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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen
und Aufwickeln mehrerer Fäden gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Beim
Herstellen synthetischer Fäden ist es allgemein üblich,
dass die Einrichtungen zum Schmelzspinnen, Abziehen und Aufwickeln
der Fäden in einer vertikalen Anordnung zueinander gehalten
sind. Hierbei werden die Fäden in jeweils einem durch die
Einrichtungsgegenstände zum Schmelzspinnen, zum Abziehen
und zum Aufwickeln der Fäden vorbestimmten Fadenabstand
zueinander geführt. Beim Schmelzspinnen ist der Fadenabstand benachbarter
Fäden beispielsweise durch die Größe der
Spinndüsen und deren Teilung bestimmt. Zum Abziehen werden
die Fäden dagegen gemeinsam mittels einer Abzugsgalette
in einem engen Abstand nebeneinander parallel an einem Galettenmantel
geführt. Somit ist es erforderlich, die Fäden
in einer Übergangszone nach dem Schmelzspinnen von einem
durch die Spinneinrichtung bestimmten Fadenabstand auf einen für
die Galetteneinrichtung gewünschten schmalen Abstand zusammenzuführen. Um
Fadenreibungen und Fadenspannungserhöhungen zu vermeiden,
können hierbei nur geringe Auslenkwinkel zugelassen werden,
so dass sich bei einer großen Anzahl von Fäden
entsprechend lange Übergangszonen ergeben. Derartige Übergangszonen werden üblicherweise
durch sogenannte Fallschächte gebildet.
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Um
möglichst kompakte und wenig auskragende Abzugsgaletten
zu erhalten, besteht in der Praxis zunehmend der Wunsch, den Fadenabstand in
der Galetteneinrichtung möglichst klein zu halten. Hierzu
ist es jedoch erforderlich, dass die Filamente des Fadens, die nach
dem Schmelzspinnen und Abkühlen gebündelt werden,
einen sicheren Zusammenhalt bilden und somit gegenseitige Beeinflussungen
der Fäden zu vermeiden. Um die Filamentbündel nach
dem Abkühlen zu jeweils einem Faden zusammenzuführen,
sind im Stand der Technik grundsätzlich verschiedene Verfahren
und Vorrichtungen bekannt.
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So
ist beispielsweise aus der
DE
42 02 896 C2 eine Bündelungseinrichtung beschrieben,
bei welcher an dem Filamentbündel ein Falschdrall erzeugt
wird. Hierzu ist eine Dralldüse in einem sogenannten Konvergenzpunkt
mittig unterhalb der Spinndüse angeordnet, so dass alle
durch eine Spinndüse extrudierten Filamentstränge
gemeinsam in die Dralldüse einlaufen und gedrallt werden.
Die aus der
DE 42 02
896 C2 bekannte Vorrichtung besitzt jedoch grundsätzlich
den Nachteil, dass der an dem Faden erzeugte Falschdrall sich unmittelbar
auf die Filamente in der Spinnzone auswirkt, da sich bekanntlich
ein Falschdrall sowohl in Fadenlaufrichtung als auch entgegen der
Fadenlaufrichtung am Faden fortpflanzt.
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Aus
der
DE 100 53 073
A1 ist eine weitere Vorrichtung bekannt, bei welcher die
Filamentbündel der Fäden durch Fadenführer
und eine Benetzung mit einem Präparationsfluid zusammengefügt
werden. Derartige Vorrichtungen erfordern eine intensive Benetzung
des Filamentbündels, um einen Fadenschluss über
längere Strecken zu gewährleisten. Derartige Benetzungen
können aber nachfolgende Prozessschritte wie z. B. ein
Erwärmen des Fadens behindern. Bei unzureichender Präparationsmengen können
insbesondere die aus der Umgebung an dem Faden resultierenden Luftturbulenzen
ein Aufweiten des Filamentbündels innerhalb des Fadens
bewirken.
