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Die Erfindung betrifft einen Präparationsfadenführer zum Auftragen eines Fluids auf ein laufendes Filamentbündel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In Schmelzspinnprozessen zur Herstellung von synthetischen Fäden ist es üblich, dass die aus einer Spinndüse gesponnenen Filamente nach einer Abkühlung zu einem Faden zusammengeführt werden. Um die anschließende Behandlung und Führung über Galetten und Fadenführer zu ermöglichen, wird das Filamentbündel mit einem Fluid benetzt. Somit lassen sich statische Aufladungen, die ungünstigsten Fall ein Aufspreizen des Filamentbündels bewirken würden, vermeiden. Darüberhinaus lässt sich die Fadenreibung durch das an den Filamenten anhaftende Fluid vorteilhaft beeinflussen. Der Auftrag des Fluids erfolgt mit sogenannten Präparationsfadenführern, in denen innerhalb einer Führungsnut im Nutgrund ein Fluid gehalten ist, das bei Führung des Filamentbündels kontinuierlich von den Filamenten aufgenommen wird. Hierbei besteht der Wunsch, dass möglichst an jedem der einzelnen Filamente ein gleichmäßiger Feuchtigkeitsfilm entsteht.
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In dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Präparationsfadenfiihrern bekannt, die auf unterschiedlichste Arte und Weise eine Benetzung eines Filamentbündels durchzuführen. Hierbei treten jedoch überwiegend Probleme einer Überbenetzung auf, die zwar eine kontinuierliche und ohne Lücken anhaftende Benetzung des Filamentbündels gewährleisten, jedoch mit dem großen Nachteil, dass erhebliche Mengen an Präparationsfluid in der nachfolgenden Behandlung an die Umgebung oder die Fadenführungselemente abgegeben wird.
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Neueste Entwicklungen haben nun gezeigt, dass die Dosiergenauigkeit wesentlich durch eine besondere Ausgestaltung der Benetzungsnut mit einer Vliezahl von Fluidtaschen verbessert werden kann. Ein derartiger Präparationsfadenführer ist beispielsweise aus der
DE 10 2011 018 179 A1 bekannt. Der bekannte Präparationsfadenführer weist eine in mehrere Abschnitte aufgeteilte Führungsnut auf, die aus einem Einlaufabschnitt mit einem geneigten Nutgrund und einem Benetzungsabschnitt mit einem gekrümmten Nutgrund gebildet ist. Innerhalb des Benetzungsabschnittes weist der Nutgrund eine Vielzahl von Nuttaschen auf, die durch Führungsstege voneinander getrennt sind. Die Führungsnut ist durch parallel verlaufende Nutflanken in einem Führungskörper gebildet. Insoweit ist der bekannte Präparationsfadenführer besonders zum Benetzen von multifilen Fäden geeignet, die bereits eine Bündelung der Filamentstränge aufweisen.
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JP 2002- 105 740 A offenbart eine Öldüse mit einer Führungsnut.
US 4 926 661 A beschreibt einen geschlitzten Garn-Finish-Applikator, bei dem das Garn die Bodenfläche eines Schlitzes berührt. Eine Vorrichtung zum Aufbringen eines flüssigen Präparationsmittels auf einen laufenden Faden mit einen Führungsblock, welcher eine Nut zur Führung des Fadens aufweist, ist in der
DE 199 45 699 A1 beschrieben.
