DE102021000256A1

DE102021000256A1 - Device for melt spinning and cooling a freshly extruded filament sheet

Info

Publication number: DE102021000256A1
Application number: DE102021000256.3A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Wawra
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2021-01-20
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2022-07-21
Also published as: CN116685726A; WO2022157048A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar mit zumindest einer Spinndüseneinheit, die an einer Unterseite eines Spinnbalkens gehalten ist. Unterhalb der Spinndüseneinheit ist ein hohlzylindrischer Kühlzylinder mit einer luftdurchlässigen Zylinderwand angeordnet, die sich innerhalb einer Luftkammer zwischen einem Filamenteinlass und einem Filamentauslass erstreckt. Um eine verzögerte Kühlung der Filamentstränge zu realisieren, weist der Kühlzylinder am Umfang einen Sperrring auf, der mit einem Umfangssteg die Zylinderwand über eine Teillänge derart mantelförmig umschließt, dass ein Luftdurchtritt verhindert wird.The invention relates to a device for melt-spinning and cooling a freshly extruded sheet of filaments, having at least one spinneret unit which is held on the underside of a spinning beam. A hollow-cylindrical cooling cylinder with an air-permeable cylinder wall is arranged below the spinneret unit and extends within an air chamber between a filament inlet and a filament outlet. In order to achieve a delayed cooling of the filament strands, the cooling cylinder has a locking ring on the circumference, which encloses the cylinder wall over a partial length with a circumferential web in such a jacket-like manner that air passage is prevented.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for melt-spinning and cooling a freshly extruded filament sheet according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar ist aus der DE 10 2020 109 250 A1 bekannt.A generic device for melt spinning and cooling a freshly extruded filament sheet is from DE 10 2020 109 250 A1 known.

Bei der Herstellung von synthetischen Filamentfäden ist es bekannt, dass ein schmelzflüssiges Polymer einer Spinndüseneinheit zugeführt wird. Die Spinndüseneinheit ist hierzu an der Unterseite eines beheizten Spinnbalkens gehalten, der üblicherweise mehrere Spinndüseneinheiten nebeneinander sowie ein Schmelzeverteilersystem und eine Spinnpumpe trägt. Die Spinndüseneinheit weist mehrere Bauteile auf, um die Polymerschmelze gefiltert zu einer Düsenplatte zu führen. Die Düsenplatte weist eine Vielzahl von Düsenöffnungen auf, durch welche feine Filamentstränge extrudiert werden. Die frisch extrudierten Filamentstränge werden sodann vorzugsweise durch einen Kühlluftstrom unter ihre Erstarrungstemperatur abgekühlt, um dann zu einem Faden zusammengeführt zu werden.In the manufacture of synthetic filament yarns, it is known to feed a molten polymer to a spinneret assembly. For this purpose, the spinneret unit is held on the underside of a heated spinning beam, which usually carries several spinneret units next to one another as well as a melt distribution system and a spinning pump. The spinneret unit has several components to guide the polymer melt filtered to a nozzle plate. The nozzle plate has a large number of nozzle openings through which fine filament strands are extruded. The freshly extruded filament strands are then cooled below their solidification temperature, preferably by a stream of cooling air, in order to then be combined to form a thread.

Bei der Optimierung der Herstellungsprozesses hat sich bei bestimmten Fadentypen es als vorteilhaft herausgestellt, dass die Filamentstränge unmittelbar nach dem Extrudieren zunächst für eine gewisse Zeit noch nicht abzukühlen. Dies wird erreicht, indem beispielsweise unterhalb der Spinndüseneinheit eine Abschirmung mit einer hohlzylindrischen Wandung angebracht ist, die die Kühlluft zunächst von den Filamenten abschirmt. Eine derartige Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen eines frisch extrudierten Filamentschar ist aus der DE 10 2020 109 250 A1 bekannt.When optimizing the manufacturing process, it has turned out to be advantageous for certain thread types that the filament strands do not initially cool down for a certain time immediately after extrusion. This is achieved, for example, by installing a shield with a hollow-cylindrical wall underneath the spinneret unit, which initially shields the cooling air from the filaments. Such a device for melt spinning and cooling a freshly extruded filament sheet is from DE 10 2020 109 250 A1 known.

