DE102004036640A1

DE102004036640A1 - Cooling shaft for artificial fibres has rectangular venturi profile maintaining laminar flow along inner side walls

Info

Publication number: DE102004036640A1
Application number: DE200410036640
Authority: DE
Inventors: Armin Wirz; Joachim Bauer; Lassad Nasri
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-03-23

Abstract

In a textile spinning process for artificial fibres, the fibre is extruded at the top of an upright venturi cooling shaft assembly through which the fibres are drawn by cool air to an outlet (28). The air forms a boundary layer (34) along the face of the tower inner wall (32). The shaft diameter increases progressively from the waisted section to the outlet. Also claimed is a spinning process in which the hot fibres are released into the top end of a venturi cooling shaft with an essentially rectangular cross section. The venturi sidewalls maintain a smooth laminar air flow from top to bottom driven by a suction ventilator with air re-circulation to the inlet.

Description

Diese Erfindung befasst sich mit einem Fallschacht zur Verwendung in einer Anlage für die Herstellung von Chemiefasern, insbesondere aber nicht ausschliesslich „BCF" (Bulked Continuous Filament)-Garne, sowie mit einem entsprechenden Spinnverfahren.These The invention relates to a chute for use in a Plant for the manufacture of man-made fibers, in particular but not exclusively "BCF" (Bulked Continuous Filament) yarns, as well as with a corresponding spinning process.

Chemiefasern der zutreffenden Art werden in der Form eines Filamentbündels mittels Extrudieren und Kühlen einer Schmelze hergestellt, wobei das Filamentbündel mit einer derart hohen Lineargeschwindigkeit abgezogen wird, dass Kühlluft mit den Filamenten mitgeschleppt wird. Die einzelnen Filamente (auch Fibrillen genannt) müssen vorerst mit einem gegenseitigen Abstand geführt werden, bis sie soweit erstarrt sind, dass sie zum vorgenannten Bündel zusammengefasst werden können. Die Konvergenzstelle, an der das Zusammenfassen zu einem Bündel stattfindet, kann im Fallschacht selber oder gerade unterhalb des Fallschachts liegen.chemical fibers of the appropriate type are in the form of a filament bundle by means of Extrude and cool made of a melt, wherein the filament bundle with such a high Linear velocity is subtracted, that entrained cooling air with the filaments becomes. The individual filaments (also called fibrils) must first with a mutual distance, until they are ready are solidified that they are summarized in the aforementioned bundle can. The convergence point at which the clustering takes place can in the chute itself or just below the chute lie.

Die nachher verwendete Terminologie soll dem Gebrauch im Textbuch „Technische Strömungslehre, Band I: Grundlagen" (9. Auflage, Springer Verlag 1988) entsprechen. Der Autor dieses Buches ist Bruno Eck, die 9. Auflage wurde von R. Ermshaus überarbeitet.The subsequently used terminology is intended to be used in the textbook "Technical Fluid Mechanics, Volume I: Fundamentals "(9. Edition, Springer Verlag 1988). The author of this book is Bruno Eck, the 9th edition was revised by R. Ermshaus.

Stand der TechnikState of technology

Bei der Herstellung von BCF-Garnen wird zur Abkühlung der extrudierten Filamente Luft in grossen Mengen dem Prozess beigegeben. Dies erfolgt im so genannten Blasschacht (auch „Anblaskammer" genannt). Die Luft wird, gemeinsam mit den Filamenten, von der Spinnereiebene durch den so genannten Fallschacht (auch „Fadenfallrohr", Abzugskanal oder Spinnschacht genannt) nach unten geleitet.at The production of BCF yarns is used to cool the extruded filaments Add air in large quantities to the process. This is done in the way called blowing chamber (also called "blowing chamber") .The air is, along with the filaments, from the Spinnerebenee the so - called chute (also "thread downpipe", flue or Spin shaft called) down.

Die erforderliche Luftmenge ist im wesentlichen von der zu kühlenden Masse – dem Durchsatz [kg/h] – abhängig. Weitere Parameter, die die Luftmenge beeinflussen, sind das versponnene Polymer, der Einzelfilamenttiter und die Spinngeschwindigkeit.The required amount of air is essentially from the to be cooled Mass - that Throughput [kg / h] - dependent. Further Parameters that affect the amount of air are the spun Polymer, single filament titer and spinning speed.

Das Standardhandbuch zu diesem Thema ist Fourne „Synthetische Fasern: Herstellung, Maschinen und Apparate, Eigenschaften; Handbuch für Anlageplanung, Maschinenkonstruktion und Betrieb" (Carl Hansen Verlag, 1995). Die Luftmenge und die Konstruktion des Fadenkühlraums werden darin auf den Seiten 184 bis 192 und auf den Seiten 363 bis 368 diskutiert. Der Inhalt dieses Handbuchs dürfte dem Fachmann bekannt sein. Der von Fourne (Seite 368 des Handbuchs) vorgeschlagene Blasschacht ist näher in DE-A-3414602 erklärt worden.The Standard Guide to this topic is Fourne's Synthetic Fibers: Making, Machines and apparatus, properties; Manual for investment planning, Machine Design and Operation "(Carl Hansen Verlag, 1995) and the construction of the thread cooling room They are listed on pages 184 to 192 and on pages 363 to 368 discussed. The contents of this manual should be known to the person skilled in the art. The blower shaft proposed by Fourne (page 368 of the manual) is closer in DE-A-3414602 Service.

Eine Weiterentwicklung des Fourné-Blasschachtprinzips ist in DE-A-19514866 zu finden. Aus dieser Schrift ist auch zu entnehmen, dass „die wesentlich durch die von der Filamentschar erzeugte Schleppströmung bewirkte weitere Abkühlung der Filamente mindestens im an die Anblaskammer anschliessenden Abschnitt des Spinnschachtes für die Gleichmässigkeit der Fadeneigenschaften von Bedeutung" ist.A Further development of the Fourné blowtorch principle is found in DE-A-19514866. From this document can also be seen that the essentially caused by the drag flow generated by the filament bundle further cooling the filaments at least in the adjoining the Anblaskammer Section of the spin shaft for the regularity the thread properties of importance "is.

Ausserdem sind einzelne Lösungen für die Fallschachtkonstruktion aus der Patentliteratur bekannt, zum Beispiel

– EP-B-549763: diese Schrift sieht eine Luftablenkvorrichtung vor, welche Luft von den Filamenten „abschälen" soll. Eine ähnliche Lösung ist in JP 2003-193325 gezeigt, wo anscheinend praktisch keine Schleppluft bis in den Fallschacht gelangen sollte.
– GB-B-1034166: diese alte Schrift befasst sich auch mit dem Kühlsystem als ganzes – die Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Betriebsparameter wurden dabei nicht klar auseinander gehalten.
– JP 07-316915 (1995): Turbulenz soll durch Leitbleche im Fallschacht verhindert werden.
– JP-A-2002-220725: gemäss dieser Veröffentlichung soll die Innenfläche des Fallschachts mit einem weichen Material verkleidet werden, um Vibrationen der Luftströmung auszugleichen.

