DE102004039510A1

DE102004039510A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden

Info

Publication number: DE102004039510A1
Application number: DE200410039510
Authority: DE
Inventors: Ulrich Enders
Original assignee: Saurer GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-14
Filing date: 2004-08-14
Publication date: 2006-02-23
Also published as: CN101006209A; EP1778899A1; CN101006209B; WO2006018240A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden. Hierzu werden aus mehreren nebeneinander angeordneten Spinndüsen mehrere Filamentscharen extrudiert, abgekühlt und zu jeweils einem Faden zusammengeführt. Nach Abziehen und Behandeln der Fäden werden diese parallel nebeneinander zu Spulen gewickelt. Um bei einer Vielzahl von Spinndüsen das Zusammenführen der Fäden zu einer Fadenschar mit möglichst geringen Auslenkungswinkeln zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß mehrere Abzugsorgane vorgesehen, die einer Gruppe von Spinndüsen zugeordnet sind und die somit eine Gruppe von Fäden abzieht. Die Abzugsorgane wirken mit zumindest einem nachgeordneten Behandlungsorgan derart zusammen, dass die Fäden als eine Fadenschar durch das Behandlungsorgan führbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung sowie ein gattungsgemäßes Verfahren sind beispielsweise aus der DE 44 16 136 A1 bekannt.

Bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren sind in einer Spinneinrichtung mehrere Spinndüsen in einer reihenförmigen Anordnung gehalten. Durch jede der Spinndüsen wird eine Vielzahl von Filamenten als Filamentschar extrudiert und durch eine unterhalb der Spinndüse angeordneten Kühleinrichtung durch ein Kühlmedium abgekühlt. Nach Abkühlung der Filamente erfolgt ein Zusammenschluss der pro Spinndüse erzeugten Filamentschar durch eine Präparationseinrichtung. Hierbei wird ein Zusammenhalt zwischen den Filamenten zu einem Faden durch ein Präparationsmittel erreicht. Die Fäden werden als eine Fadenschar gemeinsam durch ein unterhalb der Kühleinrichtung angeordnetes Abzugsorgan kontinuierlich von den Spinndüsen abgezogen und nach einer Behandlung zu jeweils Spulen aufgewickelt.

Da der Führungsabstand und der Behandlungsabstand der Fäden bei Abzug und Behandlung wesentlich kleiner ist als der Fadenabstand in der Spinneinrichtung, müssen die Fäden beim Übergang von der Spinneinrichtung zum Abzugsorgan sehr stark ausgelenkt und zusammengeführt werden. Die Auslenkung der Fäden ist dabei vom Abstand der Fäden in der Spinneinrichtung und von der Anzahl der parallel nebeneinander gesponnenen Fäden abhängig. Hierbei sind maximal zulässige Auslenkwinkel zu beachten, um keine zu großen Umschlingungsunterschiede in der Fadenführung insbesondere in den äußeren Fäden zu erhalten, die zwangsläufig zu physikalischen Unterschieden in den hergestellten Fäden führen. Derartige zulässige Auslenkungen im Bereich von kleiner 7° können dementsprechend nur durch eine entsprechend lange Zone zwischen der Spinneinrichtung und dem Abzugsorgan verringert werden. In der Praxis wird jedoch ein möglichst kleiner Abstand zwischen den Konvergenzpunkten der Filamentscharen und der Lage des Abzugsorganes gewünscht, so dass eine Fadenführung mit unterschiedlichen Umschlingungen beim Zusammenführen der Fadenschar kaum zu vermeiden sind. Weiterhin tritt der Wunsch auf, aus Kosten- und Handhabungsgründen die Bauhöhe der Anlage begrenzt zu halten. Damit tritt jedoch das Problem auf, dass die Fäden bei Einlauf in ein Behandlungsorgan hinsichtlich der Fadenspannung und des Fadenschlusses ungleichmäßige Bedingungen ausgesetzt sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schmelzspinnen, Abziehen und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher bzw. bei welchem die parallel gesponnenen Fäden trotz des Zusammenführens auf einen engeren Fadenabstand möglichst unter gleichmäßigen Bedingungen führbar sind.

Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, so dass selbst bei einer Vielzahl von parallel gesponnenen Fäden eine Fadenführung zur Realisierung kompakter Bauformen von Spinnanlagen möglich sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, bei Verwendung einer Vielzahl von Spinndüsen möglichst geringe Auslenkwinkel beim Übergang von einer Spinneinrichtung zu einer Behandlungseinrichtung zu realisieren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Zusammenführen der einzelnen gesponnenen Fäden zu einer gemeinsamen zu behandelnden Fadenschar in mehreren Stufen erfolgt. Hierzu sind unterhalb der Kühleinrichtung mehrere Abzugsorgane vorgesehen, wobei jeder der Abzugsorgane eine Gruppe von Spinndüsen zugeordnet ist. So werden vorteilhaft die Mehrzahl der gesponnenen Fäden in zwei oder mehreren Gruppen aufgeteilt, die jeweils durch separate Abzugsorgane abgezogen werden. Die Abzugsorgane wirken mit einem nachgeordneten Behandlungsorgan derart zusammen, dass nach Abzug der Gruppen von Fäden, alle Fäden gemeinsam als eine Fadenschar durch das Behandlungsorgan führbar sind. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass auch bei einer Vielzahl von gleichzeitig gesponnenen Fäden der Abstand zwischen den im wesentlichen auf einer Höhe angeordneten Konvergenzpunkten der Filamentscharen und der Position der Abzugsorgane auf einen technisch realisierbaren Mindestabstand gebracht werden kann. Der Konvergenzpunkt einer Filamentschar ist dabei die Position im Fadenlauf eines Fadens, in welcher die Filamentschar zu dem Faden zusammengeführt werden. Die Zone zwischen den Konvergenzpunkten der Filamentscharen und den Positionen der Abzugsorgane wird von den Fäden schräg zueinander durchlaufen, so dass diese Zone nicht zur kollektiven Behandlung der Fäden geeignet ist und somit erfindungsgemäß besonders kurz ausgeführt werden kann.

Um innerhalb der Gruppe von Fäden möglichst gleichmäßige Auslenkungen und Umschlingungen zu erhalten, sind die Abzugsorgange gemäß eine vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bevorzugt symmetrisch unterhalb der jeweils zugeordneten Gruppen von Spinndüsen angeordnet.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die Fäden nach dem Extrudieren in einer gemeinsamen Spinnebene und zur Behandlung in eine im wesentlichen orthogonal zu Spinnebene ausgerichtete Behandlungsebene geführt. Als Spinnebene wird hierbei die Fadenlaufebene bezeichnet, die durch die Spinndüsen der Spinneinrichtung vorgegeben ist. Die Behandlungsebene stellt die gemeinsame Fadenlaufebene alter Fäden dar, die durch das Behandlungsorgan definiert ist. Damit ergeben sich zusätzliche Freiheiten in der Anordnung der Abzugsorgane, die die Gruppen von Fäden entweder parallel zu Spinnebene oder parallel zur Behandlungsebene oder in einer Zwischenebene führen können.

Hierbei werden die Abzugsorgane bevorzugt den Behandlungsorganen derart vorgeordnet, dass jeder Fäden mit gleichgroßen Fadenumschlingungen führbar ist. Damit ist eine hohe Gleichmäßigkeit bei der Herstellung der synthetischen Fäden gewährleistet.

Um einen parallel Einlauf der Gruppen von Fäden in den Abzugsorganen zu ermöglichen, ist jedem Abzugsorgan vorteilhaft ein Sammelfadenführer vorgeordnet, durch welchen die Fäden von einem Teilungsabstand der Spinndüsen in einen bevorzugten engen Führungsabstand führbar sind.

Damit insbesondere für die Behandlung der Fäden ein intensiver Fadenschluss an dem Faden vorherrscht, wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, zwischen den Sammelfadenführern und den Abzugsorganen jeweils eine Vortangeleinrichtung anzuordnen. Der aufgrund der Auslenkung zuvor verloren gegangene oder ungleichmäßige Präparationsauftrag kann somit kompensiert bzw. vergleichmäßigt werden. Ebenso wird die Fadenspannung vor Auflauf auf das Abzugsorgan an den parallel laufenden Fäden vergleichmäßigt.

Die Abzugsorgane werden bevorzugt durch jeweils eine angetriebene Galette gebildet, wobei die Galettenantriebe der Galetten synchron steuerbar sind.

Um möglichst keine Differenzen in der Führung der Gruppen von Fäden zu erhalten, werden die Galettenantriebe der Galetten vorteilhaft durch einen Gruppenumrichter gesteuert.

Es ist jedoch auch möglich, dass den Galetten jeweils eine Überlaufrolle zugeordnet ist, so dass die Fäden die Galetten und die Überlaufrolle mehrfach umschlingen. Damit lassen sich auch höhere Abzugskräfte zum Abziehen der jeweiligen Gruppen von Fäden erreichen.

Die Behandlung der nach dem Abziehen zusammengeführten Fadenschar zu parallel laufenden Fäden kann alternativ oder in Kombination ein Verstrecken, Tangeln, Temperieren oder ein Fachen sein. Bevorzugt werden die Fäden vor dem Aufwickeln in unterschiedlicher Art und Weise verstreckt, so dass als Behandlungsorgan dem Abzugsorgan vorzugsweise eine angetriebene Streckgalette beispielsweise zur Herstellung von POY-Garnen oder zumindest ein angetriebenes Galettenduo zum Verstrecken der Fäden nachgeordnet ist.

Das Behandlungsorgan lässt sich jedoch auch allein durch eine Tangeleinrichtung ausbilden, welche mehrere Fadenbehandlungskanäle mit einem Behandlungsabstand von <10mm enthält, was insbesondere bei vor- oder nachgeordneten Führungen durch Galetten zu entsprechend großer Belegungsdichte führt.

