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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Präparieren
textiler Filamente.
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Aus
dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen
zum Präparieren
von Fäden
bekannt. Die Vorrichtungen zum Präparieren von Fäden sind
im allgemeinen in Fadenlaufrichtung nach dem Ausspinnen der Filamente durch
eine Spinndüse
und ihrer Verfestigung durch Abkühlung
angeordnet.
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Beim
Präparieren
werden die Fäden
bzw. die Filamente der Fäden
mit Tensiden, Ölen
und anderen Additiven, die im folgenden als Präparationsmittel bezeichnet
werden, in Lösung
oder Emulsionen in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen
behandelt, um die textile Weiterverarbeitung zu erleichtern. Der Faden
wird durch das Aufbringen des Präparationsmittels
geschmeidiger, antistatisch und feuchter, was u. a. zu einem besseren
Gleitverhalten führt.
Zum Aufbringen des Präparationsmittels
sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Präparationsmethoden
bekannt.
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Eine
häufig
angewandte Methode ist die Walzenpräparation, bei der eine rotierende
Walze eingesetzt wird, die teilweise in eine mit Präparationsmittel
gefüllte
Wanne reicht, so daß die
Walze stets mit dem Präparationsmittel
benetzt ist. Die von der Schmelzspinnanlage kommenden Fäden oder deren
Filamente werden über
die Oberfläche
der Walze geführt,
so daß das
Präparationsmittel
auf den Faden bzw. die Filamente oder Fasern gelangt. Ähnliche
Präparationsmethoden
sind die Stabpräparation
und die Tauchbadpräparation.
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Demgegenüber wird
bei der sogenannten Stiftpräparation
jedem Faden genau die Präparationsmittelmenge
durch eine Zahnradpumpe und dem Faden zugeordnete Ölerstifte
zudosiert, die er einschließlich
Verlustüberschuß übernehmen
soll. In einigen Anlagen kommt auch eine zweiseitige Stiftpräparation
zum Einsatz, um eine gleichmäßigere Präparation
des Fadens zu erzielen. Sie wird bevorzugt für Fäden mit hohen Filamentzahlen
verwendet. Die zweiseitige Präparationseinrichtung
ist bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten fast unverzichtbar.
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Eine
weitere Vorrichtung zum Präparieren von
Fäden wird
in der
DE 36 29 731 beschrieben.
Die bekannte Vorrichtung kommt bei Schmelzspinnanlagen mit Ringdüsen, d.
h. Spinndüsen
mit ringförmig angeordneten
Düsenbohrungen,
zum Einsatz, und besteht im wesentlichen aus einem Schwenkarm mit einem
Zufuhrkanal und der an dem Schwenkarm befestigten Präparationseinrichtung.
Die Präparationseinrichtung
kann durch den Schwenkarm in die Mitte der ringförmig aus der Ringdüse austretenden Fäden verschwenkt
werden. Um die Fäden
zu präparieren,
weist die Präparationsvorrichtung
einen radial nach außen
weisenden Ringschlitz auf, durch den das über den Zufuhrkanal zugeführte Präparationsmittel
radial nach außen
austritt. Die Fäden
grenzen von außen
an die Präparationseinrichtung
an, so daß diese
beim Vorbeilaufen das Präparationsmittel
aufnehmen.
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Als
problematisch erweist sich bei der vorgenannten Vorrichtung, daß sich der
quer zur Fadenlaufrichtung ausgerichtete Schwenkarm aufgrund der Anordnung
der Präparationseinrichtung
in der Mitte der ringförmig
angeordneten Fäden
zwischen einzelne Fäden
erstrecken muß.
Um auf eine Teilung der Fadenschar verzichten zu können, ist
der Schwenkarm der bekannten Vorrichtung sehr flach ausgebildet.
Des weiteren ist die Oberkante des Schwenkarmes mit einem keramischen Überzug beschichtet oder
die Oberkante trägt
ein Keramikelement. Auf diese Weise soll ein versehentliches Anhaften
der vorbeilaufenden Fäden
an dem Schwenkarm verhindert werden.
