DE10120551A1

DE10120551A1 - Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln zumindest eines synthetischen Fadens

Info

Publication number: DE10120551A1
Application number: DE2001120551
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerhard Hutter; Peter Senge; Detlev Schulz
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: SAURER GMBH & CO. KG, 41069 MOENCHENGLADBACH, DE
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-10-31
Also published as: EP1253222A2; ATE433507T1; DE50213596D1; EP1253222B1; EP1253222A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln zumindest eines synthetischen Fadens mit einem Maschinengestell zur Aufnahme einer Spinneinrichtung, mehrerer Lieferwerke und einer Aufwickeleinrichtung. Erfindungsgemäß sind die Spinneinrichtung, die Lieferwerke und die Aufwickeleinrichtung in dem Maschinengestell zu einem N-förmigen Fadenlauf angeordnet. Dabei ist zwischen der Spinneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung im Bereich des schrägen Fadenlaufs eine Modulaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines oder mehrerer Behandlungsmodule ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln zumindest eines synthetischen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen zum Schmelzspinnen und Aufwickeln zumindest eines synthetischen Fadens, die eine Spinneinrichtung, mehrere Lieferwerke und eine Aufwickeleinrichtung enthalten, sind allgemein bekannt. Hierbei wird in der Spinneinrichtung eine Polymerschmelze mittels eines Schmelzeerzeugers zu einer Spinndüse gefördert und unter Druck zu strangförmigen Filamenten extrudiert. Die Filamente bilden ein Filamentbündel, das nach Abkühlung in der Spinnein richtung zu einem Faden zusammengeführt wird. Durch ein Lieferwerk wird der Faden aus der Spinneinrichtung abgezogen und zu einer Aufwickeleinrichtung geführt. In der Aufwickeleinrichtung wird der Faden zu einer Spule aufgewickelt. Zwischen der Spinneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung erfolgen prozeßbe dingte Behandlungen wie beispielsweise Verstrecken, Temperieren, Tanglen und/oder Relaxieren. Hierzu sind die Behandlungseinrichtungen fest zwischen der Spinneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung an einem Maschinengestell befe stigt.

Bei derartigen Vorrichtungen tritt das Problem auf, daß bei Wechsel eines Prozes ses der Fadenlauf derart verändert werden muß, daß vorhandene Behandlungsein richtungen umgangen werden. Dies führt zu einer erheblichen Einschränkung der Flexibilität der Vorrichtungen sowie zu ungünstigen Fadenumlenkungen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln zumindest eines synthetischen Fadens derart weiterzubilden, daß ver schiedene Prozesse zur Herstellung jeweils eines bestimmten Fadens mit einfa cher Handhabung ohne wesentliche Veränderung des Fadenlaufs ausführbar sind.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen defi niert.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Spinneinrichtung, die Liefer werke und die Aufwickeleinrichtung in dem Maschinengestell zu einem N- förmigen Fadenlauf angeordnet. Dabei ist zwischen der Spinneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung eine Modulaufnahmeeinrichtung in dem Maschinengestell im Bereich des schrägen Fadenlaufs ausgebildet. Mögliche Behandlungen des Fadens können somit im Bereich des schrägen Fadenlaufs durchgeführt werden. Die Bereiche mit vertikaler Anordnung werden zu der einen Seite durch die Spin neinrichtung und zu der anderen Seite durch die Aufwickeleinrichtung bestimmt. In dem Übergangsbereich von der Spinneinrichtung zur Aufwickeleinrichtung läßt sich somit eine auf den jeweiligen Prozeß abgestimmte Behandlung des Fadens vorteilhaft integrieren und ausführen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein auswech selbares Behandlungsmodul in der Modulaufnahmeeinrichtung gehalten, so daß der Faden zwischen der Spinneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung in ge wünschter Weise behandelbar ist.

