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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Verstrecken, Relaxieren und Aufwickeln eines synthetischen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei der Herstellung von synthetischen Fäden durch einen Schmelzspinnprozess ist es allgemein bekannt, dass die physikalischen Eigenschaften des aus einer Polymerschmelze extrudierten Fadens durch ein Abziehen des Fadens von einer Spinndüse, durch ein Verstrecken des Fadens und durch ein Relaxieren des Fadens bestimmt werden. Diese Behandlungsschritte werden im wesentlichen durch ein Galettensystem ausgeführt, das aus einer Mehrzahl von Galetten mit rotierenden Führungsmänteln gebildet wird. Die Führungsmäntel der Galetten des Galettensystems sind beheizt oder unbeheizt ausgeführt, um für das Abziehen, Verstrecken und Relaxieren eine definierte Fadenbehandlung zu erhalten. Zudem sind im Stand der Technik zwei Arten von Galettensystemen bekannt, die sich im wesentlichen durch die Führung des Fadens an den Führungsmänteln der Galetten unterscheidet.
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So ist beispielsweise aus der
WO 2002/090633 eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Verstrecken, Relaxieren und Aufwickeln eine synthetischen Fadens bekannt, bei welcher die zum Abziehen, Verstrecken und Relaxieren verwendeten Galetten paarweise als sogenanntes Galettenduo betrieben werden, deren nebeneinander angeordnete Führungsmäntel mehrfach von dem Faden umschlungen sind. Hierzu sind die Führungsmäntel relativ lang auskragend ausgebildet, so dass ein hoher Energieaufwand zum Antreiben und Beheizen der Führungsmäntel erforderlich ist.
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Eine zweite Variante der im Stand der Technik üblichen Galettensysteme geht beispielsweise aus der
DE 35 089 55 A hervor. Hierin ist eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Verstrecken, Relaxieren und Aufwickeln eines synthetischen Fadens offenbart, bei welcher die Galetten jeweils einfach umschlungene Führungsmäntel aufweisen. Damit sind die Kontaktlängen des Fadens am Umfang der Führungsmäntel der Galetten jeweils auf eine Teilumschlingung begrenzt, so dass die für die Erwärmung des Fadens erforderlichen Mindestkontaktlängen nur durch eine Erhöhung der Galettenzahl erreicht werden kann. Damit erhöht sich jedoch auch der Steuerungsaufwand für die Antriebe und Heizungen der Galetten als Galettensystems. Insbesondere bei mehreren Verstreckstufen und mehreren Relaxierstufen wird eine Vielzahl von Streckgaletten und Relaxiergaletten benötigt, die individuell einstellbare Antriebe und Heizungen aufweisen.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Verstrecken, Relaxieren und Aufwickeln eines synthetischen Fadens der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass eine größere Anzahl von teilumschlungenen Galetten mit möglichst geringem Steuerungsaufwand betrieben werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eine der Relaxiergaletten einen beheizten Großmantel aufweist, der im Durchmesser größer ausgebildet ist als die beheizten Führungsmäntel der vorgeordneten Streckgaletten und/oder vorgeordneten Relaxiergaletten.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass beim Verstrecken und Relaxieren des Fadens einzelne Relaxierstufen trotz identischer Antriebsdrehzahlen zwischen den Galetten realisierbar sind. So besteht die Möglichkeit, die zum Relaxieren erforderliche Geschwindigkeitsdifferenz über den beheizten Großmantel der betreffenden Relaxiergalette einzustellen. Die zur Bildung einer Relaxierstufe vorgeordnete Galette lässt sich vorteilhaft gemeinsam mit dem Antrieb des Großmantels zu einem Gemeinschaftsantrieb kombinieren. Insoweit besteht trotz Differenzgeschwindigkeiten zwischen Streckgaletten und Relaxiergaletten die Möglichkeit, gemeinsame Antriebe für mehrere Galetten zu schaffen.
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Um besonders schrumpfarme verstreckte Fäden herstellen zu können, ist der Großmantel der Relaxiergalette gemäß einer vorteilhaftere Weiterbildung der Erfindung um einen Faktor im Bereich von 1,01 bis 1,10 größer als der Führungsmantel der zugeordneten Streckgalette und/oder Relaxiergalette. Damit lässt sich eine Relaxierstufe erzeugen, die einen hohen Spannungsabbau in dem Faden bewirkt.