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Der
Aufbau des Schwenkarmes bedingt einen großen konstruktiven Aufwand und
kann eine Berührung
eines Fadens mit dem Schwenkarm dennoch nicht verhindern. Die bei
einer Berührung
auftretende Reibung zwischen Schwenkarm und Faden führt wiederum
zur Veränderung
der Fadeneigenschaften, so daß die
einzelnen Fäden
der Fadenschar unterschiedliche Eigenschaften haben können.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Präparieren
textiler Filamente zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist
und mit der präparierte
textile Filamente mit gleichen Eigenschaften erzeugt werden können.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß anhand der im Patentanspruch
1 angegebenen Merkmale. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
dient dem Präparieren
textiler Filamente, d. h. in der Regel können bis zu mehrere hundert
aus einer Spinndüse kommende
textile Filamente präpariert
werden, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3 000 bis 4 000 m/min
abgezogen werden. Unter textilen Filamenten werden in diesem Zusammenhang
aus Polymeren ersponnene einzelne Filamente verstanden, die nach der
Präparierung
zu einem Faden geschlossen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
weist einen im wesentlichen ringförmigen Teil auf, der ein Durchgangsloch
umschließt.
Die zu präparierenden
textilen Filamente können
durch dieses Durchgangsloch hindurchgeführt werden, wobei sie an die
Innenseite des ringförmigen
Teiles angrenzen. Auf die Innenseite des ringförmigen Teiles kann ein Präparationsmittel aufgebracht
werden, üblicherweise
eine wässrige Präparationslösung (99%
Wasser). Das Aufbringen kann hierbei beispielsweise mittels einer
an der Innenseite angeordneten Lippe erfolgen.
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Es
wäre beispielsweise
auch möglich,
die Innenseite des ringförmigen
Teiles aus einem porösen Material
auszubilden, durch das das Präparationsmittel
von außen
hindurchgedrückt
wird. Die an die Innenseite des ringförmigen Teiles angrenzenden textilen
Filamente können
das Präparationsmittel
somit beim Abziehen aufnehmen.
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Ein
wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß diese
nicht innerhalb der Filamentschar angeordnet sein muß, wie dies
bei der Vorrichtung nach der
DE
36 29 731 der Fall ist, sondern die Filamentschar vielmehr
umgibt. Daher ist ein sich zwischen einzelne Filamente erstreckender
Schwenkarm zum Halten der Vorrichtung nicht erforderlich, der aufwendig
konstruiert wäre,
um ein Anhaften der Fäden
zu verhindern. Auf diese Weise wird ferner verhindert, daß die textilen Filamente
an weitere Teile der Vorrichtung angrenzen, was bedingt durch die
Reibung zu unterschiedlichen Filamenteigenschaften führen würde. Die
textilen Filamente grenzen vielmehr nur an die Innenseite der erfindungsgemäßen Vorrichtung
an, so daß über die
gesamte Filamentschar gleiche Eigenschaften erhalten bleiben. Gegenüber der
Stiftpräparation,
bei der die Filamente in der Regel durch eine V-Nut geführt werden,
besteht weiterhin der Vorteil, daß der Fadenschluß nicht
schon in der Vorrichtung zum Präparieren
erfolgt, so daß die
Filamente des Fadens einzeln präpariert
werden, was eine gleichmäßigere Präparation
bewirkt. Der Fadenschluß kann
dann beispielsweise in einem nachgeordneten Fadenführer erfolgen.
Um ein gleiches Ergebnis mit der Stiftpräparation zu erzielen, müßte für jedes
Filament ein separater Stiftöler
vorgesehen werden, was den konstruktiven Aufwand erhöht.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hat das Durchgangsloch in mindestens einem Abschnitt in Filamentlaufrichtung
einen Durchmesser von 2,5 mm bis 4 mm, abhängig von der Zahl der Filamente. Diese
Dimensionierung hat sich bei der Präparation von textilen Filamenten
als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Um
ein ungehindertes Ablaufen des Präparationsmittels zu verhindern,
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
in einer bevorzugten Ausführungsform
eine Auffangeinrichtung zum Auffangen des an der Innenseite des
ringförmigen
Teiles abfließenden Präparationsmittels
auf.