In addition, individual solutions for the chute structure from the patent literature are known, for example

EP-B-549763: this document provides an air deflector which is intended to "peel" air from the filaments JP 2003-193325 shown, where apparently virtually no towing air should get into the chute.
- GB-B-1034166: this old document also deals with the refrigeration system as a whole - the interactions between the various operating parameters were not clearly distinguished.
- JP 07-316915 (1995): Turbulence should be prevented by baffles in the chute.
- JP-A-2002-220725: according to this publication, the inner surface of the chute should be covered with a soft material to compensate for vibrations of the air flow.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass sich die überwiegende Mehrheit der bisherigen Überlegungen mit der Gestaltung des Blasschachts befasst haben, wobei der Fallschacht primär als Schutz gegen Störwirkungen aus der Umgebung betrachtet wurde. Allerdings ist in einzelnen Fällen erkannt worden, dass die „geschützten" Luftströmungen innerhalb des Fallschachts eigene Probleme verursachen können.In summary can be said that the vast majority of previous considerations have dealt with the design of the blower shaft, wherein the chute primary as protection against interferences from the environment was considered. However, it is recognized in individual cases been that the "protected" air currents within of the chute can cause your own problems.

Gewisse Veröffentlichungen weisen eine oberflächliche Ähnlichkeit mit dem konventionellen Fallschacht auf, sind aber davon zu unterscheiden. Beispiele sind:

– EP-B-586630: der Abkühlschacht hat eine luftdurchlässige Wandung, durch die ausschliesslich aufgrund einer Reibungsmitnahme der Luft durch die Filamente ein Luftstrom in das Innere der Abkühlschächte gesaugt wird. Beim konventionellen Spinnverfahren wird Blasluft den Filamenten zugeführt.
– DE-A-10031106: diese Schrift beschreibt eine Weiterentwicklung des Verfahrens, das grundsätzlich in EP-B-682720 zu finden ist. Gemäss diesem Verfahren soll die Luftströmung bis auf die Geschwindigkeit der Filamente beschleunigt werden, um die Filamente von der Reibung zu entlasten. Eine derartige Beschleunigung der Luftströmung kommt beim konventionellen Spinnverfahren nicht vor – im Gegenteil, die Filamente schleppen normalerweise Luft von oben nach unten den Fallschacht entlang. Ein weiteres Beispiel des neuartigen Verfahrens ist in DE-A-19915762 zu finden.
– EP-B-244217: in diesem Fall soll die Luftgeschwindigkeit derart erhöht werden, dass die Luftströmung das Abziehen der Filamente unterstützt. Ein solcher

Certain publications have a superficial resemblance to the conventional chute, but are to be distinguished from it. Examples are:

- EP-B-586630: the Abkühlschacht has an air-permeable wall through which only due to a friction entrainment of the air through the filaments, an air stream is sucked into the interior of the Abkühlschächte. In the conventional spinning process, blown air is supplied to the filaments.
- DE-A-10031106: this document describes a further development of the method, which is basically found in EP-B-682720. According to this method, the air flow is to be accelerated down to the speed of the filaments to discharge the filaments from the friction Such an acceleration of the air flow does not occur in the conventional spinning process - on the contrary, the filaments usually drag air from top to bottom down the chute. Another example of the novel process can be found in DE-A-19915762.
- EP-B-244217: in this case, the air velocity should be increased so that the air flow supports the removal of the filaments. Such a

Schritt kommt im konventionellen Verfahren nicht vor. Ähnliche Gedanken sind in EP-B-396646 enthalten.step does not occur in the conventional method. Similar thoughts are contained in EP-B-396646.

Schliesslich sind die Schächte kurz zu erwähnen, die zur Herstellung von Vliesstoffen verwendet werden, beispielsweise gemäss DE-B-3503818. Sowohl das Verfahren wie auch das Endprodukt unterscheidet sich erheblich vom konventionellen Spinnverfahren, insbesondere aber nicht ausschliesslich was die Anforderungen an das Garn betrifft, und können deshalb hier ausser Acht gelassen werden.After all are the shafts to mention briefly which are used for the production of nonwovens, for example according to DE-B-3,503,818th Both the process and the final product are different significantly different from the conventional spinning process, in particular but not only in terms of yarn requirements and can therefore be disregarded here.

Die ErfindungThe invention

Es gehört zur allgemeinen Aufgabe des Strömungstechnikers, die zu erwartenden Strömungen möglichst turbulenzfrei („stationär") zu gestalten – die in der Einleitung genannten Veröffentlichungen zeigen, dass diese allgemeine Aufgabe auch im Zusammenhang mit den Strömungen im Fallschacht einer Anlage zur Herstellung von Chemiefasern gilt. Allerdings zeigen diese Veröffentlichungen auch, dass der Fachmann heute noch weit entfernt von einer praxistauglichen Lösung ist.It belongs to the general task of the flow engineer, the expected currents as possible to design turbulence - free ("stationary") - the in publications mentioned in the introduction show that this general task is also related to the currents in the chute of a plant for the production of man-made fibers. However, these publications show Also, that the expert today still far from a practicable solution is.

Ein Grundgedanke dieser Erfindung liegt in der Erkenntnis, dass eine stationäre, turbulenzfreie Strömung zumindest dann gewährleistet werden kann, wenn die so genannte Grenzschicht (Luftströmung-Fallschachtwandung) nirgendwo von der Fallschachtwand abgelöst wird.One The basic idea of this invention is the recognition that a stationary, turbulence-free flow at least then guaranteed can be when the so-called boundary layer (air flow fall shaft wall) nowhere is detached from the fall shaft wall.

Das Erzielen einer an einer Fläche haftenden Grenzschicht gilt aber auch in der Strömungslehre als äusserst schwierig – jede kleine Störung führt zu einer Ablösung. Im Stand der Technik befinden sich deshalb keine Anzeichen dafür, dass sich der Fachmann, der sich mit der Konstruktion von Fallschächten befasst hat, darüber Gedanken gemacht hat.The Achieve one on a surface Adhesive boundary layer is also considered to be extremely important in fluid mechanics difficult - each little disturbance leads to a Detachment. In the prior art, therefore, there are no signs that the expert dealing with the construction of manholes has, about it Thought.

Die Erfindung beruht daher auf der Erkenntnis, dass es im Fallschacht einer Anlage der zutreffenden Art möglich ist, erstens eine weitgehend anhaftende Grenzschicht zu gewährleisten und zweitens, auf dieser Grundlage, eine weitgehend stationäre Strömung der die Filamente begleitenden Luft zu erzeugen.The The invention is therefore based on the recognition that it is in the chute a plant of the appropriate kind is possible, first, a large extent to ensure adherent boundary layer and secondly, on this basis, a largely stationary flow of to create the air accompanying the filaments.

Aus der Strömungslehre ist bekannt, dass Grenzschichtablösungen vermieden werden können, wenn der Druck stromabwärts leicht abfällt bzw. die mittlere Luftgeschwindigkeit leicht ansteigt. (Grenzschichten können lediglich geringe Druckanstiege ohne Ablösung überwinden.) Um derartige Bedingungen im Fallschacht zu gewährleisten, soll die innere Gestaltung des Fallschachts nach der Lehre der vorliegenden Erfindung, wie sie in den entsprechenden unabhängigen Ansprüchen definiert ist, gewählt werden. Diese Lehre führt zu einem neuartigen Fallschacht mit einer Auslasspartie, die einen Querschnitt ausweist, der sich in Richtung des Auslasses erweitert, vorzugsweise stetig.Out of fluid mechanics It is known that boundary layer separations can be avoided if the pressure downstream slightly falls off or the average air speed increases slightly. (Boundary layers can overcome only small pressure increases without detachment.) To such conditions in the chute guarantee should the internal design of the chute according to the teaching of the present Invention as defined in the respective independent claims is to be elected. This teaching leads to a novel chute with an outlet section, the one Cross-section which widens in the direction of the outlet, preferably steady.