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Zur Unterstützung des Spannungsabbaus an dem Faden besteht zusätzlich die Möglichkeit, innerhalb der Relaxierstufe eine zusätzliche Behandlung an dem Faden auszuführen. Hierzu ist die Weiterbildung der Erfindung besonders geeignet, bei welcher dem Großmantel der Relaxiergalette im Fadenlauf unmittelbar eine Dampfkammer vorgeordnet ist. Damit besteht die Möglichkeit, den Faden mittels eines Heißdampfes zu behandeln.
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Alternativ oder zusätzlich sind in der Relaxierstufe Fadenspeicher integrierbar, die zur Überbrückung größerer Differenzgeschwindigkeiten zwischen den Relaxiergaletten einsetzbar sind. So ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dem Großmantel der Relaxiergalette dem Fadenlauf unmittelbar einen Fadenspeicher vorzuordnen.
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Sowohl für die Verstreckung des synthetischen Fadens als auch für die Relaxierung des synthetischen Fadens stellt die Temperierung des synthetischen Fadens ein wesentlicher Parameter dar, um die gewünschten physikalischen Eigenschaften des Fadenmaterials zu realisieren. Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Streckgaletten und die Relaxiergaletten zur Beheizung ihrer Führungsmäntel jeweils separate Heizmittel aufweisen, die einzeln oder gekoppelt einer von mehreren Heizsteuergeräten zugeordnet sind. So können sowohl individuelle als auch gemeinschaftliche Beheizungen an den Führungsmänteln einzelner Streckgaletten oder Relaxiergaletten ausgeführt werden. Bei der Herstellung von Fäden mit größeren Fadentitern, die zur thermischen Behandlung eine Kontaktlänge an mehreren Galetten erfordern, ist es besonders vorteilhaft, dass mehrere Heizmittel mehrerer Galetten gemeinsam durch eines der Steuergeräte steuerbar ist. Insoweit lässt sich auch bei einer größeren Anzahl von Streckgaletten und Relaxiergaletten eine optimierte Heizsteuerung zur thermischen Behandlung des Fadens bilden.
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Um den Faden möglichst mit großen Teilumschlingungen an den Galetten führen zu können, ist desweiteren vorgesehen, dass die Abzugsgalette, die Streckgaletten und/oder Relaxiergaletten jeweils durch einen elektrischen Linkslaufmotor oder einen elektrischen Rechtslaufmotor antreibbar sind und dass mehrere Motorsteuergeräte vorgesehen sind, die mit einem oder gleichzeitig mit zwei Elektromotoren verbunden sind. So können die Galetten als individuell steuerbare Einzelgaletten oder als ein Galettenduo mit einer konstanten Antriebsdrehzahl für beide Galetten betrieben werden. Damit lassen sich auch eine Vielzahl von Galetten eines Galettensystems bei einfacher Teilumschlingung des Fadens an den Führungsmänteln mit wenigen Motorsteuergeräten betreiben.
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Da üblicherweise die Galetten mit unbeheizten Führungsmänteln im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die beheizten Führungsmäntel der Galetten, lässt sich durch die unterschiedliche Anzahl von Polpaaren in den Elektromotoren trotzdem gleiche Umfangsgeschwindigkeiten an den unterschiedlich großen Führungsmänteln realisieren. Damit ist ein weiterer Freiheitsgrad geschaffen, um mehrere Elektromotoren der Galetten zu unterschiedlichen Führungsmänteln gemeinsam über ein Motorsteuergerät steuern zu können.
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Es hat sich als besonders voreilhaft herausgestellt, wenn der Faden durch eine Abzugsgalette mit unbeheizten Führungsmänteln abgezogen wird. So lässt sich unabhängig von der anschließenden Verstreckung eine Abzugsspannung an dem Faden erzeugen, die unmittelbar den Spinnverzug des Fadens nach dem Extrudieren bestimmt.
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Um die für einen Weiterverarbeitungsprozess erforderlichen Behandlungsschritte an dem Faden ausführen zu können, hat sich die Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher den Relaxiergaletten mehrere angetriebene Führungsgaletten mit unbeheizten Führungsmänteln nachgeordnet sind, durch welche zumindest an den Nachbehandlungszonen mit einer Präparationseinrichtung und/oder einer Verwirbelungseinrichtung gebildet ist. So lässt sich der Faden innerhalb des Spinnprozesses mit einer nur für den Spinnprozess erforderlichen Minimalbenetzung oder in einem trockenen Zustand behandeln. Erst kurz vor der Aufwicklung des Fadens erfolgt ein für den Folgeprozess erforderliche zusätzliche Benetzung oder Verwirbelung zur Herstellung eines intensiven Fadenschlusses.