Es ist jedoch auch möglich, daß in der Modulaufnahmeeinrichtung zwischen der Spinneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung mehrere Behandlungsmodule vorzugsweise übereinander angeordnet sind. Hierbei wird beim Übergang des Fadens von der Spinneinrichtung zur Aufwickeleinrichtung jeder der Behand lungsmodule nacheinander durchlaufen, so daß der Faden in mehreren Stufen be handelbar ist.

Die Behandlungsmodule können als eine Galetteneinheit mit zumindest einer an getriebenen Galette und einer Überlaufrolle ausgebildet sein. Damit ergibt sich neben den der Spinneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung jeweils zugeord neten Lieferwerke eine einfache Möglichkeit, den Faden zu verstrecken.

Zur Herstellung von FDY-Garnen oder hochverstreckten Garnen werden die Be handlungsmodule vorzugsweise als eine Galetteneinheit mit zwei angetriebenen Galetten ausgebildet. Je nach Anzahl der Behandlungsmodule lassen sich somit mehrere Verstreckstufen hintereinander ausführen.

Zur thermischen Behandlung des Fadens ist zumindest eine der Galetten beheiz bar ausgeführt.

Um eine möglichst flexible Anordnung und einen einfachen Fadenlauf zu konzi pieren, ist gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung das Behandlungs modul symmetrisch aufgebaut und läßt sich wahlweise in einer Winkellage von 0°, 90°, 180° oder 270° innerhalb der Modulaufnahmeeinrichtung positionieren.

Die Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 weiter erhöht, indem die Lieferwerke jeweils zu einem auswechselbaren Fördermodul ausgebildet sind. Hierzu ist eines der För dermodule unmittelbar unterhalb der Spinneinrichtung auswechselbar in dem Ma schinengestell eingebracht. Das zweite Fördermodul ist im geraden Fadenlaufab schnitt oberhalb der Aufwickeleinrichtung auswechselbar plaziert.

Die Lieferwerke der Module können dabei durch eine oder mehrere angetriebene Galetten gebildet sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt somit den Vorteil, daß je nach Bestüc kung der Behandlungsmodule POY-Garne, FDY-Garne oder HT-Garne herstell bar sind. Hierbei sind grundsätzlich alle üblichen Polymere geeignet, insbesonde re PET, PP und PA. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich daher ins besondere durch ihre äußerst hohe Flexibilität aus, welche in der Lage ist, jeden konventionellen Prozeß abzubilden. Aufgrund des Baukastensystems und der ent sprechenden Konzeption können die einzelnen Behandlungsmodule in Anzahl und Lage ohne Nachteil im Fadenlauf und an den gewünschten Prozeß angepaßt wer den.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfin dungsgemäßen Vorrichtung in einer Grundausstattung;

Fig. 2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Behandlungsmodul;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit mehreren Behandlungsmodulen;

Fig. 4 weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit jeweils einer Grundausstattung.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht schematisch dargestellt. In einem Maschinengestell 1 sind eine Spinneinrichtung 2 und ein Lieferwerk 4 untereinander angeordnet und bilden einen im wesentlichen vertikal ausgerichteten Fadenlaufabschnitt. Seitlich neben der Spinneinrichtung 2 und dem Lieferwerk 4 ist eine Aufwickeleinrichtung 3 angeordnet. Der Aufwickeleinrichtung 3 ist ein zweites Lieferwerk 5 an dem Ma schinengestell im Fadenlauf der Aufwickeleinrichtung 3 vorgeordnet. Das Lie ferwerk 5 und die Aufwickeleinrichtung 3 bilden zwischen sich einen zweiten vertikal ausgerichteten Fadenlaufabschnitt. Zwischen der Spinneinrichtung 1 und der Aufwickeleinrichtung 3 ist in dem Maschinengestell eine Modulaufnahmeein richtung 6 ausgebildet. Die Modulaufnahmeeinrichtung 6 befindet sich in einem Bereich, in welchem der Faden im schrägen Lauf von dem Lieferwerk 4 zu dem Lieferwerk 5 geführt wird. Der Faden 17 wird somit nach dem Schmelzspinnen in einem N-förmigen Fadenlauf zur Aufwickeleinrichtung 3 geführt und dort zu ei ner Spule 19 gewickelt.