Vorausgesetzt, es herrschen weitgehend stationäre Strömungsbedingungen; kann die Luftströmung im Fallschacht grundsätzlich in zwei Strömungskomponenten betrachtet werden, nämlich (a) die „freie" Luftströmung, die keiner direkten Wechselwirkung mit den Filamenten unterworfen wird und (b) die im Fadenbündel eingeschlossene und/oder benachbarte Luftströmung. Vorzugsweise wird der Übergang der einen zur anderen mitbetrachtet, wobei die Schleppwirkung der Filamente berücksichtigt werden muss.Provided, there are mostly stationary ones Flow conditions; can the air flow in the chute basically in two flow components be considered, namely (a) the "free" air flow, the no direct interaction with the filaments is subjected and (b) those in the thread bundle enclosed and / or adjacent air flow. Preferably, the transition one to the other, with the drag effect of the Filaments are considered got to.

Ein typisches Design, das unter der Berücksichtigung der letztgenannten Parameter entsteht, hat eine Taillierung. Die Anordnung kann nun derart gestaltet werden, dass über der gesamten Höhe kein Luftaustausch in seitlicher Richtung stattfindet. Dies kann zweckmässigerweise dadurch erzielt werden, dass über der gesamten Länge des Fallschachts keine nichtstetigen Querschnittsveränderungen vorhanden sind.One typical design, taking into account the latter Parameter arises, has a sidecut. The arrangement can now be designed such that over the entire height no air exchange takes place in the lateral direction. This can expediently be achieved by over the entire length of the chute no discontinuous cross-sectional changes available.

Ausführungsbeispiele sind nachfolgend anhand der Figuren näher erklärt. Es zeigen:embodiments are explained in more detail below with reference to the figures. Show it:

1 in Vorderansicht eine Filamentherstellungsanlage gemäss dem Stand der Technik; 1 in front view, a filament production plant according to the prior art;

2 die gleiche Anlage in Seitenansicht; 2 the same plant in side view;

3 schematisch eine erste Ausführung eines Fallschachts gemäss dieser Erfindung; 3 schematically a first embodiment of a chute according to this invention;

4 die gleiche Ausführung in Draufsicht und im Querschnitt; 4 the same embodiment in plan view and in cross section;

5 schematisch eine zweite Ausführung gemäss der Erfindung; 5 schematically a second embodiment according to the invention;

6 die Ausführung der 5 in Draufsicht und im Querschnitt; 6 the execution of 5 in plan view and in cross section;

7 ein Diagramm zur Erklärung der neuen Prinzipien; 7 a diagram explaining the new principles;

8 eine Kopie der 1 aus US 4692106 zur Darstellung einer möglichen Weiterentwicklung der grundlegenden Ausführungen der vorliegenden Erfindung; und 8th a copy of 1 out US 4692106 to illustrate a possible further development of the basic embodiments of the present invention; and

9 schematisch gewisse Modifikationen der Ausführungen gemäss der 3 bis 6. 9 schematically some modifications of the embodiments according to the 3 to 6 ,

Die Anlage, die schematisch in den 1 und 2 gezeigt ist, ist traditioneller, heute etwas veralteter, Bauweise. Wie modernere Anlagen umfasst sie einen Extruder 10 mit einer Rohmaterialzufuhr 12. Dieses Material ist normalerweise in der Form so genannter Pellets aus Kunststoff. Das Rohmaterial wird vom Extruder 10 in eine verschmolzene Polymermasse („Schmelze") umgewandelt, die unter hohen Druck an einen Spinnbalken 14 (beispielsweise gemäss US 5601856 ) geliefert wird, wo sie unter mehreren Spinnköpfen (nicht gezeigt – siehe z.B. US 5662947 ) verteilt wird. Jeder Spinnkopf ist mit einer so genannten Spinndüse versehen, durch welche die Schmelze kontinuierlich nach unten ausgepresst wird und zwar in der Form einer Vielzahl einzelner Fibrillen oder Filamenten (in den 1 und 2 nicht gezeigt). Die Schmelze ist noch in flüssigem Zustand, wenn sie die Spinndüse verlässt. Die Einzelströme sind deshalb in einer vorgegebenen räumlichen Beziehung zueinander angeordnet, welche durch die entsprechende Anordnung der Löcher in der Spinndüse bestimmt ist, so dass die Filamente nicht miteinander in Berührung treten, während die Schmelzeströme noch flüssig sind.The plant, which is schematically in the 1 and 2 is shown, is traditional, today somewhat outdated, construction. Like more modern plants, it includes an extruder 10 with a raw material feed 12 , This material is usually in the form of so-called plastic pellets. The raw material is from the extruder 10 converted into a fused polymer mass ("melt"), which under high pressure to a spinning beam 14 (For example, according to US 5601856 ), where it is under several spinning heads (not shown - see eg US 5662947 ) is distributed. Each spinning head is provided with a so-called spinneret through which the melt is continuously pressed down in the form of a plurality of individual fibrils or filaments (in the 1 and 2 Not shown). The melt is still in a liquid state when it leaves the spinneret. The individual streams are therefore arranged in a predetermined spatial relationship with each other, which is determined by the corresponding arrangement of the holes in the spinneret, so that the filaments do not contact each other while the melt streams are still liquid.

Die sich nach unten bewegenden Schmelzeströme treten aus der Spinndüse in den Kühlschacht ein, der normalerweise aus zwei Baugruppen gebildet wird, nämlich dem so genannten Blasschacht 18 und dem darunter liegenden Fallschacht 16. Im Blasschacht 18 werden Kühlluftströmungen erzeugt, die sich meistens quer zur Förderrichtung der Filamente bewegen. Baugruppen dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt, die in der Einleitung erwähnt sind, und auch aus Chemiefasern/fextilindustrie, April 1978, Seiten 315 bis 323. Da sich die Erfindung nicht mit dem Blasschacht befasst, wird diese Baugruppe hier nicht näher erklärt.The downwardly moving melt streams enter from the spinneret into the cooling duct, which is normally formed of two assemblies, namely the so-called blower shaft 18 and the underlying chute 16 , In the blower shaft 18 Cooling air flows are generated, which usually move transversely to the conveying direction of the filaments. Assemblies of this type are known from the prior art, which are mentioned in the introduction, and also from chemical fibers / fextilindustrie, April 1978, pages 315 to 323. Since the invention is not concerned with the blower, this assembly is not explained here ,