Bei der bekannten Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer Filamentschar ist unterhalb der Spinndüseneinheit ein Kühlzylinder mit einer luftdurchlässigen Zylinderwand innerhalb einer Luftkammer angeordnet. Der Kühlzylinder weist hierbei einen Filamenteinlass und einen Filamentauslass auf, um die frisch extrudierte Filamentschar hindurchzuführen. Im Bereich zwischen der Spinndüseneinheit und dem Kühlzylinder ist ein hohlzylindrischer Zylinderabschnitt mit einer luftundurchlässigen Wandung angeordnet, der eine Zone unterhalb der Spinndüseneinheit bildet, die die Kühlluft von den Filamenten abschirmt.In the known device for melt-spinning and cooling a filament sheet, a cooling cylinder with an air-permeable cylinder wall inside an air chamber is arranged below the spinneret unit. The cooling cylinder here has a filament inlet and a filament outlet in order to guide the freshly extruded filament sheet through. In the area between the spinneret unit and the cooling cylinder, a hollow-cylindrical cylinder section with an airtight wall is arranged, which forms a zone below the spinneret unit, which shields the cooling air from the filaments.

Um in dem Spinnprozess einen Fadentyp erzeugen zu können, dessen Filamentstränge keine verzögerte Abkühlung erfordern, wären umfangreiche Umbauarbeiten erforderlich, die eine Abschirmung unterhalb der Spinndüseneinheit vermeidet. Derartige Umbaumaßnahmen müssen direkt an dem heißen Spinnbalken ausgeführt werden, die vor allem mit Hinblick auf die Verletzungsgefahr durch möglicherweise herabtropfendes schmelzflüssiges Polymer und aufgrund der Tatsache, dass diese Maßnahme über Kopf durchzuführen sind, kaum praxisgerecht sind.In order to be able to produce a thread type in the spinning process whose filament strands do not require delayed cooling, extensive conversion work would be necessary, which would avoid shielding below the spinneret unit. Such conversion measures must be carried out directly on the hot spinning beam, which are hardly practical, especially with regard to the risk of injury from possibly dripping molten polymer and due to the fact that this measure has to be carried out overhead.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar derart zu verbessern, dass mit einfachen Umbaumaßnahmen die Abkühlung der Filamentstränge unterhalb der Spinndüseneinheit flexibel mit oder ohne verzögerte Abkühlung ausführbar ist.It is therefore the object of the invention to improve a generic device for melt spinning and cooling a freshly extruded filament sheet in such a way that the cooling of the filament strands below the spinneret unit can be carried out flexibly with or without delayed cooling with simple conversion measures.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kühlzylinder am Umfang einen Sperrring aufweist und dass der Sperrring mit einem Umfangssteg die Zylinderwand über eine Teillänge derart mantelförmig umschließt, dass ein Luftdurchtritt verhindert wird.This object is achieved according to the invention in that the cooling cylinder has a locking ring on the circumference and that the locking ring with a circumferential web encloses the cylinder wall over a partial length in a jacket-like manner in such a way that air passage is prevented.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the dependent claims.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass unmittelbar der Kühlzylinder dazu genutzt werden kann, um einen Abschnitt zu erzeugen, in welchem die Filamentstränge mit keiner Kühlluft beaufschlagt werden. Der Sperrring umschließt mit einem Umfangssteg die Zylinderwand über eine Teillänge derart, dass ein Luftdurchtritt durch die Zylinderwand verhindert wird. Somit entsteht innerhalb des Kühlzylinders eine durch den Sperrring erzeugte Zone, in welchem die Filamentstränge ungekühlt sind.The invention is characterized in that the cooling cylinder can be used directly to produce a section in which the filament strands are not subjected to any cooling air. The locking ring encloses the cylinder wall with a circumferential web over a partial length in such a way that air passage through the cylinder wall is prevented. This creates a zone inside the cooling cylinder that is created by the locking ring and in which the filament strands are not cooled.

