DE102005049162A1

DE102005049162A1 - Spinnbalken

Info

Publication number: DE102005049162A1
Application number: DE200510049162
Authority: DE
Inventors: Ulrich Enders; Detlev Schulz
Original assignee: Saurer GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2004-10-30
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2006-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spinnbalken zum Spinnen von synthetischen Filamentfäden. Das schmelzflüssige Polymer wird in Spinnpaketen mittels Spinndüsen zu Filamenten extrudiert. Um eine anschließende Abkühlung der Filamente zu verzögern, ist unterhalb der Spinnpakete eine Abschirmung vorgesehen. Diese Abschirmung wird durch gegenüber den Vertiefungen des Spinnbalkengehäuses kürzere Spinnpakete erreicht. Durch Veränderung der Einbaulänge der Spinnpakete können unterschiedliche Längen der Abschirmung erzielt werden, ohne an dem Spinnbalkengehäuse selbst Umbaumaßnahmen durchführen zu müssen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spinnbalken zur Herstellung von synthetischen Filamentfäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Spinnbalken ist aus der Patentschrift EP 0 163 248 B1 bekannt. Bei der Herstellung von synthetischen Filamentfäden wird zunächst von einer Schmelzequelle, beispielsweise einem Extruder oder einer Polymerisationsanlage kommendes schmelzflüssiges Polymer einem Spinnbalken zugeführt. Der Spinnbalken hat die Aufgabe, das Polymer dosiert auf mehrere Spinnstellen zu verteilen sowie eine Tragfunktion zu erfüllen. Daher sind Spinnbalken meist als balkenförmige Gehäuse ausgeführt, die Elemente zur Schmelzeverteilung und – dosierung, dies sind Schmelzeverteilleitungen und Dosierpumpe, sowie eine Heizeinrichtung und Isolation, beinhalten. Ferner sind an der Unterseite des Spinnbalkengehäuses mehrere so genannte Spinnpakete eingebracht, mit denen durch in Düsenplatten eingebrachte Düsenbohrungen aus dem schmelzflüssigen Polymer Filamente extrudiert werden. Die Spinnpakete sind zylinderförmig ausgeführt und weisen an ihrer Oberseite einen konzentrischen Schmelzezulauf und an ihrer Unterseite die bereits erwähnte Düsenplatte auf. Mit einem ebenfalls koaxial angeordneten Gewinde werden die Spinnpakete jeweils in Vertiefungen des Spinnbalkengehäuses vorgesehene Aufnahmen eingeschraubt. Dabei sind die Vertiefungen des Spinnbalkengehäuses so tief bemessen, dass die Spinnpakete vollständig von den Vertiefungen aufgenommen werden. Dies gewährleistet, dass die Spinnpakete von dem Spinnbalkengehäuse mit beheizt werden.

Der Aufbau eines Spinnpaketes wird nachfolgend beschrieben. Spinnpakete nach dem Stand der Technik bestehen aus einem zylinderförmigen Gehäuse in das von oben nach unten, also in Fließrichtung der Schmelze gesehen, folgende Bauteile eingesetzt sind. Zuerst ist ein Einsatz vorgesehen, der an seiner Oberseite eine Dichtung aufweist, die mit einer Dichtfläche an der Aufnahme des Spinnbalkengehäuses zusammenwirkt. Bei der Montage wird eine Anpresskraft der Dichtung gegenüber der Dichtfläche an der Aufnahme aufgebracht. Der Einsatz führt zunächst die Schmelze in das Spinnpaket und verteilt sie gleichmäßig radial. Darunter ist ein Filtereinsatz vorgesehen, der die Schmelze von Verunreinigungen filtert und nochmals gleichmäßig verteilt. Dahinter ist die bereits beschriebene Düsenplatte angeordnet.