Bevorzugt ist die Tangeleinrichtung im Fadenlauf der Streckgalette vorgeordnet, so dass ein zum Aufwickeln der Fäden günstige Fadenspannung einstellbar und wählbar ist. Die Anordnung der Tangeleinrichtung im Fadenlauf vor der Streckgaletten besitzt zudem den Vorteil, dass bei einfach oder mehrfach umschlungenen Streckgaletten aufgrund der geringen Fadenabstände die auskragenden Längen relativ gering bleiben.

Zur Herstellung von Mikrofilamenten mit hoher Gleichmäßigkeit der physikalischen Eigenschaften wird desweiteren eine Kühleinrichtung vorgeschlagen, die pro Spinndüse eine Blaskerze aufweist. Dabei wird durch die Blaskerzen jeweils ein radial von innen nach außen gerichteter Kühlluftstrom zur Abkühlung der ringförmig geführten Filamentschar einer der Spinndüsen erzeugt.

Hierbei lässt sich die Filamentschar sowohl zu einem Faden oder auch zu mehreren Fäden führen. Zur Bildung mehrerer Fäden aus einer Filamentschar wird bevorzugt eine Präparationseinrichtung eingesetzt, die mehrere Präparationsfadenführer pro Spinndüse aufweist. Damit lässt sich die ringförmige Filamentschar in mehrere Fäden überführen.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren anhand der 1 bis 3 näher beschrieben.
Es stellen dar:
1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
In 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden gezeigt. Die Vorrichtung weist zur Herstellung mehrerer Fäden eine Spinneinrichtung 1, eine der Spinneinrichtung 1 nachgeschaltete Kühleinrichtung 2 sowie eine zum Aufwickeln der Fäden vorgesehene Aufwickeleinrichtung 3 auf.
Die Spinneinrichtung 1 weist mehrere parallel nebeneinander angeordnete Spinndüsen 8.1 bis 8.6 auf. Die Spinndüsen 8.1 bis 8.6 sind an der Unterseite eines beheizbaren Spinnbalkens 7 gehalten. Der Spinnbalken 7 enthält mehrere hier nicht dargestellte Spinnpumpen und Schmelzeverteiler, die über einen Schmelzezulauf 12 mit einer Schmelzequelle beispielsweise einem Extruder verbunden sind. Die Spinndüsen 8.1 bis 8.6 weisen an ihrer Unterseite eine ringförmige Anordnung von einer Vielzahl von Düsenbohrungen auf, durch welche eine Vielzahl von Filamenten extrudiert werden können.
Unterhalb der Spinneinrichtung 1 ist eine Kühleinrichtung 2 vorgesehen, die durch eine Mehrzahl von Blaskerzen 10.1 bis 10.6 innerhalb eines Kühlschachtes 34 gebildet ist. Die Blaskerzen 10.1 bis 10.6 sind mittig den Spinndüsen 8.1 bis 8.6 zugeordnet, wobei die durch die Spinndüsen 8.1 bis 8.6 extrudierten Filamente als eine ringförmig geführte Filamentschar die jeweils zugeordnete Blaskerzen 10.1 bis 10.6 mantelförmig umschließen. Die Unterseiten der Blaskerzen 10.1 bis 10.6 sind mit einer Kühlluftquelle verbunden.
Unmittelbar unterhalb der Kühleinrichtung 2 ist eine Präparationseinrichtung 4 vorgesehen, die mehrere den Spinndüsen 8.1 bis 8.6 zugeordnete Präparationsfadenführer 11.1 bis 11.6 aufweist.
Unterhalb der Präparationseinrichtung 4 sind zwei mit Abstand zueinander angeordnete Abzugsorgane 5.1 und 5.2 vorgesehen. Das Abzugsorgan 5.1 wird hierbei durch eine erste Galette 13.1 gebildet, die in vertikaler Richtung den Spinndüsen 8.1, 8.2 und 8.3 zugeordnet ist, um eine erste Gruppe von Fäden 35.1 aus der Spinneinrichtung 1 abzuziehen.
Das zweite Abzugsorgan 5.2 wird durch eine zweite Galette 13.2 gebildet, die in vertikaler Richtung den Spinndüsen 8.4, 8.5 und 8.6 zugeordnet ist, um eine zweite Gruppe von Fäden 35.2 aus der Spinneinrichtung 1 abzuziehen. Die Galetten 13.1 und 13.2 werden über die Galettenantriebe 14.1 und 14.2 angetrieben. Zur Steuerung der Galettenantriebe 14.1 und 14.2 ist ein Gruppenumrichter 15 vorgesehen.
Dem Abzugsorgan 5.1 ist eine erste Fadenumlenkstange 16.1, ein Sammelfadenführer 17.1 und eine Vortangeleinrichtung 18.1 vorgeordnet. Dem zweiten Abzugsorgan 5.2 ist eine zweite Fadenumlenkstange 16.2, ein Sammelfadenführer 17.2 und eine Vortangeleinrichtung 18.2 zugeordnet.
Seitlich neben den Abzugsorganen 5.1 und 5.2 ist ein Behandlungsorgan 6 vorgesehen, das durch eine Haupttangeleinrichtung 21 und Streckgalette 19 gebildet wird. Hierbei ist die Haupttangeleinrichtung 21 im Fadenlauf unmittelbar der Streckgalette 19 vorgeordnet. Zum Ablauf der mit Teilumschlingung an der Streckgalette 19 geführten Fäden ist ein Ablauffadenführer 22 vorgesehen, durch welchen die Fäden bei Ablauf von der Streckgalette 19 auf einen Behandlungsabstand gehalten werden. Die Streckgalette 19 wird durch einen Galettenantrieb 14.3 angetrieben.
