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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken einer synthetischen Fadenschar in einem Schmelzspinnprozess gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es üblich, dass die frisch extrudierten Fäden nach einer Abkühlung durch mehrere Galetten abgezogen und verstreckt werden, bevor die Fäden am Ende des Prozesses zu Spulen aufgewickelt werden. Am Umfang der Galetten werden die Fäden dabei bevorzugt erwärmt, um zum Verstrecken einen möglichst plastischen Zustand des Fadenmaterials zu erhalten. Die Fäden werden hierzu mit direkten Kontakt am Umfang der Galetten geführt, um das Fadenmaterial auf eine vorbestimmte Verstrecktemperatur zu erwärmen. Eine derartige Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken einer synthetischen Fadenschar ist beispielsweise aus der
WO 2011/009497 A1 bekannt.
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Bei der bekannten Vorrichtung sind mehrere Galetten auskragend an einem Träger gehalten, wobei eine Fadenschar am Umfang der Galetten mit jeweils einer Teilumschlingung geführt wird. In Praxis wurde nun beobachtet, dass sich insbesondere im Bereich der Fadenführung am Umfang der Galetten auf den Oberflächen Verunreinigungen einstellen, die sich beispielweise aus Präparationsresten oder Polymerabrieb zusammensetzt. Derartige Verunreinigungen können jedoch bei langen Laufzeiten eine thermische Behandlung des Fadens beeinflussen. Insoweit ist es bekannt, die Galettenoberflächen in bestimmten Zeitzyklen zu reinigen. Derartige Reinigungsarbeiten besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass der Herstellungsprozess der Fäden unterbrochen werden muss.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei der gattungsgemäßen Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken einer synthetischen Fadenschar möglichst lange Laufzeiten ohne zusätzliche Reinigungsarbeiten an den Galettenoberflächen zu erhalten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche und deren Kombinationen gebildet.
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Die Erfindung war auch nicht durch die bekannten Vorrichtung aus der
DE 101 14 368 A1 nahegelegt. So ist es üblich bei sogenannten Klemmlieferwerken in Texturiermaschinen den Faden vor Auftreffen auf eine Förderwalze oszillierend quer zur Fadenlaufrichtung hin- und herzuführen, so das sich ein Auflaufpunkt des Fadens am Umfang der Förderwalze ständig verändert. Somit wird eine Vergleichmäßigung des Oberflächenverschleißes der Förderwalze erreicht.
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Eine derartige oszillierende Bewegung des Fadens ist jedoch beim Abziehen und Verstrecken von synthetischen Fäden in einem Schmelzspinnprozess nicht realisierbar. Die ständige Bewegung der Fadenschar führt zu instabilen Fadenläufen am Umfang der Galetten, die bekannterweise mit relativ geringen Abstand nebeneinander parallel geführt sind.
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Demgegenüber besitzt die Erfindung den besonderen Vorteil, dass die Fäden der Fadenschar stets mit einem stationären Fadenführer geführt werden. Nur zur wahlweisen Einstellung einer Fadenzuführung am Umfang der Galetten ist die Fadenführerleiste und/oder die Fadenführer in axialer Richtung der Galetten verschiebbar ausgebildet. Die Verstellung der Fadenführerleiste oder der Fadenführer kann beispielsweise bei üblichen Prozessunterbrechungen beispielsweise zum Reinigen der Spinndüsen oder bei einem Fadenbruch ausgeführt werden. Insoweit ist ein stabiler Fadenlauf zum Abziehen und Verstrecken am Umfang der Galetten gewährleistet. Jedoch durch die wahlweise Einstellung einer Fadenzuführung am Umfang der Galette können die Fäden wahlweise in mehreren Mantelzonen am Umfang der Galetten geführt werden. So verlängern sich die Betriebszeiten, in welchen die Fäden ohne wesentliche Beeinträchtigung durch Verunreinigungen am Umfang der Galetten geführt und behandelt werden können.
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Um den apparativen Aufwand zur Verstellung der Fadenführerleiste bzw. der Fadenführer möglichst gering zu halten, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Fadenführerleiste und/oder die Fadenführer jeweils zwischen einer Außenposition und einer Innenposition hin und her verstellbar sind. So lässt sich bereits eine Verdoppelung der Betriebslaufzeiten durch Einstellung eines vorbestimmten Versatzes zwischen den Fadenführerstellungen bewirken.