In Fig. 1 ist die Spinneinrichtung 2 nur teilweise dargestellt. Der Schmelzeerzeu ger, vorzugsweise ein Extruder, zum Aufschmelzen eines Polymers ist der Über sicht halber hier nicht näher beschrieben. Von der Spinneinrichtung 2 sind die Schmelzezuführung 7, ein Spinnkopf 8 sowie eine unterhalb des Spinnkopfes 8 angeordnete Spinndüse 9 dargestellt. Die Spinndüse 9 besitzt eine Vielzahl von Düsenbohrungen, durch welche die Polymerschmelze zu einem Filamentbündel 24 extrudiert wird. Der Spinneinrichtung 2 ist eine Kühleinrichtung 10 zugeord net, die unterhalb der Spinndüse 9 zur Abkühlung des Filamentbündels 24 dient. Durch eine Präparationseinrichtung 11 wird das Filamentbündel 24 zu einem Fa den 17 zusammengeführt. Zwischen dem Fadenführer 12 und dem Sammelfaden führer 14 ist eine Tangelung 13 in dem Maschinengestell 1 angeordnet.

Unterhalb der Spinneinrichtung 2 ist das Lieferwerk 4 plaziert, das als ein För dermodul 15.1 auswechselbar in dem Maschinengestell 1 eingebracht ist. Das Lieferwerk 4 des Fördermoduls 15.1 ist als eine Galetteneinheit 16 ausgebildet, mit einer angetriebenen Galette und einer nicht angetriebenen Überlaufrolle.

Diagonal zu dem Fördermodul 15.1 ist ein zweites Fördermodul 15.2 in dem Ma schinengestell 1 mit dem Lieferwerk 5 angeordnet. Das Lieferwerk 5 wird ebenfalls durch eine Galetteneinheit 16 gebildet, die eine angetriebene Galette und eine nicht angetriebene Überlaufrolle enthält. Unterhalb des Fördermoduls 15.2 ist die Aufwickeleinrichtung 3 plaziert, die in Fadenlaufrichtung einen Kopffadenführer 18 eine Changiereinrichtung 21 sowie einen Spindelträger 25 mit zwei auskragen den Spulspindeln 20 enthält. Auf den Spulspindeln 20 wird abwechselnd eine Spule 19 gewickelt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Modulaufnahmeein richtung 6 kein Behandlungsmodul eingebracht. Somit wird der Faden durch das Lieferwerk 4 aus der Spinneinrichtung abgezogen und von dem Lieferwerk 5 zur Aufwickeleinrichtung 3 gefördert. Die Lieferwerke 4 und 5 werden vorzugsweise mit einer Geschwindigkeitsdifferenz angetrieben, so daß eine leichte Verstreckung des Fadens erfolgt. Dieses Ausführungsbeispiel ist somit in einer Grundausstat tung ausgeführt und vorzugsweise zur Herstellung von POY-Garnen geeignet.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer Ansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im wesentlichen identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel in Fig. 1, so daß an dieser Stelle nur die Unterschiede näher beschrieben werden. Gegen über dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Fig. 2 in der Modulaufnahmeeinrichtung 6 ein Behandlungsmodul 22 eingebracht. Das Behandlungsmodul 22 trägt eine Galet teneinheit 23, die durch zwei angetriebene Galetten gebildet ist. Hierbei ist vor zugsweise eine der Galetten beheizt ausgeführt. Die Galetteneinheit 23 und das Lieferwerk 4 und das Lieferwerk 5 werden mit unterschiedlichen Umfangsge schwindigkeiten angetrieben, so daß eine höhere Verstreckung des Fadens 17 er folgt. Hierbei ist das Lieferwerk 5 des Fördermoduls 15.2 durch zwei angetriebe ne Galetten gebildet. Das Behandlungsmodul 22 könnte beispielsweise als ein Einschub ausgebildet sein, welcher in seitlichen Schienen der Modulaufnahmeein richtung 6 gehalten ist. Hierbei läßt sich die Tiefe des Behandlungsmoduls 22 beliebig einstellen, so daß insbesondere bei Verwendung mehrerer übereinander angeordneter Behandlungsmodule mit Galetteneinheiten ein Übergang von einer Galetteneinheit zur nächsten Galetteneinheit ohne Umlenkung möglich wird.

