Die bekannten Vorrichtung wird dazu
verwendet, um Fäden
mit möglichst
hoher Produktionsgeschwindigkeit aus einer Polymerschmelze beispielsweise
einem Polyester durch Schmelzspinnen herzustellen. Um bei der hohen
Produktionsgeschwindigkeit keine ungewünschten Anderungen der physikalischen
Eigenschaften an dein Faden zu erhalten, wird zur Abkühlung des
Fadens gezielt ein Kühlluftstrom
erzeugt, der die Bewegung der Filamente nach dem Extrudieren in
Abzugsrichtung unterstützt.
Damit kann vorteilhaft die durch die Abzugsspannung hervorgerufene
Kristallisation in dem Faden verzögert werden. Die einzelnen
Filamente lassen sich somit im wesentlichen streßfrei bis zur Verfestigung
führen.
Die zur Unterstützung
der Filamentbewegung erforderliche Beschleunigung des Kühlluftstromes
wird dabei durch einen im Kühlschacht ausgebildeten
engsten Querschnitt erreicht. Bei der bekannten Vorrichtung ist
hierzu ein Innenring im Kühlschacht
angeordnet, welcher den engsten freien Strömungsquerschnitt aufweist.
Durch einen Kühlstromerzeuger
wird ein unmittelbar unterhalb der Spinndüse zugeführtes Kühlmedium den Filamenten zugeführt. Das
Kühlmedium
wird unter Wirkung des Kühlstromerzeugers
geinemsam mit dem Filamentbundel als em Kühlmedimstrom durch den Kühlschacht
geführt.
Die durch den Innenring gebildete Querschnittsverengung mnerhalb
des Kühlschachtes führt dabei
zu einer Beschleunigung des Kühlmedienstromes
auf eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit,
die im Verhältnis
zu der Filamentgeschwindigkeit eine gewünschte Unterstützung der Fortbewegung
der Filamente erreicht. Für
den Fall, daß eine
unzureichende Strömungsgeschwmdigkeit oder
eine zu große
Strömungsgeschwindi keit
des Kühlmedienstromes
durch den engsten Querschnitt des Innenringes bewirkt wird, ist
es bei der bekannten Vorrichtung erforderlich, eine durch den Kühlstromerzeuger
veränderte
Menge des Kühlmedienstromes
emzustellen. eine Erhöhung
oder Verringerung der den Filamenten zugeführten Kühlfluidmenge führt jedoch
unmittelbar zu einer Veränderung
der Vorkuhlung der Filamente, die jedoch nicht immer gewünscht ist.
Es ist nun Aufgabe der Erfmdung,
eine Vorrichtung der emgangs genannten Art derart weiterzubilden,
daß eine
Beschleunigung des die Fortbewegung der Filamente unterstützenden
Kühlmedienstromes
unabhängig
von der Menge des Kühlmedienstromes
veränderbar
ist.
Ein weiteres Ziel der Erfmdung ist
es, eine Vorrichtung bereitzustellen, bei welcher die Beschleunigung
des Kühlmedienstromes
m Abhängigkeit
von dem jeweilig herzustellenden Fadentyp einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfuidungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit dem Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung smd durch die Merkmale und Merkmalskoinbinationen
der Unteransprüche
definiert.
Die Erfmdung zeichnet sich dadurch
aus, daß insbesondere
Feineinstellungen des Kühlmedienstromes
zur Abkühlung
der Filamente ausführbar smd.
Derartige Vorgänge
smd msbesondere bei Prozeßbeginn
vorteilhaft. In Spinnanlagen werden vorzugsweise eine Vielzahl von
derartigen Vorrichtungen nebeneinander parallel betrieben. Um m
jeder der Vorrichtungen eine gleichmäßige Fadenqualität herstellen
zu können,
lassen sich beispielsweise Fertigungstoleranzen durch eine derartige
Feinemstellung vorteilhaft ansgleichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
weist hierzu einen Innenring innerhalb des Kühlschachtes auf, der m seiner
Form zur Emstellung des freien Strömungsquerschnittes veränderbar
ausge bildet ist, so daß der
Strömungsquerschnitt
m Abhängigkeit
von der Formänderung
des Innenringes einstellbar ist.
Um mit emfachen Hilfseinrichtungen
den jeweiligen freien Strömungsquerschnitt
des Innenrings zu verändern,
ist der Innenring bevorzugt aus einem Material gebildet, das bei
einer auf den Innenring wirkenden Kraft zu einer Formänderung
des Innenringes umwandelbar ist.