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Um bei einer Vielzahl von gleichzeitig in einem Spinnprozess hergestellte Fäden möglichst gleiche Bedingungen bei der Führung der Fäden zu erhalten, ist desweiteren vorgesehen, dass eine der Führungsgaletten der Aufwickeleinrichtung zugeordnet ist, wobei der Führungsmantel der Führungsgalette quer zu einer Spulspindel der Aufwickeleinrichtung ausgerichtet ist. Damit können Aufspreizungen von einem an den Galetten eingehaltenen Behandlungsabstand zwischen den Fäden zu einem an den Aufwickeleinrichtungen üblicherweise größeren Wickelabstand vermieden werden. Die Zuführung der Fäden erfolgt dabei im wesentlichen durch Umlenkungen über Führungsmäntel der Galetten und Rollen, so dass an jedem der Fäden gleiche Fadenzugspannungen wirken.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders zum Verstrecken und Relaxieren von einer Mehrzahl von synthetischen Fäden für textile oder technische Anwendungen geeignet, so dass an den Führungsmänteln der Galetten mehrere parallel nebeneinander liegende Fäden gleichzeitig gerührt werden. Die Erfindung ist somit nicht auf die Herstellung von nur einem Faden beschränkt, sondern wird in Praxis üblicherweise zur Herstellung von einer Mehrzal von Fäden eingesetzt. So lassen sich beispielsweise an einer Spulspindel einer Aufwickeleinrichtung 8, 10 oder 12 Fäden gleichzeitig zu Spulen wickeln.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung 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
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Verstrecken, Relaxieren und Aufwickeln mehrere synthetischer Fäden in mehreren Ansichten schematisch dargestellt. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht und in 2 ist das Ausführungsbeispiel in einer Vorderansicht gezeigt. Soweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
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Das Ausführungsbeispiel weist eine Spinneinrichtung 1, ein Galettensystem 15 und eine Aufwickeleinrichtung 28 auf, die untereinander angeordnet sind, um einen im wesentlichen vertikal ausgerichteten Fadenlauf bei der Herstellung eines oder mehrerer synthetischer Fäden zu erhalten.
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Die Spinneinrichtung 1 weist einen Spinnbalken 8 auf, der an seiner Unterseite mehrere Spinndüsen 2 trägt. In diesem Ausführungsbeispiel sind an dem Spinnbalken zwei Spinndüsen 2 gehalten, die jeweils als eine Doppeldüse 7.1 und 7.2 ausgebildet sind. Jeder der am Spinnbalken 8 gehaltenen Doppeldüsen 7.1 und 7.2 sind jeweils über zwei separate Schmelzeleitungen mit einer Mehrfachpumpe 5 gekoppelt. Die Mehrfachpumpe 5 ist vorzugsweise als eine Planetenradpumpe ausgebildet, wobei jeder Doppeldüse 7.1, 7.2 zwei separate Planetenradsätze zugeordnet sind. Die Mehrfachpumpe 5 ist über einen Pumpenantrieb 6 angetrieben. Die Zuführung einer Polymerschmelze erfolgt hierbei durch einen Schmelzezulauf 4, der mit der Mehrfachpumpe 5 gekoppelt ist.
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Unterhalb der Spinneinrichtung 1 ist eine Abkühlvorrichtung 3 vorgesehen, die eine Blaskammer 9 aufweist, die mit einer hier nicht dargestellten Klimaeinrichtung verbunden ist. Innerhalb der Blaskammer 9 sind mehrere Kühlzylinder 10.1 und 10.2 angeordnet, die den Spinndüsen 2 zugeordnet sind. Die Kühlzylinder 10.1 und 10.2 weisen jeweils eine gasdurchlässige Zylinderwand auf, so dass ein in der Blaskammer 9 eingeführtes Kühlmedium gleichmäßig ins Innere der Kühlzylinder 10.1 und 10.2 eindringt.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in 2 hervorgeht, weist jeder der Kühlzylinder 10.1 und 10.2 im mittleren Bereich eine Trennwand 11 auf, durch welche zwei separate Kühlzonen in den Kühlzylindern 10.1 und 10.2 gebildet sind. In jeder der Kühlzonen lassen sich beide durch eine der Doppeldüsen 7.1 und 7.2 extrudierte Filamentbündel separat führen und kühlen.
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Die Ausbildung der Blaskammer 9 und der Kühlzylinder 10.1 und 10.2 ist beispielhaft. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Blaskammer 9 durch eine obere und eine untere Kammer zu bilden, die über ein Lochblech miteinander verbunden sind. Hierbei werden beide Kammern der Blaskammer durch einen Kühlzylinder durchdrungen, der in der oberen Kammer eine gasdurchlässige Wand und in der unteren Kammer eine geschlossene Wand aufweist. Die Verbindung mit der Klimaeinrichtung erfolgt vorteilhaft über die untere Kammer der Blaskammer.