CH 674 222 A5 offenbart eine Vorrichtung zum Benetzen eines laufenden Textilgarns, mit einem Stempel, der in einer Stirnfläche eine Nut zur Aufnahme des Garns aufweist.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, den gattungsgemäßen Präparationsfadenfiihrer derart weiterzubilden, dass auch das Auftragen eines Fluids auf ein laufendes Filamentbündel mit hoher Gleichmäßigkeit und Dosiergenauigkeit möglich ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
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Der erfindungsgemäße Präparationsfadenführer zeichnet sich dadurch aus, dass beim Eintritt des Filamentbündels eine Aufspreizung der Filamente erfolgt. Damit lässt sich an jedem der Filamente unmittelbar bei Eintritt in den Benetzungsabschnitt ein Fluid auftragen. Zur Vergleichmäßigung und Dosierung werden die Filamente über die Mehrzahl der Führungsstege geführt, so dass überschüssiges Fluid abgestreift werden kann. Um den Kontakt insbesondere beim Abzug des Filamentbündels aus einer Spinndüse zu gewährleisten, ist die Krümmung des Nutgrundes im Benetzungsabschnitt eingeschränkt. Einerseits müssen alle auf einen Konvergenzpunkt zulaufenden Filamente des Filamentbündels erfasst werden ohne jedoch eine ungleichmäßige Auslenkung der Filamente beim Präparieren zu erhalten. So hat sich ein Krümmungsradius im Bereich von 120 mm bis 160 mm als besonders vorteilhaft zur Benetzung einer Filamentschar, die unmittelbar aus einer Spinndüse abgezogen wird, bewährt. Die verjüngende Formgebung der Führungsnut führt zudem zu einer kompakten Bündelung der Filamente
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Da in Schmelzspinnanlagen die Spinndüsen eine Mindestteilung erfordern, ist die unterhalb der Spinndüsen vorgesehene Benetzung des Filamentbündels ebenfalls in größeren Abständen erforderlich. Insoweit ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Führungsnut in einem einteiligen Kopfstück ausgebildet ist, welcher zur Fixierung mit einem Anschlusszapfen verbunden ist. Damit lassen sich einfache Stecklösungen zur Aufnahme des Präparationsfadenführers nutzen.
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Für eine ungestörte Führung des Filamentbündels oder der Fäden ist vorgesehen, dass eine gedachte Sehne des Nutgrundes im Benetzungsabschnitt der Führungsnut im wesentlichen orthogonal zu einer Mittelachse des Anschlusszapfens ausgebildet ist.
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Die Zufuhr des Fluids erfolgt durch die Düsenbohrung im Nutgrund des Einlaufabschnittes, die vorteilhaft kurz vor dem Einlaufabschnitt ausgebildet ist. Um über die gesamte Nutbreite eine gleichmäßige Verteilung des Fluids zu gewährleisten, ist der Abstand der Düsenbohrung vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 4 mm zum Nutgrund des Benetzungsabschnittes angeordnet.
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Die Zufuhr des Fluids erfolgt dabei vorteilhaft über einen Fluidkanal des Anschlusszapfens, welcher am Ende des Anschlusszapfens eine Fluidöffnung bildet. Die Düsenbohrung im Nutgrund des Einlaufabschnittes mündet daher in den Fluidkanal des Anschlusszapfens.
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Das Kopfstück und der Anschlusszapfen sind bevorzugt einteilig aus einem Keramikformteil ausgeführt, so dass eine hohe Verschleißfestigkeit gewährleistet ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Präparationsfadenfiihrers unter Bezug auf die beigefiigten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
- 1 schematisch eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Präparationsfadenfiihrers.
- 2 schematisch eine Einzelheit der Führungsnut des Präparationsfadenfiihrers auf 2
- 3 schematisch eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers aus 1
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In den 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers zum Auftragen eines Fluids auf ein laufendes Filamentbündel in mehreren Ansichten dargestellt. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Querschnittansicht, 2 in einer Detailansicht der Führungsnut und in 3 in einer Draufsicht. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
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Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Präparationsfadenfiihrers zum Auftragen eines Fluids auf ein laufendes Filamentbündel weist ein längliches Kopfstück 1 auf, das mit einem Anschlusszapfen 2 verbunden ist. Der Anschlusszapfen 2 ist zylindrisch ausgebildet und dient zur Fixierung in einer hier nicht dargestellten Halterung. Das Kopfstück 1 und der Anschlusszapfen 2 werden bevorzugt als ein Keramikformteil einteilige ausgebildet. So ist das Kopfstück 1 und der Anschlusszapfen 2 aus einem keramischen Werkstoff gebildet.