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Es
ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen
Art zum Schmelzspinnen, Abziehen und Aufwickeln mehrerer Fäden derart
weiterzubilden, dass einerseits ein intensiver Fadenschluss nach
dem Schmelzspinnen herstellbar ist und andererseits die Filamente
mit hoher Gleichmäßigkeit extrudiert und abgekühlt
werden können.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Bündeleinrichtungen pro Faden jeweils ein in einer
Mittelsenkrechten zu der betreffenden Spinndüse gehaltenes
Bündelelement aufweisen und dass die Dralldüsen
oder zusätzliche Fadenführer derart versetzt zu
den Mittelsenkrechten gehalten sind, dass die Fäden in
den Fadenstücken bis zu den Dralldüsen zum Zwecke
eines Drallstopps mit zumindest einer Umlenkung oder mehreren aufeinanderfolgenden
Umlenkungen führbar sind.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen
der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die
Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es für die Ausprägung
der physikalischen Eigenschaften des Fadens von wesentlicher Bedeutung
ist, dass die Filamentstränge nach dem Extrudieren gleichmäßig
bis zu einem unteren Konvergenzpunkt geführt werden, um
die molekulare Struktur in den Filamenten durch die Abkühlung
und die dabei eintretenden Verfestigung zu fixieren. Die Erfindung
besitzt den besonderen Vorteil, dass die Filamentstränge
der Fäden bis zu den in der Mittelsenkrechte unterhalb
der Spinndüsen angeordneten Bündelelementen ohne
jeglichen Einfluss eines Falschdralls geführt werden. Um
den Einfluss des Falschdralls in den Fäden zu kontrollieren,
werden die Fäden zwischen dem Bündelelement und
den Dralldüsen vorzugsweise mit mehreren Teilumschlingungen geführt,
so dass ein sich aus der Dralldüse entgegen der Fadenlaufrichtung
fortpflanzender Falschdrall in den Fadenstücken zwischen
den Dralldüsen und den Bündelelementen gestoppt
wird. Hierzu wird bevorzugt die Dralldüse versetzt zur
Mittelsenkrechte unterhalb des Bündelelementes angeordnet.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, zwischen der Dralldüse und
dem Bündelelement zumindest einen zusätzlichen
Fadenführer anzuordnen, der eine Auslenkungen und damit
mehrere Teilumschlingungen an dem Faden zum Zwecke eines Drallstopps
erzeugt.
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Da
bei einer großen Anzahl von gleichzeitig parallel geführten
Fäden innerhalb der Spinneinrichtung das Zusammenraffen
der Fäden auf einen engeren Fadenabstand zu entsprechend
langen Übergangszonen führt, ist die Weiterbildung
der Erfindung gemäß Anspruch 2 besonders vorteilhaft,
um den durch Falschdrall erzeugten Fadenschluss in den Fäden
bis zur Abzugsgalette zu erhalten. Hierzu sind die Dralldüsen
der Bündeleinrichtungen und die Abzugsgalette derart zueinander
angeordnet, dass die zwischen den Dralldüsen und der Abzugsgalette
ge spannten Fadenstücke der Fäden in einer Fadenlaufebene
ohne Umlenkung geführt sind.
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Es
wird die erfindungsgemäße Weiterbildung bevorzugt
verwendet, bei welcher die Bündeleinrichtung einem unteren
Auslass des Kühlschachtes zugeordnet ist, wobei die benachbarten
Bündelelemente einen durch die Spinndüsen bestimmten
Teilungsabstand aufweisen. Insoweit wird der Falschdrall an den
Fäden unmittelbar bei Einlauf in einen Fallschacht, welcher
die Übergangszone bildet, erzeugt.
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Die
Weiterbildung der Erfindung, bei welcher eine Fadenführungsleiste
mit mehreren Fadenführern der Abzugsgalette vorgeordnet
ist und dass benachbarte Fadenführer mit einem Abstand
von < 10 mm zueinander
gehalten sind, ist besonders geeignet, um eine große Anzahl
von Fäden parallel nebeneinander an einer Abzugsgalette
zu führen. So lassen sich beispielsweise 10, 12 oder noch
mehr Fäden kollektiv nach dem Extrudieren aus der Spinnzone
abziehen. Die Fadenführerleiste bildet somit einen zweiten
Konvergenzpunkt, der das Zusammenraffen der Fäden und damit
das Ende der Übergangszone bildet.
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Diese
Position innerhalb der Vorrichtung ist besonders geeignet, um im
Fall einer Störung innerhalb der Galetteneinrichtung oder
der Aufwickeleinrichtung einen kollektiven Fadenschnitt auszuführen. Insoweit
wird die erfindungsgemäße Weiterbildung der Vorrichtung
bevorzugt verwendet, bei welcher der Fadenführungsleiste
im Fadenlauf eine Absaugeinrichtung nachgeordnet ist, die mit einer
Fadensammeleinrichtung zum Absaugen der Fäden zusammenwirkt.
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Um
die Entstehung von elektrostatischen Ladungen innerhalb des Fadens
zu vermeiden, werden gemäß einer bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung die Bündelelemente innerhalb einer Präparationseinrichtung
integriert, so dass die Fäden vor der Drallerzeugung benetzbar
sind.
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Grundsätzlich
besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Filamentstränge
der Fäden in einem unbenetzten Zustand zusammenzuführen.
In diesem Fall werden die Bündelelemente vorzugsweise durch Fadenführer
gebildet.