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Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Kühlzylinder 10.1 und 10.2 durch eine quer zu den Spinndüsen 2 ausgerichtete Glaswand zu bilden, so dass ein quer gerichteter Kühlluftstrom erzeugbar ist.
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Wie aus den Darstellungen in 1 und 2 hervorgeht, münden die Kühlzylinder 10.1 und 10.2 in einen Kühlschacht 12, in welchem die Fäden zur weiteren Abkühlung geführt sind.
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Da jeder der extrudierten synthetischen Fäden durch eine Vielzahl von Filamentsträngen gebildet ist, erfolgt am Auslass der Abkühlvorrichtung 3 eine Zusammenführung der Filamente pro Faden. Hierzu sind mehrere Sammelfadenführer 13 vorgesehen. Am Ende des Kühlschachtes 12 ist ein Kammfadenführer 14 angeordnet, um die Fäden auf einem möglichst kleinen Fadenabstand zueinander zusammenzuführen. So wird der Kühlschacht 12 dazu genutzt, um die Fäden aus einer Spinnteilung heraus auszulenken und auf einen für die nachfolgende Behandlung erforderlichen Behandlungsabstand zu führen. Der Behandlungsabstand zwischen benachbarten Fäden liegt dabei im Bereich von 4 bis 8 mm.
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Zum Abziehen, Verstrecken und Relaxieren ist unterhalb der Spinneinrichtung 1 das Galettensystem 15 mit einer Mehrzahl von Galetten angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Galettensystem 15 aus einer ersten Abzugsgalette 16, die einen nicht beheizten Führungsmantel 16.1 aufweist. Der Führungsmantel 16.1 der Abzugsgalette 16 wird durch einen elektrischen Linkslaufmotor 16.2 angetrieben. Der Abzugsgalette 16 sind mehrere Streckgaletten nachgeordnet, um einen S-förmigen Fadenlauf zu bilden. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Galettensystem 15 drei Streckgaletten 17, 18 und 19 auf. Die Streckgalette 17 besteht aus einem Führungsmantel 17.1, einem Rechtslaufmotor 17.2 und ein Heizmittel 17.3. Dementsprechend ist der Streckgalette der Führungsmantel 18.1, der Linkslaufmotor 18.2 und das Heizmittel 18.3 zugeordnet. Die Streckgalette 19 besitzt den Führungsmantel 19.1, den Rechtslaufmotor 19.2 und das Heizmittel 19.3. Die beheizten Führungsmäntel 17.1, 18.1 und 19.1 sind dabei im Durchmesser identisch ausgebildet.
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Der letzten Streckgalette 19 sind mehrere Relaxiergaletten 20 und 21 nachgeordnet. Die Relaxiergalette 20 weist einen Führungsmantel 20.1, ein Linklaufmotor 20.2 und ein Heizmittel 20.3 auf. Die nachgeordnete Relaxiergalette 21 besteht demgegenüber aus einem Großmante1 21.1, einem Rechtslaufmotor 21.2 und einem Heizmittel 21.3.
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Zur Steuerung des Galettensystems 15 sind mehrere Heizsteuergeräte und Motorsteuergeräte vorgesehen, um die jeweiligen Oberflächentemperaturen an den Streckgaletten und Relaxiergaletten sowie die jeweiligen Differenzgeschwindigkeiten in den Verstreckstufen und Relaxierstufen zu erzeugen.
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Zur Geschwindigkeitssteuerung werden einige Galetten des Galettensystems
15 als Galettenduo mit gleichen Antriebsdrehzahlen und einige Galetten als Einzelgaletten mit individueller Einstellungsmöglichkeit betrieben. Wie aus der Darstellung in
2 hervorgeht, sind der Abzugsgalette
16 und der ersten Streckgalette
17 ein gemeinsames Motorsteuergerät
23.1 zugeordnet. Das Motorsteuergerät
23.1 ist mit dem hier nicht dargestellten Linkslaufmotor
16.2 der Abzugsgalette
16 und mit dem Rechtslaufmotor
17.2 der Streckgalette
17 verbunden. Da der Führungsmantel
16.1 der Abzugsgalette
16 kleiner im Durchmesser ausgebildet ist als der beheizte Führungsmantel
17.1 der Streckgalette
17 weisen zum Ausgleich der Durchmesserdifferenz der Linksklaufmotor
16.2 und der Rechtslaufmotor
17.2 eine unterschiedliche Anzahl von Polpaaren auf. So ist das Durchmesserverhältnis zwischen dem Führungsmantel
16.1 und dem Führungsmantel
17.1 entsprechend dem Polpaarverhältnis der Elektromotoren
16.2 und
17.2 gewählt. Ein derartiges Galettenduo ist beispielsweise aus der
WO 2004/001106 A1 bekannt, so dass an dieser Stelle zu der genannten Druckschrift Bezug genommen wird und hierzu keine weitere Erläuterung erfolgt.