Um wahlweise Fadentypen mit direkter Kühlung unterhalb der Spinndüseneinheit und Fadentypen mit verzögerter Abkühlung unterhalb der Spinndüseneinheit herstellen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher der Sperrring wahlweise dem Filamenteinlass des Kühlzylinders oder dem Filamentauslass des Kühlzylinders zugeordnet ist. Im Fall, dass der Sperrring dem Filamenteinlass des Kühlzylinders zugeordnet ist, wird unmittelbar unterhalb der Spinndüseneinheit ein Abschnitt ohne direkte Kühlung geschaffen. Derartige Übergangszonen werden im Fachkreis auch als sogenannter Shroud bezeichnet.In order to be able to produce thread types with direct cooling below the spinneret unit and thread types with delayed cooling below the spinneret unit, the development of the invention is particularly advantageous, in which the locking ring is optionally assigned to the filament inlet of the cooling cylinder or the filament outlet of the cooling cylinder. In case the locking ring is associated with the filament inlet of the cooling cylinder, a section without direct cooling is created immediately below the spinneret assembly. Such transition zones are also referred to in the art as a so-called shroud.

Für die direkte Kühlung der Filamentstränge unterhalb der Spinndüsen lässt sich der Sperrring vorteilhaft dem Filamentauslass des Kühlzylinders zuordnen. Somit bleibt der Längenabschnitt am Kühlkanal, in welcher die Filamentstränge durch eine Kühlluft gekühlt werden, unverändert.For the direct cooling of the filament strands below the spinneret, the locking ring can advantageously be assigned to the filament outlet of the cooling cylinder. Thus, the length section on the cooling channel, in which the filament strands are cooled by cooling air, remains unchanged.

Um die Umbauten an dem Kühlzylinder in einfacher Art und Weise ausführen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher der Sperrring verstellbar an dem Kühlzylinder ausgebildet ist. So könnte der Sperrring beispielsweise über Hubzylinder automatisiert in verschiedene Positionen geführt werden. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Sperrring manuell zu verstellen.In order to be able to carry out the conversions on the cooling cylinder in a simple manner, the development of the invention is preferably designed in which the locking ring is designed to be adjustable on the cooling cylinder. For example, the locking ring could be automatically guided into different positions via lifting cylinders. Alternatively, however, there is also the option of manually adjusting the locking ring.

Um die für die Fadenherstellung gängigen Einstellungen vornehmen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher der Umfangssteg des Sperrringes eine Steghöhe aufweist, durch welche eine Durchlässigkeit der Zylinderwand des Kühlzylinders um 10 bis 15 % gemindert ist. Damit lassen sich Längenabschnitte ohne Kühlung der Filamente und Längenabschnitte mit Kühlung der Filamente im üblichen Bereich realisieren.In order to be able to make the usual settings for thread production, the development of the invention is provided in which the peripheral web of the locking ring has a web height which reduces the permeability of the cylinder wall of the cooling cylinder by 10 to 15%. Length sections without cooling of the filaments and length sections with cooling of the filaments can thus be realized in the usual range.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Luftkammer zur Versorgung des Kühlzylinders 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 abströmen.According to an advantageous development of the invention, the air chamber for supplying the cooling cylinder is connected to an air conditioning air generator or to a vacuum generator. In this way, different cooling effects can be realized on the filament strands. When the air chamber is connected to a climate air generator, conditioned cooling air can be directed via the cooling cylinder radially from the outside to the inside onto the filament strands, so that these flow out in the same direction as the filaments.

Bei der Verwendung eines Unterdruckerzeugers wird vorzugsweise eine Kühlluft über den Filamentauslass 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.When using a vacuum generator, cooling air is preferably sucked in via the filament outlet of the cooling cylinder and guided radially from the inside outwards into the air chamber on the cooling cylinder. In this respect, a flow of cooling air is created counter to the running direction of the filaments, which in particular improves the cooling effect.