Unterhalb des Behandlungsorgans 6 ist die Aufwickeleinrichtung 3 angeordnet. Die Aufwickeleinrichtung 3 weist in Fadenlaufrichtung eine Changiereinrichtung 24, eine Andrückwalze 25 und eine erste Spulspindel 26.1 auf. An der Spulspindel 26.1 werden die Fäden zu Spulen 27 gewickelt. Die Spulspindel 26.1 ist an einem Drehteller 28 gehalten, welcher eine um 180° versetzt zu der Spulspindel 26.1 eine zweite Spulspindel 26.2 trägt. Zur Fadenführung ist der Changiereinrichtung 24 pro Faden jeweils ein Kopffadenführer 23 vorgeordnet.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung ist insbesondere geeignet, um sogenannte POY-Fäden herzustellen. Hierzu wird an jeder der Spinndüsen 8.1 bis 8.6 eine vorgegebene Polymerschmelze zu jeweils einer Filamentschar 9.1 bis 9.6 extrudiert. Jede der Filamentschar 9.1 bis 9.6 wird durch einen radial durch die Blaskerzen 10.1 bis 10.6 von innen nach außen gerichtete Kühlmedienstrom abgekühlt und nach Abkühlung durch je einen Präparationsfadenführer 11.1 bis 11.6 zu ei nem Faden zusammengeschlossen. Die durch die Spinndüsen 8.1 bis 8.3 extrudierten Fäden stellen eine erste Gruppe von Fäden 35.1 dar, die durch das Abzugsorgan 5.1 aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen werden. Die Spinndüsen 8.4 bis 8.6 stellen eine zweite Gruppe von Fäden 35.2 dar, die durch das zweite Abzugsorgan 5.2 aus der Spinneinrichtung abgezogen werden. Dabei werden die Fäden der beiden Gruppen 35.1 und 35.2 in einer gemeinsamen Spinnebene beim Zusammenschluss der Filamentscharen geführt. Demgegenüber wird die durch alle Fäden gebildete Fadenschar 36 in dem Behandlungsorgan 6 in eine Behandlungsebene geführt, die im wesentlichen orthogonal zu der Spinnebene ausgerichtet ist. Hierzu ist es erforderlich, dass die Fäden vom Übergang aus der Spinneinrichtung 1 bzw. der Präparationseinrichtung 4 in das Behandlungsorgan 6 um ca. 90° gedreht werden.
Um die Fäden der ersten Gruppe 35.1 aus der Spinnebene herauszuführen, ist dem ersten Abzugsorgan 5.1 eine Fadenumlenkstange 16.1 und ein Sammelfadenführer 17.1 vorgeordnet. Durch den Sammelfadenführer 17.1 werden die Fäden der ersten Gruppe 35.1 von einem Teilungsabstand, der durch den Abstand benachbarter Spinndüsen 8.1 und 8.2 definiert ist, in einen Führungsabstand gebracht. Von dem Sammelfadenführer 17.1 bis zum Behandlungsorgan 6 bleibt der Führungsabstand zwischen den Fäden im wesentlichen konstant. Bevor die Fäden von dem Sammelfadenführer 17.1 auf die erste Galette 13.1 auflaufen, erfolgt eine Verwirbelung der einzelnen Fäden in der Vortangeleinrichtung 18.1. Eine derartige Vortangeleinrichtung ist beispielsweise aus der DE 100 23 910 A1 bekannt, so dass an dieser Stelle auf die zitierte Druckschrift Bezug genommen werden kann.
Um die zweite Gruppe von Fäden 35.2 aus der Spinnebene herauszuführen, ist die zweite Fadenumlenkstange 16.1 und der zweite Sammelfadenführer 17.2 vorgesehen. Hierbei werden die Fäden der zweiten Gruppe 35.2 durch den Sammelfadenführer 17.2 ebenfalls von dem Teilungsabstand in einen Führungsabstand gebracht.
Zum Abziehen der beiden Gruppen von Fäden 35.1 und 35.2 werden die Galetten 13.1 und 13.2 mit identischen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben. Hierzu sind die Galettenantriebe 14.1 und 14.2 durch einen Gruppenumrichter 15 angesteuert.
Die Fäden beider Gruppen 35.1 und 35.2 werden durch das nachfolgende Behandlungsorgan 6 von den Abzugsorgangen 5.1 und 5.2 abgezogen. Hierzu ist die Streckgalette 19 mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die vorzugsweise etwas größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Galetten 13.1 und 13.2. Die Fäden der ersten Gruppe 35.1 werden dabei nach Teilumschlingung der Galette 13.1 unmittelbar zum Behandlungsorgan 6 geführt. Die zweite Gruppe von Fäden 35.2 wird nach Teilumschlingung der zweiten Galetten 13.2 und nach Teilumschlingung der ersten Galette 13.1 zum Behandlungsorgan 6 geführt, so dass nach Ablauf von der ersten Galette 13.1 die Fäden der ersten Gruppe 35.1 und der zweiten Gruppe 35.2 eine gemeinsame Fadenschar 36 bilden. Die Umschlingungswinkel der Fäden der zweiten Gruppe 35.2 an der Galette 13.2 und 13.1 sind gleich dem Umschlingungswinkel der ersten Gruppe von Fäden 35.1 an der Galette 13.1. Somit werden alle Fäden bei Einlauf in die Fadenschar 36 mit identischen Umschlingungswinkeln geführt.
Die Fäden der Fadenschar 36 werden zunächst in der Haupttangeleinrichtung 21 parallel nebeneinander verwirbelt. Hierzu weist die Haupttangeleinrichtung 21 mehrere parallel verlaufende Fadenbehandlungskanäle auf, in welcher eine Druckluftzufuhr zur Verwirbelung der Fäden führt. Die Fäden werden hierbei in einem Behandlungsabstand geführt, der vorzugsweise <10 mm beträgt. Der Behandlungsabstand kann hierbei vorzugsweise gleich dem Führungsabstand gewählt, wie er sich zwischen den Fäden an den Abzugsorganen 15.1 und 15.2 einstellt. Im parallelen Lauf wird die Fadenschar 36 durch die Streckgalette 19 mit Teilumschlingung geführt und nach Durchlauf des Ablauffadenführers 22 zu den einzelnen Spulstellen der Aufwickelwickeleinrichtung 3 aufgespreizt.