Bevorzugt wird der Innenring aus
einem elastischen Material gebildet, wobei zur Aufnahme des Innenrings
die Wandung des Kühlschachtes
einer Eindrehung aufweist. Mittels eines Stellmittels läßt sich
dabei die axiale Ausdehnung der Eindrehung verändern, so daß der Innenring
mehr oder weniger mnerhalb der Eindrehung aigespannt werden kann.
Als elastisches Material wird vorzugsweise ein Elastomer verwendet.
So könnte
der Innenring m einer emfachen Form als ein O-Ring ausgebildet sem.
Das Stellmittel, durch welches die
Formänderung
des Innenringes bewirkt wird, ist vorzugsweise als ein Rohrstück oder
einem Gewindering gebildet, welches über eine Gewmde mit der Wandung des
Kühlschachtes
verbunden ist. Dabei kann die Eindrehung mnerhalb der Wandung des
Kühlschachtes
durch eine Durchmesserstufe m dem Kühlschacht und einer der Durchmesserstufe
gegenüberliegenden
Stirnfläche
es Rohrstückes
gebildet.
Das Rohrstück weist vorzugsweise eine
Länge auf,
die zu einer Verlängerung
des Kühlschlachtes führt und
den Fadenauslaß des
Kühlschachtes
bildet. Somit läßt sich
die Emstellung der Formänderung des
Innenrings auf einfache Weise von außen an dem Rohrstück durchführen. Diese
Ausbildung ist besonders vorteilhaft, da der freie Strömungsquerschnitt
im Bereich von 15 bis 40 mm beträgt
und kaum Platz für
eine Verstellung von Innen ermöglicht.
Um eine gezielte Emstellung der Beschleunigung
des Kühlmedienstromes
mnerhalb des Kühlschachtes
zu erhalten, ist der Innenring bevorzugt in der Wandung eines zylmdrischen
Führungsabschnittes
des Kühlschachtes
angeordnet. Somit bildet der freie Strömungsquerschnitt des Innenringes
den engsten Querschnitt mnerhalb des Kühlschachtes. Der Einlaßabschnitt
des Kühlschachtes
ist dabei vorzugsweise kegelförmig
mit einer stetigen Verengung ausgebildet Um den Emtritt des Kühlmedienstromes in
den engsten Querschnitt des Kühlschachtes
zu beinflussen, ist die Weiterbildung der Erfmdung besonders vorteilhaft,
bei welcher der Innenring in der Wandung des Einlaßabschnittes
angeordnet ist.
Zwischen den Kühlschacht und der Spinndüse ist bevorzugt
ein Einlaßzylinder
mit gasdurchlässiger
Wandung angeordnet, welcher mit einem Kühlstromerzeuger derart zusammenwirkt,
daß ein
in Fadenlaufrichtung fließender
Kühlmedienstrom
in dem Kühlschacht
erzeugbar ist. Dabei kann als Kühlstromerzeuger
unmittelbar em Gebläse
verwendet werden, so daß der
Einlaßzylinder
bevorzugt in einer Blaskammer angeordnet ist und einen gleichmäßig ab Umfang
eingeblasenen Kühlmedienstrom
einläßt. Es ist
jedoch auch möglich,
eine Unterdruckquelle als Kühlstromerzeuger
zu verwenden, welche am Fadenauslaß des Kühlschachtes wirkt. Somit wird
ein Saugstrom an dem Einlaßzylinder
erzeugt.
Zur Emstellung oder Veränderung
des Volumenstromes wird im Bereich des Fadenauslasses bevorzugt
ein Drucksensor verwendet, welcher den Innendruck innerhalb des
Kühlschachtes
erfaßt.
Somit können
zusätzliche
Volumenstromanpassungen zur Abkühlung
der Filamente vorgenommen werden, in denen über eine Steueremrichtung die
Emstellung des Kühlstromerzeugers
verändert
wird.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden emige
Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sowie weitere Vorteile näher
beschrieben.