Um 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 ein Lochblech verbunden sind, bei welcher die Luftverteilkammer im Bereich des Filamentauslasses des Kühlzylinders von einem Rohrstutzen durchdrungen ist und bei welche die Luftverteilkammer einen Anschluss für den Klimalufterzeuger oder einen Anschluss für den Unterdruckerzeuger aufweist. Somit wird die Zufuhr der Kühlluft oder die Abfuhr der verbrauchten Kühlluft über die Luftverteilkammern 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 entsteht.In order to obtain a uniform air flow over the entire length of the cooling cylinder, the further development of the invention has proven its worth, in which the air chamber is assigned a coaxial lower air distribution chamber, in which the air chamber and the air distribution chamber are connected by a perforated plate, in which the air distribution chamber is in the Area of the filament outlet of the cooling cylinder is penetrated by a pipe socket and in which the air distribution chamber has a connection for the air conditioning air generator or a connection for the vacuum generator. Thus, the supply of the cooling air or the discharge of the used cooling air is routed via the air distribution chambers. The air distribution chamber is connected to the air chamber in the vertical direction via the perforated plate, so that no radially directed forced flow occurs in the air chamber due to the supply or discharge of cooling air.

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.The device according to the invention for melt spinning and cooling a freshly extruded filament sheet is used for the production of threads and can be used for the production of threads with fine filament deniers up to threads with thick filament deniers with a uniform cooling of the filament strands.

Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar sind nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.Some exemplary embodiments of the device according to the invention for melt-spinning and cooling a freshly extruded filament sheet are explained in more detail below with reference to the attached figures.

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

They represent:

1 schematically shows a cross-sectional view of a first exemplary embodiment of the device according to the invention for melt-spinning and cooling a filament sheet
2 schematically shows a cross-sectional view of a further exemplary embodiment of the device according to the invention for melt-spinning and cooling a filament sheet

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 Vorrichtungen zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar hinlänglich bekannt sind, wird auf eine Komplettdarstellung verzichtet.In the 1 a cross-sectional view of a first exemplary embodiment of the device according to the invention for melt-spinning and cooling a freshly extruded filament sheet is shown schematically. the 1 however, only represents the essential components of the device according to the invention, which are important for explaining the invention. Since devices of this type for melt-spinning and cooling a freshly extruded filament sheet are well known, a complete representation is dispensed with.

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 unterhalb eines beheizten Spinnbalkens 2 gehalten und weist einen hier nicht dargestellten Schmelzeeinlass zur Aufnahme einer Polymerschmelze auf.This in 1 The illustrated embodiment has a spinneret unit 1, which carries a nozzle plate 1.1 with a plurality of nozzle openings 1.2 on an underside. The spinneret unit 1 is held below a heated spinning beam 2 and has a melt inlet, not shown here, for receiving a polymer melt.

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 Enden 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 Lochbloche 7 von der Luftkammer 4 getrennt ist. Die Luftverteilkammer 5 wird von einem Rohrstutzen 6 durchdrungen, der koaxial zum Kühlzylinder 3 sich unmittelbar an Filamentauslass 3.2 des Kühlzylinders 3 anschließt. Die Luftverteilkammer 5 weist eine seitliche Luftanschlussöffnung 8 auf, die mit einem Luftanschluss 9 gekoppelt ist. Über den Luftanschluss 9 ist ein Klimalufterzeuger 10 mit der Luftverteilkammer 5 verbunden. Die Luftkammer 4 und die Luftverteilkammer 5 sind üblicherweise höhenverstellbar ausgeführt. Dabei wird die Luftkammer 4 mit ihrer Oberseite an eine Unterseite des Spinnbalkens 2 unterhalb der Spinndüse 1 gehalten. Zwischen dem Spinnbalken 2 und der Wandung 4.1 der Luftkammer 4 ist eine Dichtung 13 vorgesehen.Below the spinneret unit 1, a cooling cylinder 3 is arranged essentially coaxially to the nozzle plate 1.1. The cooling cylinder 3 has an upper filament inlet 3.1 and a filament outlet 3.2 at the lower end. The cooling cylinder 3 extends with an air-permeable cylinder wall 3.3 within an air chamber 4. The air chamber 4 encloses the cooling cylinder 3 in the form of a jacket and is closed off from the environment with walls 4.1. On the underside of the air chamber 4 there is an air distribution chamber 5 which is separated from the air chamber 4 by a perforated block 7 . The air distribution chamber 5 is penetrated by a pipe socket 6, the coaxial to the cooling cylinder 3 is directly connected to the filament outlet 3.2 of the cooling cylinder 3. The air distribution chamber 5 has a lateral air connection opening 8 which is coupled to an air connection 9 . A climate air generator 10 is connected to the air distribution chamber 5 via the air connection 9 . The air chamber 4 and the air distribution chamber 5 are usually designed to be adjustable in height. The upper side of the air chamber 4 is held against an underside of the spinning beam 2 below the spinneret 1 . A seal 13 is provided between the spinning beam 2 and the wall 4.1 of the air chamber 4.