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Um
den Verbrauch des Präparationsmittels möglichst
gering zu halten, kann das in der Auffangeinrichtung aufgefangene
Präparationsmittel
in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mittels
eines Kreislaufes wieder auf die Innenseite des ringförmigen Teiles
aufgebracht werden.
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Damit
auch die Auffangeinrichtung einen ungehinderten Lauf der textilen
Filamente gewährleistet,
weist diese in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
einen in Filamentlaufrichtung hinter dem ringförmigen Teil angeordneten Auffangteil
auf, der ebenfalls ringförmig ausgebildet
ist, so daß die
Filamente hindurchgeführt werden
können.
Zum Auffangen des abfließenden Präparationsmittels
weist der Auffangteil eine dem ringförmigen Teil zugewandte umlaufende
Wanne auf.
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Um
die Reibung zwischen Faden und der Innenseite des rohrförmigen Teiles
zu verringern und somit die Beeinflussung der Fadeneigenschaften
gering zu halten, ist an der Innenseite des ringförmigen Teiles
in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung eine umlaufende Lippe vorgesehen ist, an die die textilen
Filamente angrenzen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist das Durchgangsloch eingangs- und ausgangsseitig aufgeweitet,
wobei sich Ein- und Ausgangsseite auf die Laufrichtung der textilen
Filamente bezieht. Sowohl das Einführen und das Ausführen der
textilen Filamente in das bzw. aus dem Durchgangsloch werden dadurch
erleichtert, außerdem
ist gewährleistet,
daß die
textilen Filamente lediglich in einem kurzen mittleren Abschnitt
an der Innenseite des ringförmigen Teiles
anliegen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist der ringförmige
Teil einen Ringölerstein
und einen in Filamentlaufrichtung vor dem Ringölerstein angeordneten ringförmigen Deckel
auf. Zwischen dem Ringölerstein
und dem Deckel ist ein Ringspalt ausgebildet, über den das Präparationsmittel
auf die Innenseite des ringförmigen
Teiles aufgebracht werden kann. Bei dieser Ausführungsform besteht der Vorteil
darin, daß die
Leitung für
das Präparationsmittel,
nämlich
der Ringspalt, einfach zugänglich
ist, um Reinigungsarbeiten bei Verstopfungen o. ä. durchführen zu können. Zu diesem Zweck werden
die beiden Teile einfach voneinander getrennt.
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Die
Lippe ist vorzugsweise an dem Ringölerstein angeordnet, wobei
sowohl eine einstückig
mit dem Ringölerstein
verbundene oder eine an dem Ringölerstein
angeordnete separate Lippe möglich ist.
Im erstgenannten Fall ist der Ringölerstein vorzugsweise aus einer
Keramik gefertigt, um die Reibung zwischen Filament und Lippe gering
zu halten.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist eine Zuführleitung
zum Zuführen
des Präparationsmittels
in dem ringförmigen
Teil vorgesehen, die in mindestens einen sich exzentrisch verjüngenden
Ringraum mündet,
der in Strömungsverbindung
mit dem Ringspalt steht. Das Vorschalten eines sich exzentrisch
verjüngenden
Ringraumes hat den Vorteil, daß das
Präparationsmittel
dem Ringspalt gleichmäßiger über dessen
gesamten Umfang zugeführt
wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der ringförmige
Teil an einem Tragarm befestigt, über den das Präparationsmittel
in den ringförmigen
Teil zugeführt
und über
den das aufgefangene Präparationsmittel
abgeführt
werden kann, wobei auch hier ein Kreislauf des Präparationsmittels
verwirklicht sein sollte.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Figur eingehender erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Präparieren textiler
Filamente in geschnittener Darstellung.
