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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es allgemein bekannt, dass eine Vielzahl feiner Filamentstränge durch eine Vielzahl von Düsenöffnungen einer Spinndüseneinheit aus einer Polymerschmelze extrudiert werden. Die Filamentstränge bilden hierbei ein Bündel, das nach einer Abkühlung zu einem Faden zusemmengeführt wird. Damit die Filamentstränge innerhalb eines Fadenverbundes sich nicht verbinden, muss innerhalb des Filamentbündels jeder der Filamentstränge nach dem Extrudieren abgekühlt werden, um sich zu verfestigen. Zur Abkühlung der Filamentstränge ist es üblich, einen Kühlluftstrom zu erzeugen, der auf die Filamentstränge einwirkt. Hierbei ist jedoch gefordert, dass innerhalb des Filamentbündels möglichst an jedem Filamentstrang eine gleichmäßige Kühlung und somit eine gleichmäßige Verfestigung eintritt.
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Im Stand der Technik sind zahlreiche Vorrichtungen zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar bekannt, die sich im wesentlichen in mehrere Gruppen zur Erzeugung eines Kühlluftstromes aufteilen lassen. Bei einer ersten Gruppe, wie sie beispielsweise aus der
DE 44 04 258 A1 bekannt ist, wird ein quergerichteter Kühlluftstrom auf die extrudierten Filamentstränge gerichtet. Hierzu erstreckt sich in Laufrichtung der Filamente eine Blaswand, die mit einer Blaskammer gekoppelt ist, in welcher eine Klimaluft gefördert und über die Blaswand quer gerichtet auf die Filamente trifft. Derartige, auch als sogenannte Querstromanblasung bekannte Vorrichtungen, besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass das Filamentbündel nur von einer Seite mit einem Kühlluftstrom beaufschlagt wird.
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Um einen Kühlluftstrom von allen Seiten auf das Filamentbündel zu richten, ist eine zweite Gattung von Schmelzspinnvorrichtungen bekannt, bei welcher das Filamentbündel nach dem Extrudieren innerhalb eines hohlzylindrischen Kühlzylinders geführt ist, der eine gasdurchlässige Zylinderwand aufweist und innerhalb einer Luftkammer angeordnet ist. Damit lässt sich über den gesamten Umfang des Filamentbündels ein quer gerichteter Kühlluftstrom erzeugen. Diese Art der Abkühlung wird in Fachkreisen auch als sogenannte Radialanblasung bezeichnet und geht beispielsweise aus der
US 5,219,582 hervor.
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Sowohl die Querstromanblasung als auch die Radialanblasung basieren darauf, dass eine im wesentlichen quer gerichtete Kühlluftströmung erzeugt wird und auf die Filamentstränge gerichtet ist. Insoweit ist es erforderlich, dass die Filamentstränge bei Auftreffen der Kühlluft über eine bereits ausreichende Vorverfestigung verfügen, um keine Querschnittsveränderungen insbesondere der äußeren Filamentstränge beim Auftreffen der Kühlluft zu erhalten. Um eine verzögerte Abkühlung der Filamentstränge zu erhalten, ist es somit auch bekannt, dass an der Unterseite der Spinndüseneinheit eine Übergangszone durch ein Verbindungsstück zwischen der Spinndüseneinheit und dem Kühlzylinder erzeugt wird. Derartige nicht kühlbare Übergangszonen haben sich als wesentlicher Parameter herausgestellt, um in einem Spinnprozess die Fadenqualität zu optimieren. Dabei besteht der Wunsch, die Übergangszonen möglichst flexibel gestalten zu können.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen mit einer derartigen Übergangszone von der die Erfindung ausgeht, ist beispielsweise aus der
WO 2016/173828 A1 bekannt. Hierbei wird die Übergangszone dazu genutzt, um ein sich beim Extrudieren bestimmter Polymertypen gebildetes Abgas in die Umgebung abzuführen. So weist das Verbindungsstück einen Entlüftungskanal auf, der in die Übergangszone mündet.
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Ausgehend von der gattungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar liegt nun die Aufgabe der Erfindung darin, die Übergangszone zwischen der Spinndüseneinheit und dem Kühlzylinder möglichst flexibel zur Beeinflussung der Kühlung der Filamentstränge nutzen zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Lüftungskanal des Verbindungsstückes ein Absperrmittel zugeordnet ist, durch welche ein freier Kanalquerschnitt im Lüftungskanal einstellbar ist.