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Da
bekanntlich bei der Erzeugung eines Falschdralls an einem Faden
der Faden eine ballonartige Bewegung ausführt, ist die
Weiterbildung der Erfindung, bei welcher jeder der Dralldüsen
auf einer Einlassseite einen Einlauffadenführer und auf
einer Auslassseite einen Auslauffadenführer zugeordnet ist,
besonders vorteilhaft, um eine stabile Fadenführung insbesondere
in der Übergangszone bis zum Auflauf auf die Abzugsgalette
zu erhalten. Zudem lässt sich auf der Einlassseite der
Dralldüsen eine zusätzliche Teilumschlingung an
dem zulaufenden Faden erzeugen, der ebenfalls das Rücklaufen
des Falschdralls in den Faden behindert.
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Bei
der Herstellung von synthetischen Fäden werden diese üblicherweise
nach dem Abziehen verstreckt, wobei der Grad der Verstreckung von
dem jeweilig herstellbaren Fadentyp abhängt. So weisen sogenannte
POY-Fäden eine Teilverstreckung und die sogenannten FDY-Fäden
eine vollständige Verstreckung auf. Unabhängig
von dem Fadentyp lassen sich diese bevorzugt durch eine Galetteneinrichtung
mit mehreren angetriebenen Galetten verstrecken. Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden diese Galetteneinrichtungen
durch angetriebene Galetten gebildet, an deren Galettenmänteln
die Fäden gemeinsam mit einer einfachen Teilumschlingung
parallel nebeneinander führbar sind. Somit können
sehr kurze kompakte Galetten realisiert werden, die besonders zu
Beginn eines Prozesses zum Fadenanlegen einfach bedienbar sind.
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Um
den je nach Weiterbehandlung des Fadens in einem Folgeprozes wie
z. B. einer Texturierung den erforderlichen Fadenschluss zu erhalten,
ist der Galetteneinrichtung vorzugsweise eine Verwirbelungseinrichtung
zugeordnet, die pro Faden eine Behandlungsdüse zum Tanglen
oder zum Drallen des Fadens aufweist, wobei die Behandlungsdüsen
an der letzten Galette der Galetteneinrichtung im Fadenlauf vorgeordnet
sind. Damit ist sichergestellt, dass die für die Verwirbelung
der Fäden erforderliche Fadenspannung in den Fäden
unabhängig von einer Aufwickel spannung zum Aufwickeln der
Fäden einstellbar ist. Bei der Herstellung von sogenannten FDY-Fäden
wird die Verwirbelung vorzugsweise derart ausgeführt, dass
Verflechtungsknoten entstehen und einen festen Fadenschluss bilden.
Bei der Herstellung von POY-Fäden lässt sich der
Fadenschluss auch bevorzugt durch einen Drall erzeugen, so dass ein
anschließender Texturierprozess eine besonders gleichmäßige
Behandlung der Filamentstränge ohne störende Verflechtungsknoten
ermöglicht.
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Da
bei dem Übergang von der Galetteneinrichtung zu der Aufwickeleinrichtung
die Fäden üblicherweise wieder aufgespreizt werden
müssen, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft,
bei welcher zur Verteilung der Fäden auf mehrere Wickelstellen
der Aufwickeleinrichtung zumindest eine der Galetten der Galetteneinrichtungen
seitlich neben den Wickelstellen gehalten ist und mit ihrer Achse
quer zu einer Spulspindel der Aufwickeleinrichtung angeordnet ist,
wobei die Galette mit mehreren den Wickelstellen zugeordneten Umlenkrollen zusammenwirkt.
Durch diese Anordnung ist eine Verteilung der Fadenschar aus einer
im Wesentlichen horizontalen Verteilebene heraus möglich.
Ein Aufspreizen zu den größeren Fadenabständen
in den Wickelstellen kann dadurch vermieden werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachfolgend anhand
einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten
Figuren näher erläutert.
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Es
stellen dar:
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1 schematisch
eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 schematisch
eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels aus 1,
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3 schematisch
eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
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4 schematisch
einen Ausschnitt einer Draufsicht des Ausführungsbeispiels
aus 3.
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In
den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen,
Abziehen und Aufwickeln mehrerer Fäden gezeigt. In 1 ist
das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht und in 2 in einer
Vorderansicht dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher
Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung
für beide Figuren.
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Zum
Schmelzspinnen mehrerer multifiler Fäden ist ein beheizbarer
Spinnbalken 1 vorgesehen, der an seiner Unterseite mehrere
Spinndüsen 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 und 3.5 trägt.
Jede der Spinndüsen 3.1 bis 3.5 ist mit
einem an der Oberseite des Spinnbalkens 1 angeordneten
Schmelzezulauf 2 verbunden. Der Schmelzezulauf 2 ist
mit einer – hier nicht dargestellten – Schmelzequelle,
beispielsweise einem Extruder, gekoppelt. Innerhalb des Spinnbalkens 1 können
weitere Schmelze führende und Schmelze fördernde
Bauteile angeordnet sein, um eine über den Schmelzezulauf 2 zugeführte
Polymerschmelze auf die einzelnen Spinndüsen 3.1 bis 3.5 zu
verteilen.