In der weiteren Verarbeitung der extrudierten Filamente werden die Filamente unterhalb des Spinnbalkens zunächst von einem Kühlluftstrom unter ihre Erstarrungstemperatur abgekühlt. Im weiteren Verlauf werden die Filamente zu Fäden zusammengefasst, nachbehandelt und von einer Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Bei der Optimierung der Herstellungsprozesse hat es sich bei bestimmten Fadensorten als vorteilhaft herausgestellt, die Filamente unmittelbar nach dem Extrudieren zunächst für eine gewisse Zeit noch nicht abzukühlen. Dies wird erreicht, indem beispielsweise unterhalb des Spinnpaketes eine Abschirmung in Form einer Hülse oder eines Kragens angebracht ist, die die Kühlluft zunächst von den Filamenten abschirmt. Ein Spinnprozess unter Verwendung eines solchen Kragens ist in der Patentanmeldung EP 0 089 912 A2 beschrieben. Weiterhin ist es bekannt, die Vertiefung des Spinnbalkengehäuses, in der das Spinnpaket eingeschraubt wird, tiefer vorzusehen, als das Spinnpaket lang ist. Dadurch wird ebenfalls ein Abschirmungseffekt erreicht. Zudem wirkt die Strahlungswärme des Spinnbalkengehäuses einer Abkühlung der Fäden entgegen. Eine solche Anordnung wird in der Patentschrift EP 0 387 470 B1 gezeigt. Eine zusätzlich unterhalb des Spinnpaketes angeordnete Heizung wird in der Patentanmeldung DE 100 34 891 A1 offenbart.

Um bei einem Spinnprozess die Fadenqualitäten zu optimieren oder um einen Spinnprozess umzustellen ist es erforderlich, die Parameter des Herstellungsprozesses anpassen zu können. Einer dieser Parameter ist die Länge der Abschirmung. Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen lassen keine einfache Änderung der Länge der Abschirmung zu. Meist sind hierzu aufwändige Umbaumaßnahmen direkt an dem heißen Spinnbalken erforderlich, die vor allem mit Hinblick auf die Verletzungsgefahr durch möglicherweise herabtropfendes schmelzflüssiges Polymer und auf Grund der Tatsache, dass diese Maßnahmen über Kopf durchzuführen sind, kaum praxisgerecht sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Spinnbalken derart zu verbessern, dass mit einfachen Umbaumaßnahmen die Länge der Abschirmung verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spinnbalken mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei basiert die Erfindung auf einem Spinnbalken, bei dem die Abschirmung durch vertieft in das Spinnbalkengehäuse eingesetzte Spinnpakete gebildet wird. Die Variabilität der Länge der Abschirmung wird dadurch erreicht, dass das Spinnpaket bzw. die Aufnahme des Spinnbalkengehäuses Mittel aufweisen, mit denen das Spinnpaket in verschiedenen Tiefen in das Spinnbalkengehäuse eingebaut werden kann. Durch die unterschiedlichen Einbautiefen werden unterschiedliche Längen der wirksamen Abschirmung erreicht. Dabei bemisst sich die Länge der Abschirmung nach dem Übermaß, um das die Vertiefung des Spinnbalkens tiefer ist als das Spinnpaket lang ist. Ein eventuell unterhalb des Spinnbalkens angeordneter Kragen wird ebenfalls vom Erfindungsgedanken erfasst, wobei hier die Unterkante des Kragens mit der Unterkante des Spinnbalkengehäuses gleichzusetzen ist. Das Spinnpaket eines Spinnbalkens ist üblicherweise leicht demontierbar. Die Erfindung macht sich nun diese Demontierbarkeit zunutze, um das Spinnpaket bei der Montage in unterschiedlichen Einbautiefen montieren zu können. Somit sind keine schwierigen oder gefährlichen Montagearbeiten am Spinnbalkengehäuse selbst erforderlich.

In einer Variante der Erfindung ist das Mittel, mit dem die variable Einbautiefe erreicht wird, ein Gewinde, das gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Gewinden deutlich länger ist und eine Montage des Spinnpaketes in verschiedenen Einschraubtiefen erlaubt. Dazu ist das Gewinde um mindestens den Verstellbereich, um den die Länge der Abschirmung verstellbar ist länger, als es für eine sichere Montage des Spinnpaketes erforderlich ist.