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Zur Erzeugung von Differenzgeschwindigkeiten zwischen den Streckgaletten 17, 18 und 19 sind den Streckgaletten 18 und 19 separate Motorsteuergeräte 23.2 und 23.3 zugeordnet. So ist der Linkslaufmotor 18.2 der Streckgalette 18 und der Rechtslaufmotor 19.2 der Streckgalette 19 mit dem Motorsteuergerät 23.2 und 23.3 gekoppelt.
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Die nachgeordneten Relaxiergaletten 20 und 21 werden als Galettenduo durch ein weiteres Motorsteuergerät 23.4 gesteuert. Hierzu ist der Linkslaufmotor 20.2 und der Rechtslaufmotor 21.2 mit dem Motorsteuergerät 23.4 gekoppelt. Der Führungsmantel 20.1 der ersten Relaxiergalette 20 und der Großmantel 21.1 der nachgeordneten Relaxiergalette 21 wird mit gleichen Antriebsdrehzahlen betrieben, so dass eine zur Schrumpfbehandlung erforderliche Differenzgeschwindigkeit zwischen den beiden Relaxiergaletten 20 und 21 allein durch den größeren Durchmesser des Großmantels 21.1 gebildet wird. Der Großmantel 21.1 der Relaxiergalette 21 weist gegenüber dem Führungsmantel 20.1 der Relaxiergalette 20 einen größeren Durchmesser auf, der um den Faktor 1,01 bis 1,10 vergrößert ist. Damit können die je nach Fadentyp erforderlichen Geschwindigkeitsverhältnisse zum Abbau von Spannungen erzeugt werden.
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Die Temperierung der Führungsmäntel der Galetten wird durch mehrere Heizsteuergeräte 22.1 bis 22.4 vorgenommen. In diesem Ausführungsbeispiel sind den Heizmitteln 17.3, 18.3 und 19.3 der Streckgaletten 17, 18 und 19 jeweils separate Heizsteuergeräte 22.1 bis 22.3 zugeordnet. Die Heizmittel 20.3 und 21.3 der Relaxiergaletten 20 und 21 erfolgt demgegenüber gemeinsam über ein weiteres Heizsteuergerät 22.4. So lassen sich an dem Galettensystem 15 unterschiedliche Temperaturen zum Verstrecken und Relaxieren an den Galetten einstellen.
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Um in der Relaxierstufe zwischen den Relaxiergaletten 20 und 21 eine zusätzliche thermische Behandlung an den synthetischen Fäden ausführen zu können, besteht alternativ die Möglichkeit, eine Dampfkammer in der Relaxierzone zwischen den Relaxiergaletten 20 und 21 anzuordnen, in welcher die Fäden eine Dampfbehandlung erhalten. In 1 ist schematisch eine Dampfkammer 41 gestrichelt dargestellt.
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Zwischen dem Galettensystem 15 und der Aufwickeleinrichtung 28 sind mehrere Führungsgaletten 24 und 25 angeordnet, durch welche eine Nachbehandlungszone gebildet ist und durch welche eine Verteilung der Fäden auf die Wickelstellen der Aufwickeleinrichtung 28 erfolgt. Die Führungsgaletten 24 und 25 sind hierzu an einem Galettenträger 40 angeordnet, der sich an einem Maschinengestell 37 der Aufwickeleinrichtung 28 abstützt. Jede der Führungsgaletten 24 und 25 weisen jeweils einen unbeheizten Führungsmantel 24.1 und 25.1 auf, die durch einen Linkslaufmotor 24.2 und einen Rechtslaufmotor 25.2 entgegengesetzt angetrieben sind.