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Ein sich zwischen der Außenposition der Fadenführerleiste oder Fadenführer und der Innenposition der Fadenführerleiste oder Fadenführer erstreckender Verstellweg wird dabei bevorzugt kleiner als ein Abstand zwischen zwei benachbarten Fadenführern ausgeführt. So ist gewährleistet, dass keine Überlappung der Fadenspuren am Umfang der Galetten auftritt.
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Zur Verstellung wird die Fadenführerleiste bevorzugt an einer Trägerplatte gehalten, die an einem freien Ende eines verschiebbaren Kolbens angeordnet ist. Damit lässt sich die Fadenschar während eines Verstellzyklus durch Verschieben des Kolbens ausführen.
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Der Kolben ist zur Verstellung der Trägerplatte in einem Gehäuse geführt und zwischen der Außenposition und der Innenposition verstellbar.
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Die Verstellung erfolgt dabei bevorzugt nach der Weiterbildung der Erfindung, bei welcher der Kolben mit einem Endkragen in einer Stufenbohrung geführt ist und zwischen einer Feder und einem am Ende der Stufenbohrung ausgebildeten Druckraum gespannt ist. Der Druckraum lässt sich dabei über einen Luftanschluss und einem Steuerventil mit einer Druckluftquelle verbinden.
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Zum Verschieben des Kolbens ist das Steuerventil mit einer Steuereinrichtung gekoppelt, durch welche der Druckraum während einer Prozessunterbrechung oder nach einem vorgegebenen Zeitintervall be- oder entlüftet wird.
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Da im Zulauf der Galetten üblicherweise eine Schnittstelle zwischen der Spinneinrichtung und den Behandlungseinrichtungen vorgesehen ist, die bei einem Fadenbruch die Fadenschar durchtrennt und gemeinsam zur Aufrechterhaltung des Extrusionsvorganges zu einem Abfallbehälter führt, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher eine Fadenraffeinrichtung zum Trennen und Einsammeln der Fäden der Fadenschar an der Trägerplatte gehalten ist. Somit lässt sich die Fadenschar bei jeder Stellung der Fadenführerleiste unter gleichen Bedingungen im Fall eines Fadenbruches einsammeln und absaugen.
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Zur Verstellung der Fadenführer ist vorgesehen, die Fadenführer an einem Gleitschuh anzuordnen, welcher in einer Gleitführung an der Fadenführungsleiste geführt ist. So können die Fadenführer auch alternativ bei einem stationären Fadenführerleiste die Fadenzuführung ändern.
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Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass beide Systeme zusammenwirken, so dass sowohl die Verstellung der Fadenführer als auch die Verstellung der Fadenführungsleiste genutzt werden können, um die Fadenzuführung am Umfang der Galetten zu ändern. Diese Alternative wird bevorzugt bei größeren Fadenabständen benachbarter Fäden gewählt, so dass ein Bereich am Umfang der Galetten zwischen zwei Fäden durch mehrfache versetzte Fadenzuführungen nutzbar wird.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken einer synthetischen Fadenschar unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
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1 schematisch eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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2 schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels im Bereich der Zulaufseite der Galetten
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3.1 und 3.2 schematisch eine Draufsicht der Fadenführungsleiste des Ausführungsbeispiels aus 1 in mehreren Betriebssituationen
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4 schematisch eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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5.1 und 5.2 schematisch eine Querschnittsansicht im Bereich oberhalb der Fadenführungsleiste in verschiedenen Betriebssituationen
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken einer synthetischen Fadenschar in mehreren Ansichten dargestellt, wie es beispielsweise in einer Schmelzspinnvorrichtung einsetzbar wäre. In 1 ist die Vorrichtung in einer Vorderansicht, in 2 in einer Seitenansicht im Bereich der Fadenzuführung und in 3.1 und 3.2 in einer Draufsicht der Fadenzulaufführung dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
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In 1 ist schematisch eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Betriebssituation zum Abziehen und Verstrecken einer Fadenschar 6 gezeigt. Das Ausführungsbeispiel weist mehrere Galetten 4.1 bis 4.6 auf, die an einer Montagewand 1 gehalten sind. Die Galetten 4.1 bis 4.6 ragen mit ihren jeweils angetriebenen Galettenmänteln 5.1 bis 5.6 an einer Vorderseite der Montagewand 1 hervor. Die Galettenmäntel 5.1 bis 5.6 sind in ihrem Durchmesser und ihrer Beschaffenheit unterschiedlich ausgeführt. So ist unmittelbar auf einer Zulaufseite 10 ein unbeheizter Galettenmantel 5.1 der Galette 4.1 vorgesehen, welcher ein kleineren Durchmesser im Vergleich zum benachbarten Galettenmantel 5.2 der Galette 4.2. Die Galetten 4.2 bis 4.5 sind mit beheizten Galettenmänteln 5.2 bis 5.5 ausgeführt. Üblicherweise sind derartige beheizte Galetten in einer Galettenbox isoliert gehalten. Zum Verstrecken oder Relaxieren der Fäden lassen sich beliebige Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den einzelnen Galetten 4.1 bis 4.6 einstellen.