Um eine reproduzierbare Fixierung in der gewünschten Einschraubtiefe zu gewährleisten, ist das Gewinde mit einem Anschlag ausgestattet, der das Anschrauben des Spinnpaketes nur bis zu der gewünschten Einschraubtiefen erlaubt.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist dieser Anschlag ein Stift, der in verschiedenen Positionen am Gewinde eingesteckt werden kann. In einer anderen Ausführungsvariante ist der Anschlag eine Hülse, die in das Gewinde eingesteckt wird und das Einschrauben des Spinnpakets nur bis zum Anschlag erlaubt.

Die Vorteile der leichten Montierbarkeit kommen bei einer Ausführungsform zum Tragen, bei der der verstellbare Anschlag an dem Spinnpaket vorgesehen ist und mit einem festen Anschlag am Spinnbalkengehäuse oder an der Aufnahme am Spinnbalkengehäuse korrespondiert. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Verstellung der Einschraubtiefen alle durchzuführenden Umbauarbeiten am ausgebauten Spinnpaket erledigt werden können.

In einer anderen Variante der Erfindung wird anstelle des Gewindes ein Verriegelungsmechanismus verwendet, der in verschiedenen Einbautiefen verriegelt werden kann. Dies kann beispielsweise ein Bajonettverschluss sein, der unterschiedliche Führungsbahnen für unterschiedliche Einbautiefen aufweist.

Um trotz unterschiedlicher Einbautiefen die für die sichere Abdichtung zwischen der Aufnahme des Spinnbalkengehäuses und dem Einsatz des Spinnpaketes erforderliche Anpresskraft der Dichtung zu gewährleisten, ist das Spinnpaket des erfindungsgemäße Spinnbalkens mit Einsätzen unterschiedlicher Länge bestückbar, die den verschiedenen möglichen Einbautiefen entsprechen.

Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:

1 den Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Spinnbalken,

2 im Schnitt das Detail eines Spinnpaketes des erfindungsgemäßen Spinnbalkens, vorbereitet für eine große Einbautiefe,

3 das Spinnpaket aus 2, vorbereitet für eine mittlere Einbautiefe,

4 eine Ausführungsvariante des Spinnpaketes,

5 eine weitere Ausführungsvariante des Spinnpaketes.

In 1 ist ein erfindungsgemäßer Spinnbalken im Schnitt dargestellt. Von einer externen Schmelzequelle 3, beispielsweise einem Extruder, wird dem Spinnbalken Schmelze zugeführt. Die Schmelze wird über die erste Schmelzeteilzuleitung 2.1 zunächst zu einer angetriebenen Dosierpumpe 4 geleitet. Die Dosierpumpe 4 dosiert und verteilt die Schmelze auf mehrere Schmelzeteilzuleitungen 2.2, die die Schmelze auf die Spinnpakete 7 verteilen. In diesem Beispiel sind aus Vereinfachungsgründen nur zwei Spinnpakete darstellt, die Erfindung erstreckt sich jedoch auf jede Anzahl oder Anordnung von Spinnpaketen. Der Spinnbalken wird von einem Spinnbalkengehäuse 1 gebildet, der die anderen Komponenten des Spinnbalkens trägt. Zusätzlich umfasst der Spinnbalken eine hier nicht dargestellte Heizung sowie eine Isolierung. Die Spinnpakete 7 werden von Aufnahmen 5 getragen, die innerhalb von Vertiefungen 6 des Spinnbalkengehäuses 1 angeordnet sind. In der 1 ist der Spinnbalken mit einem montierten Spinnpaket 7 und einem demontierten Spinnpaket dargestellt. Das Maß, um das die Unterkante der Aufnahme 5 gegenüber der Unterkante des Spinnbalkengehäuses 1 zurücktritt, wird als Vertiefungsmaß T bezeichnet. Im montierten Zustand weist die Unterkante des Spinnbalkengehäuses 1 gegenüber der Unterkante des Spinnpaketes 7 einen Überstand E auf. Dies entspricht der Länge der Abschirmung. Das Überstand E ergibt sich aus der Differenz des Vertiefungsmaßes T und der Einbaulänge des Spinnpaketes, auf das in den nachfolgenden Bildern eingegangen wird. In diesen Beispielen weist die Aufnahme 5 ein Schraubengewinde auf. Das Spinnpaket 7 weist ein dazu passendes Mutterngewinde auf, das länger ist als das Gewinde der Aufnahme 5. Dadurch ist es möglich, das Spinnpaket verschieden tief einzuschrauben, um so verschiedene Überstände E zu realisieren. Es ist jedoch auch möglich, aber nicht notwendig, das Gewinde der Aufnahme 5 länger auszuführen. In jedem Fall ist zumindest eines der beiden Gewinde um mindestens den Verstellbereich, um den die Länge der Abschirmung verstellbar ist länger, als es für eine sichere Montage des Spinnpaketes erforderlich ist.

