-
Die Erfindung betrifft einen Präparationsfadenführer zum Auftragen eines Fluids auf ein laufendes Filamentbündel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
-
Bei der Herstellung und Behandlung von multifilen synthetischen Fäden ist es allgemein bekannt, dass die Filamente des Fadens mit einem Fluid benetzt werden. Das Fluid, das vorzugsweise aus einem Wasser-Öl-Gemisch besteht, dient dazu, die Reibung zwischen dem Faden und Führungselementen derart sanft zu gestalten, dass an den einzelnen Filamenten des multifilen Fadens keine Brüche entstehen. Zudem wird insbesondere in einem Herstellungsprozess das Fluid dazu genutzt, um den Zusammenhalt der einzelnen Filamente innerhalb des Filamentbündels zu einem Faden zu gewährleisten. Um diese Funktion an einem den Faden bildenden Filamentbündel hinreichend erfüllen zu können, muss das Fluid möglichst gleichmäßig verteilt auf die laufenden Filamente aufgetragen werden. Grundsätzlich besteht das Problem, dass überschüssiges nicht von dem Filametbündel angenommene Fluid abtropft oder anschließend vom Faden abgeschleudert wird. Daher wird das Fluid möglichst in solchen kleinen Mengen dem Filamentbündel zugeführt, dass die Menge des Fluids aufgenommen und an den Filamenten haften bleibt. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass die zugeführte Menge des Fluids ausreicht, um alle Filamente des Fadens zu benetzen. Um diese Ballance zwischen einer Überdosierung und einer Mangelbenetzung einhalten zu können, weist der bekannten Präparationsfadenführer eine in mehrere Abschnitte aufgeteilte Führungsnut auf, die aus einem Einlaufabschnitt mit einem geneigten Nutgrund, einem Benetzungsabschnitt mit einem gekrümmten Nutgrund und einen Auslaufabschnitt mit einem geneigten Nutgrund auf. Innerhalb des Benetzungsabschnittes enthält der Nutgrund eine Vielzahl von querverlaufenden Benetzungsrillen, die zur Verteilung des Fluids an ein mit Kontakt im Nutgrund des Benetzungsabschnittes geführtes Filamentbündel vorgesehen sind. Dabei wird das Fluid über eine im Einlaufabschnitt vorgesehene Düsenbohrung zugeführt, die durch den geneigten Nutgrund den Benetzungsabschnitt zugeführt wird.
-
Bei der Herstellung von synthetischen Fäden werden jedoch nun unterschiedliche Polymermaterialien verwendet, die insbesondere sehr unterschiedliche abrassive Eigenschaften aufweisen. So ist allgemein bekannt, dass Filamente aus Polyamid selbst an Keramikoberflächen sehr schnell Verschleißerscheinungen verursachen. Beim Einlauf derartiger Polyamidfäden in einen Präparationsfadenführer fällt zudem das Problem auf, dass die Filamente in einem im wesentlichen trockenen Zustand in die Führungsnut eintauchen, um dann mit dem bereitgehaltenen Fluid benetzt zu werden.
-
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den gattungsgemäßen Präparationsfadenführer derart weiterzubilden, dass ein Auftragen des Fluids auf ein laufendes Filamentbündel möglichst über lange Betriebszeiten gleichmäßig erfolgen kann.
-
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine speziell für Polyamidfäden geeigneten Präparationsfadenführer zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Nutgrund auf einer Einlaufseite des Benetzungsabschnittes eine rillenfreie Einlaufzone aufweist, welche tangential in den Nutgrund des Einlaufabschnittes übergeht.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
-
Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass beim Einlaufen des Filamentbündels in den Benetzungsabschnitt der Führungsnut ein durch die Einlaufzone vergrößerter Kontaktbereich die Verteilung der Filamente innerhalb des Filamentbündels zu einer bandförmigen Anordnung begünstigt. So wird einerseits durch Vergrößerung des Kontaktbereichs in der Einlaufzone der Verschleiß erheblich gemindert und zum anderen eine Aufspreizwirkung an dem Filamentbündel erzeugt. Der zwischen dem Nutgrund des Einlaufabschnittes und dem Nutgrund der Einlaufzone tangentiale Übergang begünstigt zudem das Einlaufen des über den Nutgrund des Einlaufabschnittes zugeführten Fluids. Störende Übergangskanten werden vermieden. Der fließende Übergang begünstigt die Mitnahme des im Nutgrund zugeführten Fluids.