Innerhalb der Luftkammer 4 ist dem Kühlzylinder 3 ein Sperrring 11 zugeordnet. Der Sperrring 11 weist einen Umfangssteg 12 auf, der mantelförmig den Kühlzylinder 3 umgibt und die Zylinderwand 3.3 über eine Teillänge derart umschließt, dass ein Luftdurchtritt verhindert wird. Der Sperrring 11 ist unmittelbar dem Filamenteinlass 3.1 des Kühlzylinders 3 zugeordnet. Der Sperrring 11 verhindert mit seinem Umfangssteg 12 einen Lufteintritt aus der Luftkammer 4 in den Kühlzylinder 3. Somit entsteht unmittelbar am Filamenteinlass 3.1 eine Zone, in welcher keine Kühlluft eintritt.A locking ring 11 is assigned to the cooling cylinder 3 within the air chamber 4 . The locking ring 11 has a circumferential web 12 which surrounds the cooling cylinder 3 in the form of a jacket and encloses the cylinder wall 3.3 over a partial length in such a way that air passage is prevented. The locking ring 11 is assigned directly to the filament inlet 3.1 of the cooling cylinder 3. The locking ring 11 prevents air from entering the cooling cylinder 3 from the air chamber 4 with its peripheral web 12. This creates a zone directly at the filament inlet 3.1, in which no cooling air enters.

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 Filamenteinlass 3.1 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. Im oberen Bereich des Kühlzylinders 3 wird der Eintritt der Klimaluft in den Kühlzylinder 3 durch den Sperrring 11 verhindert. Somit bildet sich unmittelbar unterhalb der Spinndüse 1 eine Zone aus, in welcher keine aktive Kühlung der Filamentstränge 15 eintritt. Diese Überganszone, die in der Fachwelt auch als sogenannter Shroud bezeichnet wird, ermöglicht somit eine verzögerte Abkühlung der Filamentstränge 15. Somit kann insbesondere bei feinen Filamentsträngen 15 eine Titergleichmäßigkeit erzielt werden.In the 1 the device according to the invention for melt spinning and cooling is shown in an operating situation in which a polymer melt is extruded through the spinneret unit 1 into a large number of filament strands 15 . The filament strands 15 are extruded through the nozzle openings 1.2 of the nozzle plate 1.1 and enter the cooling cylinder 3 via the filament inlet 3.1. Through the air-permeable cylinder wall 3.3 of the cooling cylinder 3, a climatic air admitted into the air chamber 4 penetrates continuously from the outside radially into the inside in order to cool the filament strands 15. In the upper area of the cooling cylinder 3 , the entry of the climate air into the cooling cylinder 3 is prevented by the locking ring 11 . A zone is thus formed directly below the spinneret 1, in which no active cooling of the filament strands 15 occurs. This transition zone, which is also known in the art as a so-called shroud, thus enables a delayed cooling of the filament strands 15. Thus, in particular with fine filament strands 15, a titer uniformity can be achieved.

Bei der in 1 dargestellten Vorrichtung ist der Sperrring 11 verstellbar ausgebildet. So kann beispielsweise bei veränderter Abzugsgeschwindigkeit und damit veränderten Fialmenttiter es erforderlich werden, dass die Kühlung der frisch extrudierten Filamente direkt bei Eintritt in den Filamenteinlass 3.1 des Kühlzylinders 3 erforderlich wird. Hierzu wird der Sperrring 11 in einer untere Position am Kühlzylinder 3 angeordnet und dem Filamentauslass 3.2 zugeordnet. Die Verstellung des Sperrringes 11 kann hierbei automatisiert durch Aktoren oder auch manuell erfolgen. Durch die Verlagerung des Sperrringes 11 zu dem Filamentauslass 3.2 bleibt insgesamt die Kühlstrecke innerhalb des Kühlzylinders 3 konstant. Die Verlagerung des Sperrringes 11 ist in 1 gestrichelt dargestellt.At the in 1 device shown, the locking ring 11 is adjustable. For example, if the take-off speed changes and the filament denier changes as a result, it may be necessary for the freshly extruded filaments to be cooled directly when they enter the filament inlet 3.1 of the cooling cylinder 3. For this purpose, the locking ring 11 is arranged in a lower position on the cooling cylinder 3 and assigned to the filament outlet 3.2. The locking ring 11 can be adjusted automatically by actuators or manually. Due to the displacement of the locking ring 11 to the filament outlet 3.2, the overall cooling section within the cooling cylinder 3 remains constant. The displacement of the locking ring 11 is in 1 shown dashed.