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Der Anschlusszapfen 2 ist hohlzylindrisch ausgeführt und weist im Innern einen Fluidkanal 11 auf. Der Fluidkanal 11 bildet am freien Ende des Anschlusszapfens 2 eine Fluidöffnung 12. Der Fluidkanal 11 endet innerhalb des Anschlusszapfens 2 im Bereich des Kopfstückes 1.
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Das Kopfstück 1 weist auf einer zum Anschlusszapfen 2 gegenüberliegenden Seite eine Führungsnut 3 auf, die an einem Ende einen Nuteinlauf 13 und am gegenüberliegenden Ende einen Nutauslauf 14 bildet.
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Die Führungsnut 7 ist V-förmig ausgebildet und in drei Längsabschnitte aufgeteilt. Ein erster dem Nuteinlauf 13 zugeordneter Einlaufabschnitt ist durch einen Nutgrund 4.1 begrenzt. Der Nutgrund 4.1 weist eine zum Nuteinlauf 13 hin gerichtete Neigung auf. In der Mitte des Nutgrundes 4.1 mündet eine Düsenbohrung 5. Die Mündung der Düsenbohrung 5 ist im kurzen Abstand zu einem Benetzungsabschnitt 3.2 der Führungsnut 3 angeordnet. Der Abstand zu einem Nutgrund 4.2 des Benetzungsabschnittes 3.2 liegt in einem Bereich von 0,5 mm bis 4 mm. Die Düsenbohrung 5 verbindet die Führungsnut 3 mit dem Fluidkanal 11 innerhalb des Anschlusszapfens 2.
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Der Benetzungsabschnitt 3.2 im mittleren Bereich der Führungsnut 3 ist durch den Nutgrund 4.2 begrenzt. Der Nutgrund 4.2 des Benetzungsabschnittes 3.2 weist eine Mehrzahl von quer angeordneten Führungsstegen 6 auf. Die Führungsstege 6 sind über die Länge des Befestigungsabschnittes 3.2 im Nutgrund verteilt angeordnet und durch Vertiefungen 7 voneinander getrennt. Der Nutgrund 4.2 des Benetzungsabschnittes 3.2 ist in Längsrichtung gekrümmt ausgeführt, wobei der Krümmungsradius R des Nutgrundes im Bereich von 120 mm bis 160 mm gewählt ist. Die in dem Nutgrund 4.2 ausgebildeten Führungsstege 6 sind in ihrer Höhe identisch ausgeführt, so dass die durch die Führungsstege 6 gebildeten Kontaktflächen zur Führung der Filamente auf dem Krümmungsradius R liegen.
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Wie aus der Darstellung in 2 hervorgeht, weisen die Führungsstege 6 an ihrer Oberfläche eine asymmetrische Rundung auf, die die Kontaktflächen bilden. Die zwischen den Führungsstegen 6 ausgebildeten Vertiefungen 7 erstrecken sich über die gesamte Nutbreite und pflanzen sich in gegenüberliegende Nutflanken 8 der Führungsnut 3 fort. Insoweit weisen die Nutflanken im Bereich des Nutgrundes 4.2 eine Mehrzahl von Längsstegen 15 auf.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in 3 hervorgeht, sind die Nutflanken 8 im Bereich des Benetzungsabschnittes 3.2 derart winkelig zueinander angeordnet, dass der Nutgrund 4.2 an einem Einlaufende eine größere Nutbreite aufweist als an einem gegenüberliegenden Auslaufende. Die Nutbreite des Nutgrundes 4.2 verjüngt sich somit in Fadenlaufrichtung. So weist der Nutgrund 4.2 auf der Einlaufseite die Nutbreite B1 und auf der Ablaufseite die Nutbreite B2 auf. Die Nutbreite B1 ist größer als die Nutbreite B2.
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Wie aus den Darstellungen in 1 und 3 hervorgeht, weist die Führungsnut 3 am Nutauslauf 14 einen Auslaufabschnitt 3.3 auf, der durch den Nutgrund 4.3 begrenzt ist. Der Nutgrund 4.3 ist mit einer Neigung zum Nutauslauf 14 ausgeführt.