In der Aufwickeleinrichtung 3 werden die Fäden der Fadenschar 36 parallel nebeneinander zu jeweils einer Spule 27 gewickelt. Hierzu weist die Aufwickeleinrichtung 3 sechs nebeneinander liegende Spulstellen auf, wobei jeder der Fäden über einen Kopffadenführer 23, der Changiereinrichtung 24 und der Andrückwalze 25 zu einer Spule 27 geführt wird.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden zeichnet sich durch eine äußerst kompakte Bauweise mit geringer Bauhöhe aus. Durch den Einsatz mehrerer Abzugsorgane lässt sich die Zone zwischen den Konvergenzpunkten der Filamentscharen, die durch die einzelnen Präparationsfadenführer 11.1 bis 11.6 definiert sind, und den Positionen der Sammelfadenführer 17.1 und 17.2 auf ein Minimum reduzieren ohne unzulässige Auslenkungen des Fadens zu erhalten. Trotz der Aufteilung der Fäden in mehrere Gruppen zum Abziehen bleibt eine vorteilhafte Behandlung der Fäden als Fadenschar bestehen. Damit lassen sich zur Behandlung Führungsabstände zwischen den Fäden erreichen, die eine kompakte Bauweise einzelner Aggregate ermöglicht. Führungsabstände im Bereich von <10 mm lassen sich ohne weiteres realisieren. Die symmetrische Aufteilung und Auslenkung der Fäden zum Abziehen garantiert zudem eine gleichmäßige Qualität aller Fäden.
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Der Aufbau und die Funktion des Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel nach 1, so dass zu der vorhergehenden Beschreibung Bezug genommen wird und an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Präparationseinrichtung 4 mehrere den einzelnen Spinndüsen 8.1 bis 8.6 zugeordnete Präparationsfadenführer auf. Jeder der Spinndüsen 8.1 bis 8.6 sind zwei im Abstand zueinander angeordnete Präparationsfadenführer 11.1 und 11.2 zugeordnet, so dass die durch eine der Spinndüsen 8.1 bis 8.6 extrudierte Filamentschar zu zwei parallel laufenden Fäden geführt wird. So wird die erste Gruppe von Fäden 35.1 durch insgesamt 6 Fäden gebildet, die aus den Filamentscharen 9.1, 9.2 und 9.3 der Spinndüsen 8.1, 8.2 und 8.3 entstehen. Die zweite Gruppe von Fäden 35.2 wird ebenfalls durch sechs Fäden gebildet, die aus den Filamentscharen 9.4, 9.5 und 9.6 der Spinndüsen 8.4, 8.5 und 8.6 entstehen.
Die beiden Gruppen von Fäden 35.1 und 35.2 werden durch die Abzugsorgane 5.1 und 5.2 abgezogen. Dabei werden die Gruppen von Fäden 35.1 und 35.2 durch jeweils eine Fadenumlenkstange 16.1 und 16.2 sowie einen Sammelfadenführer 17.1 und 17.2 aus der Spinnebene in eine Behandlungsebene geführt, die orthogonal zu der Spinnebene ausgerichtet ist. Dabei werden die Fäden der beiden Gruppen 35.1 und 35.2 jeweils zu einer Teilfadenschar zusammengeführt, mit einem Führungsabstand zwischen den einzelnen Fäden. Die Galetten 13.1 und 13.2 der Abzugsorgane 5.1 und 5.2 sowie die Streckgalette 19 des Behandlungsorgans 6 sind in einer Fadenlaufebene nebeneinander angeordnet, wobei die axiale Ausrichtung der Galetten 13.1, 13.2 und 19 parallel zur Behandlungsebene liegt. Daraus ergibt sich ein vorteilhafter Fadenlauf, der zu einer besonders kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt. Den Galetten 13.1 und 13.2 sind jeweils eine Vortangeleinrichtung 18.1 und 18.2 in der Behandlungsebene vorgeordnet.
Zur weiteren Erläuterung des Fadenlaufs und der Fadenbehandlung kann an dieser Stelle zu den vorgenannten Ausführungsbeispiel nach 1 Bezug genommen werden.
Die Ausführungsbeispiele nach 1 und 2 sind besonders geeignet, um textile POY-Fäden herzustellen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind jedoch nicht auf die Herstellung bestimmter Garntypen beschränkt. So lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren durch beliebige Ausgestaltung der Abzugsorgane und Behand lungsorgane zur Herstellung aller gängigen textilen Fäden (POY, FDY, HOY) technischer Fäden und BCF-Fäden einsetzen. Durch die Verwendung mehrerer Abzugsorgane zum gleichzeitigen Abziehen mehrerer Gruppen von Fäden aus einer Spinneinrichtung, können besonders gering Bauhöhen der Spinnanlage erreicht werden. Die Anzahl der nebeneinander angeordneten Spinndüsen in den gezeigten Ausführungsbeispielen ist beispielhaft, und könnte ebenso durch acht, zehn, zwölf oder noch mehr Spinndüsen gebildet sein.