Die Schmelzeströme setzen ihre Bewegung nach unten im Fallschacht 16 fort, bis die Schmelze so weit erstarrt ist, dass die Filamente zusammengeführt werden können, ohne die Qualität der einzelnen Filamente zu beeinträchtigen. Für feinere Filamente, z. B. so genannte POY für textile Anwendungen, liegt die Konvergenzstelle, wo das Bündel (der Faden) gebildet wird, normalerweise in der Nähe des Blasschachts, während die Filamente, die ein Teppichgarn oder ein technisches Garn bilden sollten, erst unterhalb des Fallschachts zusammengefasst werden.The melt streams set their movement down in the chute 16 until the melt solidifies so that the filaments can be brought together without affecting the quality of the individual filaments. For finer filaments, z. So called POY for textile applications, the convergence point where the bundle (the thread) is formed, usually in the vicinity of the blower shaft, while the filaments, which should form a carpet yarn or a technical yarn, are summarized below the chute ,

Nach dem Zusammenführen werden die gebündelten Filamente zusammen als ein Faden (oder Garn) weiterverarbeitet. Diese Weiterverarbeitung findet in der dargestellten Anlage durch die Komponenten von Einrichtungen 20 statt, die direkt unter dem Kühlschacht aufgestellt sind, wobei die dargestellten Einrichtungen bloss als Beispiele dienen. Es ist ein wesentliches Merkmal des zutreffenden Verfahrens, dass der Faden kontinuierlich abgezogen wird und zwar mit einer Lineargeschwindigkeit, welche einen massgebenden Einfluss auf die Eigenschaften des Fadens ausübt. Jede fadenverarbeitende Einrichtung 20, welche Filamentgarn direkt vom Spinnschacht aufnimmt, wird daher auf jeden Fall eine kontinuierlich arbeitende Spulmaschine (einen „Spulautomaten") zur Bildung von Kreuzspulen aufweisen, wie, z. B. aus US 6059217 zu entnehmen ist. Normalerweise umfasst die Einrichtung 20 auch ein angetriebenes Einlaufelement, in 1 und 2 nicht gezeigt, welches gesteuert werden kann, um die Abzugsgeschwindigkeit des Filamentbündels, vom Spinnkopf weg, zu bestimmen.After merging, the bundled filaments are further processed together as a thread (or yarn). This processing takes place in the illustrated system through the components of facilities 20 Instead, which are placed directly under the cooling shaft, with the facilities shown are merely examples. It is an essential feature of the applicable method that the thread is withdrawn continuously with a linear velocity, which has a decisive influence on the properties of the thread. Every thread processing facility 20 , which receives filament yarn directly from the spinning shaft, will therefore in any case have a continuous winder (a "winder") for forming cheeses, such as, for example US 6059217 can be seen. Usually the facility includes 20 also a driven inlet element, in 1 and 2 not shown, which can be controlled to determine the take-off speed of the filament bundle away from the spinner head.

Die vorliegende Erfindung befasst sich vorwiegend mit Verbesserungen in der Gestaltung des Fallschachts 16, wie nachfolgend näher erklärt wird. Die traditionelle Konstruktion vieler Baugruppen dieser Art ist prinzipiell aus den 1 und 2 ersichtlich. Sie weist meistens durchgehend einen rechteckigen Querschnitt auf und sie umfasst einen Oberteil, der sich am Blasschacht 18 anschliesst und einen konstanten Querschnitt aufweist, einen Mittelteil, der sich nach unten leicht verjüngt, und eine Schlusspartie mit einer ausgeprägten Verjüngung gegen den Austritt. Traditionell besteht die Funktion dieser Baugruppe darin, das Filamentbündel von Wirkungen aus der Umgebung zu schützen. Wie aus dem Stand der Technik zu entnehmen ist, reicht die Erfüllung dieser Aufgabe in einer modernen Herstellungsanlage für Chemiefasern nicht mehr aus.The present invention is primarily concerned with improvements in the design of the chute 16 , as explained in more detail below. The traditional construction of many assemblies of this kind is in principle from the 1 and 2 seen. It usually has a rectangular cross-section throughout and it includes an upper part located at the blow shaft 18 and has a constant cross-section, a central part, which tapers slightly downwards, and a closing part with a pronounced rejuvenation towards the outlet. Traditionally, the function of this assembly is to protect the filament bundle from environmental effects. As can be seen from the prior art, the fulfillment of this task is no longer sufficient in a modern manufacturing plant for chemical fibers.

Die vorliegende Erfindung ist mit einer Vielzahl von Herstellungsverfahren für Chemiefasern einsetzbar und soll nicht auf ein bestimmtes Verfahren eingeschränkt werden. Die nachfolgende Ausführung ist aber insbesondere zur Anwendung in Kombination mit dem so genannten „BCF-Verfahren" konzipiert. Angaben zu diesem Verfahren sind den folgenden Fachartikel zu entnehmen:

i) Chemical Fibres International, Oktober 2003, Seiten 374 bis 376;
ii) Chemical Fibres International, April 2003, Seiten 122 und 123;
iii) Chemical Fibres International, Oktober 1999, Seiten 432 bis 434 sowie Seiten 406 und 408.

The present invention is applicable to a variety of manufacturing processes for chemical fibers and is not intended to be limited to a particular process. However, the following embodiment is designed in particular for use in combination with the so-called "BCF method." Information on this method can be found in the following specialist article:

i) Chemical Fibers International, October 2003, pages 374-376;
ii) Chemical Fibers International, April 2003, pages 122 and 123;
iii) Chemical Fibers International, October 1999, Pages 432 to 434 and pages 406 and 408.

Durch die generelle Weiterentwicklung des BCF-Herstellprozesses sind mittlerweile bedeutend höhere Prozessgeschwindigkeiten möglich als bisher. Dadurch wird auch der maximale Massendurchsatz von BCF-Maschinen wesentlich gesteigert. Dadurch ist es auch notwendig geworden, die Kühlluftmenge erheblich zu steigern, was aber nicht auf Kosten der Fadenqualität bzw. dem Laufverhalten erzielt werden darf. Es ist aber in der Praxis beobachtet worden, dass die herkömmlichen Fallschachtdesigns nur ungenügend geeignet sind, um grosse Luftmengen zu transportieren, ohne die mit durch den Fallschacht geleiteten Filamente negativ zu beeinflussen. Es entstehen unerwünschte Relativbewegungen der Filamente, die im Extremfall eine unzulässige Berührung von Filamenten verursachen, die direkt oder im weiteren Verlauf des Prozesses zu Filamentbrüchen führen kann.By the general further development of the BCF manufacturing process is meanwhile significantly higher Process speeds possible as before. This will also increase the maximum mass flow rate of BCF machines significantly increased. As a result, it has become necessary, the Quantity of cooling air increase considerably, but not at the expense of the thread quality or the Running behavior may be achieved. But it is observed in practice been that conventional Chute designs are insufficient are suitable to transport large amounts of air without the to adversely affect with guided through the chute filaments. There are unwanted Relative movements of the filaments, which in the extreme case an impermissible contact of Cause filaments that directly or later in the Process to filament breaks to lead can.

Aufgabe war es daher, ein Design oder eine Designsystematik zumindest für das BCF-Verfahren zu entwickeln, das oder die eine Strömung im Fallschacht ermöglicht, die auch bei grösseren Luftmengen die Filamentbewegung im Fallschacht nicht negativ beeinflusst.task It was therefore a design or a design systematics at least for the BCF process develop that allows a flow in the chute, even with larger ones Air volumes do not adversely affect the filament movement in the chute.