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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 eine Übergangszone, die in den Fachkreisen auch als sogenanntes Shroud bezeichnet wird, zwischen dem Austritt der Filamentstränge an der Unterseite der Spinndüse und dem Eintritt in den Kühlzylinder vorteilhaft genutzt werden kann, um mehr oder weniger starke Kühleffekte bzw. verzögerte Abkühlung der Filamentstränge zu erreichen. Durch die Veränderung des freien Kanalquerschnittes des Lüftungskanals kann vorteilhaft ein Massenstrom einer austretenden Kühlluft oder einer eintretenden Umgebungsluft gesteuert werden. Insbesondere bei unterschiedlichen Fadentitern ist die Veränderung des Massenstromes der Luft durch Veränderung des Kanalquerschnittes des Lüftungskanals besonders vorteilhaft.
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Dieser Effekt lässt sich noch dadurch verbessern, indem gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Verbindungsstücke mehrere Luftkanäle aufweist, die mit Abstand zueinander an dem Verbindungsstück im Bereich zwischen der Spinndüse und dem Kühlzylinder verteilt ausgebildet sind. Damit besteht die Möglichkeit, im gesamten Umfang analog zum Kühlzylinder ein Eintritt oder Austritt zusätzlicher Luft zur Vorkühlung der Filamente in der Übergangszone zu ermöglichen.
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Besonders vorteilhaft ist jedoch die Anordnung der Lüftungskanäle, bei welcher diese gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung an dem Verbindungsstück in einer vertikalen untereinander angeordnet sind. Damit besteht die Möglichkeit, die Länge der Übergangszone zwischen der Spinndüse und dem Kühlzylinder mit oder ohne zusätzlicher Kühlluft zu verändern. So lässt sich die Übergangszone zwischen der Spinndüse und dem Kühlzylinder flexibel mit oder ohne oder mit nur einer Teilmenge an zusätzlicher Kühlluftzufuhr zur Abkühlung der Filamente einsetzen.
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Um die freien Kanalquerschnitte der Lüftungskanäle zu verändern, können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mehrere Absperrmittel vorgesehen sein, so dass jeder der Lüftungskanäle in seinem freien Kanalquerschnitt individuell einstellbar ist.
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Um lediglich die Länge der Übergangszone mit zusätzlicher Kühlluftzufuhr zu variieren, hat sich die Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher den Lüftungskanäle eine gemeinsame Verschlussblende zugeordnet ist, durch welche ein sich aus der Summe der Einzelkanalquerschnitte ergebene Gesamtkanalquerschnitt der Lüftungskanäle einstellbar ist. So lassen sich die in vertikaler Anordnung übereinander ausgebildeten Lüftungskanäle in dem Verbindungsstück nacheinander öffnen.
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Hierzu ist die Verschlussblende vorzugsweise durch eine Schubeinrichtung führbar. So lässt sich beispielsweise der unterste Lüftungskanal, der dem Kühlzylinder zugewandt ist, zunächst öffnen. So könnten beispielsweise Fäden mit feinen Filamenttitern mit einem geschlossenen Gesamtkanalquerschnitt und Fäden mit einem dicken Fadentiter mit einem teilweise oder sogar vollständig geöffneten Gesamtkanalquerschnitt extrudiert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Luftkammer mit einem Klimalufterzeuger oder mit einem Unterdruckerzeuger verbunden. Somit können unterschiedliche Kühleffekte an den Filamentsträngen realisiert werden. Bei der Anbindung der Luftkammer an einen Klimalufterzeuger lässt sich eine klimatisierte Kühlluft über den Kühlzylinder radial von außen nach innen auf die Filamentstränge leiten, so dass diese mit den Filamenten gleichgerichtet abströmt.
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Über die Einstellmöglichkeiten der Lüftungskanäle an dem Verbindungsstück kann somit ein Teil der Kühlluft entgegen der Laufrichtung der Filamente strömen.