In 3 ist als weiteres Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung dargestellt, die zur Herstellung voll verstreckten Fäden einsetzbar ist. Um Wiederholungen zu vermeiden, sind in nachfolgenden Beschreibungen nur die Unterschiede zu den zuvor genannten Ausführungsbeispielen erläutert.
Die Spinneinrichtung 1 weist an einem Spinnbalken 7 insgesamt acht nebeneinander angeordnete Spinndüsen 8.1 bis 8.8 auf Jede der Spinndüsen 8.1 bis 8.8 enthält auf ihrer Unterseite eine kreisförmige Anordnung von Düsenbohrungen, durch welche eine Vielzahl von Filamenten extrudierbar sind. Unterhalb der Spinneinrichtung 1 ist eine Kühleinrichtung 2 mit einem Kühlschacht 34 und einer hier nicht dargestellten Querstromanblasung angeordnet. Dabei wird ein von außen quer auf die Filamentscharen gerichteter Kühlmedienstrom zur Abkühlung der Filamente erzeugt.
Die unterhalb der Kühleinrichtung 2 vorgesehene Präparationseinrichtung 4 enthält zu jedem der Spinndüsen 8.1 bis 8.8 jeweils einen Präparationsfadenführer 11.1 bis 11.8, um die Filamentscharen 9.1 bis 9.8 zu jeweils einem Faden zusammenzuführen.
Unterhalb der Präparationseinrichtung 4 sind zwei Abzugsorgane 5.1 und 5.2 angeordnet, die jeweils durch eine angetriebene Galette 13.1 und 13.2 sowie jeweils einer den Galetten 13.1 und 13.2 zugeordneten frei drehbaren Überlaufrollen 29.1 und 29.2. Den Galetten 13.1 und 13.2 sind jeweils ein Sammelfadenführer 17.1 und 17.2 sowie eine Vortangeleinrichtung 18.1 und 18.2 vorgeordnet. Durch die Sammelfadenführer 17.1 und 17.2 werden die Fäden in zwei Gruppen 35.1 und 35.2 aufgeteilt und über die zugeordneten Abzugsorgane 5.1 und 5.2 aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen. Die Anordnung der Sammelfadenführer 17.1 und 17.2 ist dabei symmetrisch zu den zugeordneten Spinndüsen 8.1 bis 8.4 sowie 8.5 bis 8.8. Damit wird eine gleichmäßige Auslenkung der insbesondere äußeren Fäden erreicht. Zum Abziehen der Fäden der beiden Gruppen 35.1 und 35.2 werden die Galettenantriebe 14.1 und 14.2 durch einen Gruppenumrichter 15 mit identischer Frequenz angesteuert, so dass beide Galetten 13.1 und 13.2 mit identischen Umfangsgeschwindigkeiten umlaufen. Dabei werden die Galetten 13.1 und 13.2 sowie die zugeordneten Überlaufrollen 29.1 und 29.2 mehrfach von den Fäden umschlungen.
Auf der Ablaufseite der Abzugsorgane 5.1 und 5.2 sind jeweils ein Ablauffadenführer 32.1 und 32.2 zugeordnet, um einen während des Abziehens eingestellten Führungsabstand zwischen den Fäden einzuhalten. Von dem ablaufenden Fadenführer 22.1 und 22.2 werden die Fäden der beiden Gruppen 35.1 und 35.2 zu einer Fadenschar 36 zusammengeführt. Die Fadenschar 36 wird hierzu über den Sammelfadenführer 33 geführt, der einem Behandlungsorgan 6 vorgeschaltet ist. Das Behandlungsorgan 6 wird hierbei durch ein Streckfeld mit jeweils zwei Streckgalettenduos 31.1 und 31.2 gebildet. Jede der Streckgalettenduos 31.1 und 31.2 ist jeweils über eine Antriebseinheit 37.1 und 37.2 bestehend aus jeweils einem Elektromotor mit Umrichter angetrieben. Die Antriebseinheiten 37.1 und 37.2 sind mit einem Steuergerät 30 verbunden, welches ebenfalls mit dem Gruppenumrichter 15 der Abzugsorgane 5.1 und 5.2 verbunden ist. In dem Behandlungsorgan 6 werden die Fäden parallel nebeneinander über die Streckgalettenduos 31.1 und 3l.2 geführt und verstreckt. Hierzu ist zwischen den Streckgalettenduos 31.1 und 31.2 eine Geschwindigkeitsdifferenz eingestellt. Die Streckgalettenduos 31.1 und 31.2 sind jeweils an zwei Galetten gebildet, die in eine Ebene senkrecht zur Zeichnungsebene angeordnet sind. Daher ist in 3 nur eine der Galetten dargestellt.
Nach dem Verstrecken werden die Fäden der Fadenschar 36 durch die Aufwickeleinrichtung 3 abgezogen und zu Spulen 27 aufgewickelt. Zur Fadenführung ist hier bei dem letzten Streckgalettenduo 31.2 ein Ablauffadenführer 22 zugeordnet, durch welchen die Fäden innerhalb des Behandlungsorgans 6 einen vordefinierten Behandlungsabstand zueinander erhalten. Anschließend werden die Fäden der Fadenschar 36 aufgespreizt und über die einzelnen Kopffadenführer 23 der Aufwickeleinrichtung zugeführt. Die Aufwickeleinrichtung 3 ist identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispielen ausgeführt, so dass an einer lang ausgkragenden Spulspindel 26.1 insgesamt 8 Fäden gleichzeitig zu Spulen 27 gewickelt werden.
Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert darauf, dass die Fäden in einer Fadenebene zwischen dem Spinnen und dem Aufwickeln geführt sind. Die Spinnebene und die Behandlungsebene liegen parallel zueinander, so dass die Aufwickeleinrichtung 3 parallel zur Spinndüsenreihe der Spinneinrichtung 1 ausgerichtet ist. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich besonders zur Herstellung von FDY-Fäden.