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Jede
der Spinndüsen 3.1 bis 3.5 enthält
an einer Unterseite eine Vielzahl von Düsenöffnungen, durch
welche die Polymerschmelze zu einer Vielzahl von Filamentsträngen
extrudiert wird. Insoweit erzeugt jede der Spinndüsen 3.1 bis 3.5 eine
Vielzahl von Filamentsträngen, die hier als Filamentbündel 4.1 bis 4.5 bezeichnet
sind. Das Filamentbündel 4.1 ist somit der Spinndüse 3.1,
das Filamentbündel 4.2 der Spinndüse 3.2 usw.
zugeordnet.
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Unterhalb
des Spinnbalkens 1 ist eine Abkühleinrichtung 6 vorgesehen,
die aus einem Kühlschacht 8 und einer Anblasvorrichtung 7 gebildet
ist. Der Kühlschacht 8 ist derart unterhalb der
Spinndüsen 3.1 bis 3.5 angeordnet, dass
die durch die Spinndüsen 3.1 bis 3.5 extrudierten
Filamentbündel 4.1 bis 4.5 den Kühlschacht 8 durchlaufen. Über
die Anblasvorrichtung 7 lässt sich ein Kühlluftstrom
erzeugen, der in den Kühlschacht 8 eingeleitet
wird, so dass die Filamentstränge der Filamentbündel 4.1 bis 4.5 gleichmäßig
abgekühlt werden.
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Im
Auslassbereich des Kühlschachtes 8 ist jeder der
Spinndüse 3.1 bis 3.5 jeweils eine Bündeleinrichtung 9.1 bis 9.5 zugeordnet,
durch welche die Filamentstränge zu einem Faden zusammengefügt werden.
So wird das durch die Spinndüse 3.1 extrudierte
Filamentbündel 4.1 durch die Bündeleinrichtung 9.1 zu
einem Faden 5.1 zusammengeführt. Dementsprechend
ist die Bündeleinrichtung 9.2 der Spinndüse 3.2,
die Bündeleinrichtung 9.3 der Spinndüse 3.3 usw.
zugeordnet. Die Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.5 sind
identisch ausgebildet, so dass der Aufbau beispielhaft an der Bündeleinrichtung 9.1 erläutert
wird.
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Die
Bündeleinrichtung 9.1 weist ein Bündelelement 10 und
eine Dralldüse 11 auf. Das Bündelelement 10 ist
unterhalb der Spinndüse 3.1 in einer Mittelsenkrechten 17 zur
Spinndüse 3.1 gehalten. Das Bündelelement 10 bildet
den sogenannten Konvergenzpunkt, in welchem die durch die Spinndüse 3.1 extrudierten
Filamente zusammengefügt werden. Das Bündelelement 10 wird
in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Fadenführer
gebildet, der das gesamte Filamentbündel 4.1 gleichmäßig
symmetrisch zur Spinndüse 3.1 zusammenfügt.
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Die
Dralldüse 11 ist dem Bündelelement 10 im
Fadenlauf nachgeordnet, wobei die Dralldüse 11 außerhalb
der Mittelsenkrechten versetzt zum Bündelelement 10 gehalten
ist. Damit wird eine Auslenkung des Fadens im Bereich zwischen dem
Bündelelement 10 und der Dralldüse 11 zum
Zweck eines Drallstopps bewirkt. Der Dralldüse 11 ist
auf der Einlaufseite ein Einlauffadenführer 12 und
auf der Auslassseite ein Auslauffadenführer 13 zugeordnet.
Der Einlauffadenführer 12 und der Auslauffadenführer 13 liegen
in einer Fadenlaufebene. Der Faden 5.1 wird daher an dem
Bündelelement 10 und an dem Einlauffadenführer 12 jeweils
mit einer Teilumschlingung geführt, so dass der Faden 5.1 durch
das Bündelelement und dem Einlauffadenführer umgelenkt
wird.
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Den
Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.5 ist eine Präparationseinrichtung 14 zugeordnet,
durch welche die Filamentstränge der Filamentbündel 4.1 bis 4.5 gleichmäßig
mit einem Präparationsfluid benetzt werden. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Präparationseinrichtung 14 durch eine
sogenannte Walzenpräparation darge stellt. An dieser Stelle
sei jedoch ausdrücklich erwähnt, dass auch andere
Präparationseinrichtungen wie beispielsweise Stiftpräparationen
einsetzbar sind.