Der Umfangssteg 12 an dem Sperrring 11 ist in seiner Steghöhe derart ausgelegt, dass an einem Kühlzylinder 3 eine aktive Kühllänge von mindestens 85 % bis 90 % erhalten bleibt. Damit wird von dem Umfangssteg 12 des Sperrringes 11 maximal 15 % der Zylinderwand 3.3 des Kühlzylinders 3 abgedeckt.The height of the circumferential web 12 on the locking ring 11 is designed in such a way that an active cooling length of at least 85% to 90% is retained on a cooling cylinder 3 . Thus, a maximum of 15% of the cylinder wall 3.3 of the cooling cylinder 3 is covered by the circumferential web 12 of the locking ring 11 .

Um bestimmte Kühleffekte zu erzielen, besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, den Sperrring 11 im mittleren Bereich des Kühlzylinders 3 anzuordnen. Insoweit können aktive und passive Zonen an dem Kühlzylinder 3 durch den Sperrring 11 variabel gestaltet werden.In order to achieve specific cooling effects, there is also the fundamental possibility of arranging the locking ring 11 in the middle area of the cooling cylinder 3 . In this respect, active and passive zones on the cooling cylinder 3 can be designed variably by the locking ring 11 .

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.In order to achieve the greatest possible cooling effect on the filament strands 15, in 2 another exemplary embodiment of the device according to the invention for melt-spinning and cooling a freshly extruded filament sheet is shown in a cross-sectional view. The embodiment after 2 is identical to the embodiment according to the structure of the device parts 1 , so that at this point only the differences are explained and otherwise reference is made to the above description.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Luftverteilkammer 5 über den Luftanschluss 9 mit einem Unterdruckerzeuger 14 verbunden. Durch den Unterdruckerzeuger 14 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 und den Filamentauslass 3.2 in den Kühlzylinder 3 eingeleitet. Es entsteht somit ein Kühlluftstrom entgegen der Laufrichtung der Filamentstränge 15. Die Kühlluftströme sind in den 1 und 2 jeweils durch Pfeile gekennzeichnet.At the in 2 In the exemplary embodiment shown, the air distribution chamber 5 is connected to a vacuum generator 14 via the air connection 9 . A negative pressure is thus generated within the air distribution chamber 5 by the negative pressure generator 14, which is propagated into the air chamber 4 and leads to the intake of cooling air. The cooling air is introduced into the cooling cylinder 3 from the outside via the pipe socket 6 and the filament outlet 3.2. There is thus a flow of cooling air against the running direction of the filament strands 15. The cooling air flows are in the 1 and 2 each marked by arrows.

Durch die Druckumkehr in der Luftkammer 5 wird somit ein Kühlluftstrom an dem Kühlzylinder 3 von innen nach außen erzeugt, so dass die verbrauchte Kühlluft sich in der Luftkammer 4 sammelt und über die Luftverteilkammer 5 abgeführt wird.The pressure reversal in the air chamber 5 thus generates a flow of cooling air on the cooling cylinder 3 from the inside to the outside, so that the used cooling air collects in the air chamber 4 and is discharged via the air distribution chamber 5 .