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Bei der Verwendung eines Unterdruckerzeugers wird vorzugsweise eine Kühlluft über den Auslass des Kühlzylinders eingesogen und am Kühlzylinder radial von innen nach außen in die Luftkammer geleitet. Insoweit entsteht eine Kühlluftstrom entgegen der Filamentlaufrichtung, was insbesondere die Kühlwirkung verbessert. Durch die Einstellmöglichkeiten der Lüftungskanäle in dem Verbindungsstück lassen sich jedoch zusätzliche Kühlluftströme in Laufrichtung der Filamentstränge erzeugen.
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Hierzu wird der Filamentdurchlass in dem Verbindungsstück durch den Lüftungskanal oder die Lüftungskanäle direkt mit einer Umgebung verbunden.
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Beim Einsatz eines Klimalufterzeugers hat sich zudem die Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher der Lüftungskanal mit einer Absaugeinrichtung zur Abfuhr einer verbrauchten Kühlluft verbunden ist oder bei welcher mehrere Lüftungskanäle mit einer Absaugeinrichtung zur Abfuhr einer verbrauchten Kühlluft verbunden sind. Somit werden auch die zum Extrudieren erzeugten Dämpfe und Abgase vorteilhaft über die Lüftungskanäle abgeführt und aufgefangen.
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Um einen Kühlzylinder über die gesamte Länge des Kühlzylinders eine gleichmäßige Luftströmung zu erhalten, hat sich die Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher der Luftkammer koaxial eine untere Luftverteilkammer zugeordnet ist, bei welcher die Luftkammer und die Luftverteilkammer durch eine Lochblech verbunden sind, bei welcher die Luftverteilkammer im Bereich des Filamentauslasses des Kühlzylinders von einem Rohrstutzen durchdrungen ist und bei welcher die Luftverteilkammer einen Anschluss für den Klimalufterzeuger oder ein Anschluss für den Unterdruckerzeuger aufweist. Somit wird die Zufuhr der Kühlluft oder die Abfuhr der verbrauchten Kühlluft über die Luftverteilkammer geleitet. Die Luftverteilkammer ist in vertikaler Richtung über das Lochblech mit der Luftkammer verbunden, so dass in der Luftkammer keine radial gerichtete Zwangsströmung durch eine Zufuhr oder Abfuhr von Kühlluft entstehen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar wird für die Herstellung von Fäden eingesetzt und kann dabei sowohl für die Herstellung von Fäden mit feinen Filamenttitern bis hin zu Fäden mit dicken Filamenttitern mit einer vergleichmäßigten Kühlung der Filamentstränge eingesetzt werden.
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Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar sind nachfolgend unter Bezug der beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
- 1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer Filamentschar
- 2 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer Filamentschar
- 3 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer Filamentschar
- 4 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer Filamentschar
- 5 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer Filamentschar
- 6 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer Filamentschar
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In der 1 ist schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar gezeigt. Die 1 stellt jedoch nur die wesentlichen Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, die für die Erläuterung der Erfindung von Bedeutung sind. Da derartige Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar hinlänglich bekannt sind, wird auf eine Komplettdarstellung verzichtet.
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Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel weist eine Spinndüseneinheit 1 auf, die an einer Unterseite eine Düsenplatte 1.1 mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen 1.2 trägt. Die Spinndüseneinheit 1 ist innerhalb eines beheizten Spinnbalkens 2 gehalten und weist einen hier nicht dargestellten Schmelzeeinlass zur Aufnahme einer Polymerschmelze auf.
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Unterhalb der Spinndüseneinheit 1 ist im wesentlichen koaxial zur Düsenplatte 1.1 ein Kühlzylinder 3 angeordnet. Der Kühlzylinder 3 weist einen oberen Filamenteinlass 3.1 und am unteren Ende einen Filamentauslass 3.2 auf. Der Kühlzylinder 3 erstreckt sich mit einer luftdurchlässigen Zylinderwand 3.3 innerhalb einer Luftkammer 4. Die Luftkammer 4 umschließt den Kühlzylinder 3 mantelförmig und ist mit Wandungen 4.1 gegenüber einer Umgebung abgeschlossen. An einer Unterseite der Luftkammer 4 schließt sich eine Luftverteilkammer 5 an, die durch ein Lochblech 7 von der Luftkammer 4 getrennt ist. Die Luftverteilkammer 5 wird von einem Rohrstutzen 6 durchdrungen, der koaxial zum Kühlzylinder 3 sich unmittelbar am Filamentauslass 3.2 des Kühlzylinders 3 anschließt. Die Luftverteilkammer 5 weist eine seitliche Luftanschlussöffnung 8 auf, der mit einem Luftanschluss 9 gekoppelt ist. Über den Luftanschluss 9 ist ein Klimalufterzeuger 10 mit der Luftverteilkammer 5 verbunden.