Es stellen dar:
1 schematisch
ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Schmelzspmnen eines multifilen Fadens
2 schematisch
einen Ausschnitt des Ausführungsbeispiels
nach 1
3 schematisch
ein weiteres Ansführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Schmelzspinnen eines multifilen Fadens
4 schematischeinAusschnitt
des Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
nach 3
In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
schematisch in einer Schnittansicht dargestellt. Die Vorrichtung
weist eine Spinndüse 1 auf,
die über
einen Schmelzezulauf 2 mit einer hier nicht dargestellten
Spinnpumpe verbunden ist. Die Spinndüse 1 besitzt auf ihrer
Unterseite zahlreiche Düsenbohrungen,
aus denen jeweils ein Filament 3 extrudiert wird. Unterhalb
der Spinndüse 1 ist
eine Kühleinrichtung 4 angeordnet.
Die Kühleinrichtung 4 weist
einen unmittelbar unterhalb der Spinndüse 1 angeordneten
Einlaßzylinder 5 und
einen an den Einlaßzylinder 5 anschließenden Kühlschacht
6 auf. Der Einlaßzylinder 5 ist
mit einer gasdurchlässigen
Wandung ausgebildet und mnerhalb einer Blaskammer 10 angeordnet.
Der Blaskammer 10 ist ein Kühlstromerzeuger 9 beispielsweise
ein Gebläse
zugeordnet, welches ein Kühlmedienstrom in
diesem Fall eine Kühlluft
in die Blaskammer 10 einbläst.
Der an der Unterseite des Einlaßzylinders 5 druckdicht
anliegende Kühlschacht
6 besitzt zu der dem Einlaßzylinder 5 zugewandten
Seite einen Einlaßabschnitt 1 1
Der Einlaßabschnitt 11 ist
kegelförmig
mit einer in Fadenlaufrichtung stetig zunehmender Verengung ausgeführt. dem
Einlaßabschnitt 1 1 schließt sicheinzylindrischer
Führungsabschnitt 12 an.
In der Wandung 13 des Kühlschlachtes 6 ist
im Bereich des Führungsabschnittes 12 eine
Eindrehung 14 vorgesehen, in welchereinelastischer Innenring 7 angeordnet
ist Die Eindrehung 14 ist hierbei zwischen einer Durchmesserstufe 17 in
der Wandung 13 des Kühlschachtes 6 und einer
der Durchmesserstufe 17 axial gegenüberliegenden Stirnfläche 18 eines
Rohrstückes 8 gebildet.
Das Rohrstück 8 wird über ein
Gewinde 15 mnerhalb der Wandung 13 des Kühlschachtes 6 gehalten. Über das
Gewinde 15 läßt sich
das Rohrstück 8 als
Stellmittel zur Veränderung
der Form des Innenringes 7 axial relativ zu der Wandung 13 verstellen.
Hierzu ist in der 2einvergrößerter Ausschnitt
aus der Verbindung zwischen der Wandung 13 und dem Rohrstück 8 dargestellt.
in 2.1 ist die Situation gezeigt,
bei welcher die Eindrehung 14 derart ausgebildet ist, daß die Aufnahme
des Innenrings 7 ohne wesentliche Verformung erfolgt. In
diesem Fall ist der engste Querschnitt mnerhalb des Kühlschachtes
G durch den zylmdrischen Führugsabschnitt 12 gebildet.
Der Durchmesser ist in 2.1 mit d1 gekennzeichnet. Der Innendurchmesser des Rohrstückes 8 ist
vorzugsweise gleich oder kleiner als der Durchmesser d1.
Zur Emstellung eines bestimmten Querschnittes
wird der freie Strömungsquerschnitt
des Innenrings 7 verändert.
Hierzu wird das als Stellmittel ausgebildete Rohrstück 8 in
dem Gewmde 15 verdreht, so daß die Stirnfläche 18 des
Rohrstükkes 8 in Richtung
gegen die durchmesserstufe 17 in der Wandung 13 geführt wird.
Dadurch wird der zwischen der durchmesserstufe 17 und der
Stirnfläche 18 emgespannte
Innenring 7 verquetscht. Die auf den Innenring 7 wirkende
Kraft führt
zu Verformung und bewirkt eine Verengung des freien Strömungsquerschnittes des
Innenrings 7. Der freie Strömungsquerschnitt des Innenrings 7 ist
m der 2.2 durch die Buchstaben d2. gekennzeichnet durch den Grad der Verformung
des Innenrings 7 läßt sich
dabei ein bestimmter engster Querschnitt emstellen, wobei der freie
Strömungsquerschnitt
des Innenrings 7 d2 kleiner ist
als der durchmesser d1 des zylmdrischen
Führungsabschnittes 12.