-
Um einerseites die beim Einlaufen des Filamentbündels durch die Einlaufzone erzeugte Aufspreizung zu begünstigen und andererseits einen intensiven Kontakt zur Benetzung der Filamente zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher innerhalb des Benetzungsabschnittes der Nutgrund der Einlaufzone einen kleineren Krümmungsradius aufweist als der Nutgrund einer in Fadenlaufrichtung folgenden Benetzungszone mit Benetzungsrillen.
-
Auch hierbei werden die Führung der Filamente sowie die Verteilung des Fluids innerhalb der Führungsnut durch einen tangentialen Übergang zwischen dem Nutgrund der Einlaufzone und dem Nutgrund der Benetzungszone begünstigt.
-
Zur Benetzung von textilen Fäden mit einer Anzahl von 40 bis 120 Filamenten hat sich die Ausführungsvariante des Präparationsfadenführers bewährt, bei welcher der Nutgrund in der Einlaufzone einen Krümmungsradius im Bereich von 2 mm bis 10 mm und der Nutgrund in der Benetzungszone einen Krümmungsradius im Bereich von 200 mm bis 500 mm aufweist. Die Kombination zwischen einem relativ kleinen Krümmungsradius in der Einlaufzone und einem relativ großen Krümmungsradius im Bereich der Benetzungszone begünstigt das Führen der Filamente und Verteilen des Fluids.
-
Es hat sich dabei herausgestellt, dass die Einlaufzone eine Mindestlänge aufweisen muss, um sowohl den Verschleiß deutlich zu vermindern als auch eine Aufspreizwirkung an dem Filamentbündel zu erzielen. So ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Länge der Einlaufzone im Nutgrund im Bereich von 5% bis max. 15% einer Gesamtlänge des Nutgrundes des Benetzungsabschnittes ausgelegt.
-
Die innerhalb der Benetzungszone ausgebildeten Benetzungsrillen ermöglicht die Zufuhr des Fluids zu den Filamenten über die gesamte Länge der Benetzungszone. Zur sicheren Führung ist dabei ein bestimmtes Verhältnis zwischen den Nichtkontaktzonen und den Kontaktzonen innerhalb der Benetzungszone einzuhalten. Insoweit ist die Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher der Nutgrund der Benetzungszone pro 1 mm Länge mindestens eine maximal drei Benetzungsrillen aufweist. Aufgrund einer Kapillarwirkung wird eine überschüssige Menge an Fluid in den Benetzungsrillen gehalten.
-
Um beim Auslauf der Filamente aus der Führungsnut einen möglichen Fluidüberschuss aufnehmen und abstreifen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher der Nutgrund auf einer Auslaufseite des Benetzungsabschnittes eine rillenfreie Auslaufzone aufweist, die tangential in den Nutgrund der Benetzungszone übergeht. So ist eine stabile Führung auch bei Auslauf der Filamente aus der Führungsnut möglich. Die Kontaktbereiche der Einlaufzone und der Auslaufzone wirken als Fadenführer, die der Benetzungszone vor- und nachgeordnet sind.
-
Auch hierzu ist innerhalb des Benetzungsabschnittes der Nutgrund der Auslaufzone mit einem kleineren Krümmungsradius ausgebildet als der Nutgrund der Benetzungszone mit Benetzungsrillen. Der Krümmungsradius im Nutgrund der Auslaufzone liegt dabei in einem Bereich von 2 mm bis 10 mm.