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Die
in der Figur dargestellte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist einen im wesentlichen ringförmigen Teil 2 auf,
der seitlich an einem Tragarm 4 befestigt ist und dessen
Durchgangsloch 6 in Laufrichtung der textilen Filamente bzw.
der Filamentschar 8 ausgerichtet ist, wobei die Laufrichtung
anhand des Pfeiles A dargestellt ist. Der Tragarm 4 ist
wiederum an einem nicht dargestellten stationären Teil befestigt.
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Der
ringförmige
Teil 2 weist ein im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 10 auf. An der
Innenseite des Gehäuses 10 ist
in einem mittleren Abschnitt ein umlaufender Ansatz 12 vorgesehen.
In Laufrichtung A vor dem umlaufenden Ansatz 12 weist das Gehäuse 10 ferner
ein Innengewinde 14 auf, während in Laufrichtung A hinter
dem umlaufenden Ansatz 12, am ausgangsseitigen Ende des
ringförmigen Teiles 2,
ein Außengewinde 16 an
dem Gehäuse 10 vorgesehen
ist.
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In
das Gehäuse 10 ist
eingangsseitig ein ringförmiger
Deckel 18 eingesetzt. Der ringförmige Deckel 18 weist
ein Außengewinde 20 auf,
wobei der Deckel 18 mit dem Außengewinde 20 in das
Innengewinde 14 des Gehäuses 10 eingeschraubt
ist, so daß die
in Laufrichtung A weisende Seite des Deckels 18 an dem
umlaufenden Ansatz 12 anliegt. In der an den umlaufenden
Ansatz 12 anliegenden Seite des Deckels 18 ist
eine umlaufende Nut 22 vorgesehen, in der eine Ringdichtung 24 angeordnet
ist, so daß der Deckel 18 dichtend
an dem umlaufenden Ansatz 12 anliegt. Der von dem ringförmigen Deckel 18 eingeschlossene
Raum verjüngt
sich in Laufrichtung A der textilen Filamente.
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In
Laufrichtung A hinter dem ringförmigen Deckel 18 ist
ein Ringölerstein 26 in
dem Gehäuse 10 vorgesehen.
Der Ringölerstein 26 stützt sich
an der in die Laufrichtung A weisenden Seite des umlaufenden Ansatzes 12 ab.
Der Ringölersetin 26 ist
aus einer Keramik gefertigt und schließt einen Raum ein, der sich
in Laufrichtung A aufweitet. An dem nach innen weisenden Ende des
Ringölersteines 26 ist
eine umlaufende Lippe 28 vorgesehen, in deren Bereich das Durchgangsloch 6 den
geringsten Durchmesser, vorzugsweise 2,5 bis 4 mm, aufweist, so
daß die
hindurchgeführten
Filamente 8 an die Lippe 28 angrenzen.
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Der
umlaufende Ansatz 12, der Deckel 18 und der Ringölerstein 26 sind
derart dimensioniert, daß zwischen
dem Deckel 18 und dem Ringölerstein 26 ein Ringspalt 30 ausgebildet
ist, wenn die genannten Teile an den umlaufenden Ansatz 12 angrenzen. Der
Ringspalt 30 mündet
einerseits in Laufrichtung A vor der Lippe 28 in das Durchgangsloch 6 und
andererseits in einen exzentrischen Ringraum 32, der zwischen
dem umlaufenden Ansatz 12, dem Deckel 18 und dem
Ringölerstein 26 ausgebildet
ist. Der mittlere Abschnitt des Ringspaltes 30 wird bei
der dargestellten Ausführungsform
von einem weiteren Ringraum 34 gebildet.
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In
Laufrichtung A hinter dem Ringölerstein 26 ist
ein ringförmiger
Auffangteil 36 einer Auffangeinrichtung 38 zum
Auffangen des abfließenden
Präparationsmittels
(nicht dargestellt) in dem Gehäuse 10 angeordnet.
