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Die Erfindung betrifft einen Präparationsfadenführer zum Auftragen eines Fluids auf einen multifilen Faden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In einem Schmelzspinnprozess zur Herstellung von synthetischen Fäden ist es üblich, dass die aus einer Spinndüse gesponnen 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 zu einem Aufspreizen des Filamentbündels führen, vermeiden und die Filamente werden als Verbund in dem Faden zusammengehalten. Darüberhinaus lässt sich die Fadenreibung durch das am Filamentbündel 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 Fadens kontinuierlich von den Filamenten aufgenommen wird. Ein derartiger Präparationsfadenführer ist beispielsweise aus der
EP 3 093 378 A1 bekannt.
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Der bekannte Präparationsfadenführer besteht aus einem Grundkörper, der eine offene Führungsnut aufweist. Die Führungsnut erstreckt sich zwischen einem Fadeneinlauf und einem Fadenauslauf und ist durch Nutwandungen im Bereich der Fadenführungen seitlich begrenzt. Ein Fluid wird dabei im Nutgrund der Führungsnut zugeführt. Der Faden wird mit Kontakt im Nutgrund der Führungsnut geführt, so dass die Filamente des Fadens mit dem Fluid benetzt werden.
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Da in den Schmelzspinnprozessen an dem Faden starke Fadenspannungsschwankungen in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsphase oder auch sonstige Betriebsstörungen, die die Fadenlaufruhe des Fadens wesentlich beeinträchtigen, sind die Nutwandungen der Führungsnut bei derartigen Präparationsfadenführern typischerweise mit relativ hohen Flankenhöhen ausgeführt. Derartige hochragende Nutwandungen haben jedoch den Nachteil, dass beim Eintreten des Fadens, insbesondere bei höheren Fadengeschwindigkeiten, die aus der Umgebung des Fadens mitgeführte Schleppluft in der Führungsnut mehr oder weniger stark ausgeprägte Luftverwirbelungen erzeugen. Derartige Luftverwirbelungen behindern jedoch das Austreten und die Verteilung des Fluids innerhalb der Führungsnut und führen zu einer starken Schwingbewegung an dem Faden.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen Präparationsfadenführer der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei welchem einerseits ein Herausspringen des Fadens vermieden wird und andererseits ein ruhiger Fadenlauf möglich ist.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, die Bedienbarkeit beim Fadenanlegen nicht zu verschlechtern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Nutwandungen der Führungsnut derart geformt sind, dass die Führungsnut gegenüberliegend zum Nutgrund in Fadenlaufrichtung zumindest teilweise abgedeckt ist und dass sich zwischen den Nutwandungen ein seitlich neben der Führungsnut erstreckender Einfädelschlitz bildet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass der Faden in allen Betriebssituationen beim Schmelzspinnprozess sicher in der Führungsnut des Präparationsfadenführers führbar ist. Ein ungewünschtes Heraustreten des Fadens aus der Führungsnut wird durch die Formgebung der Nutwandungen zur Abdeckung der Führungsnut vermieden. Wesentlich hierbei ist aber, dass ein zwischen den Nutwandungen sich seitlich neben der Führungsnut erstreckender Einfädelschlitz frei zugänglich ist, um den Faden bei Prozessbeginn in einfacher Art und Weise in die Führungsnut einzulegen.
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Um bei Prozessbeginn zum Einfädeln mehrerer Fäden durch eine Saugpistole die geführten Fäden getrennt voneinander in die Führungsnut einlegen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher er seitliche Einfädelschlitz zwischen den Nutwandungen sich parallel zu der Führungsnut vom Fadeneinlauf bis zum Fadenauslauf hin erstreckt. Damit kann der Faden im geraden Fadenlauf in dem Einfädelschlitz eingelegt werden.
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Damit bei Fadenspannungsschwankungen der Faden nicht ungewünscht austritt und andererseits während des Benetzens eine sichere Fadenführung gewährleistet ist, mündet der Einfädelschlitz zwischen den Nutwandungen vorteilhaft mit einer Mündung oberhalb des Nutgrundes in die Führungsnut. Der Nutgrund ist somit durch die sich gegenüberliegenden Nutwandungen begrenzt.