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In ein zwischen der Relaxiergalette 21 und der Führungsgalette 24 gebildeten Nachbehandlungszone ist eine Präparationseinrichtung 26 angeordnet, um eine Benetzung der Fäden vorzunehmen. In einer zweiten Nachbehandlungszone, die zwischen den Führungsgaletten 24 und 25 gebildet ist, ist eine Verwirbelungseinrichtung 27 vorgesehen, durch welche jeder der Fäden einzeln verwirbelt wird, um einen intensiven Fadenschluss zwischen den Filamentsträngen des Fadens herzustellen. Die Führungsgaletten 24 und 25 sind mit ihren Führungsmänteln 24.1 und 25.1 quer zu einer Spulspindel 30.1 der Aufwickeleinrichtung 28 angeordnet, welche parallel mehrere Wickelstellen 29.1 bis 29.4 ausgebildet sind.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in 1 hervorgeht, ist die Führungsgalette 25 an dem Galettenträger 40 seitlich neben den Wickelstellen 29.1 bis 29.4 der Aufwickeleinrichtung 28 angeordnet. In den Wickelstellen 29.1 bis 29.4 werden die Fäden, die an dieser Stelle mit dem Bezugszeichen 33 gekennzeichnet sind, zu jeweils einer Spule 32 gewickelt. Die Wickelstellen 29.1 bis 29.4 sind identisch ausgebildet und weisen jeweils eine Umlenkrolle 34 und eine Changiereinheit 35 auf. Die Spulen 32 werden dabei gleichzeitig an der Spulspindel 30.1 oder einer weiteren an einem Spulrevolver 31 gehaltenen Spulspindel 30.2 gewickelt. Die Spulspindeln 30.1 und 30.2 lassen sich durch Drehung des Spulrevolvers 31 wechselnd in einen Betriebsbereich und einen Wechselbereich führen. Zur Ablage der Fäden 33 an der Oberfläche der Spulen 32 ist eine Andrückwalze 36 vorgesehen, die am Umfang der Spulen 32 anliegt. Die Andrückwalze 36 ist hierzu beweglich in dem Maschinengestell 37 gehalten.
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Die Antriebe der Aufwickeleinrichtung 28 sind hier nicht dargestellt, da derartige automatische Aufspulvorrichtungen im Stand der Technik hinlänglich bekannt sind. Die Elektromotoren 24.2 und 25.2 der Führungsgaletten 24 und 25 bilden vorteilhaft eine Steuereinheit, die gemeinsam durch ein hier nicht dargestelltes Motorsteuergerät versorgt und gesteuert werden.
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Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Abziehen, Verstrecken, Relaxieren und Aufwickeln mehrerer Fäden werden gleichzeitig vier Fäden parallel nebeneinander erzeugt. Die Anzahl der Fäden ist beispielhaft. Grundsätzlich ist die Vorrichtung geeignet, um einen oder eine Vielzahl von Fäden gleichzeitig herzustellen. Zur Erläuterung der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den 1 und 2 der Fadenlauf der Fäden schematisch dargestellt. Zunächst wird aus einer Polymerschmelze eine Mehrzahl von feinen Filamentsträngen durch die Doppeldüsen 7.1 und 7.2 extrudiert, die nach dem Abkühlen durch Zusammenführen die vier Multifilamentfäden 33 bilden. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Zusammenführen ohne eine Benetzung der Fäden, so dass diese im wesentlichen trocken aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen werden.
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Die Fäden 33 werden als eine Fadenschar durch die Abzugsgalette 16 abgezogen und zu den nachfolgenden Streckgaletten 17, 18 und 19 geführt. An den Streckgaletten 17, 18 und 19 werden die jeweiligen Führungsmäntel 17.1, 18.1 und 19.1 mit einer Differenzgeschwindigkeit betrieben, so dass sich zumindest zwei Streckstufen zum Verstrecken der Fäden 33 bilden. Die Oberflächentemperatur der Führungsmäntel 17.1, 18.1 und 19.1 werden dabei durch die zugeordneten Heizmittel 17.3, 18.3 und 19.3 erzeugt.
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Anschließend wird an den Fäden 33 nach dem Verstrecken eine Relaxation durch die nachgeordneten Relaxiergaletten 20 und 21 ausgeführt, um an den Fäden 33 einen Schrumpf auszulösen. Durch das Durchmesserverhältnis zwischen dem Führungsmantel 20.1 der ersten Relaxiergalette 20 und dem Großmantel 21.1 der zweiten Relaxiergalette 21 ist eine Geschwindigkeitsdifferenz bei gleicher Antriebsdrehzahl gegeben, die einen Abbau von Spannungen in den Fäden 33 ermöglicht. Nach der Schrumpfbehandlung werden die Fäden durch die Präparationseinrichtung 26 präpariert und in der Verwirbelungseinrichtung 27 verwirbelt. Danach erfolgt die Aufwicklung der Fäden zu jeweils einer Spule 32.