Der Auffangteil 36 stützt
sich einerseits über
eine Ringdichtung 40 an dem Ringölerstein 26 ab und
wird andererseits von einem Befestigungselement 42, das
auf das Außengewinde 16 des
Gehäuses 10 aufgeschraubt
ist, in Richtung des Ringölersteines 26 gedrückt. Durch
das Befestigungselement 42 wird somit auch der Ringölerstein 26 in
seiner an den umlaufenden Ansatz 12 angrenzenden Position gehalten.
Der Auffangteil 36 ist derart ausgebildet, daß er eine
dem Ringölerstein 26 zugewandte
umlaufende Wanne 44 aufweist. Das an der Wandung des Ringölersteines 26 abfließende Präparationsmittel
kann somit in der Wanne 44 des Auffangteiles 36 aufgefangen
werden. In dem Auffangteil 36 ist ferner eine Abflußöffnung 46 vorgesehen,
durch die das aufgefangene Präparationsmittel
in eine an dem Tragarm 4 befestigte zweite Wanne 48 der
Auffangeinrichtung 38 abfließen kann.
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Die
zweite Wanne 48 ist mit einem nicht näher dargestellten Reservoir
für das
Präparationsmittel
innerhalb des Tragarmes strömend
verbunden. Das Reservoir ist wiederum über eine Zuführleitung 50 in
dem Gehäuse 10 mit
dem Ringraum 32 verbunden, so daß ein geschlossener Präparationsmittelkreislauf
gegeben ist. Zur Zirkulation des Präparationsmittels ist ferner
eine nicht dargestellte Pumpeinrichtung vorgesehen.
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Im
folgenden wird die Funktionsweise der in der Figur dargestellten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
näher erläutert. Aus
dem Reservoir im Tragarm 4 wird das Präparationsmittel über die
Zuführleitung 50 in
den sich exzentrisch verjüngenden
Ringraum 32 geleitet. Von dort gelangt das Präparationsmittel über den
senkrechten Ringspalt 51 und den zweiten Ringraum 34 und über den Ringspalt 30 zu
der umlaufenden Lippe 28 des Ringölersteines 26. Der
sich exzentrisch verjüngende Ringraum 32 erlaubt
eine einzige Zuführleitung 50 zur
Einspeisung der Präparation.
Durch den senkrechten Ringspalt 51 wird normalerweise schon
eine sehr gleichmäßige Verteilung
der Präparationsflüssigkeit
erreicht. Verschmutzungen in der Flüssigkeit können jedoch zu partiellen Verstopfungen
im senkrechten Ringspalt 51 führen. Entstehende Strömungsungleichmäßigkeiten
werden im zweiten Ringraum 34 abgepuffert, der Ringspalt 30 wird
weiterhin gleichmäßig versorgt.
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Die
durch das Durchgangsloch 6 geführten und an die Lippe 28 angrenzenden
Filamente 8 nehmen das Präparationsmittel auf. Das überschüssige Präparationsmittel
fließt
an der Wandung des Ringölersteines 26 ab
und wird von der Wanne 48 des Auffangteiles 36 aufgefangen.
Das Präparationsmittel fließt durch
die Abflußöffnung 46 in
die zweite Wanne 48 und wird von dort in das Reservoir
zurückgeführt. Um
zu gewährleisten,
daß stets
ausreichend Präparationsmittel
vorhanden ist, sollte das Reservoir während des Prozesses fortlaufend
mit neuem Präparationsmittel
versorgt werden.
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Bei
dem beschriebenen Verfahren erfolgt der Fadenschluß nicht
an der Lippe 28, wo die einzelnen Filamente 8 separat
präpariert
werden. Erst in einem nachgeordneten Fadenführer 52, der ebenfalls
an dem Tragarm 4 befestigt ist, werden die Filamente zusammengeführt, so
daß hier
der Fadenschluß erfolgt.