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Wie
insbesondere aus der Darstellung in 2 hervorgeht,
werden in einer unterhalb des Kühlschachtes 8 ausgebildeten Übergangszone
die Fäden 5.1 bis 5.5 auf einen möglichst
kleinen Behandlungsabstand zusammengeführt. Unmittelbar unterhalb
des Kühlschachtes 8 ist zwischen den Fäden 5.1 bis 5.5 jeweils
ein durch die Teilung der Spinndüsen 3.1 bis 3.5 bestimmter
Fadenabstand eingestellt. Die Lage der Fäden 5.1 bis 5.5 zueinander
ist somit durch die Bündelelemente 10 der Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.5 auf
der Auslassseite des Kühlschachtes 8 fixiert.
Um die Fadenschar kollektiv durch eine Abzugsgalette 21 der
Galetteneinrichtung 20 abziehen zu können, werden
die Fäden 5.1 bis 5.5 in der Übergangszone,
die in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Fallschacht 15 gebildet
ist, näher zusammengeführt, so dass sie auf der
Auslassseite des Fallschachtes 15 einen zur Behandlung
und Führung an den Galetten 21 und 22 der
Galetteneinrichtung 20 vorbestimmten Fadenabstand aufweisen. Zur
Einstellung des Fadenabstands ist auf der Auslassseite des Fallschachtes 15 eine
Fadenführerleiste 16 mit mehreren Fadenführern
angeordnet, durch welche die Fäden 5.1 bis 5.5 dicht
nebeneinander gehalten sind. Die Fadenführer der Fadenführerleiste 16 bestimmen
den Fadenabstand zwischen den Fäden 5.1 bis 5.5,
damit diese gemeinsam von der Galetteneinrichtung so aufgenommen
werden können. Der Fadenabstand liegt im Bereich < 10 mm, so dass die
Fadenführer der Führungsleiste 16 zueinander
einen Abstand von < 10
mm aufweisen.
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Unterhalb
der Fadenführerleiste 16 ist die Galetteneinrichtung 20 angeordnet,
die in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Abzugsgalette 21 und
eine nachgeordnete Führungsgalette 22 gebildet ist.
Die Abzugsgalette 21 und die Dralldüsen 11 der Bündeleinrichtungen
bilden eine Fadenlaufebene, in welcher der zwischen der Abzugsgalette 21 und
der betreffenden Dralldüse 10 geführte
Faden einen graden Fadenlauf erzeugt, wie am Beispiel des Fadens 5.1 in
der 1 dargestellt ist.
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Die
Abzugsgalette 21 und die Führungsgalette 22 sind
unabhängig voneinander durch jeweils einen Galettenantrieb 32.1 und 32.2 angetrieben. Hierbei
wird die Umfangsgeschwindigkeit zwischen den Galetten 21 und 22 vorzugsweise
mit einer Differenzgeschwindigkeit betrieben, um die Fäden 5.1 bis 5.5 kollektiv
zu verstrecken.
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Unterhalb
der Galetteneinrichtung 20 ist eine Aufwickeleinrichtung 24 angeordnet.
Die Aufwickeleinrichtung 24 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch
eine sogenannte Spulrevolvermaschine gebildet, welche einen drehbaren
Spindelträger 29 mit zwei auskragenden Spulspindeln 28.1 und 28.2 aufweist.
Der Spindelträger 29 ist in einem Maschinengestell 30 gelagert.
Dabei lassen sich die Spulspindeln 28.1 und 28.2 abwechselnd
in einen Betriebsbereich zum Wickeln der Spulen und in einen Wechselbereich
zum Auswechseln der Spulen führen. In dem Maschinengestell 30 ist
eine Changiervorrichtung 26 und eine Andrückwalze 27 vorgesehen,
um die Fäden 5.1 bis 5.5 zu jeweils einer
Spule 31 zu wickeln. Hierbei liegt die Andrückwalze 27 mit
Kontakt an der Oberfläche der Spulen 31 an. Die
Changiervorrichtung 26 weist zu jedem der Fäden 5.1 bis 5.5 eine Changiereinheit
auf, in welcher der Faden zur Bildung einer Kreuzspule hin- und
hergeführt wird. Oberhalb der Changiereinrichtung ist ein
Kopffadenführer 25 vorgesehen, durch welchen der
Einlauf der Fäden in die Wickelstellen geführt
ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Kopffadenführer 25 durch frei
drehbare Umlenkrollen gebildet, um die von der Führungsgalette 22 ablaufenden
Fäden aus einer im Wesentlichen horizontalen Verteilebene
heraus zu den Wickelstellen umzulenken. Damit lassen sich Aufspreizungen
der Fäden zu den Wickelstellen vermeiden.