Hierzu ist in Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, welches mehrere Behandlungsmodule 22.1, 22.2 und 22.3 übereinander in der Modulaufnahmeein richtung 6 enthält. Die Behandlungsmodule 22.1, 22.2 und 22.3 sind identisch aufgebaut, wobei jedes der Behandlungsmodule 22.1, 22.2 und 22.3 jeweils ein Galettenduo enthält. Die Galetteneinheiten der Behandlungsmodule 22.1, 22.2 und 22.3 könnten in der Lage auch um jeweils 90° verdreht angeordnet sein. Hier zu sind die Behandlungsmodule symmetrisch aufgebaut und lassen sich in einer Winkellage von 0°, 90°, 180° oder 270° in der Modulaufnahmeeinrichtung 6 montieren. Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel ist insbesondere geeignet, um hoch verstreckte Fäden aus Polypropylene herzustellen. Das Lieferwerk 5 des Fördermoduls 15.2 besteht hierbei aus einer beheizten Galette und einer nicht be heizten Galette, die beide angetrieben sind. Somit kann eine Relaxation zur Schrumpfbehandlung des Fadens 17 vor der Aufwicklung durchgeführt werden.

In Fig. 4 ist das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 in verschiedenen Grundausstattungen mit unterschiedlichen Fördermodulen dargestellt.

Fig. 4.1 zeigt die Vorrichtung mit Fördermodulen, die jeweils eine einfach um schlungene Galette aufweisen. Die Galetten der Fördermodule 15.1 und 15.2 sind nicht beheizt und werden vorzugsweise mit einer Differenzgeschwindigkeit ange trieben.

Bei der in Fig. 4.2 gezeigten Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Fördermodule 15.1 und 15.2 jeweils durch Galetteneinheiten gebildet, die zwei angetriebene Galetten enthalten. Das der Spinneinrichtung 1 zugeordnete Fördermodul 15.1 enthält eine beheizte und eine kalte Galette. Demgegenüber ist das Fördermodul 15.2 mit zwei kalten Galetten bestückt. Die Galetteneinheiten werden zum Verstrecken des Fadens mit einer Differenzgeschwindigkeit ange trieben.

In den Ausführungsbeispielen aus Fig. 1 bis 4 sind die Tangleeinrichtung 13 und der Sammelfadenführer 14 ebenfalls als ein Behandlungsmodul ausgebildet und als Einschub in das Maschinengestell 1 eingebracht. Somit läßt sich jede für Pro zesse übliche Behandlungseinrichtung modulartig aufbauen und in das Maschi nengestell integrieren. Die Anordnung der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Vorrichtungs teile ist somit beispielhaft und zeigt nur einen kleinen Ausschnitt aus der vielfälti gen Anordnungsmöglichkeit zum Schmelzspinnen, Behandeln und Aufwickeln eines Fadens. Wesentlich für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist, daß jedes Behandlungsmodul als einzelner Baustein auf einfache Weise in ein vorhandenes Grundgestell integrierbar ist. Die besondere Gestaltung zu einem N-förmigen Fa denlauf ermöglicht die Herstellung eines Fadens mit keiner oder mit mehreren Behandlungseinrichtungen hintereinander, ohne daß wesentliche Fadenlaufverän derungen ausgeführt werden müßten. Hierbei werden die für das Schmelzspinnen erforderlichen Parameter wie Abzugsgeschwindigkeit oder auch die für das Auf wickeln des Fadens bestimmenden Parameter wie Aufwickelspannung nicht be einflußt. Durch die in der Grundausstattung integrierten Lieferwerke ist grund sätzlich das Schmelzspinnen des Fadens und das Aufwickeln des Fadens zu vor gegebenen Bedingungen gewährleistet. Die Behandlungsmodule werden vorteil haft in einen Bereich des Fadenlaufs integriert, in welchem keine Beeinflussung des Schmelzspinnens oder des Aufwickelns stattfindet.