Grundsatz der Lösung dieser Aufgabe ist die Erkenntnis, dass, in der traditionellen Anlage, die Filamente bei der Verwendung hoher Luftmengen hauptsächlich durch Erscheinungen nichtstationärer Strömungen, wie Rückströmungen, Strömungsablösungen, Verwirbelungen und Strömungsverwindungen, negativ beeinflusst werden. Aus dieser Erkenntnis entsteht das Konzept, dass der Fallschacht neu derart zu gestalten ist, dass die Strömung darin möglichst stationär und turbulenzfrei ausgebildet wird. Der Fallschacht soll daher neu als wesentliches Element des Kühlsystems betrachtet werden und für jede Anlage entsprechend individuell, aber gemäss den grundlegenden Prinzipien der Erfindung, analysiert und konzipiert werden.principle the solution this task is the realization that, in the traditional plant, the filaments when using high volumes of air mainly through Phenomena of non-stationary flows, like backflows, Flow separation, Turbulence and flow distortions, be negatively influenced. From this realization emerges the concept that the chute is to be redesigned so that the flow in it preferably stationary and is formed turbulence-free. The chute should therefore be new as an essential element of the cooling system be considered and for each Plant according to individual, but according to the basic principles of the invention, analyzed and designed.

Eine erste Ausführung eines derart konzipierten Fallschachts 160 ist schematisch in der 3 gezeigt. Dieser Schacht besteht grundsätzlich aus einem Rohr mit einem kreisrunden Querschnitt. Das Rohr umfasst eine Einlaufpartie 22, eine Verengung 24 und einen länglichen Hauptkörper 26. In einer Anlage gemäss der 1 und 2 wäre dieser Schacht derart zu montieren, dass sich der Einlauf 22 direkt am Blasschacht 18 anschliesst, wobei sich der Hauptkörper 26 senkrecht nach unten zu einer Position oberhalb der Einrichtung 20 erstreckt. Das freie Ende 28 des Körpers 26 ist offen, und der Schacht 160 ist derart in seiner Umgebung zu stellen, dass unter Betriebsbedingungen Luft unbehindert aus dem Fallschacht 160 strömen kann. Das Rohr kann aus konventionellen Materialien hergestellt werden, wie Fourne im schon erwähnten Handbuch erklärt hat.A first embodiment of such a designed manhole 160 is schematic in the 3 shown. This shaft basically consists of a tube with a circular cross-section. The tube includes an inlet section 22 , a narrowing 24 and an elongated main body 26 , In a plant according to the 1 and 2 this shaft would be mounted in such a way that the inlet 22 directly at the blower shaft 18 connects, with the main body 26 vertically down to a position above the device 20 extends. The free end 28 of the body 26 is open, and the shaft 160 is to be placed in its environment in such a way that, under operating conditions, air is unhindered out of the chute 160 can flow. The tube can be made of conventional materials, as Fourne has explained in the aforementioned manual.

Wie im traditionellen Verfahren wird in Betrieb der Anlage ein Luftstrom im Fallschacht 160 erzeugt. Die treibenden Kräfte, die zu diesem Luftstrom führen, sind nicht Gegenstand dieser Erfindung – sie sind aus dem Stand der Technik, z. B. aus dem erwähnten Handbuch zu entnehmen. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass die Luft mit den Filamenten mitgeschleppt wird, d. h. sie übt Reibungskräfte auf die Filamente aus, erzeugt aber keine Wirkung, welche die Filamente nach unten ziehen (verstrecken) könnte. Die durchschnittliche Luftgeschwindigkeit ist niedriger als die Fördergeschwindigkeit der Filamente. Die allgemeine Strömungsrichtung ist nach wie vor von oben nach unten, vom Einlauf 22 zum offenen Ende 28. Sofern keine speziellen Massnahmen getroffen sind, herrscht daher am Ende 28 höchstens der Umgebungsdruck im Arbeitsraum, in dem die Einrichtungen 20 aufgestellt sind.As in the traditional process, an air flow in the chute becomes operational during operation 160 generated. The driving forces that lead to this air flow, are not the subject of this invention - they are known from the prior art, for. B. refer to the mentioned manual. Basically, it can be assumed that the air is entrained with the filaments, ie it exerts frictional forces on the filaments, but does not produce any effect which could pull (stretch) the filaments. The average air velocity is lower than the conveying speed of the filaments. The general flow direction is still from top to bottom, from the inlet 22 to the open end 28 , If no special measures have been taken, then there is at the end 28 at most the ambient pressure in the workspace in which the facilities 20 are set up.

Die Konstruktionsprinzipien sollen nachfolgend anhand der 4 näher erklärt werden. Wie da gezeigt ist, bildet die Wand 30 des Rohres eine durchgehende Innenfläche 32. An dieser Fläche 32 soll sich eine Grenzschicht der Luftströmung bilden und daran haften. Diese Grenzschicht ist schematisch gezeigt und mit dem Bezugszeichen 34 angedeutet, wobei betont wird, dass, zwecks eindeutiger Prinzipdarstellung, die Schichtdicke im Verhältnis zu den anderen Dimensionen völlig übertrieben ist und die Form der Grenzschicht in der 4 keineswegs realistisch dargelegt werden soll. Die Form der Innenfläche 32 wird aber derart im Verhältnis zu den Betriebsbedingungen (insbesondere der vorgesehenen Luftmenge) gewählt, das sich die Schicht 34 über die ganze Innenfläche 32, d. h. über die ganze Länge des Rohres und über den ganzen Umfang der Innenfläche 32, bilden und während des Betriebes der Anlage aufrechterhalten kann.The design principles will be described below with reference to 4 be explained in more detail. As shown, the wall forms 30 of the pipe a continuous inner surface 32 , On this surface 32 should form a boundary layer of the air flow and adhere to it. This boundary layer is shown schematically and by the reference numeral 34 it is emphasized that, for the sake of a clear representation of the principle, the layer thickness is completely exaggerated in relation to the other dimensions and the shape of the boundary layer in the 4 by no means realistic. The shape of the inner surface 32 but is chosen so in relation to the operating conditions (in particular the intended amount of air), which is the layer 34 over the whole inner surface 32 , ie over the entire length of the tube and over the entire circumference of the inner surface 32 , and can maintain during the operation of the plant.

Gemäss der Grenzschichttheorie kann dann davon ausgegangen werden, dass die Luftströmung im Rohr, ausserhalb der Grenzschicht 34, laminar bzw. „stationär", d. h. turbulenzfrei, sein und bleiben kann, sofern die Grenzschicht 34 aufrechterhalten wird. In einer stationären Strömung kreuzen sich die Stromlinien nicht, es entstehen keine nichtstationären Erscheinungen wie Wirbelbildung, usw. In der 4 sind einzelne Strömungslinien einer stationären Strömung angedeutet, wobei die Anzahl zwecks Übersichtlichkeit der Darlegung begrenzt worden ist. Daraus ist auf jeden Fall ersichtlich, dass kein Austausch der Luftschichten innerhalb des Rohres stattfindet.According to the boundary layer theory, it can then be assumed that the air flow in the pipe, outside the boundary layer 34 , laminar or "stationary", ie turbulence-free, can be and remain, if the boundary layer 34 is maintained. In a stationary flow, the streamlines do not cross, there are no non-stationary phenomena such as vortex formation, etc. In the 4 are indicated individual flow lines of a steady flow, the number has been limited for clarity of presentation. It can be seen in any case that no exchange of air layers takes place within the tube.