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Zur Vermeidung von vorzeitigem Verschleiß ist der Grundkörper vorzugsweise aus einem keramischen Material gebildet, so dass der Kontaktbereich des Fadens im Nutgrund sich verschleißfest ergibt. Grundsätzlich besteht dabei jedoch auch die Möglichkeit, dass der Grundkörper aus einem die Führungsnut bildenden Führungsteil und einem die abdeckende Nutwandung bildenden Abdeckteil gebildet ist, wobei das Führungsteil und das Abdeckteil vorzugsweise lösbar miteinander verbunden sind. So kann das Abdeckteil aus einem nicht verschleißfesten Material und somit kostengünstiger erzeugt werden. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, die Führungsnut bei Bedarf in einfacher Art und Weise durch Lösen des Abdeckteils zu reinigen.
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Die Zuführung eines Fluids erfolgt vorzugsweise über einen Fluidkanal, der unmittelbar in einem Anschlussteil des Grundkörpers integriert ist. So lässt sich der Grundkörper mit dem Anschlussteil direkt an einen Halter fixieren, um in einem Fadenlauf eines Schmelzspinnprozesses betriebsbereit zu sein.
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Die Zuführung des Fluids erfolgt dabei bevorzugt in einem Einlaufabschnitt der Führungsnut, der einen rampenförmigen Nutgrund aufweist. Hierbei ist der rampenförmige Nutgrund dem gekrümmten Nutgrund vorgeordnet, wobei vorzugsweise ein tangentialer Übergang zwischen beiden Nutgründen ausgebildet ist. Diese Weiterbildung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, um eine Trockenreibung des Fadens innerhalb der Führungsnut zu vermeiden. Der Faden wird mit Kontakt an dem gekrümmten Nutgrund geführt, der bereits am Auftreffpunkt des Fadens ein Fluid aufweist.
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Um möglichst mit geringen Fluidmengen eine gleichmäßige Benetzung aller Filamente eines Fadens zu erhalten, ist der gekrümmte Nutgrund der Führungsnut bevorzugt mit quer zu den Nutwandungen verlaufenden Benetzungsrillen ausgebildet. Somit kann eine Vergleichmäßigung und längere Phase der Benetzung erreicht werden.
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Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher der Grundkörper mehrere nebeneinander verlaufende Führungsnuten aufweist, wobei jeder der Führungsnuten im Nutgrund eine von mehreren Düsenbohrungen zugeordnet ist, ist besonders vorteilhaft, um eine Fadenschar mit möglichst geringem Fadenabstand zueinander parallel zu benetzen. Hierbei kann der Grundkörper einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet sein. So können beispielsweise mehrere Führungsteile nebeneinander an einem plattenförmigen Träger gehalten werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
- 1 schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers
- 2 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels aus 1
- 3 schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus 1
- 4 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers
- 5 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Präparationsfadenführers zum Auftragen eines Fluids auf einen multifilen Faden in mehreren Ansichten dargestellt. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittansicht, 2 in einer Querschnittsansicht 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 Präparationsfadenführers zum Auftragen eines Fluids auf einen laufenden multifilen Faden ist aus einem Grundkörper 1 gebildet. Wie aus der Darstellung in 1 hervorgeht, weist der Grundkörper einen Führungsteil 1.1 und einen Anschlussteil 1.2 auf. Der Anschlussteil 1.2 ist hohlzylindrisch ausgebildet und dient zur Fixierung in einen hier nicht dargestellten Halter. Im Innern des Anschlussteils 1.2 ist ein Fluidkanal 7 ausgebildet, der am freien Ende des Anschlussteils 1.2 eine Fluidöffnung 10 aufweist. Am gegenüberliegenden Ende des Fluidkanals 7 mündet eine Dosierbohrung 5 in den geschlossenen Fluidkanal 7.