-
Zur Führung der Filamente weist der Nutgrund der Auslaufzone eine Länge auf, die mindestens 5% bis max. 20% einer Gesamtlänge des Nutgrundes des Benetzungsabschnittes entspricht. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Führungsnut im Bereich der Einlaufzone eine größere Nutbreite aufweist, als im Bereich der Auslaufzone, so dass eine Bündelung der Filamente beim Auslauf über den Nutgrund der Auslaufzone unterstützt wird.
-
In Abhängigkeit von der Anzahl der Filamente und Filamenttiter kann die zugeführte Fluidmenge innerhalb der Führungsnut vorteilhaft durch eine Größe der Düsenbohrung im Nutgrund des Einlaufabschnittes reguliert werden. Insoweit können kleinste Mengen über einen Öffnungsquerschnitt an einem Durchmesser im Bereich von 0,2 mm oder größere Mengen mit einem Öffnungsquerschnitt mit einem Durchmesser im Bereich von 1 mm im Nutgrund zugeführt werden.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
-
Es stellen dar:
-
1 schematisch eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers
-
2 schematisch eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers aus 1
-
3 schematisch eine Einzelheit am Einlauf der Führungsnut des Präparationsfadenführers aus 1
-
4 schematisch eine Einzelheit an einem Auslauf der Führungsnut des Präparationsfadenführers aus 1
-
In den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers zum Auftragen eines Fluids auf ein laufendes Filamentbündel in mehreren Ansichten dargestellt. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsansicht und in 3 ist eine Seitenansicht gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
-
Der Präparationsfadenführer besteht aus einem Keramikformteil 1. Das Keramikformteil 1 weist ein zylindrisches Anschlussende 3 sowie ein dreieckförmiges Führungsende 2 auf. An dem Führungsende 2 ist in dem Keramikformteil 1 eine offene Führungsnut 4 ausgebildet. Die Führungsnut 4 erstreckt sich zwischen einer Fadeneinlaufseite 5 und einer Fadenauslaufseite 6. Die Fadeneinlaufseite 5 befindet sich dabei in vertikaler Richtung oberhalb einer Fadenauslaufseite 6, so dass der Faden die Führungsnut 4 im wesentlichen in vertikaler Richtung durchläuft.
-
Die Führungsnut 4 ist in Fadenlaufrichtung in mehrere Abschnitte unterteilt. Der Fadeneinlaufseite 5 ist ein Einlaufabschnitt 4.1 zugeordnet. Der Fadeneinlaufabschnitt 4.1 weist einen nach unten geneigten Nutgrund 7.1 auf. In dem Nutgrund 7.1 mündet eine Düsenbohrung 13, die mit einem Fluidkanal 14 gekoppelt ist. Der Fluidkanal 14 durchdringt das Keramikformteil 1 bis zum Anschlussende 3.
-
Dem Einlaufabschnitt 4.1 der Führungsnut 4 folgt ein Benetzungsabschnitt 4.2 mit einem gekrümmten Nutgrund 7.2. Der Benetzungsabschnitt 4.2 der Führungsnut weist mehrere Führungszonen auf, die sich im wesentlichen durch unterschiedliche Beschaffenheit des Nutgrundes 7.2 darstellen.
-
Zur Erläuterung des Benetzungsabschnittes 4.2 wird zusätzlich zu den 3 und 4 Bezug genommen. In der 3 ist ein Übergang zwischen dem Einlaufabschnitt 4.1 und dem Benetzungsabschnitt 4.2 innerhalb der Führungsnut 4 als Ausschnitt dargestellt. In 4 ist der Übergang zwischen dem Benetzungsabschnitt 4.2 und einem in Fadenlaufrichtung folgenden Auslaufabschnitt 4.3 in der Einzelheit gezeigt. Insoweit wird nachfolgend zusätzlich zu den 3 und 4 Bezug genommen.
