirkt. Es ist jedoch auch möglich, daß die Sei­ tenwand in Fadenlaufrichtung eine steigende Gasdurchlässigkeit aufweist. Somit wird insbesondere im unteren Bereich des Vorkühlschachtes ein großer Anteil an Kühlmedium in den Vorkühlschacht eingeleitet. Diese Ausbildung führt insbe­ sondere zu einer intensiven Nachkühlung in dem Nachkühlschacht.

Eine weitere Möglichkeit, die Vorkühlung der Filamentschar in dem Vorkühl­ schacht zu beeinflussen, ist dadurch gegeben, daß innerhalb des Vorkühlschachtes der Saugzylinder höhenverstellbar ausgebildet ist. Beispielsweise um eine Nacherhitzung der aus der Spinndüse austretenden Filamente zu ermöglichen, wird der Saugzylinder mit Abstand zu der Spinndüse in dem Vorkühlschacht an­ geordnet. Für den Fall, daß keine Nacherhitzung erforderlich ist, läßt sich der Saugzylinder bis auf die Unterseite der Spinndüse hin verschieben.

Um in dem Übergang von dem Vorkühlschacht in den Nachkühlschacht einen in Fadenlaufrichtung gerichteten Kühlmedienstrom zu erzeugen, der im wesentli­ chen an jedem Filament der Filamentschar gleichmäßig wirkt, wird der Nachkühl­ schacht gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch ein Rohr gebildet. Dabei ist der kegelförmige Einlaß als Konfusor und der kegelförmige Auslaß als Diffusor ausgebildet, so daß der Übergang zwischen dem Konfusor und dem Diffusor den engsten Querschnitt zur Beschleunigung des Kühlmedien­ stroms darstellt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Kühlstromerzeuger als Gebläse ausgebildet, welches mit dem Vorkühl­ schacht verbunden ist. Hierbei wird das Kühlmedium in den Vorkühlschacht ein­ geblasen. Ein Teil des Kühlmediums wird vom Saugzylinder aufgenommen, und ein weiterer im allgemeinen wesentlich größerer Anteil des Kühlmediums wird direkt in den Nachkühlschacht geleitet. Diese Anordnung ist insbesondere geeig­ net, um eine an der Querschnittsverengung wirkende hohe Druckdifferenz zu er­ zeugen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Kühlstromerzeuger als Unterdruckquelle ausgebildet. Die Unterdruckquelle ist hierbei mit der Auslaß­ seite des Nachkühlschachtes verbunden. Mit dieser Anordnung wird insbesondere eine Druckdifferenz im Bereich unterhalb des atmosphärischen Druckes erreicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aufgrund ihrer flexiblen Ausführbarkeit zum Schmelzspinnen von Filamentscharen geeignet, die aus Polyester, Polyamid oder Polypropylene oder aus Modifikationen dieser Polymere bestehen. Die Vor­ richtung ist unabhängig davon, ob die Filamentschar bündelförmig oder vorhang­ förmig geführt wird. Die Vorrichtung ist zum Abkühlen insbesondere zum Her­ stellen von multifilen Fäden geeignet. Hierbei können durch entsprechende Nach­ behandlungen der zu einem Faden zusammengeführten Filamentschar beispiels­ weise vollverstreckte Fäden (FDY), vororientierte Fäden (POY) oder hochorien­ tierte Fäden (HOY) hergestellt werden.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie weitere Vorteile näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung zur Abkühlung einer Filamentschar;

Fig. 2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abkühlung einer Filamentschar;

Fig. 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abkühlung einer Filamentschar.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist ein Vorkühlschacht 7 direkt unterhalb eines beheizten Spinnkopfes 2 angeordnet. Der Spinnkopf 2 weist auf seiner Un­ terseite eine Spinndüse 3 auf. Auf der Oberseite ist der Spinnkopf 2 über eine Schmelzeleitung 1 mit einer Pumpe oder einem Extruder (hier nicht dargestellt) verbunden. Die Spinndüse 3 besitzt auf ihrer Unterseite zahlreiche Düsenbohrun­ gen, aus denen eine Filamentschar 4 extrudiert wird. Die Düsenbohrungen der Spinndüse 3 sind auf einer ringförmigen Anordnung verteilt.