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Wie aus der Darstellung in 1 hervorgeht, ist der Nutgrund 4.2 des Benetzungsabschnittes 3.2 im wesentlichen orthogonal zu einer Mittelachse 10 des Anschlusszapfens 2 ausgerichtet. Der Nut Nutgrund 4.2 lässt sich durch eine gedachte Sehne 9 kennzeichnen, die die beiden Endpunkte des gekrümmten Nutgrundes 4.2 verbindet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Sehne 9 des Nutgrundes 4.2 im wesentlichen rechtwinkelig zu einer Mittelachse 10 des Anschlusszapfens 2 ausgeführt.
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Um die Führung der Filamente ausschließlich durch den Nutgrund 4.2 des Benetzungsabschnittes 2.2 ausführen zu können, ist der Nutgrund 4.1 und der Nutgrund 4.3 jeweils mit einer Neigung ausgebildet. So schließt der Nutgrund 4.3 des Auslaufabschnittes 3.3 mit der Sehne 9 des Nutgrundes 4.2 im Benetzungsabschnitt 3.2 einen Winkel im Bereich von 110° bis 140° ein. Auf der gegenüberliegenden Seite ist zwischen der Sehne 9 des Nutgrundes 4.2 im Benetzungsabschnitt 3.2 und dem Nutgrund 4.1 des Einlaufabschnittes 3.1 ein Winkel im Bereich von 150° bis 270° ausgeführt. Hierbei ist eine wesentlich geringere Neigung vorgesehen, um die Zufuhr des Fluids am Ende des Einlaufabschnittes 3.1 zu begünstigen.
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Das in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Präparationsfadenführers zum Auftragen eines Fluids auf ein laufendes Filamentbündel wird üblicherweise unmittelbar unterhalb einer Spinneinrichtung derart angeordnet, dass die aus einer Spinndüse erzeugten Filamente gemeinsam in die Führungsnut 3 einlaufen können. Insoweit ist der Einlaufabschnitt 3.1 der Führungsnut 3 nach oben gehalten, so dass das aus der Düsenbohrung 5 austretende Fluid zum Benetzen der Filamente über den Nutgrund 4.1 in den Nutgrund 4.2 des Benetzungsabschnittes 3.2 eintritt und in die Vertiefungen 7 zwischen den Führungsstegen 6 gelangt. Über die erzwungene Aufspreizung des Filamentbündels am Nutgrund 4.2 im Bereich großer Breite des Nutgrundes 4.2 erfolgt eine Benetzung der Filamente im wesentlichen über die Vertiefungen 7, wobei das Filamentbündel zu einer Schleppströmung des Fluids führt, die eine Vergleichmäßigung und Verteilung begünstigt. Die Filamente werden mit Kontakt an den Führungsstegen 6 im gekrümmten Nutgrund 4.2 geführt. Der Flächenanteil der Kontaktflächen der Führungsstege 6 beträgt dabei vorzugsweise weniger als 50% des Nutgrundes 4.2, so dass ein hoher Flächenanteil des Nutgrundes 4.2 zur Aufnahme und Verteilung des Fluids auf ein laufendes Filamentbündel zur Verfügung steht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kopfstück
- 2
- Anschlusszapfen
- 3
- Führungsnut
- 3.1
- Einlaufabschnitt
- 3.2
- Benetzungsabschnitt
- 3.3
- Auslaufabschnitt
- 4.1
- Nutgrund Einlaufabschnitt
- 4.2
- Nutgrund Benetzungsabschnitt
- 4.3
- Nutgrund Auslaufabschnitt
- 5
- Düsenbohrung
- 6
- Führungssteg
- 7
- Vertiefung
- 8
- Nutflanke
- 9
- Sehne
- 10
- Mittelachse
- 11
- Fluidkanal
- 12
- Fluidöffnung
- 13
- Nuteinlauf
- 14
- Nutauslauf
- 15
- Längssteg