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Zur
Verteilung der Fäden 5.1 bis 5.5 auf
die Wickelstellen der Aufwickeleinrichtung 24 ist die letzte
Führungsgalette 22 der Galetteneinrichtung 20 an einer
Stirnseite der Aufwickeleinrichtung 24 oberhalb der Kopffadenführer 25 gehalten.
Die Führungsgalette 22 ist hierzu mit ihrer Galettenachse
quer zu den Spulspindeln 28.1 und 28.2 ausgerichtet,
so dass die Fäden 5.1 bis 5.5 zur Verteilung
mit jeweils einfachen Teilumschlingungen an dem Mantel der Führungsgalette 22 und an
dem Umfang der Umlenkrollen der Kopffadenführer 25 geführt
werden können.
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In
diesem Ausführungsbeispiel ist der Galetteneinrichtung 20 eine
Verwirbelungseinrichtung 23 zugeordnet, die in dem Fadenstück
zwischen der Abzugsgalette 21 und der Führungsgalette 22 gehalten ist.
Innerhalb der Verwirbelungseinrichtung 23 sind jedem der
Fäden 5.1 bis 5.5 eine Behandlungsdüse zugeordnet,
um die Fäden 5.1 bis 5.5 unabhängig voneinander
durch jeweils einen Luftstrom zu verwirbeln und einen Fadenschluss
für eine Weiterverarbeitung der Fäden zu erzeugen.
Der Fadenschluss kann sowohl durch Bildung einzelner Verflechtungsknoten
oder alternativ durch eine Drallerzeugung erfolgen.
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Um
während eines Fadenbruchs beispielsweise in der Aufwickeleinrichtung 24 oder
in der Galetteneinrichtung 20 einen ungestörten
Abzug der Fäden von den Spinndüsen 3.1 bis 3.5 zu
erhalten, ist unterhalb der Fadenführerleiste 16 eine
Fadensammeleinrichtung 18 und eine Absaugeinrichtung 19 vorgesehen.
Die Fadensammeleinrichtung 18 ermöglicht ein kollektives
Einsammeln der Fäden und Durchtrennen der Fäden,
so dass diese direkt durch eine Absaugeinrichtung 19 zu
einem Garnbehälter abgeführt werden können.
Derartige Einrichtungen sind allgemein bekannt und erfordern somit
keine weiteren Beschreibungen.
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Bei
dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden bevorzugt
teilverstreckte Fäden hergestellt. Hierzu wird eine Polymerschmelze
beispielsweise aus einem Polyester oder einem Polyamid dem Spinnbalken 1 zugeführt.
Innerhalb der Spinndüsen 3.1 bis 3.5 wird
die Polymerschmelze unter Druck durch die an der Unterseite der
Spinndüsen ausgebildeten Düsenbohrungen gedrückt,
um eine Vielzahl von Filamenten zu extrudieren. Innerhalb des Kühlschachtes 8 werden
die Filamentbündel 4.1 bis 4.5 auf eine
Temperatur unterhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen
Materials abgekühlt, so dass eine Verfestigung und eine Vororientierung
an den Filamenten eintritt. Nach der Abkühlung der Filamentbündel 4.1 bis 4.5 werden diese
durch die Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.5 zu
jeweils einem Faden 5.5 bis 5.5 zusammengeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel werden die Filamentbündel 4.1 bis 4.5 zunächst
durch das Bündelelement 10 in einem Konvergenzpunkt
jeweils mittig zu den Spinndüsen 3.1 bis 3.5 zusammengefügt.
Anschließend wird in der Dralldüse 11 der
Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.5 ein Falschdrall
an den Fäden 5.1 bis 5.5 erzeugt. Hierzu
wird innerhalb der Dralldüse 11 ein Luftstrom
erzeugt, der an dem Faden einen Drehmoment bewirkt. Der sich dabei
ausbildende Falschdrall pflanzt sich unmittelbar zu beiden Seiten der
Dralldüse 11 fort.
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Um
die dabei eintretende ballonartige Bewegung des Fadens pro Dralldüse 11 zu
stabilisieren, ist auf der Einlaufseite der Einlauffadenführer 12 und
auf der Auslassseite der Auslauffadenführer 13 unmittelbar
im kurzen Abstand zu der Dralldüse 11 gehalten. Gleichzeitig
wird zwischen dem Bündelelement 10 und der Dralldüse 11 der
Faden mit mehreren Umlenkungen geführt, so dass ein Drallstopp
erzeugt wird, der ein Rücklaufen des Falschdralls in die
Spinnzone vermeidet.
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An
den Auslauffadenführern 13 der Dralldüsen 10 werden
die Fäden 5.1 bis 5.5 ohne Teilumschlingung
geführt, so dass ein im Wesentlichen gerader Fadenlauf
zur ungehinderten Fortpflanzung des Falschdralls in Richtung der
Galetteneinrichtung 20 eintritt.