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Wie aus den Darstellungen der 1 bis 3 hervorgeht, enthält das Führungsteil 1.1 des Grundkörpers 1 eine Führungsnut 2. Die Führungsnut 2 durchdringt den Grundkörper 1 von einem oberen Fadeneinlauf 8 bis hin zu einem unteren Fadenauslauf 9. Quer zu einer Fadenlaufrichtung, die in den 1 und 3 durch einen Pfeil symbolisiert ist, erstreckt sich die Führungsnut 2 zwischen einem Nutgrund 3 und einer Nutwandung 4.1.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in 2 hervorgeht, ist die Nutwandung 4.1 U-förmig oberhalb des Nutgrundes 3 ausgeformt und erstreckt sich gegenüberliegend zum Nutgrund 3 entlang der Fadenlaufrichtung zur Abdeckung der Führungsnut 2.
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Seitlich neben der Führungsnut 2 ist zwischen einer gegenüberliegenden Nutwandung 4.2 und den Nutwandung 4.1 ein Einfädelschlitz 6 ausgebildet. Der nach außen hin offene Einfädelschlitz 6 erstreckt sich in den Nutwandungen 4.1 und 4.2 neben der Führungsnut 2 von dem Fadeneinlauf 8 bis hin zum Fadenauslauf 9. Hierbei verläuft der Einfädelschlitz 6 vorzugsweise parallel zu einer Mittenebene der Führungsnut 2. Im Innern des Grundkörpers 1 mündet der Einfädelschlitz 6 zwischen den Nutwandungen 4.1 und 4.2 unmittelbar in die Führungsnut 2. Hierbei bildet der Einfädelschlitz 6 eine Mündung 6.1, die oberhalb vom Nutgrund 3 der Führungsnut 2 ausgebildet ist. Die Mündung 6.1 erstreckt sich über die gesamte Länge der Führungsnut 2 und weist bevorzugt eine zum Nutgrund 3 äquivalente Formgebung auf.
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Wie aus der Darstellung in 3 hervorgeht, ist das Führungsteil 1.1 des Grundkörpers 1 mit einer tropfenförmigen Außenkontur 11 ausgebildet, wobei die Tropfenform der Außenkontur 11 in Fadenlaufrichtung ausgerichtet ist. Die Führungsnut 2 durchdringt das Führungsteil 1.1 im Innern von dem oberen Fadeneinlauf 8 bis hin zu dem unteren Fadenauslauf 9.
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Wie in 1 gezeigt, beweist die Führungsnut 2 in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Nutabschnitte 2.1, 2.2 und 2.3 auf. Dem Fadeneinlauf 8 ist ein Einlaufabschnitt 2.1 der Führungsnut 2 zugeordnet. Der Einlaufabschnitt 2.1 weist einen rampenförmigen Nutengrund 3.1 auf. Im Nutengrund 3.1 mündet die Dosierbohrung 5, die die Führungsnut 2 mit dem Fluidkanal 7 verbindet. Die Mündung der Düsenbohrung 5 ist im kurzen Abstand zu einem nachfolgenden Benetzungsabschnitt 2.2 der Führungsnut 2 angeordnet. Der Benetzungsabschnitt 2.2 weist einen gekrümmten Nutengrund 3.2 auf, wobei der rampenförmige Nutengrund 3.1 vorzugsweise tangential in den gekrümmten Nutengrund 3.2 übergeht.
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Am Fadenauslauf 9 weist die Führungsnut 2 einen Auslaufabschnitt 2.3 auf, der durch den Nutgrund 3.3 gebildet ist. Der Nutgrund 3.3 ist vorzugsweise mit einer Neigung zum Nutenende hin ausgeführt, wobei der gekrümmte Nutengrund 3.2 vorzugsweise tangential in den Nutengrund 3.3 übergeht. Zur Benetzung des Fadens wird dieser mit Kontakt ausschließlich in dem Benetzungsabschnitt 2.2 der Führungsnut 2 am Nutengrund 3.2 geführt. Zur Verteilung des Fluids auf die Filamente eines Fadens weist der Benetzungsabschnitt 2.2 im Nutgrund 3.2 mehrere nebeneinander angeordnete Benetzungsrillen 12 auf. Die Benetzungsrillen 12 verlaufen quer zu den Nutwandungen 4.1 und 4.2.