Der Vorkühlschacht 5 weist eine zylinderförmige Seitenwand 6 auf. Die Seiten­ wand 6 umschließt die Filamentschar 4. Die Seitenwand 6 ist gasdurchlässig aus­ gebildet. Innerhalb des Vorkühlschachtes 5 ist ein Saugzylinder 7 mittig unterhalb der Spinndüse 3 angeordnet. Zwischen der Seitenwand 6 und dem Saugzylinder 7 wird ein ringförmiger Führungsschacht 11 gebildet, durch welchen die Filamente der Filamentschar 4 geführt werden. Der Saugzylinder 7 ist mit einem Ende, dem Einlaßende 9 an der Unterseite der Spinndüse 3 angeordnet und verschlossen. Das gegenüberliegende Ende des Saugzylinders ist als Auslaßende 10 bezeichnet und offen. Das Auslaßende 10 ist kegelförmig ausgebildet. Der Saugzylinder 7 besteht aus mehreren Mantelabschnitten 8.1, 8.2 und 8.3. Hierbei sind die Mantelab­ schnitte 8.1 und 8.2 gasdurchlässig ausgebildet. Der Mantelabschnitt 8.1 unmit­ telbar am Einlaßende 9 des Saugzylinders besitzt eine größere Gasdurchlässigkeit als der benachbarte Mantelabschnitt 8.2. Es ist jedoch auch möglich, daß der Mantelabschnitt 8.1 am Einlaßende 9 gasundurchlässig ausgebildet ist, um eine beruhigte Zone für den Austritt der Filamente zu schaffen.

Unterhalb des Vorkühlschachtes 5 ist konzentrisch zum Vorkühlschacht 5 ein Nachkühlschacht 12 angeordnet. Der Nachkühlschacht 12 wird hierbei durch ein Rohr 13 gebildet. Das Rohr 13 ist auf der Einlaufseite der Filamentschar über ei­ nen Konfusor 15 mit der Seitenwand 6 des Vorkühlschachtes 5 verbunden. Auf der Auslaßseite des Nachkühlschachtes 12 ist das Rohr 13 an einem Kühlstromer­ zeuger 17 angeschlossen. Hierzu mündet das Rohr 13 in eine Auslaßkammer 18, die an einer Unterdruckquelle 20 angeschlossen ist. In der Auslaßkammer 18 wird die Filamentschar von einem Siebzylinder 19 umschlossen, der im wesentlichen koaxial zur Filamentschar 4 und koaxial zum Rohr 13 angeordnet ist. Die Auslaß­ kammer 18 weist auf der Unterseite einen Auslaß 25 auf, durch welchen die Fila­ mentschar 4 aus dem Nachkühlschacht 12 geführt wird. An einer Seite der Aus­ laßkammer 18 ist die Unterdruckquelle über eine Saugleitung mit der Auslaß­ kammer verbunden. Die Unterdruckquelle 20 kann hierbei beispielsweise als Pumpe oder Gebläse ausgebildet sein.