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Die
Fäden 5.1 bis 5.5 werden hierbei kollektiv
durch die Abzugsgalette 21 mit einer Abzugsgeschwindigkeit
im Bereich von oberhalb 1.500 m/min abgezogen und teilverstreckt.
Anschließend erfolgt zwischen der Abzugsgalette 21 und
der Führungsgalette 22 eine Verwirbelung beispielsweise
eine Drallerzeugung an den Fäden, die dann in der Aufwickeleinrichtung 24 zu
Spulen aufgewickelt werden.
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In
den 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch
gezeigt. In 3 ist die Vorrichtung in einer
Seitenansicht und in 4 schematisch ein Ausschnitt
einer Draufsicht des Ausfüh rungsbeispiels dargestellt.
Die nachfolgende Beschreibung gilt, insoweit kein ausdrücklicher
Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, für beide Figuren.
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Die
Einrichtungen zum Schmelzspinnen der Fäden sowie die Einrichtungen
zum Aufwickeln der Fäden sind bei diesem Ausführungsbeispiel
bis auf die Anzahl der Fäden identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel,
so dass hierzu an dieser Stelle keine weitere Erläuterung
erfolgt und Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
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Bei
dem in den 3 und 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel sind an dem Spinnbalken 1 nur
vier Spinndüsen 3.1 bis 3.4 in einer
reihenförmigen Anordnung gehalten, die parallel zu den
Spulspindeln 28.1 und 28.2 der Aufwickeleinrichtung 24 liegen.
Um eine möglichst kompakte Anordnung der gesamten Vorrichtung
zu erhalten, werden die Filamentbündel 4.1 bis 4.4 nach
dem Extrudieren durch eine seitlich neben den Spinndüsen 3.1 bis 3.4 angeordnete
Abzugsgalette 21 abgezogen. Hierzu weisen die Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.4 als
Bündelelement 10 jeweils eine Umlenkrolle auf.
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Wie
insbesondere aus der Darstellung in 4 hervorgeht,
ist jede der Umlenkrollen 33 der Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.4 in
einer Mittelsenkrechten zur betreffenden Spinndüse 3.1 bis 3.4 angeordnet.
Die Mittelsenkrechten 17 der Spinndüsen 3.1 bis 3.4 spannen
dabei eine Spinnebene auf, die in 4 durch
eine Strich-Punkt-Linie dargestellt ist und das Bezugzeichen 36 erhalten
hat. Somit liegen alle Bündelelemente 10 gemeinsam
in der Spinnebene 36.
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Um
die durch die Spinndüsen 3.1 bis 3.4 extrudierten
Filamentbündel 4.1 bis 4.4 zu einem Faden zusammenzuführen,
weisen die Umlenkrollen 33 an ihrem Umfang eine Führungsnut 34 auf.
Die Führungsnut 34 am Umfang der Umlenkrollen 33 bildet somit
jeweils einen Konvergenzpunkt zum Zusammenführen der Filamente
des betreffenden Filamentbündels. Die Umlenkrolle 33 ist
frei drehbar an einer Rollenachse 35 gehalten, wobei die
Rollenachse 35 an einem Maschinengestell befestigt ist.
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Wie
aus den 3 und 4 hervorgeht, sind
die Dralldüsen 11 der Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.4 versetzt
zu den Mittelsenkrechten 17 der Spinndüsen 3.1 bis 3.4 angeordnet.
Hierzu werden die Fäden 5.1 bis 5.4 an
den Umlenkrollen 33 umgelenkt. Durch die seitliche Anordnung
der Abzugsgalette 21 lassen sich dabei große Umschlingungswinkel
im Bereich bis zu 90° erreichen, so dass an jeder der Umlenkrollen 33 eine
hohe Drallstoppwirkung erzeugbar ist. Die Fäden 5.1 bis 5.4 werden
hierbei durch die Abzugsgalette 21 aus der Spinnebene 36 heraus
abgezogen, so dass jeder der Fäden 5.1 bis 5.4 im
schrägen Lauf aus der Führungsnut 34 der Umlenkrolle 33 abgezogen
wird. Somit wird gleichzeitig durch die Umlenkrollen 33 eine
Umlenkung der Fäden aus der Spinnebene 36 heraus
geführt.
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Die
Ausbildung der Dralldüsen 11 der Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.4 ist
identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel. Hierbei
ist jeder der Dralldüsen 11 ein Einlauffadenführer 12 auf
der Einlassseite und ein Auslauffadenführer 13 auf
der Auslassseite zugeordnet. Damit lässt sich insbesondere die
bei der Erzeugung des Falschdralls an den Fäden resultierende
Ballonbewegung stabilisieren, so dass ein Abzug der Fäden 5.1 bis 5.4 mit
einem engen Fadenabstand an der Abzugsgalette 21 im Bereich
von < 6 mm möglich
ist.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist die Galetteneinrichtung 20 durch
mehrere der Abzugsgalette 21 nachgeordnete Führungsgaletten 22.1 bis 22.5 gebildet.