Wenn man sich ein „Luftpartikel" in dieser Strömung vorstellt, kann ein derartiges Partikel offensichtlich nur Kräfte in die Richtung „seiner" Strömungslinien ausüben – die Luft übt im wesentlichen keine Kräfte in der Querrichtung zur Längsachse (in jedem Querschnitt des Rohrs) aus. Zumindest kann die Anordnung derart getroffen werden, dass von der Luftströmung ausgehende Kräfte sich in Querrichtung ausgleichen. Die Luftströmung übt daher praktisch keinen Einfluss auf die Bewegung der Filamente aus, ausser der Erzeugung von Reibung in der Längsrichtung. Es entstehen daher, zumindest aus der Luftströmung, keine Kräfte, welche die einzelnen Filamente der Bündel aus ihrer im Spinnkopf vorgegebenen gegenseitigen Anordnung verdrängen könnten.If one imagines an "air particle" in this flow, such a particle obviously only forces in the direction of "his" Strö The air exerts essentially no forces in the transverse direction to the longitudinal axis (in each cross section of the tube) from. At least the arrangement can be made such that outgoing forces from the air flow offset in the transverse direction. The air flow therefore exerts practically no influence on the movement of the filaments, except the generation of friction in the longitudinal direction. There are therefore, at least from the air flow, no forces that could displace the individual filaments of the bundles from their predetermined in the spinning head mutual arrangement.

Sofern im Fallschacht noch eine Kühlwirkung der Luft entstehen soll, wird sie dadurch gewährleistet, dass der Wärmefluss von der Verhinderung des Austausches unter den Luftschichten im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Die Wärme fliesst von den Filamenten auf jeden Fall in Querrichtung ab. Ein Fallschacht gemäss dieser Erfindung ist daher genauso wie ein traditioneller Fallschacht in der Lage, eine bestimmte Kühlwirkung innerhalb einer gegebenen Fallstrecke zu erzeugen.Provided in the chute still a cooling effect of Air is created, it is ensured by the fact that the heat flow from the prevention of the exchange among the air layers in the substantially not affected becomes. The heat flows from the filaments in any case in the transverse direction. A chute according to this invention is therefore just like a traditional chute capable of a specific cooling effect within a given fall distance.

Die erforderliche Grenzschicht kann auf jeden Fall erzeugt und aufrechterhalten werden, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

– der Querschnittsverlauf des Strömungsweges über die Länge des Fallschachts derart gewählt wird, dass an jeder Stelle die Strömung in der Grenzschicht selbst praktisch kein Druck überwinden muss, und
– die Wand des Fallschachts bietet der Strömung eine stetig gekrümmte Fläche, insbesondere ohne scharfen Kanten oder scharfe, lokale Richtungsänderungen, die zur Ablösung der Grenzschicht führen können.

The required boundary layer can be generated and maintained in any case if the following conditions are met:

- The cross-sectional profile of the flow path over the length of the chute is selected such that at each point the flow in the boundary layer itself must overcome virtually no pressure, and
- The wall of the chute provides the flow with a continuously curved surface, especially without sharp edges or sharp, local changes in direction, which can lead to the separation of the boundary layer.

Die erste Bedingung kann sicher erfüllt werden, d. h. Grenzschichtablösungen können sicher vermieden werden, wenn der von der Fläche 32 definierte Querschnittsverlauf in der axialen Richtung derart gewählt wird, dass unter Betriebsbedingungen ein leichter, kontinuierlicher Druckabfall vom Strömungseingang zum Strömungsausgang zustande kommt, d. h. die Luftströmung wird nirgends, auch nicht lokal und auch nicht kurzfristig, gestaut. Dies gilt allerdings als Maximalanforderung, welche eine gewisse „Sicherheitsmarge" beinhaltet. In der Praxis sind geringe Druckanstiege eigentlich zulässig, d. h. verkraftbar, ohne eine Ablösung der Grenzschicht zu verursachen. Eine sichere Lösung sieht aber über die Länge des Schachtes ein monoton fallender Druckverlauf vor, d. h. der Druck an jeder Stelle stromabwärts von einer beliebig gewählten Position im Schacht ist zumindest nicht höher als der Druck an der gewählten Referenzposition. Mit Vorteil kann der Verlauf streng monoton gewählt werden, d. h. der Druck an jeder Stelle ist niedriger als an einer beliebigen Position stromaufwärts von dieser Stelle.The first condition can certainly be met, ie boundary layer separations can be safely avoided when the surface 32 defined cross-sectional profile in the axial direction is selected such that under operating conditions a slight, continuous pressure drop from the flow inlet to the flow outlet comes about, ie the air flow is nowhere, not even locally and not short-term, dammed. In practice, however, small increases in pressure are actually permissible, ie, manageable, without causing separation of the boundary layer, but a safe solution provides for a monotonically decreasing pressure gradient over the length of the shaft. ie, the pressure at any point downstream of any arbitrarily selected position in the well is at least not higher than the pressure at the selected reference position Advantageously, the flow can be strictly monotone, ie the pressure at each point is lower than at any upstream position from this point.

Wenn, gemäss diesem Prinzip, der Druck stromabwärts kontinuierlich leicht abfällt, wird die mittlere Luftgeschwindigkeit leicht ansteigen. Die Form des Querschnittsverlaufs, welches diese Bedingung erfüllt, kann von Fall zu Fall in Abhängigkeit von den sonst vorgegebenen Betriebsbedingungen z. B. mittels eines Simulationsverfahrens ermittelt werden. Es werden aber auf jeden Fall die folgenden Design- bzw. Konstruktionsmerkmale daraus entstehen:

– die Einlaufpartie 22 weist eine Verjüngung in die Strömungsrichtung auf – in der kreisrunden Konstruktion gemäss der 3 ist die Einlaufpartie 22 daher trichterförmig;
– die Verengung 24 entspricht daher effektiv einer „Taillierung" (mit einer stetigen Krümmung) im Querschnittsverlauf, der von der Fläche 32 definiert ist;
– der Querschnittsverlauf im Körper 26 weist keine Verjüngung, sondern im Gegenteil eine leichte, stetige Erweiterung bis zum Ende 28 auf.

If, according to this principle, the pressure downstream decreases continuously slightly, the average air velocity will increase slightly. The shape of the cross-sectional profile, which satisfies this condition, can be determined from case to case depending on the otherwise specified operating conditions z. B. be determined by means of a simulation method. In any case, the following design or construction features will result:

- the inlet section 22 has a taper in the flow direction - in the circular construction according to the 3 is the inlet section 22 therefore funnel-shaped;
- the narrowing 24 therefore effectively corresponds to a "sidecut" (with a continuous curvature) in the cross-sectional shape, that of the surface 32 is defined;
- The cross-sectional course in the body 26 shows no rejuvenation, but on the contrary a slight, steady expansion to the end 28 on.