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Das Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 ist insbesondere geeignet, um schrumpfarme textile Fäden herzustellen. Die Anzahl der in dem Galettensystem 15 verwendeten Galetten ist hierbei beispielhaft. Grundsätzlich könnte beispielsweise den Streckgaletten 17, 18 und 19 nur eine der Relaxiergaletten nachgeordnet sein. So wäre es möglich, dass die nachgeordnete Relaxiergalette mit einem Großmantel ausgeführt wird; so dass zwischen der letzten Streckgalette 19 und der Relaxiergalette 20 eine Geschwindigkeitsdifferenz über einen Durchmessersprung der Führungsmäntel 19.1 und 20.1 erreicht wird. Eine derartige alternative Vorrichtung hätte den Vorteil, dass die letzte Streckgalette 19 und die Relaxiergalette 20 als ein Galettenduo durch ein Motorsteuergerät steuerbar wäre.
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Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass in 1 und 2 dargestellte Galettensystem durch weitere Streckgaletten und Relaxiergaletten zu ergänzen, um beispielsweise technische Fäden mit größerem Fadentiter herstellen zu können. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist schematisch in 3 dargestellt.
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Das Ausführungsbeispiel nach 3 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
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Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spinneinrichtung mit einer Mehrzahl von Spinndüsen 2 ausgeführt, die an der Unterseite eines Spinnbalkens 8 gehalten sind. Die Spinndüsen 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel einfach ausgebildet und erzeugen an einer Düsenplatte eine Vielzahl von Filamentsträngen, die nach der Abkühlung zu einem Faden pro Spinndüse 2 zusammengeführt werden.
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Die Abkühlvorrichtung 3 der Spinneinrichtung 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine Querstromanblasung ausgeführt, bei welcher seitlich neben dem Kühlschacht 12 eine Blaswand 43 gehalten ist, die an einer Blaskammer 9 angeschlossen ist.
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Die Zusammenführung der Filamentstränge der Fäden erfolgt jeweils über einen Sammelfadenführer 13 sowie über einen Kammfadenführer 14. Hierbei erhält der Faden bereits vor Abzug eine Benetzung durch eine erste Präparationsstufe 26.1 einer Präparationseinrichtung 26.
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Das zwischen der Spinneinrichtung 1 und der Aufwickeleinrichtung 28 angeordnete Galettensystem 15 ist im wesentlichen identisch zu dem vorgenannten Galettensystem, wobei die insgesamt fünf Streckgaletten und drei Relaxiergaletten vorgesehen sind. So weist das Galettensystem die zusätzlichen Streckgaletten 38 und 44 sowie die zusätzliche Relaxiergalette 39 auf. Die Streckgaletten 38 und 44 sind identisch zu dem Streckgaletten 17, 18 und 19 ausgebildet, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung hierzu erfolgt. Die Relaxiergalette 39 ist identisch zu der Relaxiergalette 20, so dass sich der Aufbau aus der vorgenannten Beschreibungen zu den 1 und 2 ergibt.
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Ebenso ist an dieser Stelle auf die Darstellung der Motorsteuergeräte verzichtet worden, da die Galetten 16 und 17 sowie die Relaxiergaletten 21 und 20 jeweils gemeinsam als ein Galettenduo durch ein von mehreren Motorsteuergeräten gesteuert wird. Insoweit wird auf die vorgenannte Beschreibung zu den 1 und 3 Bezug genommen. Die übrigen Streckgaletten 18, 19, 38 und 44 werden bevorzugt als Einzelgaletten durch einzelne Motorsteuergeräte betrieben. Ebenso wird die Relaxiergalette 39 durch ein einzelnes Motorsteuergerät gesteuert. Die den Galetten 16 bis 21 zugeordneten Elektromotoren sind ebenfalls abwechselnd als Linkslauf- und Rechtslaufmotoren ausgeführt, um einen S-förmigen oder Z-förmigen Fadenlauf zu gewährleisten.
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Zur Steuerung der Heizmittel sind insgesamt vier Heizsteuergeräte vorgesehen, die jeweils zwei benachbarten Heizmitteln zugeordnet sind. So werden die Heizmittel der Galetten 17 und 18, der Galetten 19 und 38, der Galetten 44 und 39 sowie der Galetten 20 und 21 jeweils gemeinsam durch eines der Heizsteuergeräte 22.1 bis 22.4 gesteuert.