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Auf einer Auslaufseite 29 ist die Galette 4.6 mit einem nicht beheizten Galettenmantel 5.6 angeordnet.
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Die Anordnung, Verteilung und Anzahl der in 1 dargestellten Galetten ist beispielhaft. Wesentlich für die Erfindung ist die Zuführung der Fadenschar 6, die in diesem Ausführungsbeispiel auf der Zulaufseite 10 durch eine Fadenführungsleiste 2 erfolgt. Die Fadenführungsleiste 2 weist zu jedem Faden der Fadenschar 6 jeweils einen separaten Fadenführer auf. Zur Erläuterung der Fadenführungsleiste 2 wird zusätzlich zu den 2 und den 3.1 sowie 3.2 Bezug genommen.
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Wie insbesondere aus den Darstellungen in 2 und 3.1 hervorgeht, sind an einem länglichen Gleitschuh 7 insgesamt vier Fadenführer 3.1 bis 3.4 gehalten. Die Fadenführer 3.1 bis 3.4 sind U-förmig ausgebildet und durch jeweils einen Keramikeinsatz 30 gebildet.
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Der Gleitschuh 7 ist in einer Gleitführung 8 an der Fadenführungsleiste 2 gehalten und lässt sich zwischen einem inneren Anschlag 9.1 und einem äußeren Anschlag 9.2 in axialer Richtung der Galette 4.1 hin und her verstellen.
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In der 2 und 3.1 ist die Betriebssituation dargestellt, bei welcher der Gleitschuh 7 am äußeren Anschlag 9.2 anliegt, so dass sich die Fadenführer 3.1 bis 3.4 in einer Außenposition befinden. In dieser Stellung der Fadenführer 3.1 bis 3.4 werden die Fäden der Fadenschar 6 auf der Zulaufseite 10 direkt der nachfolgenden Galette 4.1 zugeführt. Der Gleitschuh 7 verharrt in dieser Position, so dass die Fadenherstellung mit der gewählten Fadenzuführung zu den Galetten 4.1 bis 4.6 erfolgt.
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Im Fall einer Prozessunterbrechung beispielsweise durch eine Wartung oder ein Fadenbruch lässt sich der Gleitschuh 7 durch eine manuelle Verstellung in Richtung zum inneren Anschlag 9.1 hin verstellen. Diese Situation ist in der 3.2 dargestellt. In der 3.2 befinden sich die Fadenführer 3.1 bis 3.4 in einer inneren Position relativ zur Galette 4.1. Der sich zwischen der Außenposition der Fadenführer und der Innenposition der Fadenführer erstreckende Verstellweg ist in den 2, 3.1 und 3.2 mit der Bezeichnung V gekennzeichnet. Ebenso ist ein zwischen den benachbarten Fadenführern 3.1 und 3.2 gebildeter Abstand eingezeichnet und mit dem Kennbuchstaben B gekennzeichnet. Hierbei ist der Verstellweg V kleiner ausgeführt als der Abstand B zwischen zwei benachbarten Fadenführern 3.1 und 3.2. Zur optimalen Ausnutzung der Oberflächen am Umfang der Galetten 4.1 bis 4.6 ist der Verstellweg V vorzugsweise halb so groß ausgeführt wie der Abstand B zwischen zwei benachbarten Fadenführern 3.1 und 3.2.