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In dem Bereich zwischen der Spinndüseneinheit 1 und dem Kühlzylinder 3 ist ein Verbindungsstück 11 angeordnet. Das Verbindungsstück 11 ist an der Unterseite des Spinnbalkens 2 gehalten und stützt sich über eine Dichtung 16 an einer Oberseite der Luftkammer 4 ab. Die Luftkammer 4 und die Luftverteilkammer 5 sind durch die Kammerwände 4.1 und 5.1 zur Umgebung abgeschlossen. Das Verbindungsstück 11 bildet einen Filamentdurchlass 12, der konzentrisch zur Düsenplatte 1.1 der Spinndüseneinheit 1 gehalten ist. Der Filamentdurchlass 12 bildet somit eine Übergangszone zwischen der Unterseite der Spinndüseneinheit 1 und dem Kühlzylinder 3.
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An dem Verbindungsstück 11 ist ein Lüftungskanal 13 ausgebildet. Der Lüftungskanal 13 mündet in dem Filamentdurchlass 12 und verbindet den Filamentdurchlass 12 mit einer Umgebung. Im Lüftungskanal 13 ist ein Absperrmittel 14 zugeordnet, durch welches ein freier Kanalquerschnitt des Lüftungskanals 13 verstellbar ist. So lässt sich der Kanalquerschnitt des Lüftungskanals 13 durch das Absperrmittel 14 individuell öffnen und schließen in jeglicher Zwischenstellung.
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In der 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen in einer Betriebssituation dargestellt, in welcher eine Polymerschmelze durch die Spinndüseneinheit 1 in eine Vielzahl von Filamentsträngen 15 extrudiert werden. Die Filamentstränge 15 werden durch die Düsenöffnungen 1, 2 der Düsenplatte 1.1 extrudiert und treten über den Filamentdurchlass 12 in den Kühlzylinder 3 ein. Durch die luftdurchlässige Zylinderwand 3.3 des Kühlzylinders 3 dringt eine in der Luftkammer 4 eingelassene Klimaluft kontinuierlich von außen radial ins Innere, um die Filamentstränge 15 zu kühlen. Für den Fall, dass der Kanalquerschnitt des Lüftungskanals 13 im Verbindungsstück 11 geöffnet oder teilgeöffnet ist, wird im oberen Bereich des Kühlzylinders 3 ein Teil der Klimaluft entgegen der Luftrichtung der Filamentstränge 15 aus dem Filamenteinlass 3.1 geführt, die dann über den Lüftungskanal 13 in die Umgebung abgeleitet wird. Somit lässt sich eine zusätzliche Vorkühlung an den Filamentsträngen durch eine Gegenluftströmung erzielen.
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Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass im Auslassende des Lüftungskanals 13 eine Absaugeinrichtung 18 angeschlossen ist. In 1 ist die Absaugeinrichtung 18 hierzu gestrichelt dargestellt. Über die Absaugeinrichtung 18 lässt sich einerseits die verbrauchte Kühlluft aufnehmen und andererseits kann der Massenstrom zusätzlich erhöht werden. Somit ist eine weitere Flexibilität um mögliche Kühleffekte innerhalb der Übergangszone zwischen der Spinndüseneinheit und dem Kühlzylinder 3 nutzen zu können.
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Um eine möglichst große Kühlwirkung an den Filamentsträngen 15 zu erzielen, ist in 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar in einer Querschnittsansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach 2 ist in seinem Aufbau der Vorrichtungsteile identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1, 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 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Luftverteilkammer 5 über den Luftanschluss 9 mit einem Unterdruckerzeuger 17 verbunden. Durch den Unterdruckerzeuger 17 wird somit innerhalb der Luftverteilkammer 5 ein Unterdruck erzeugt, der sich in die Luftkammer 4 fortpflanzt und zum Ansaugen einer Kühlluft führt. Die Kühlluft wird dabei von außen über den Rohrstutzen 6 über den Filamentauslass 3.2 in den Kühlzylinder 3 eingeleitet. Es entsteht somit ein Kühlluftstrom entgegen der Laufrichtung der Filamentstränge 15. Die Kühlluftströme sind in der 1 und auch in der 2 durch Pfeile gekennzeichnet.