1: Spinneinrichtung
2: Kühleinrichtung
3: Aufwickeleinrichtung
4: Präparationseinrichtung
5.1, 5.2: Abzugsorgan
6: Behandlungsorgan
7: Spinnbalken
8.1 ... 8.8: Spinndüsen
9.1 ... 9.8: Filamentschar
10.1 ... 10.6: Blaskerze
11.1 ... 11.12: Präparationsfadenführer
12: Schmelzezulauf
13.1, 13.2: Galette
14.1, 14.2, 14.3: Galettenantrieb
15: Gruppenumrichter
16.1, 16.2: Fadenumlenkstange
17.1, 17.2: Sammelfadenführer
18.1, 18.2: Vortangeleinrichtung
19: Streckgalette
20: Galettenantrieb
21: Haupttangeleinrichtung
22: Ablauffadenführer
23: Kopffadenführer
24: Changiereinrichtung
25: Andrückwalze
26.1, 26.2: Spulspindel
27: Spule
28: Drehteller
29.1, 29.2: Überlaufrolle
30: Steuergerät
31.1, 31.2: Streckgalettenduo
32.1, 32.2: Ablauffadenführer
33: Sammelfadenführer
34: Kühlschacht
35.1, 35.2: Gruppe von Fäden
36: Fadenschar
37.1, 37.2: Antriebseinheit