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Die Fadenabstände zwischen den Fadenführern 3.1 bis 3.4 ist in diesem Ausführungsbeispiel jeweils identisch. Somit wird durch Verschieben der Fadenführer 3.1 bis 3.4 die Fadenzuführung in axialer Richtung der Galetten um den halben Fadenabstand verändert. Damit lassen sich die Betriebszeiten am Umfang der Galetten 4.1 bis 4.6 insbesondere zur thermischen Behandlung wesentlich erhöhen bzw. es treten keine durch Verunreinigungen ungewünschten Störeffekte vorzeitig ein.
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In den 4, 5.1 und 5.2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken einer synthetischen Fadenschar in mehreren Ansichten dargestellt. Die 4 zeigt schematisch eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels und in 5.1 und 5.2 ist jeweils ein Querschnitt auf der Zulaufseite einer Trägerplatte mit befestigten Fadenführerleiste dargestellt.
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Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf der Zulaufseite 10 an einer Montagewand 1 eine Trägerplatte 11 beweglich gehalten. Im oberen Bereich ist an der Trägerplatte 11 eine Fadenraffeinrichtung 12 angeordnet, die zumindest eine Absaugung 13 und einen Fadensammler 14 aufweist. Derartige Fadenraffeinrichtungen 12 sind erforderlich, um bei einem Fadenbruch eines der Fäden innerhalb der Fadenschar eine Fadentrennung und Einsammlung der Fadenschar zu bewirken, damit die aus der Schmelzspinneinrichtung kontinuierlich extrudierten Fäden ohne Unterbrechung über die Absaugung 13 zu einem Abfallbehälter geführt werden können.
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Unterhalb der Fadenraffeinrichtung 12 ist eine Fadenführungsleiste 2 angeordnet, die zu jedem Faden der Fadenschar 6 einen Fadenführer aufweist. Die Ausbildung der Fadenführungsleiste 2 wird nachfolgend anhand der 5.1 und 5.2 noch näher erläutert.
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Der Trägerplatte 11 sind an der Montagewand 1 mehrere Galetten 4.1 bis 4.6 zugeordnet, die in einer in diesem Ausführungsbeispiel versetzten Anordnung an der Montagewand 1 gehalten sind. Die Galetten 4.1 bis 4.6 sind identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 ausgeführt und ragen jeweils mit einem rotierenden Galettenmantel 5.1 bis 5.6 an einer Vorderseite der Montagewand 1 hervor. Grundsätzlich können hierbei die Anzahl der nicht beheizten und die Anzahl der beheizten Galetten variieren. So besteht auch die Möglichkeit, auf der Zulaufseite 10 der Fadenführungsleiste 12 zunächst eine beheizte Galette zuzuordnen. Das Galettensystem und die Galettenanordnung ist jedoch unabhängig von der Erfindung frei wählbar.
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Um die Fadenzuführung am Umfang der Galettenmäntel 5.1 bis 5.6 wahlweise einstellen zu können, lässt sich die Fadenführungsleiste 2 über die bewegliche Trägerplatte 11 in eine Außenposition oder eine Innenposition an der Montagewand 1 verstellen. In der 5.1 ist eine Querschnittsansicht der Trägerplatte 11 an der Montagewand 1 mit befestigter Fadenführungsleiste 2 gezeigt. Die Fadenführungsleiste 2 weist insgesamt vier Fadenführer 3.1 bis 3.4 auf, die jeweils durch einen U-förmigen Keramikeinsatz 30 gebildet sind. Die Anzahl der Fadenführer an der Fadenführungsleiste 2 richtet sich nach der Anzahl der Fäden der geführten Fadenschar 6. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft.