In dem Rohr 13 ist unmittelbar unterhalb des Konfusors 15 eine Querschnitts­ verengung 14 gebildet. Die Querschnittsverengung 14 wird durch einen auf der Auslaßseite des Rohres 13 ausgebildeten Diffusor 16 begrenzt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor­ richtung wird die aus der Spinndüse 3 frisch extrudierte Filamentschar 4 zunächst durch den innerhalb des Vorkühlschachtes gebildeten ringförmigen Führungs­ schacht 11 und anschließend direkt durch den Nachkühlschacht 12 geführt. Zur Abkühlung wird ein Kühlmedium, vorzugsweise eine Kühlluft mittels des Kühlstromerzeugers 17 durch die gasdurchlässige Seitenwand 6 eingesogen. Die Seitenwand 6 ist bei Verwendung einer Rundspinndüse vorzugsweise zylinder­ förmig ausgebildet, damit die Filamentschar von allen Seiten gleichmäßig mit dem Kühlmedium beaufschlagt wird. Hierbei wird durch den auf der Auslaßseite des Nachkühlschachtes 13 angeschlossenen Kühlstromerzeuger 17 ein Unterdruck in dem Nachkühlschacht 12 erzeugt. Aufgrund der Wirkung des Unterdruckes sowie durch die Filamentbewegung wird die am Umfang der Wandung 6 des Vorkühlschachtes 5 anstehende Umgebungsluft in den Vorkühlschacht 5 hinein­ gesogen. Unter Wirkung des Kühlstromerzeugers 17 wird somit das Kühlmedium aus dem Führungsschacht 11 in den Nachkühlschacht 12 eingesogen. Dabei wird gleichzeitig durch Wirkung des Kühlstromerzeugers 17 am Auslaßende 10 ein Unterdruck im Saugzylinder 7 erzeugt. Dadurch wird ein Teil des durch die Sei­ tenwand 6 eintretenden Kühlmediums durch die gasdurchlässigen Mantelab­ schnitte 8.1 und 8.2 in den Saugzylinder 7 eingesogen. Dabei wird die Filament­ schar 4 im wesentlichen gleichmäßig durch einen Teil des Kühlmediums durch­ strömt. Der Teil des Kühlmediums, der nicht in den Saugzylinder 7 eingesogen wird, tritt unmittelbar aus dem Führungsschacht 11 mit der Filamentschar 4 in den Nachkühlschacht 12 ein. Es bildet sich ein Kühlmedienstrom aus, der über den Konfusor 15 in den Nachkühlschacht 12 geführt wird. Die in dem Nachkühl­ schacht 12 gebildete Querschnittsverengung 14 führt nun zu einer Beschleunigung des Kühlmedienstroms. Der beschleunigte Kühlmedienstrom bewirkt eine Unter­ stützung der Filamentbewegung. Für den Fall, daß die Fließgeschwindigkeit des Kühlmedienstroms gleich der Laufgeschwindigkeit der Filamentschar ist, findet keine wesentliche Fadenreibung zwischen der angrenzenden Luft und der Fila­ mentschar statt. Für den Fall, daß die Fließgeschwindigkeit größer ist als die Laufgeschwindigkeit der Filamente wirkt die Fadenreibung an der Filamentschar fördernd. Hierbei ist die Abkühlung der Filamentschar 4 derart eingestellt, daß der Erstarrungspunkt der Filamente der Filamentschar 4 kurz unterhalb oder im unte­ ren Bereich der Querschnittsverengung 14 liegt.

Auf der Auslaßseite des Nachkühlschachtes 12 wird das Kühlmedium durch den Siebzylinder 19 zur Auslaßkammer 18 eingesogen und abgeführt. Das Kühlmedi­ um kann hierbei beispielsweise zu einer Klimaeinrichtung geführt werden, in wel­ cher das verbrauchte Kühlmedium aufbereitet wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Saugzylinder wird der Unterdruck im Saugzylin­ der durch den Kühlstromerzeuger erzeugt. Hierbei ist die Höhe des Unterdrucks im Saugzylinder abhängig von dem Abstand des Auslaßendes 10 des Saugzylin­ ders 7 von der Querschnittsverengung 14 im Nachkühlschacht 12. Je kürzer der Abstand zwischen dem Auslaßende und der Querschnittsverengung umso höher ist der in dem Saugzylinder erzeugte Unterdruck. Je größer der Abstand zwischen dem Auslaßende 10 und der Querschnittsverengung 14 umso kleiner ist der Un­ terdruck im Saugzylinder 7. Damit lassen sich beispielsweise auch sehr feine Fi­ lamente mit einem quer gerichteten Kühlmedienstrom vorkühlen, ohne daß eine zu starke Vorkühlung der Filamente eintritt.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Abkühlung einer Filamentschar dargestellt. Die Vorrichtung ist im we­ sentlichen identisch zu der in Fig. 1 dargestellten und beschriebenen Vorrichtung. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen, und nur die Unterschiede werden nachfolgend erläutert. Bei der in Fig. 2 dargestellten Vor­ richtung ist der Nachkühlschacht 12 ebenfalls durch ein Rohr 13 gebildet, das im wesentlichen koaxial zu dem Vorkühlschacht 5 angeordnet ist. Auf der Auslaß­ seite ist das Rohr 13 jedoch offen, so daß die Filamente und der Kühlmedienstrom unmittelbar in die Umgebung austreten können. Der Kühlstromerzeuger 17 ist bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung durch eine Blaskammer 21 und ein Geblä­ se 22 gebildet. Hierbei ist die Blaskammer 21 umhüllend zu der Seitenwand 6 angeordnet. Ein Gebläse 22 ist über eine Druckleitung mit der Blaskammer 21 verbunden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung wird das Kühlmedium mit Druck in die Blaskammer 21 geführt. Das Kühlmedium strömt durch die gasdurchlässige Sei­ tenwand 6 des Vorkühlschachtes und dringt in den Führungsschacht 11 ein. In dem Vorkühlschacht 5 wird ein Überdruck durch den Kühlstromerzeuger 17 auf­ gebaut. In dem Nachkühlschacht 12 herrscht unterhalb der Querschnittsverengung 14 ein atmosphärischer Druck, so daß das Kühlmedium aus dem Vorkühlschacht 5 über die Querschnittsverengung 14 expandiert. Dabei wird ein Kühlmedien­ strom erzeugt, der in Fadenlaufrichtung zur Auslaßseite des Nachkühlschachtes 12 strömt. Hierdurch wird an dem offenen Auslaßende 10 des Saugzylinders 7 eine Saugwirkung erzeugt, so daß ein Teil des Kühlmediums durch die gasdurch­ lässigen Mantelabschnitte 8.1 und 8.2 des Saugzylinders 7 eingesogen wird. Die Filamentschar wird gleichmäßig durch einen im quer zur Fadenlaufrichtung flie­ ßenden Kühlmedienstrom durchströmt und gekühlt. Das Kühlmedium innerhalb des Saugzylinders 7 sowie das mit der Filamentschar 4 mitfließende Kühlmedium im Führungsschacht 11 wird unmittelbar in den Nachkühlschacht 12 geführt und dort aufgrund der Querschnittsverengung 14 zu einem beschleunigten Kühlme­ dienstrom geführt. Die Fortbewegung der Filamente wird dadurch unterstützt, so daß eine verzögerte Abkühlung stattfindet, die erst zur Verfestigung der Filamente innerhalb des Nachkühlschachtes führt.