In den Ausführungsbeispielen in Fig. 1 bis 4 ist die erfindungsgemäße Vorrich tung anhand eines Fadens beschrieben. Derartige Vorrichtungen werden übli cherweise jedoch zur Herstellung von mehreren parallel laufenden Fäden verwen det. In diesem Fall werden in dem Sammelfadenführer die Fäden parallel geführt und in parallelem Lauf über die Fördermodule und die Behandlungsmodule zur Aufwicklung geführt. Die Fäden werden somit parallel behandelt und aufgewic kelt.

Bezugszeichenliste

1

Maschinengestell

2

Spinneinrichtung

3

Aufwickeleinrichtung

4

Lieferwerk

5

Lieferwerk

6

Modulaufnahmeeinrichtung

7

Schmelzezuführung

8

Spinnkopf

9

Spinndüse

10

Kühleinrichtung

11

Präparationseinrichtung

12

Fadenführer

13

Tangleeinrichtung

14

Sammelfadenführer

15

Fördermodul

16

Galetteneinheit

17

Faden

18

Kopffadenführer

19

Spule

20

Spulspindel

21

Changiereinrichtung

22

Behandlungsmodul

23

Galetteneinheit

24

Filamentbündel

25

Spindelträger

Claims

1. Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln zumindest eines syn thetischen Fadens (17) mit einem Maschinengestell (1) zur Aufnahme ei ner Spinneinrichtung (2), mehrerer Lieferwerke (4, 5) und einer Aufwic keleinrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Spinneinrichtung (2), die Lieferwerke (4, 5) und die Aufwickelein richtung (3) in dem Maschinengestell (1) zu einem N-förmigen Fadenlauf angeordnet sind und dass eine Modulaufnahmeeinrichtung (6) zwischen der Spinneinrichtung (2) und der Aufwickeleinrichtung (1) im Bereich des schrägen Fadenlaufs ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein auswechselbares Behandlungsmodul (22) durch die Modu laufnahmeeinrichtung (6) gehalten ist, durch welche der Faden (17) zwi schen der Spinneinrichtung (2) und der Aufwickeleinrichtung (3) behan delbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Behandlungsmodule (22.1, 22.2) übereinander in der Modulauf nahmeeinrichtung (6) gehalten sind, durch welche der Faden (17) zwi schen der Spinneinrichtung (2) und der Aufwickeleinrichtung (3) behan delbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmodul (22) als eine Galetteneinheit (16) mit zumindest einer angetriebenen Galette und einer Überlaufrolle ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmodul (22) als eine Galetteneinheit (23) mit zwei ange triebenen Galetten ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Galetten beheizbar ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmodul (22) symmetrisch aufgebaut ist und wahlweise in einer Winkellage von 0°, 90°, 180° oder 270° innerhalb der Modulauf nahmeeinrichtung (6) positionierbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lieferwerke (4, 5) jeweils zu einem auswechselbarem Fördermodul (15.1, 15.2) ausgebildet sind, dass eines der Fördermodule (15.1) im gera den Fadenlauf unterhalb der Spinneinrichtung (2) und das zweite Förder modul (15.2) im geraden Fadenlauf oberhalb der Aufwickeleinrichtung (3) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lieferwerk (4) des Fördermoduls (15.1) durch eine oder mehrere an getriebene Galetten gebildet ist.