Wie in 1 gezeigt,
ist das Rohrstück 8 als Verlängerung
des Kühlschachtes 6 ausgebildet.
Dabei bildet das freie Ende des Rohrstückes 3 den Fadenauslaß 19 des
Kühlschachtes
6.
Im Bereich des Fadenauslasses 19 ist
in dem Rohrstück 8 ein
Drucksensor 20 enthalten, welcher den Inendruck in dem
Kühlschlacht 6 bzw.
dem Rohrstück 8 erfaßt. Der
Drucksensor 20 ist über
eine Signalleitung mit einer Steuereinrichtung 21 verbunden.
mnerhalb der Steueremrichtung 21 läßt sich eine Answertung sowie
ein Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten eines Innendruckes durchführen.
Bei der in 1 dargestellten Vorrichtung wird eine
Polymerschmelze beispielsweiseeinPolyester oder ein Polyamid oder
ein Polypopylen der Spinndüse 1 unter
Druck zugeführt,
so daß aus
den Düsenbohrungen
eine Vielzahl von Filamenten 3 extrudiert werden. Die Filamente 3 werden über eine hier
nicht dargestellte Einrichtung von der Spinndüse 1 abgezogen. Zur
Abkühlung
wird dabei em Kühlmedienstrom
vorzugsweise ein Kühlluftstrom über den Einlaßzylinder 5 den
Filamenten 3 zugeführt.
Der Kühlluftstrom
wird aus einer Blaskammer 10 heraus erzeugt, die an dem
Kühlstromerzeuger
vorzugsweiseeinGebläse 9 angeschlossen
ist. Der Kühlmedienstrom
innerhalb des Einlaßzylinders 5 und
die Filamente 3 werden geinemsam in den sich anschließenden Kühlschacht 6 geführt. Dabei
kommt es zu einer langsamen Verengung des Strömungsquerschnittes durch den
Einlaßabschnitt 11 des
Kühlschachtes 6.
Innerhalb des Führungsabschnittes 12 ist
em engster Querschnitt durch den Innenring 7 gebildet.
Der freie Strömungsquerschnitt
des Innenringes 7 führt
zu einer Beschleunigung des Kühlmedienstromes
in Fadenlaufrichtung. Dadurch wird eine gewünschte Unterstützung in
der Fortbewegung der Filamente erzeugt, so daß eine Verfestigung der Filamente
erst unterhalb des engsten Querschnittes emtritt. Die Filamente 3 und
der beschleunigte Kühlmedienstrom
werden zum Fadenauslaß 19 geleitet.
Dabei ist in dem Rohrstück 8 kurz
vor dem Fadenauslaß 19 eine
kegelförmige
Erweiterung eingebracht, die zu einer stetigen Querschnittsvergrößerung führt und somit
zu einer vorzeitigen Entspannung des Kühlmedienstromes. Nachdem die
Filamente verfestigt smd und aus dem Fadenauslaß 19 austreten, werden
sie zu einem Faden 16 zusammengeführt. Hierzu werden üblicherweise
Präparationseinrichtungen
(hier nicht dargestellt) emgesetzt. Um in Abhängigkeit von den Fadentitern
eine ausreichen de Kühlwirkung
zu erhalten, läßt sich
der Volumenstrom durch den Kühlstromerzeuger 9 emstellen.
Der Volumenstrom in dem Kühlschacht
ist im wesentlichen durch die Druckdifferenz zwischen der Blaskammer 10 und
Fadenauslaß 19 des
Kühlschachtes 6 bestimmt.
Dabei wird der Überdruck
innerhalb der Blaskammer 10 unmittelbar durch de Kühlstromerzeuger 9 erzeugt.
Der Druck innerhalb des Kühlschachtes
6 im Bereich des Fadenauslasses 19 wird über den
Drucksensor 20 erfaßt.