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Durch die Druckumkehr in der Luftkammer 5 wird somit ein Kühlluftstrom von innen nach außen erzeugt, so dass die verbrauchte Kühlluft sich in der Luftkammer 4 sammelt und über die Luftverteilkammer 5 abgeführt wird. Die Unterdruckwirkung der Luftkammer 4 erzeugt an dem Lüftungskanal 13 des Verbindungsstückes 11 einen von außen nach innen gerichteten Kühlluftstrom. Die Kühlluft wird durch den Lüftungskanal 3 in dem Filamentdurchlass 12 eingeleitet und in Laufrichtung der Filamentstränge 15 abgeführt. Auch hierbei lässt sich der Massenstrom der über den Lüftungskanal 13 zugeführte Kühlluftstrom durch das Absperrmittel 14 individuell einstellen. Damit können Vorkühleffekte an den Filamentsträngen in der Übergangszone zum Kühlzylinder erzielt werden.
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Um die Kühleffekte zwischen der Spinndüseneinheit 1 und dem Kühlzylinder 3 in der Übergangszone flexibler gestalten zu können, ist in der 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer Filamentschar schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach 3 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbespiel nach 1, so dass an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorhergehenden Beschreibung genommen wird.
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Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an dem Verbindungsstück 11 zwischen der Spinndüseneinheit 1 und dem Kühlzylinder 3 mehrere Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 ausgebildet. Die Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 sind mit Abstand zueinander zwischen der Spinndüseneinheit 1 und dem Filamenteinlass 3.1 des Kühlzylinders verteilt angeordnet. In 3 ist beispielhaft eine Verteilung vertikal übereinander angeordnet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 über den Umfang des Verbindungsstückes 11 in einer oder mehreren Ebenen verteilt angeordnet sind. Jedem Lüftungskanal 13.1 bis 13.4 ist ein separates Absperrmittel 14.1 bis 14.4 zugeordnet. Über die Absperrmittel 14.1 bis 14.4 lassen sich die freien Kanalquerschnitte der Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 variabel einstellen.
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Die Kanalquerschnitte der Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 bilden einen Gesamtkanalquerschnitt zur Erzeugung einer zusätzlichen Kühlluft innerhalb des Filamentdurchlasses. Der Öffnungsgrad des Gesamtkanalquerschnittes der Lüftungskanäle lässt sich somit durch Verschließen und Öffnen der einzelnen Lüftungskanäle über die Absperrmittel 13.1 bis 13.4 variieren.
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In Abhängigkeit vom Öffnungsgrad der Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 können somit unterschiedliche Kühllufteffekte im Filamentdurchlass 12 erzielt werden. Die Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 münden jeweils in den Filamentdurchlass 12 und verbinden diesen mit der Umgebung. So wird in Betrieb die durch den Klimalufterzeuger 10 erzeugte Klimaluft zum Teil aus dem Kühlzylinder 3 über den Filamenteinlass 3.1 in den Filamentdurchlass 12 geführt und über die Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 je nach Öffnungsgrad in die Umgebung abgeleitet. Je nach Verteilung der Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 an dem Verbindungsstück können somit Vorkühleffekte mehr oder weniger an den Filamentsträngen erzeugt werden.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel lässt sich auch alternativ mit einem Unterdruckerzeuger 17 betreiben. Hierzu ist in 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar in einer Querschnittsansicht schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach 4 ist im Aufbau der Vorrichtungsteile identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 3. Der einzige Unterschied besteht darin, dass statt eines Klimalufterzeugers ein Unterdruckerzeuger 17 an der Luftverteilkammer 5 angeschlossen ist. Insoweit wird ein über den Rohrstutzen 16 angesaugte Kühlluft genutzt, um die Filamentstränge 15 zu kühlen. Wie im Verwendungsstück 11 ausgebildeten Lüftungskanäle 13.1 bis 13.4 erzeugen einen weiteren eintretenden Kühlluftstrom, der aus der Umgebung in den Filamentdurchlass geleitet wird. In Abhängigkeit vom Öffnungsgrad können hierbei zusätzliche Kühleffekte erzeugt werden, wobei die in dem Filamentdurchlass 12 einfließende Kühlluft in Laufrichtung der Filamentstränge abgeführt wird.