Um die durch die Abzugsgalette 21 kollektiv abgezogenen
Fäden 5.1 bis 5.4 vollständig
zu verstrecken, sind der Abzugsgalette 21 zunächst
drei Führungsgaletten 22.1 bis 22.2 nachgeordnet,
die innerhalb einer Galettenbox 37 angeordnet sind. Die Abzugsgalette 21 sowie
die Führungsgaletten 22.1 bis 22.5 werden
von den Fäden 5.1 bis 5.4 mit jeweils einfacher
Umschlingung geführt. Um beim Verstrecken die Fäden
auf eine Verstrecktemperatur zu erhitzen, sind innerhalb der Galettenbox 37 zwischen den
freien Führungsstrecken der Führungsgaletten 22.1, 22.2 und 22.3 mehrere
Strahlungsheizer 38 angeordnet, um die Fäden 5.1 bis 5.4 zu
erwärmen.
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Der
Galettenbox 37 folgen zwei weitere Führungsgaletten 22.4 und 22.5,
wobei der Führungsgalette 22.4 eine Präparationseinrichtung 14 vorgeordnet
ist. Die Präparationseinrichtung 14 wird hierbei vorzugsweise
durch ein feinporiges Siebblech gebildet, an dessen Oberfläche
ein Präparationsfluid austritt, so dass die Fäden 5.1 bis 5.4 nach
dem Verstrecken mit einem Präparationsfluid, das üblicherweise aus
einer Öl-Wasser-Emulsion besteht, zu benetzen.
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Zur
Verbesserung des Fadenschlusses wird an den Fäden 5.1 bis 5.4 durch
die Verwirbelungseinrichtung 23, die in dem Fadenlauf zwischen
den Führungsgaletten 22.4 und 22.5 angeordnet
ist, eine Mehrzahl von Verflechtungsknoten erzeugt. Anschließend
werden die Fäden 5.1 bis 5.4 über
die Führungsgalette 22.5 zu der Aufwickeleinrichtung 24 geführt.
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Das
in den 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel
ist besonders geeignet, um sogenannte vollverstreckte Fäden
zu erzeugen. Die Bündelung der Filamentbündel
nach dem Schmelzspinnen erfolgt hierbei im trockenen Zustand der
Filamentstränge. Hierzu werden diese zunächst über die
Führungsnut der Umlenkrollen zusammengeführt und
anschließend in den Dralldüsen verdrallt. Der Falschdrall
innerhalb der Fäden ermöglicht somit das Zusammenführen
auf einen engen Fadenabstand, so dass ein Aufblähen der
Filamente innerhalb des Fadens durch Luftverwirbelungen in der Übergangszone
oder durch statische Aufladungen vermieden wird.
-
Grundsätzlich
besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass bei dem in 3 und 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel die Bündeleinrichtungen 9.1 bis 9.4 mit
einer Präparationseinrichtung zum Benetzen der Fäden
kombiniert werden.
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- 1
- Spinnbalken
- 2
- Schmelzezulauf
- 3.1,
3.2, 3.3, 3.4
- Spinndüse
- 4.1,
4.2, 4.3, 4.4
- Filamentbündel
- 5.1,
5.2, 5.3, 5.4
- Faden
- 6
- Abkühleinrichtung
- 7
- Anblasvorrichtung
- 8
- Kühlschacht
- 9.1,
9.2, 9.3, 9.4
- Bündeleinrichtung
- 10
- Bündelelement
- 11
- Dralldüse
- 12
- Einlauffadenführer
- 13
- Auslauffadenführer
- 14
- Präparationseinrichtung
- 15
- Fallschacht
- 16
- Fadenführerleiste
- 17
- Mittelsenkrechte
- 18
- Fadensammeleinrichtung
- 19
- Absaugeinrichtung
- 20
- Galetteneinrichtung
- 21
- Abzugsgalette
- 22,
22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5
- Führungsgalette
- 23
- Verwirbelungseinrichtung
- 24
- Aufwickeleinrichtung
- 25
- Kopffadenführer
- 26
- Changiervorrichtung
- 27
- Andrückwalze
- 28.1,
28.2
- Spulspindel
- 29
- Spindelträger
- 30
- Maschinengestell
- 31
- Spule
- 32.1,
32.2
- Galettenantrieb
- 33
- Umlenkrolle
- 34
- Führungsnut
- 35
- Rollenachse
- 36
- Spinnebene
- 37
- Galettenbox
- 38
- Strahlungsheizer
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4202896
C2 [0004, 0004]
- - DE 10053073 A1 [0005]