In 2 ist eine Ausführungsvariante des Spinnpaketes 7 dargestellt. Das Spinnpaket 7 besteht aus einem Spinnpaketgehäuse 8, das die weiteren Bestandteile des Spinnpaketes 7 trägt. Dies sind an der unteren Schmelzeaustrittsseite die Düsenplatte 9 mit einer Vielzahl von Spinndüsen 10, durch die Schmelze zu Fäden extrudiert wird. Darüber angeordnet befindet sich der Filtereinsatz 12, der aus der Schmelze Verschmutzungen, Gele oder vercracktes Material ausgefiltert und die Schmelze verteilt. Oberhalb des Filtereinsatzes 12 ist ein Einsatz 11 angeordnet, der die Schmelze über eine Innenbohrung nach unten führt. An der Oberseite des Einsatzes 11 ist eine Dichtfläche 13 vorgesehen, die eine entsprechenden Fläche der hier nicht dargestellten Aufnahme 5 des Spinnbalkengehäuses 1 kontaktiert. Der Abstand zwischen dieser Dichtfläche 13 und der Unterkante des Spinnpaketes 7 wird als Einbaulänge L1 definiert. Damit ergibt sich zusammen mit dem in 1 gezeigten Vertiefungsmaß T und dem Überstand E die Beziehung E = T – L1. Somit kann über eine Veränderung der Einbaulänge L1 der Überstand E und somit die Länge der Abschirmung verändert werden. Hierzu weist das Spinnpaketgehäuse 8 Anschlagsbohrungen 15 auf, in die Stifte eingesteckt werden können. Der besondere Vorteil liegt darin, dass eine Änderung der Einbaulänge L1 ausschließlich an einem ausgebauten Spinnpaket 7 vorgenommen wird. Somit sind keine Montagearbeiten an dem Spinnbalkengehäuse durchzuführen, so dass die Umbaumaßnahme gefahrlos und einfach erfolgt.

In 3 ist das Spinnpaket 7 aus 2 mit einem in einer der Anschlagsbohrungen 15 eingesetzten Stift 16 gezeigt. Hierdurch vergrößert sich die Einbaulänge L1 aus 2 auf die Einbaulänge L2. Entsprechend verkürzt sich der Überstand E. Der Einsatz 11 wurde hier gegenüber dem in 2 gezeigten Einsatz 11 durch ein längeres Exemplar ersetzt. Der Einsatz 11 in 3 ist um das Differenzmaß zwischen den Einbaulängen L2 und L1 länger. Dieser Austausch ist notwendig, um trotz unterschiedlicher Einbaulängen L1, L2 eine sicher Abdichtung der Dichtfläche 13 mit der Aufnahme 5 zu gewährleisten.