Die anwendungsspezifische Form der Einlaufpartie 22 kann von der Gestaltung der vorangehenden Partien, insbesondere des Blasschachts, beeinflusst werden. Sie hängt auch vom vorerwähnten Austausch zwischen der mitgeschleppten Luft und der freien Luftströmung ab. Die Verengung 24 stellt aber eine Trennung zwischen dem Einlauf, der allenfalls als „Mischform" gestaltet werden muss, und der stabilen Luftkolonne, die im Hauptkörper 26 gebildet werden kann.The application-specific shape of the inlet section 22 can be influenced by the design of the preceding games, in particular the blower shaft. It also depends on the aforementioned exchange between the entrained air and the free air flow. The narrowing 24 but provides a separation between the inlet, which may be designed as a "mixed form", and the stable air column in the main body 26 can be formed.

Die 5 zeigt, dass die Erfindung nicht auf den kreisrunden Querschnitt gemäss der 3 eingeschränkt ist, sondern auch in Kombination mit einer Konstruktion benutzt werden kann, die mit den heute gebräuchlichen Formen verglichen werden kann. Dies ist dort speziell wichtig, wo mehrere Fadenbündel nebeneinander gesponnen und in einem gemeinsamen Fallschacht weitergeleitet werden müssen, wie es oft in der Praxis vorkommt. Die Erfindung kann daher zur Verbesserung bestehender Anlagen durch geeignete Nachrüstung verwendet werden.The 5 shows that the invention is not limited to the circular cross-section according to the 3 is limited but can also be used in combination with a construction that can be compared with the forms commonly used today. This is especially important where multiple bundles of filaments need to be spun side by side and forwarded in a common well, as is often the case in practice. The invention can therefore be used to improve existing plants by suitable retrofitting.

Der Fallschacht 161 in 5 weist durchgehend einen rechteckigen Querschnitt auf. Diese Ausführung hat eine konstante Tiefe t, wobei dies kein erfindungswesentliches Merkmal der rechteckigen Variante darstellt. Gemäss den vorerwähnten Gestaltungsprinzipien umfasst auch der Schacht 161

– eine Einlaufpartie 22 mit einer Verjüngung in die Strömungsrichtung;
– eine Verengung 24, welche eine „Taillierung" im Querschnittsverlauf entspricht, und
– einen Hauptkörper 26, der keine Verjüngung, sondern im Gegenteil eine leichte, stetige Erweiterung bis zum Ende 28 aufweist.

The chute 161 in 5 has a rectangular cross-section throughout. This embodiment has a constant depth t, although this is not a feature essential to the invention of the rectangular variant. According to the aforementioned design principles also includes the shaft 161

- an inlet section 22 with a taper in the flow direction;
- a narrowing 24 , which corresponds to a "sidecut" in the cross-sectional profile, and
- a main body 26 that does not rejuvenate, but on the contrary a light, steady increase until the end 28 having.

Der Innenraum des Schachtes 161 ist in der 6 gezeigt, wobei sofort klar ist, dass sich diese Figur praktisch nicht von der 4 unterscheidet. Es sind deshalb soweit möglich die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente der Konstruktion verwendet worden und es wird für die Funktion auf die Beschreibung der 4 verwie sen. Die Betrachtung der 6 in Kombination mit der 5 zeigt aber, dass in der rechteckigen Variante mit konstanter Tiefe t nur zwei Seitenwände 36 bzw. 38 an der Veränderung des Querschnitts in Längsrichtung beteiligt sind.The interior of the shaft 161 is in the 6 it is immediately clear that this figure is practically not of the 4 different. Therefore, as far as possible, the same reference numerals have been used for the same elements of the construction and it is for the function of the description of the 4 use. The consideration of 6 in combination with the 5 shows, however, that in the rectangular variant with constant depth t only two side walls 36 respectively. 38 involved in the change of the cross section in the longitudinal direction.

Die 7 fasst diagrammatisch zwei Parameter zusammen, die im Zusammenhang mit der Erfindung eine wichtige Rolle spielen. Gemäss diesem Diagramm, soll der Verlauf des Querschnitts Q über die Länge L vom Eingang bis zum Ende des Fallschachts keine unstetige Veränderungen erfahren. Dieses Gestaltungsprinzip gilt zumindest für BCF-Verfahren bei Fadengeschwindigkeiten am Maschineneinlauf höher als 500 m/min und niedriger als 5000 m/min, wobei Werte im Bereich 1000 bis 3000 m/min heute erreichbar sind.The 7 summarizes diagrammatically two parameters that play an important role in the context of the invention. According to this diagram, the course of the cross section Q over the length L from the entrance to the end of the chute should not undergo discontinuous changes. This design principle applies at least for BCF process at yarn speeds at the machine inlet higher than 500 m / min and lower than 5000 m / min, with values in the range 1000 to 3000 m / min are achievable today.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der Ausführungsbeispiele der 3 bis 6 eingeschränkt. Eine Ausführung gemäss der Erfindung könnte z. B. nur eine einzige, stetig gekrümmte Seitenwand aufweisen, wobei sich diese Variante normalerweise keine ausreichenden Vorteile gegenüber einer Variante gemäss der 5 vorweisen wird. Die Erfindung kann auch mit gewisser vorteilhaften Weiterentwicklungen kombiniert werden, welche z. B. die Benutzerfreundlichkeit der Anlage verbessern. Beispiele derartiger Entwicklungen sind in den 8 und 9 gezeigt.The invention is not limited to the details of the embodiments of the 3 to 6 limited. An embodiment according to the invention could, for. B. have only a single, continuously curved side wall, with this variant usually no sufficient advantages over a variant according to the 5 will show. The invention can also be combined with certain advantageous developments, which z. B. improve the user-friendliness of the system. Examples of such developments are in the 8th and 9 shown.

Ein Fallschacht nach dieser Erfindung kann z. B. variabel gestaltet werden, so dass er besser den effektiven Betriebsbedingungen angepasst werden kann. Dieses Prinzip ist an und für sich aus DE-A-3414602 bekannt, wobei die Einstellungseinrichtungen, die da gezeigt sind, zur Verwendung in Kombination mit der vorliegenden Erfindung zu grob sind, da sie zu nichtstationären Strömungen führen werden. Andere Möglichkeiten, den Querschnitt einer Strömung zu verändern, sind aus der Vliesstoffindustrie bekannt und sind eher geeignet, prinzipiell eine Grundlage für eine Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung zu bilden – ein Beispiel, aus US-B-4692106 ist hier als 8 aufgeführt. Es wird betont, dass das Spunbond-Verfahren gemäss US 4692106 mit der vorliegenden Erfindung nichts zu tun hat – Einzelheiten der Konstruktion können aber auch in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. US 4692106 zeigt ein Produktqualitätssensor, der ein Signal liefert, das als Grundlage für die Querschnittsänderung ausgewertet werden kann. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wäre es vorteilhaft bzw. zweckmässig, mindestens einen Drucksensor vorzusehen, welcher ein Signal zur Anpassung des Schachtquerschnitts bilden könnte. Dieser Drucksensor sollte aber selber keinen Einfluss auf die Strömung im Schacht ausüben.A chute according to this invention may, for. B. be made variable so that it can be better adapted to the effective operating conditions. This principle is known per se from DE-A-3414602, the adjustment means shown being too coarse for use in combination with the present invention since they will result in non-stationary flows. Other ways to change the cross section of a flow are known in the nonwoven industry and are more likely to form a basis for further development of the present invention in principle - an example of which US-B-4692106 is hereby incorporated by reference 8th listed. It is emphasized that the spunbond method according to US 4692106 but nothing to do with the present invention - but details of the construction may also be used in connection with the present invention. US 4692106 shows a product quality sensor that provides a signal that can be evaluated as the basis for the cross-sectional change. In connection with the present invention, it would be advantageous or expedient to provide at least one pressure sensor, which could form a signal for adapting the shaft cross-section. However, this pressure sensor itself should exert no influence on the flow in the shaft.