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In Abhängigkeit vom Polymertyp und Filamenttiter besteht jedoch auch meist der Wunsch, die Übergangszone zwischen der Spinndüse und dem Kühlzylinder 3 in ihrer länglichen Ausdehnung zu verändern. Die Übergangszone wird in den Fachkreisen auch als sogenannter Shroud bezeichnet. Um die Länge des Shrouds zu verändern, ist in 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar schematisch in einer Querschnittsansicht gezeigt. Das Ausführungsbeispiel nach 5 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 3, so dass nachfolgend nur die Unterschiede erläutert werden und zur Vermeidung von Wiederholungen Bezug zu der vorgehenden Beschreibung genommen wird.
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Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an dem Verbindungsstück 11 mehrere Lüftungskanäle 13.1 bis 13.3 in einer Vertikalen übereinander in dem Zwischenraum zwischen der Spinndüse 1 und dem Kühlzylinder 3 angeordnet. Die Luftkanäle 13.1 bis 13.3 weisen jeweils einen Abstand zueinander auf. Die Luftkanäle 13.1 bis 13.4 münden in dem Filamentdurchlass 12. Die Auslassenden der Luftkanäle 13.1 bis 13.4 werden durch eine gemeinsame Verschlussblende 19 verschlossen. Die Verschlussblende 19 ist über eine Schubeinrichtung 20 derart verstellbar ausgebildet, dass die Luftkanäle 13.1 bis 13.3 nacheinander öffenbar sind. In der in 5 dargestellten Betriebssituation sind alle Lüftungskanäle 13.1 bis 13.3 verschlossen. Damit treten innerhalb des Filamentdurchlasses 12 keine Kühleffekte auf, so dass die Filamentstränge den Filamentdurchlass 12 ungekühlt durchlaufen. In dieser Situation weist der sogenannte Shroud eine maximale Länge auf. Um die Länge des Shrouds bzw. die Länge des Übergangszone zu verkürzen, wird die Verschlussblende 19 verschoben, so dass der unterste Lüftungskanal 13 an dem Verbindungsstück geöffnet wird. Insoweit bildet sich eine reduzierte Länge des Shrouds aus. Der geöffnete Lüftungskanal 13 erzeugt im unteren Bereich des Filamentdurchlasses einen Kühlluftstrom, der zur Vorkühlung der Filamentstränge führt. Somit kann die Länge der Übergangszone innerhalb des Verbindungsstückes 11 variiert werden, um mehr oder weniger Kühleffekte zu erhalten.
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Bei der in 5 dargestellten Ausführungsvariante ist die Luftverteilkammer 5 mit einem Klimalufterzeuger 10 verbunden. Insoweit wird ein Kühlluftstrom am Kühlzylinder radial von außen nach innen erzeugt, der über die Lüftungskanäle 13.1 bis 13.3 von innen nach außen abgeführt wird.
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Alternativ ist die in 5 dargestellte Ausführung auch mit einem Unterdruckerzeuger 17 zu betreiben. Diese Ausführung ist in 6 dargestellt. Das Ausführungsbeispiel in 6 ist vom Aufbau und Funktion her identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 5, wobei die Kühlluft in umgekehrte Richtung geführt wird. Auch hierbei lässt sich die Länge der Übergangszone und damit die Länge des Shrouds durch wahlweise Öffnung der Lüftungskanäle 13.1 bis 13.3 variieren.
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Die in den Ausführungsbeispielen nach 1 bis 6 dargestellten Luftzuführung zur Luftkammer mit Hilfe der Luftverteilkammer ist beispielhaft. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Luftkammer direkt über einen Luftanschluss mit einem Klimalufterzeuger oder einem Unterdruckerzeuger zu verbinden.
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Zudem ist es üblich, dass derartige Luftkammem mehrere Kühlzylinder enthalten, die mehreren Spinndüseneinheiten einem Spinnbalken zugeordnet sind. Die Erfindung lässt sich daher ohne Probleme auch gleichzeitig an mehreren Spinneinheiten nutzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4404258 A1 [0003]
- US 5219582 [0004]
- WO 2016/173828 A1 [0006]