Bei der in 2 dargestellten Ausführung der Erfindung ist der Sperrring 11 den Filamentauslass 3.2 des Kühlzylinders 3 zugeordnet. Somit wird die über den Filamentauslass 3.2 angesaugte Kühlluft zunächst ohne Umlenkung entgegen der Laufrichtung der Filamente geführt. Die durch den Umfangssteg 12 gebildete Übergangszone im Bereich des Filamentauslasses 3.2 führt somit zu einer erhöhten Kühlwirkung an den Filamentsträngen 15. Zudem wird ein höherer Anteil der Kühlluft bis zum Filamenteinlass 3.1 des Kühlzylinders 3 geführt, so dass die Filamentstränge 15 bereits bei Eintritt in den Kühlzylinder 3 aktiv gekühlt werden.At the in 2 illustrated embodiment of the invention, the locking ring 11 is assigned to the filament outlet 3.2 of the cooling cylinder 3. Thus, the cooling air sucked in via the filament outlet 3.2 is initially directed against the running direction without deflection direction of the filaments. The transition zone formed by the peripheral web 12 in the area of the filament outlet 3.2 thus leads to an increased cooling effect on the filament strands 15. In addition, a higher proportion of the cooling air is routed to the filament inlet 3.1 of the cooling cylinder 3, so that the filament strands 15 already cool when they enter the cooling cylinder 3 are actively cooled.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen einer frisch extrudierten Filamentschar besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Sperrring 11 in einer obere Position dem Filamenteinlass 3.1 des Kühlzylinders 3 zuzuordnen. Diese Situation ist in 2 gestrichelt dargestellt. In der gestrichelten Position des Sperrringes 11 wird dieser zur Einstellung einer Übergangszone ohne aktive Kühlung an den Filamentsträngen 15.At the in 2 illustrated embodiment of the device according to the invention for melt spinning and cooling a freshly extruded filament bundle, however, there is also the possibility of assigning the locking ring 11 in an upper position to the filament inlet 3.1 of the cooling cylinder 3. This situation is in 2 shown dashed. In the dashed position of the locking ring 11, this is used to set a transition zone without active cooling on the filament strands 15.

Die in den Ausführungsbeispielen nach 1 und 2 dargestellten Luftzuführungen der 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.According to the embodiments 1 and 2 illustrated air supply of the air chamber with the help of the air distribution chamber is an example. In principle, it is also possible to connect the air chamber directly to an air conditioning air generator or a vacuum generator via an air connection.

Zudem ist es üblich, dass derartige Luftkammern mehrere Kühlzylinder enthalten, die mehrere Spinndüseneinheiten an einem Spinnbalken zugeordnet sind.In addition, it is common for air chambers of this type to contain a number of cooling cylinders which are assigned to a number of spinning nozzle units on a spinning beam.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102020109250 A1 [0002, 0004]

Claims

Device for melt-spinning and cooling a freshly extruded filament sheet (15) with at least one spinneret unit (1), which is held on the underside of a spinning beam (2), with at least one hollow-cylindrical cooling cylinder (3) below the spinneret unit (1), which has an air-permeable cylinder wall (3.3) and extends within an air chamber (4) between a filament inlet (3.1) and a filament outlet (3.2), characterized in that the cooling cylinder (3) has a locking ring (11) on its circumference and that the locking ring (11 ) encloses the cylinder wall (3.3) over a partial length in a jacket-like manner with a peripheral web (12) in such a way that air passage is prevented.

device after claim 1 , characterized in that the locking ring (11) is optionally assigned to the filament inlet (3.1) of the cooling cylinder (3) or to the filament outlet (3.2) of the cooling cylinder (3).

device after claim 1 or 2 , characterized in that the locking ring (11) is adjustable on the cooling cylinder (3).

Device according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the peripheral web (12) of the locking ring (11) has a web height, through which a permeability of the cylinder wall (3.3) of the cooling cylinder (3) is reduced by 10% to 15%.

Device according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the air chamber (4) is connected to a climate air generator (10) or to a vacuum generator (14).

Device according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the air chamber (4) is coaxially assigned a lower air distribution chamber (5), that the air chamber (4) and the air distribution chamber (5) are connected by a perforated plate (7), that the air distribution chamber (5) in the area of the Filament outlet (3.2) of the cooling cylinder (3) is penetrated by a pipe socket (6) and that the air distribution chamber (5) has a connection for the air conditioning air generator (10) or a connection for the vacuum generator (14).