Claims

Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden mit einer Spinneinrichtung (1), die mehrere nebeneinander angeordnete Spinndüsen (8.1 ... 8.6) aufweist, mit einer den Spinndüsen (8.1 ... 8.6) zugeordneten Kühleinrichtung (2) und mit einem Abzugsorgan, einem Behandlungsorgan (6) und einer Aufwickeleinrichtung (3), die unterhalb der Kühleinrichtung (2) in einem Fadenlauf angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Kühleinrichtung (2) mehrere Abzugsorgane (5.1, 5.2) vorgesehen sind, dass jeder der Abzugsorgane (5.1, 5.2) einer Gruppe von Spinndüsen (8.1 ... 8.3, 8.4 ... 8.6) zugeordnet ist und dass die Abzugsorgane (5.1, 5.2) mit dem nachgeordneten Behandlungsorgan (6) derart zusammenwirken, dass die Fäden als eine Fadenschar (36) durch das Behandlungsorgan (6) führbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsorgane (5.1, 5.2) symmetrisch unterhalb der jeweils zugeordneten Gruppe von Spinndüsen (8.1 ... 8.3, 8.4 ... 8.6) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüsen (8.1 ... 8.6) der Spinneinrichtung (1) eine erste gemeinsame Fadenlaufebene (Spinnebene) für alle Fäden bilden, dass das Behandlungsorgan (6) eine zweite gemeinsame Fadenlaufebene (Behandlungsebene) für alle Fäden bilden und dass die Spinnebene im Wesentlichen orthogonal zu der Behandlungsebene ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsorgane (5.1, 5.2) die Gruppen von Fäden (35.1, 35.2) in jeweils eine dritte Fadenlaufebene führen, die parallel zu der Behandlungsebene oder der Spinnebene ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsorgane (5.1, 5.2) dem Behandlungsorgan (6) derart vorgeordnet sind, dass jeder der Fäden mit gleich großen Fadenumschlingungen führbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Abzugsorgan (5.1, 5.2) ein von mehreren Sammelfadenführern (17.1, 17.2) vorgeordnet sind, durch welche die den Abzugsorganen (5.1, 5.2) zugeordneten Fäden (35.1, 35.2) von einem Teilungsabstand der Spinndüsen in einen Führungsabstand führbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vortangeleinrichtungen (18.1, 18.2) vorgesehen sind, die jeweils zwischen den Sammelfadenführern (17.1, 17.2) und den Abzugsorganen (5.1, 5.2) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsorgane (5.1, 5.2) durch jeweils eine angetriebene Galette (13.1, 13.2) gebildet sind und dass die Galettenantriebe (14.1, 14.2) der Galetten (13.1, 13.2) synchron steuerbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Galettenantriebe (14.1, 14.2) der Galetten ( 13.1, 13.2) durch einen Gruppenumrichter (15) steuerbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass den Galetten (13.1, 13.2) jeweils eine Überlaufrolle (29.1, 29.2) zugeordnet ist, die von den Fäden mehrfach umschlungen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsorgan (6) durch eine angetriebene Streckgalette (19) oder durch ein angetriebenes Galettenduo (31.1) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsorgan (6) eine Tangeleinrichtung (21) aufweist, welche mehrere Fadenbehandlungskanäle mit einem Behandlungsabstand von kleiner 10mm enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tangeleinrichtung (21) im Fadenlauf der Streckgalette (19) vorgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (2) pro Spinndüse (8.1 ... 8.6) eine Blasskerze (10.1 ... 10.6) aufweist, die jeweils einen radial von innen nach außen gerichteten Kühlluftstrom zur Abkühlung der ringförmig geführten Filamentschar (9.1 ... 9.6) einer der Spinndüsen (8.1 ... 8.6) erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühleinrichtung (2) eine Präparationseinrichtung (4) zu geordnet ist, welche pro Spinndüse (8.1 ... 8.8) mehrere Präparationsfadenführer (11.1 ... 11.12) aufweist, wobei die Filamentschar (9.1 ... 9.6) der zugeordneten Spinndüse (8.1 ... 8.6) durch die Präparationsfadenführer (11.1 ... 11.12) in mehrere Fäden überführt wird.
Verfahren zum Schmelzspinnen, Abziehen, Behandeln und Aufwickeln mehrerer synthetischer Fäden in folgenden Schritten: 16.1. Extrudieren und Abkühlen mehrerer Filamentscharen parallel nebeneinander und zusammenführen jedes der Filamentschare zu jeweils einem der Fäden; 16.2.Aufteilen der Fäden in zumnindest zwei Gruppen von Fäden und Abziehen jeder Gruppe von Fäden durch separate Abzugsorgane; 16.3. Zusammenführen der Fadengruppen zu einer Fadenschar mit parallel laufenden Fäden und Aufnehmen der Fadenschar zur Behandlung durch ein Behandlungsorgan und 16.4. Aufwickeln der Fäden der Fadenschar zu Spulen.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen von Fäden durch eine symmetrische Aufteilung und Auslenkung der Fäden gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden zum Spinnen in einer ersten Fadenlaufebene (Spinnebene) geführt werde und dass die Fäden zum Behandeln in einer um 90° verdrehten zweiten gemeinsamen Fadenlaufebene (Behandlungsebene) geführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden beim Übergang von der Spinnebene in die Behandlungsebene mit im wesentlichen gleichen Fadenumschingungen an den Abzugsorgan geführt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsorgane zum Abziehen der Fäden synchron betrieben werden.