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Die Fadenführungsleiste 2 ist auskragend an der Trägerplatte 11 befestigt. Die Trägerplatte 11 ist über ein Verbindungsmittel 16 mit dem Kolben 15 verbunden. Der Kolben 15 ist innerhalb einer Stufenbohrung 18 eines Gehäuses 19 gleitend geführt, wobei der Kolben 15 am gegenüberliegenden Ende zur Trägerplatte 11 einen Endkragen 17 mit vergrößertem Durchmesser aufweist. Der Endkragen 17 des Kolbens 15 lässt sich innerhalb der Stufenbohrung 18 zwischen einem äußeren Anschlag 9.2 und einem inneren Anschlag 9.1 hin- und herführen. Hierzu ist zwischen einem die Stufenbohrung 18 verschließenden Deckel 20 und dem Stirnende am Endkragen 17 ein Druckraum 23 gebildet. Der Druckraum 23 ist über einen Druckluftanschluss 21 und einer Leitung 22 mit einem Steuerventil 27 verbunden. Das Steuerventil 27 ist mit einer Druckluftquelle 31 gekoppelt, wobei das Steuerventil 27 über eine Steuereinrichtung 28 zum Be- oder Entlüften des Druckraumes 23 steuerbar ist.
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In der in 5.1 gezeigten Betriebssituation ist der Druckraum 23 belüftet, so dass der Kolben 15 mit dem Endkragen 17 an dem äußeren Anschlag 9.2 anliegt. In dieser Situation wird die Fadenführungsleiste 2 in einer Außenposition gehalten, um die Fadenschar 6 den nachfolgenden Galetten 4.1 bis 4.6 zuzuführen.
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Auf der vom Druckraum 23 abgewandten Seite ist am Umfang des Kolbens 15 eine Feder 24 angeordnet, die zwischen dem Gehäuse 1 und dem Endkragen 17 gespannt ist. Somit lässt sich der Kolben 15 nach Entlüften des Druckraumes 23 durch die Feder 24 von dem äußeren Anschlag 9.2 zum inneren Anschlag 9.1 hin verschieben. Diese Situation ist in der 5.2 dargestellt.
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Bei entlüftetem Druckraum 23 liegt der Endkragen 17 des Kolbens 15 am Anschlag 9.1 an, der in diesem Fall durch den Deckel 20 gebildet ist. Der Kolben 15 wird durch die Feder 24 verschoben, so dass die Trägerplatte 11 mit der Fadenführungsleiste in einer Innenposition an der Vorderseite der Montagewand 1 gehalten ist. Der Verstellweg, der in 5.1 und 5.2 mit dem Kennbuchstaben V gekennzeichnet ist, ist kleiner als ein Abstand zwischen benachbarten Fadenführern 3.1 und 3.4. Der Abstand der Fadenführer 3.1 und 3.4 ist in den 5.1 und 5.2 mit dem Kennbuchstaben B gekennzeichnet. Bei einfacher Verstellung zwischen der Innenposition und der Außenposition wird der Verstellweg des Kolbens 15 derart ausgelegt, dass V = 1/2B ist.
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Die Funktion zur Veränderung der Fadenzuführung am Umfang der Galetten 4.1 bis 4.6 ist in diesem Ausführungsbeispiel identisch ausgeführt zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach 1. Insoweit wird zu der vorgenannten Funktionsbeschreibung Bezug genommen.
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Bei größeren Abständen zwischen den benachbarten Fadenführern an der Fadenführungsleiste lassen sich vorteilhaft auch beide in den Ausführungsbeispielen gezeigten Systeme zur wahlweisen Einstellung der Fadenzuführung kombinieren. So könnte beispielsweise die in 5.1 dargestellte Fadenführungsleiste durch die in 3.1 gezeigte Version der Fadenführungsleiste ersetzt werden. In diesem Fall lassen sich insgesamt vier Positionen der Fadenführer wahlweise einstellen, um die Fadenzuführung zu den Galetten zu verändern.
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An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die konstruktive Ausbildung der Fadenführungsleiste sowie der Fadenführer beispielhaft ist. Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Fadenzuführung zu den Galetten auf einer Zulaufseite in größeren Zeitabschnitten, wie beispielsweise durch Wartungszyklen oder sonstigen Prozessunterbrechungen bestimmt sein können, zu ändern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/009497 A1 [0002]
- DE 10114368 A1 [0007]