-
Der Benetzungsabschnitt 4.2 ist in einer rillenlosen Einlaufzone 8 mit dem Nutgrund 7.2.1, in eine Benetzungszone 9 mit dem Nutgrund 7.2.2 und einer rillenlosen Auslaufzone 10 mit dem Nutgrund 7.2.3 aufgeteilt. Die Einlaufzone 8 bildet den Übergang zwischen dem Einlaufabschnitt 4.1 und dem Benetzungsabschnitt 4.2. Der Nutgrund 7.2.1 ist flächig und bildet den Fadenauflauf, an welchem ein Filamentbündel in die Führungsnut 4 mit Kontakt einläuft. Hierzu ist der Nutgrund 7.2.1 gekrümmt ausgeführt, wobei der Nutgrund 7.2.1 tangential in den Nutgrund 7.1 des Einlaufabschnittes 4.1 übergeht. Innerhalb des Einlaufabschnittes 4.1 ist im Nutgrund die Düsenbohrung 13 ausgebildet, so dass das Fluid über den Nutgrund 7.1 dem Nutgrund 7.2.1 zuläuft. Der tangentielle Übergang im Nutgrund 7.1 und 7.2.1 begünstigt die Zuführung des Fluids, die noch durch den Zulauf der Filamente gefördert wird. Die Menge an Fluid wird im wesentlichen durch die Größe der Düsenbohrung 13 bestimmt. In 3 ist der Durchmesser der Düsenbohrung 13 mit dem Kennbuchstaben D gekennzeichnet. Der Durchmesser D kann ja nach gewünschter Menge an Fluid im Bereich von 0,2 mm bis 1,00 mm liegen.
-
Wie aus der 3 hervorgeht, weist der Nutgrund 7.2.1 der Einlaufzone 8 einen Krümmungsradius RE auf. Der angrenzende Nutgrund 7.2.2 der Benetzungszone 9 ist mit einem Krümmungsradius RB ausgeführt. Die Krümmungsradien RE und RB gehen tangential ineinander über. Hierbei liegt der Krümmungsradius RB der Benetzungszone im Bereich von 200 bis 500 mm. Demgegenüber ist der Nutgrund 7.2.1 der Einlaufzone 8 wesentlich stärker gekrümmt mit einem Krümmungsradius RE im Bereich von 2 mm bis 10 mm. So lässt sich beim Auflaufen des Filamentbündels in die Einlaufzone 8 ein ausgeprägter Kontakt zwischen den Filamenten und dem Nutgrund 7.2.1 herstellen. Dies führt einerseits zur stabilen Führung des Fadens und andererseits zur Aufspreizen beim Einlaufen in die Benetzungszone.
-
Wie weiter aus der 3 hervorgeht, ist die Länge der Einlaufzone mit dem Buchstaben LE gekennzeichnet. Die Gesamtlänge des Benetzungsabschnittes ist mit dem Kennbuchstaben L gekennzeichnet. Der Nutgrund 7.2.1 der Einlaufzone 8 weist die Länge LE auf, die mindestens 5% bis 15% der Gesamtlänge L des Nutgrundes 7.2 des Benetzungsabschnittes 4.2 entspricht.
-
Wie aus den Darstellungen aller Figuren hervorgeht, ist der Nutgrund 7.2.2 der Benetzungszone 9 innerhalb des Benetzungsabschnittes 4.2 mit einer Vielzahl quer ausgerichteter Benetzungsrillen 11 ausgeführt. Die Benetzungsrillen 11 erstrecken sich über die gesamte Nutbreite der Führungsnut 4 und über eine Teillänge der Nutflanken 12. Die Benetzungsrillen 11 bilden somit Nichtkontaktbereiche, in denen die Filamente frei geführt sind. Im Betrieb sind die Benetzungsrillen 11 mit einem Fluid gefüllt, so dass das Fluid über die gesamte Länge der Benetzungszone den Filamenten des Filamentbündels zuführbar ist. Das Fluid wird durch eine Kapillarwirkung der Benetzungsrillen 11 in dem Benetzungsabschnitt 4.2 gehalten. Zur Führung der Filamente im Nutgrund 7.2.2 sind die Anzahl der pro Längeneinheit ausgebildeten Benetzungsrillen 11 begrenzt. So werden bevorzugt ein bis max. drei Benetzungsrillen auf 1 mm Länge des Nutgrundes 7.2.2 ausgebildet.