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Die Ausgestaltung der Führungsnut 2 an dem Ausführungsbeispiel ist grundsätzlich beispielhaft. So besteht auch die Möglichkeit, den Nutengrund 3 mit einem oder mehreren Abschnitten mit einer oder mehreren Krümmungen im Nutengrund auszubilden.
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Das in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Präparationsfadenführers zum Auftragen eines Fluids auf einen laufenden multifilen Faden wird üblicherweise unmittelbar unterhalb einer Spinneinrichtung derart angeordnet, dass die aus einer Spinndüse erzeugten Filamente gemeinsam in die Führungsnut 2 einlaufen können. Insoweit sind der Fadeneinlauf 8 und der Fadenauslauf 9 vorzugsweise vertikal ausgerichtet. Daher ist der Einlaufabschnitt 2.1 der Führungsnut 2 nach oben gehalten. Zu Prozessbeginn wird das Filamentbündel des Fadens zunächst über den Einfädelschlitz 6 in die Führungsnut 2 eingelegt. Anschließend wird der Faden mit Kontakt am Nutengrund 3.2 geführt, wobei ein über den Fluidkanal 7 und der Dosierbohrung 5 dosiert zugeführte Fluid zuvor in die Führungsnut 2 eintritt. Zur Führung eines Fadens ist der Grundkörper 1 aus einem verschleißfesten Material vorzugsweise aus einem keramischen Material gebildet. Hierbei ist das in 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einteilig ausgeführt, so dass der komplette Grundkörper 1 aus einer Keramik gebildet ist. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Grundkörper 1 mehrteilig auszuführen, so dass beispielsweise das Führungsteil 1.1 und das Anschlussteil 1.2 aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein könnten.
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In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Präparationsfadenführers schematisch in einer Querschnittsansicht gezeigt, das einen mehrteiligen Grundköper 1 aufweist. Das Ausführungsbeispiel nach 4 ist ansonsten identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden.
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In 4 ist der Grundkörper 1 ohne das Anschlussteil 1.2 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Führungsnut 2 in dem Grundkörper 1 zwischen einem Führungsteil 1.1 und einem Abdeckteil 1.3 ausgebildet. Das Abdeckteil 1.3 und das Führungsteil 1.1 sind lösbar miteinander verbunden. Das Führungsteil 1.1 weist den Nutengrund 3 sowie die Nutenwandung 4.2 der Führungsnut 2 auf. Das Abdeckteil 1.3 bildet die Nutenwandung 4.1, die zur Abdeckung der Führungsnut 2 dient. Das Führungsteil 1.1 und das Abdeckteil 1.3 können hierbei vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein, so dass das Abdeckteil 1.3 wesentlich kostengünstiges Material aufweisen könnte.
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Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es auch üblich, die Fäden mehrmals im Herstellungsprozess zu benetzen. Hierbei treten je nach Prozessschritt zwischen den Fäden unterschiedliche Fadenabstände auf, so dass die Präparationsfadenführer eine besonders kompakte Anordnung benötigen. Hierzu ist in 5 ein mögliches Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem eine Fadenschar mit relativ engem Fadenabstand parallel nebeneinander benetzt werden können. In 5 ist das Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsansicht dargestellt, wobei die Ausbildung der Führungsnut beispielsweise äquivalent zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 bis 3 ausgeführt sein könnte.
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Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an einem plattenförmigen Grundköper 1 mehrere Führungsnuten 2 parallel nebeneinander ausgebildet. Jede der Führungsnuten 2 ist identisch ausgebildet, wobei benachbarte Führungsnuten 2 spiegelsymmetrisch ausgeführt sind. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Führungsnuten in symmetrischer Anordnung nebeneinander in dem Grundkörper 1 auszubilden. Ebenso ist es möglich, die Führungsnuten durch einzelne Keramikelemente auszuführen, die gemeinsam an einer Trägerplatte gehalten werden. Die Ausbildung der Führungsnuten ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 bis 3, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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