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In der zwischen den Relaxiergaletten
20 und
21 gebildeten Relaxierstufe ist in dem in
3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Fadenspeicher
42 angeordnet. Ein derartiger Fadenspeicher ist beispielsweise aus der
WO 2002/090633 A1 bekannt, so dass an dieser Stelle keine ausführliche Erläuterung erfolgt und Bezug zu der zitierten Druckschrift genommen wird. Um eine größere Verweilzeit bei der Schrumpfbehandlung der Fäden zu erhalten, wird in der Relaxierstufe der Faden nach Ablauf von der Relaxiergalette
20 zunächst in eine Kammer geführt und dort zu Schlingen und Bögen gestaucht. Dabei erfolgt die Zuführung in die Kammer mittels eines erwärmten Fluids, so dass eine thermische Behandlung zur Entspannung des Fadens ausführbar ist. Anschließend wird der Faden über die Relaxiergalette
21 aus der Kammer gezogen und der Aufwickeleinrichtung
28 zugeführt.
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Wie aus der Darstellung in 3 hervorgeht, wird die Nachbehandlung durch eine weitere Präparationsstation 26.2 und eine Verwirbelungseinrichtung 27 vorgenommen. In der zweiten Präparationsstation 26.2 wird ein für die Weiterverarbeitung erforderliche Fluidauftrag auf den Faden aufgetragen.
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Die nachfolgende Aufwickeleinrichtung 28 mit den zugeordneten Führungsgaletten 24 und 25 ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 ausgeführt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere zur Herstellung von technischen Fäden geeignet. Hierbei ist die Anzahl der im Galettensystem verwendeten Streckgaletten und Relaxiergaletten beispielhaft. Ebenso ist die Anordnung der Relaxiergalette 21 mit dem Großmantel 21.1 am Ende der Relaxierzone beispielhaft. So könnte beispielsweise die Relaxiergalette 39 ebenfalls mit einem Großmantel ausgebildet sind, der gegenüber der vorgeordneten Streckgalette 44 einen größeren Durchmesser aufweist. Ebenso ist die Kombination von Heizmittel und Antrieben zur Versorgung und Steuerung mit einem Steuergerät beliebig. Hierbei ist im wesentlichen die Ausbildung der Streckstufen und Relaxierstufen maßgebend, um den für die Herstellung eines bestimmten Fadentyps erforderlichen physikalischen Eigenschaften zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spinneinrichtung
- 2
- Spinndüse
- 3
- Abkühlvorrichtung
- 4
- Schmelzezulauf
- 5
- Mehrfachpumpe
- 6
- Pumpenantrieb
- 7.1, 7.2
- Doppeldüse
- 8
- Spinnbalken
- 9
- Blaskammer
- 10.1, 10.2
- Kühlzylinder
- 11
- Trennwand
- 12
- Kühlschacht
- 13
- Sammelfadenführer
- 14
- Kammfadenführer
- 15
- Galettensystem
- 16
- Abzugsgalette
- 16.1
- Führungsmantel
- 16.2
- Linkslaufmotor
- 17
- Streckgalette
- 17.1
- Führungsmantel
- 17.2
- Rechtslaufmotor
- 17.3
- Heizmittel
- 18
- Streckgalette
- 18.1
- Führungsmantel
- 18.2
- Linkslaufmotor
- 18.3
- Heizmittel
- 19
- Streckgalette
- 19.1
- Führungsmantel
- 19.2
- Rechtslaufmotor
- 19.3
- Heizmittel
- 20
- Relaxiergalette
- 20.1
- Führungsmantel
- 20.2
- Linkslaufmotor
- 20.3
- Heizmittel
- 21
- Relaxiergalette
- 21.1
- Großmantel
- 21.2
- Rechtslaufmotor
- 21.3
- Heizmittel
- 22.1, 22.2, 22.3, 22.4
- Heizsteuergerät
- 23.1, 23.2, 23.3, 23.4
- Motorsteuergerät
- 24
- Führungsgalette
- 24.1
- Führungsmantel
- 24.2
- Linkslaufmotor
- 25
- Führungsgalette
- 25.1
- Führungsmantel
- 25.2
- Rechtslaufmotor
- 26
- Präparationseinrichtung
- 26.1, 26.2
- Präparationsstation
- 27
- Verwirbelungseinrichtung
- 28
- Aufwickeleinrichtung
- 29.1, 29.2, 29.3, 29.4
- Wickelstellen
- 30.1, 30.2
- Spulspindeln
- 31
- Spulrevolver
- 32
- Spule
- 33
- Faden
- 34
- Umlenkrolle
- 35
- Changiereinheit
- 36
- Andrückwalze
- 37
- Maschinengestell
- 38
- Streckgalette
- 39
- Relaxiergalette
- 40
- Galettenträger
- 41
- Dampfkammer
- 42
- Fadenspeicher
- 43
- Blaswand
- 44
- Streckgalette
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2002/090633 [0003]
- DE 3508955 A [0004]
- WO 2004/001106 A1 [0036]
- WO 2002/090633 A1 [0057]