-
Am Ende der Benetzungszone 9 schließt sich eine rillenlose Auslaufzone 10 innerhalb des Benetzungsabschnittes 4.2 an, in welcher die Filamente mit Kontakt an dem glatten Nutgrund 7.2.3 geführt sind. Der Nutgrund 7.2.3 ist ebenfalls gekrümmt ausgeführt, wie aus der Darstellung in 4 hervorgeht. Der Krümmungsradius des Nutgrundes 7.2.3 ist mit dem Großbuchstaben RA gekennzeichnet. Der Krümmungsradius RA im Bereich der Auslaufzone 10 ist wesentlich kleiner als der Krümmungsradius RB innerhalb der Benetzungszone 9. Im wesentlichen sind hierbei die gleichen Verhältnisse zwischen den Krümmungsradien gewählt wie auf der gegenüberliegenden Einlaufseite des Benetzungsabschnittes 4.2. Der Krümmungsradius RA liegt im Bereich von 2 mm bis 10 mm. Dabei ist der Übergang zwischen dem Nutgrund 7.2.2 und dem Nutgrund 7.2.3 tangential ausgeführt. Die Länge der Auslaufzone 10 ist in 4 mit dem Großbuchstaben LA gekennzeichnet. Die Auslaufzone 10 weist eine Länge LA auf, die 5% bis 20% der Maximallänge L des Benetzungsabschnittes 4.2 entspricht. Die Auslaufzone 10 bildet somit einen weiteren Kontaktbereich zur Führung der Filamente auf.
-
Wie aus den Darstellungen in 1 und 2 hervorgeht, mündet die Auslasszone 10 des Benetzungsabschnittes 4.2 in einen Auslaufabschnitt 4.3 er Führungsnut 4. Der Nutgrund 7.3 im Bereich des Auslaufabschnittes 4.3 ist geneigt ausgebildet, um einen weiteren Kontakt zu den Filamenten des Filamentbündels zu vermeiden. Insoweit wird dem Filamentbündel nur mit Kontakt innerhalb des Benetzungsabschnittes 4.2 geführt. Mögliche Fluidreste können vor dem Nutgrund 7.3 aufgefangen und abgeleitet werden.
-
Das in 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Präparationsfadenführers zum Auftragen eines Fluids auf ein laufendes Filamentbündel wird bevorzugt in einem Schmelzspinnprozess eingesetzt, um die nach dem Extrudieren und Abkühlen im wesentlichen trockenen Filamente mit einem Fluid vorzugsweise einem Öl-Wasser-Gemisch zu benetzen. Die besondere Ausführung des Benetzungsabschnittes ermöglicht einerseits die Aufnahme und Aufspreizung trockener Filamente. Die in dem Einlaufabschnitt am Nutgrund 7.1 zugeführte Fluid lässt sich dabei einerseits durch ein natürliches Gefälle und andererseits durch die Schleppströmung der Filamente in den angrenzenden Benetzungsabschnitt 4.2 führen. Die fließenden Übergänge zwischen dem Nutgrund 7.1 und 7.2 begünstigt das Eintreten des Fluids in die Einlaufzone 8 und die angrenzende Benetzungszone 9. Die Zufuhr des Fluids erfolgt hierbei über die Düsenbohrung 13, die je nach Prozess, Filamenttiter und Anzahl der Filamente eine Größenordnung von 0,2 bis 1 mm aufweist.
-
Insbesondere die Kontaktbereiche der Einlaufzone 8 und der Auslaufzone 10 ermöglicht eine stabile Fadenführung zur Aufnahme des Fluids innerhalb der Benetzungszone 9. Durch den Kontaktbereich in der Einlaufzone 8 lässt sich zudem auch sehr abrassive Filamenttypen wie beispielsweise Filamente aus Polyamid, benetzen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012024853 A1 [0002]