In Fig. 3 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung ist im wesentlichen identisch zu dem in Fig. 1 gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen, und nachfolgend werden nur die Unterschiede beschrieben.

In dem Vorkühlschacht 5 ist der Saugzylinder 7 mittig unterhalb der Spinndüse 3 angeordnet. Der Saugzylinder 7 ist am Einlaßende 9 und am Auslaßende 10 je­ weils verschlossen. Das Einlaßende 9 befindet sich in Abstand zu der Spinndüse 3. Am Auslaßende 10 ist eine Saugleitung 23 mit dem Saugzylinder 7 verbunden. Die Saugleitung 23 führt aus dem Vorkühlschacht 5 heraus und führt zu einer Ab­ saugeinrichtung 24. Zwischen dem Einlaßende 9 und dem Auslaßende 10 weist der Saugzylinder mehrere Mantelabschnitte 8.1, 8.2 und 8.3 auf. Hierbei sind die Mantelabschnitte 8.1 und 8.2 unmittelbar am Einlaßende gasdurchlässig ausgebil­ det.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Filamentstränge aus einer ringförmigen Anordnung der Düsenbohrungen der Spinndüse 3 extru­ diert und anschließend zur Abkühlung durch den Vorkühlschacht 5 und den Nachkühlschacht 12 geführt. Auf der Auslaßseite des Nachkühlschachtes 12 ist der Kühlstromerzeuger 17 angeordnet, der einen Unterdruck in dem Nachkühl­ schacht 12 erzeugt. Dadurch wird ein Kühlmedium, vorzugsweise eine Kühlluft, durch die Seitenwand 6 des Vorkühlschachtes eingesogen. In dem zwischen dem Saugzylinder 7 und der Seitenwand 6 gebildeten Führungsschacht 11 wird ein Teil des Kühlmediums mit den Filamenten in Fadenlaufrichtung zum Nachkühl­ schacht 12 geleitet. Ein Teil des Kühlmediums tritt im wesentlichen quer durch die Filamentschar 4 hindurch und strömt über die Öffnungen in den Mantelab­ schnitten 8.1 und 8.2 in den Saugzylinder 7 hinein. Die in den Saugzylinder 7 ein­ getretene Kühlluft wird über die Absaugeinrichtung 24 abgeführt. Damit wird jedes Filament der Filamentschar im wesentlichen gleichmäßig an seiner Rand­ schicht gekühlt. Zur Verfestigung der Filamente wird die Filamentschar durch den Anteil des Kühlmediums, der in den Nachkühlschacht einströmt, weiter gekühlt. Am Ende des Nachkühlschachtes 12 wird die Filamentschar zu einem Faden zu­ sammengeführt. Der Faden ist sodann zur weiteren Behandlung, beispielsweise durch Verstrecken, oder unmittelbar zum Aufspulen zu einer Spule bereit.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtungen sind in ihrem Aufbau bei­ spielhaft angegeben. So ist es möglich, bei dem rohrförmigen Nachkühlschacht 12 ein zusätzliches Kühlmedium im Einlaufbereich des Nachkühlschachtes 12 einzu­ führen, damit eine intensive Kühlung im Nachkühlschacht 12 unabhängig von der Vorkühlung der Filamente in dem Vorkühlschacht 5 durchführbar ist.