Ein Fallschacht gemäss der Erfindung kann auch mit Mitteln versehen werden, welche Luft aus dem Hauptkörper 26, insbesondere ab dem freien Ende 28, gezielt entfernen. Die wichtigen Elemente für eine derartige Lösung sind schematisch in der 9A gezeigt. Sie umfassen ein flügelartiges Laminarprofil 40, das in der unteren Endpartie des Fallschachtes montiert werden kann, ohne nichtstationäre Strömungsbedingungen zu verursachen, und einen Ventilator 42. Der Ventilator 42 kann nun einen Teil der Strömung zwischen dem Profil 42 und der benachbarten Schachtwand absaugen, was schematisch mit einem Pfeil angedeutet ist. Wie die anderen Pfeile zeigen, kann die abgesaugte Luft entfernt oder allenfalls zur Wiederverwendung als Kühlluft zurückgeführt werden.A chute according to the invention can also be provided with means which remove air from the main body 26 , especially from the free end 28 , remove it selectively. The important elements for such a solution are shown schematically in FIG 9A shown. They comprise a wing-like laminar profile 40 , which can be mounted in the lower end portion of the chute without causing non-stationary flow conditions, and a fan 42 , The ventilator 42 can now part of the flow between the profile 42 and suck the adjacent shaft wall, which is indicated schematically by an arrow. As the other arrows show, the extracted air can be removed or at best recycled for reuse as cooling air.

Die 9 selbst zeigt schematisch in Vorderansicht eine Ausführung 170, die zwar dem Anspruch 1 entspricht, nicht aber als bevorzugte Variante gemäss dieser Erfindung gelten kann. Der Schacht 170 hat, wie der Schacht 161, eine konstante Tiefe (in dieser Figur nicht ersichtlich) sowie Seitenwände, die zusammen einen über die Länge L variablen Querschnitt bilden. Der Hauptkörper 26 weist auch eine allmähliche Erweiterung des Querschnitts in Richtung des Auslasses auf, was gegenüber dem Stand der Technik eine Verbesserung der Strömungsbedingungen im Schachtinneren ergeben wird. Die Einlaufpartie weist auch eine Einlaufdimension D auf, die etwas grösser als die Auslaufdimension D' ist, wobei für die Dimension d im Verbindungsteil 24 die Beziehung D > d < D' gilt. Es handelt sich aber nicht um die bevorzugte „Taillierung" gemäss den 4 und 6, sondern um eine relativ scharfe Einschnürung mit erkennbaren Knickpunkte zwischen der Einlaufpartie 22 und dem Hauptkörper 26. Diese Variante könnte also noch durch eine stetige Krümmung der Innenfläche im Verbindungsteil 24 verbessert werden. Die 9 zeigt auch schematisch eine so genannte Einfädelhilfe in der Form von zwei Wänden 44, welche die Auslasspartie einengen. Solange diese Wände in den gezeigten Stellungen vorhanden sind, bewirken sie eine Beschleunigung der Luftströmung, welche das Fördern der neu angesponnen Filamente, z. B. bei relativ niedriger Lineargeschwindigkeit, begünstigt. Diese Einfädelhilfe könnte z. B. entfernt werden, sobald das Spinnverfahren angelaufen ist und stabil läuft.The 9 itself shows schematically in front view of an embodiment 170 Although true to claim 1, but not as a preferred variant according to this invention may apply. The shaft 170 has, like the shaft 161 , a constant depth (not visible in this figure) and sidewalls which together form a cross-section variable over the length L. The main body 26 Also, there is a gradual extension of the cross-section towards the outlet, which will result in an improvement in the flow conditions inside the shaft compared to the prior art. The inlet part also has an inlet dimension D, which is slightly larger than the outlet dimension D ', wherein for the dimension d in the connecting part 24 the relation D> d <D 'holds. But it is not the preferred "sidecut" according to the 4 and 6 but a relatively sharp constriction with recognizable break points between the inlet section 22 and the main body 26 , This variant could thus still by a continuous curvature of the inner surface in the connecting part 24 be improved. The 9 also shows schematically a so-called Einfädelhilfe in the form of two walls 44 , which narrow the outlet section. As long as these walls are present in the positions shown, they cause an acceleration of the air flow, which promotes the conveyance of newly spun filaments, z. B. at relatively low linear velocity, favored. This threading aid could z. B. are removed as soon as the spinning process has started and stable.

Die Erfindung ist speziell zur Anwendung auf Fallschächte bei der Herstellung von Filamenten, die zu Bündeln (= Fäden) zusammengefasst werden, vorgesehen. Es können z. B. bis zu 8, normalerweise aber 4, Fäden gleichzeitig im Schacht gefördert werden.The invention is especially for use Chutes in the production of filaments, which are combined into bundles (= threads) provided. It can z. B. up to 8, but usually 4, threads are promoted simultaneously in the shaft.

Claims

A chute for use in a process for making manmade fibers by extruding and cooling a melt to form a filament bundle, wherein the filament bundle is to be withdrawn from the chute with such a high linear velocity that the filament bundle of cooling air will drag along the chute, characterized in that in the end part of the chute, which comprises the outlet, the cross section of the chute gradually widens in the direction of the outlet.

Chute according to Claim 1, characterized in that said end portion connects to an intermediate section, which is the end part with a connects another lot, which has the inlet of the chute, the smallest cross section in the intermediate section being smaller than the inlet cross section is.

Chute according to Claim 2, characterized in that the cross-sectional profile has a sidecut.

Chute according to one of the claims 1 to 3, characterized in that over the length of the shaft no discontinuous Changes in cross section available.

Chute according to one of the claims 1 to 4, characterized in that both ends are open.

Process for spinning a filament strand from a Melt after filament formation in a cooling shaft solidified, with cooling air in a first shaft section added to the filaments, through accelerates the filaments in the direction of movement of the filament bundle and then through another shaft section (a chute) with the filament bundle is forwarded together, characterized in that over the whole Length or the entire circumference of the further shaft section, the air flow a boundary layer on the inner surface the shaft wall forms and continuously sustains.

Method according to Claim 6, characterized that over the whole length the further shaft section, the air flow over the entire shaft cross-section is directed substantially in the direction of movement of the bundle and this state continuously maintains.

Process according to Claim 6 or 7, characterized in that the air flow by means of a fan supported and / or generated.

Process according to Claim 8, characterized in that emerging from the shaft Air is sucked by means of a fan and possibly recycled as cooling air.

Chute for use in a spinning process according to one of the claims 6 to 9, with open ends and a substantially air-impermeable wall, characterized in that the shaft cross section continuously over the Length of the Schacht's changes.

Chute according to Claim 10, characterized in that the continuous cross-sectional change chosen like that is that over the length of the shaft can result in a monotonically decreasing pressure gradient.