4 zeigt eine Variante zu dem in den 2 und 3 gezeigten Spinnpaket. Anstelle eines Stiftes, der in eine von mehreren Anschlagsbohrungen eingesetzt wird, dient hier eine austauschbare Abstandshülse 17 als Anschlag. Unterschiedliche Einbaulängen L2 werden hier durch unterschiedlich lange Abstandshülsen 17 realisiert. Auch hier wird beim Austausch der Abstandshülse 17 der Einsatz 11 ausgetauscht.

5 zeigt eine weitere Variante des Spinnpaketes 7. In dieser Variante wird die Verbindung zwischen dem Spinnpaket 7 und der Aufnahme 5 am Spinnbalkengehäuse 1 durch ein Bajonett hergestellt. Hierzu weist die Aufnahme 5 mehrere hier nicht dargestellte radial angeordnete Stifte auf, die mit je einer Führungsnut 18 des Bajonetts zusammenwirken. Die Führungsnut 18 weist für verschiedene Einbaulängen L1 Rastungen auf, in denen die Stifte der Aufnahme 5 einrasten können. Dabei sind verschiedenen Formen des Bajonetts denkbar und im Sinne des Erfindungsgedankens.

1: Spinnbalkengehäuse
2: Schmelzezuleitung
2.1: erste Schmelzeteilzuleitung
2.2: zweite Schmelzeteilzuleitung
3: Schmelzequelle
4: Dosierpumpe
5: Aufnahme
6: Vertiefung
7: Spinnpaket
8: Spinnpaketgehäuse
9: Düsenplatte
10: Spinndüse
11: Einsatz
12: Filtereinsatz
13: Dichtfläche
14: Gewinde
15: Anschlagsbohrungen
16: Stift
17: Abstandshülse
18: Führungsnut
T: Vertiefungsmaß
L1, L2: Einbaulänge
E: Überstand

Claims

Spinnbalken zum Spinnen von synthetischen Filamentfäden, mit einer Schmelzezuleitung (2) innerhalb eines Spinnbalkengehäuses (1), die mit einer Schmelzequelle (3) verbindbar ist, von der schmelzflüssiges Polymer dem Spinnbalken zuführbar ist, mit einem oder mehreren demontierbaren Spinnpaketen (7), die jeweils mit der Schmelzezuleitung (2) verbunden sind und die eine Vielzahl von Spinndüsen (10) enthalten, durch die das schmelzflüssige Polymer zu Filamenten extrudiert wird, wobei die Spinnpakete (7) in innerhalb des Spinnbalkengehäuses (1) integrierte Aufnahmen (5) einsetzbar sind, wobei die Aufnahmen (5) innerhalb des Spinnbalkengehäuses (1) derart versenkt angeordnet sind, dass die Spinnpakete (7) vom Spinnbalkengehäuse umhüllt werden, und dass die Unterkante des Spinnbalkengehäuses (1) gegenüber der Unterkante der Spinnpakete (1) im montierten Zustand einen Überstand (E) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinnpaket (7) oder die Aufnahme (5) ein Mittel ausweist, das die Montage des Spinnpaketes mit variablem Übermaß (E) ermöglicht.
Spinnbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel ein langes Gewinde (14) ist, das über die Anzahl der Umdrehungen ein variables Übermaß (E) ermöglicht, und dass das Gewinde (14) über einen Anschlag verfügt, der für verschiedene Einbautiefen verstellbar ist.
Spinnbalken nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag ein in verschiedenen Positionen (15) montierbarer Stift (16) ist.
Spinnbalken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag eine Abstandshülse (17) ist.
Spinnbalken nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Anschlag an dem Spinnpaket angeordnet ist und mit einem festen Anschlag am Spinnbalkengehäuse korrespondiert.
Spinnbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel aus mehreren in verschiedenen Einbautiefen angeordneten Verriegelungsmechanismen (18) besteht.
Spinnbalken nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das die Verriegelungsmechanismen (18) Bajonettverschlüsse sind.
Spinnbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinnpaket mit Einsätzen (11) unterschiedlicher Länge bestückbar ist