Bezugszeichenliste

1

Schmelzeleitung

2

Spinnkopf

3

Spinndüse

4

Filamentschar

5

Vorkühlschacht

6

Seitenwand

7

Saugzylinder

8

Mantelabschnitt

9

Einlaßende

10

Auslaßende

11

Führungsschacht

12

Nachkühlschacht

13

Rohr

14

Querschnittsverengung

15

Konfusor

16

Diffusor

17

Kühlstromerzeuger

18

Auslaßkammer

19

Siebzylinder

20

Unterdruckquelle

21

Blaskammer

22

Gebläse

23

Saugleitung

24

Absaugeinrichtung

25

Auslaß

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Abkühlen einer synthetischen Filamentschar (4) beim Schmelzspinnen mit einem oberen Kühlschacht (5) (Vorkühlschacht), der un­ terhalb einer Spinndüse (3) angeordnet ist und zumindest eine gasdurchlässi­ gen Seitenwand (6) gegenüber der Filamentschar (4) aufweist, mit einen im Fadenlauf unterhalb des Vorkühlschachtes (5) angeordneten unteren Kühl­ schacht (12) (Nachkühlschacht) und mit zumindest einem Kühlstromerzeuger (17), wobei der Vorkühlschacht (5), der Nachkühlschacht (12) und der Kühlstromerzeuger (17) derart miteinander verbunden sind, daß ein Kühlme­ dium in den Vorkühlschacht (5) eintritt und daß sich ein in Fadenlaufrichtung gerichteter Kühlmediumstrom in dem Nachkühlschacht (12) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Saugzylinder (7) innerhalb des Vorkühlschachtes (5) derart angeordnet ist, daß sich zwischen der gasdurchlässigen Seitenwand (6) des Vorkühlschachtes (5) und dem Saugzylinder (7) ein von den Filamenten durchlaufener ringför­ miger Führungsschacht (11) bildet, daß der Saugzylinder (7) in mehrere Mantelabschnitte (8) unterteilt ist, daß zumindest ein Mantelabschnitt zwi­ schen einem Ende des Saugzylinders (Einlaßende (9)) unmittelbar unterhalb der Spinndüse und einem gegenüberliegenden Ende des Saugzylinders (Aus­ laßende (10)) gasdurchlässig ausgebildet ist, und daß am Auslaßende (10) eine Saugwirkung erzeugbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßende (10) des Saugzylinders (7) offen ist und unmittelbar vor oder innerhalb einer Querschnittsverengung (14) des Nachkühlschachtes (12) an­ geordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Auslaßende (10) kegelförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßende (10) des Saugzylinders (7) geschlossen ist und durch eine Saugleitung (23) mit einer Absaugeinrichtung (24) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßende (9) des Saugzylinders (7) an der Unterseite der Spinndüse (3) verschlossen ist, wobei die Spinndüse (3) eine ringförmige Anordnung ihrer Düsenbohrungen aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugzylinder (7) mehreren gasdurchlässige Mantelabschnitte (8) aufweist, die ausgehend vom Einlaßende (9) eine in Fadenlaufrichtung abnehmende Durchlässigkeit besitzen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugzylinder (7) innerhalb des Vorkühlschachtes (5) höhenverstellbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachkühlschacht (12) durch ein Rohr (13) gebildet wird und daß das Rohr (13) auf der Einlaufseite einen Konfusor (15) und auf der Auslaßseite einen Difibsor (16) aufweist, wobei der Konfusor (15) und der Diffusor (16) sich mit ihren engsten Querschnitten (14) gegenüberliegen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstromerzeuger (17) ein Gebläse (20) aufweist, welches mit dem Vor­ kühlschacht (5) verbunden ist, um das Kühlmedium in den Vorkühlschacht (5) und dem Nachkühlschacht (12) zu blasen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstromerzeuger (17) eine Unterdruckquelle (20) aufweist, welche mit dem Nachkühlschacht (12) verbunden ist, um das Kühlmedium aus dem Nachkühlschacht (12) und dem Vorkühlschacht (5) zu saugen.