In der Steueremrichtung 21 läßt sich das Drucksensorsignal
des Drucksensors 20 kontmuierlich auswerten. Für den Fall,
daß ein
vorgegebener Sollwert nicht emgehalten ist, könnte eine Veränderung
des Druckniveaus innerhalb des Kühlschachtes durch
geringfügige
Veränderungen
des engsten Querschnittes erreicht werden. Hierzu wird das Rohrstück 8 an
dem Führungsabschnitt 12 verstellt
um somit eine weitere Belastung oder eine Entlastung des elastischen
Innenrings 7 zu bewirken. Die Folge ist eine Querschnittsverengung
oder Querschnittserweitung des freien Strömungsquerschnittes des Innenrings 7.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit
innerhalb der Steuereinrichtung 21 eine mögliche Abweichung
zwischen einem Sollwert und einem Istwert des Innendrucks des Kühlschachtes 6 derart
auszugleichen, daß die
Emstellung des Kühlstromerzeugers 9 über die
Steuereinrichtung 21 verändert wird.
m Praxis werden eine Vielzahl derartiger
Vorrichtungen parallel nebeneinander betrieben, um mehrere Fäden parallel
herzustellen, wobei die Fäden
durch eine geineinsame Aufspulmaschine aufgenommen werden. In diesen
Fällen
ist es besonders von Vorteil, die Feinemstellung durch die Formänderung
des Innenrings pro Stelle durchzuführen, um eine hohe Gleichmäßigkeit
bei der Herstellung aller Fäden
zu erreichen.
m 3 isteinweiteres
Ansführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen
identisch zu dem vorgenannten Beispiel nach 1.
Insoweit werden nur die Unterschiede nachfolgend näher beschrieben.
Alle Bauteile mit gleicher Funktion haben dabei die identischen
Bezugszeichen erhalten.
Das in 3 gezeigte
Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
basiert auf einer Saugströmung
mnerhalb des Kühlschachtes 6.
Hierzu ist am Fadenauslaß 19 eine
Saugkammer 22 ausgebildet. Der Fadenauslaß 19 mündet in
die Saugkammer 22. Dabei ist in Verlängerung des Fadenauslasses 19 innerhalb
der Saugkammer 22 ein Siebzylinder 23 angeordnet.
Seitlich an der Saugkammer 22 isteinKühlstromerzeuger in Form einer
Unterdruckquelle 24 mit der Saugkammer 22 verbunden.
Auf der Unterseite der Saugkammer 22 ist eine Auslaßöffnung 25 zum
Austritt des Fadens 16 ausgebildet.
Der Kühlschacht 6 wird durch
den Einlaßabschnitt 11 und
dem Führungsabschnitt 12 gebildet, die
als separate Bauteile ausgebildet sind und über einen Gewindering 26 kraftschlüssig miteinander
verbunden sind. Zwischen dem Einlaßabschnitt 11 und dem
Führungsabschnitt 12 ist
die Eindrehung 14 gebildet, in welcher der Innenring 7 angeordnet
ist.
m 4 ist
die Embausituation des Innenrings 7 vergrößert dargestellt.
Die Eindrehung 14 wird zwischen einer Durchmesserstufe 17 in
der Wandung 13 an dem Einlaßabschnitt 11 und
einer Durchmesserstufe 27 am Ende des Rohrstückes 8 mit
dem Führungsabschnitt 12 gebildet.
Das Ruhrstück 8 ist übereinGewmde 15 mit
dem Gewindering 26 verbunden. Der Gewindering 26 wird über einen
Kragen 28 frei drehbar an dem Einlaßabschnitt 11 gehalten. Durch
Drehung des Gewinderinges 26 läßt sich das Rohrstück 8 mit
dem Führungsabschnitt 12 in
Richtung gegen den Einlaßabschnitt 11 axial
verstellen, so daß eine
zunehmende Belastung an dem Innenring 7 wirkt. Dabei ist
die Belastung durch die Größe der durchmesserstufe 27 an
dem freien Ende des Rohrstückes 8 begrenzt.
Sobald die Stirnfläche 29 des
Rohrstückes 8 an
der Durchmesserstufe 17 der Wandung 13 anliegt,
ist die maximale Verformung des Innenringes 7 erreicht.
In dieser Stellung weist der freie Strömungsquerschnitt des Innenrings 7 einen
Durchmesser d auf. Der Durchmesser d des Innenrings 7 ist
jedoch größer ausgebildet
als der durch den Führungsabschnitt 12 bestimmte
engste Querschnitt mnerhalb des Kühlschachtes 6. Somit wird
durch den Innenring 7 eine Vorbeschleunigung des Kühlmedienstromes
erreicht.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird durch einen im Einlaßzylinder 5 wirkenden
Unterdruck ein außerhalb
des Einlaßzylinders 5 anstehendes
Kühlmedium
eingesogen und geinemsam mit den Filamenten 3 in den Kühlschacht 6 geführt. mnerhalb
des Kühlschachtes 6 folge
eine Beschleunigung des Kühlmedienstroms,
so daß die
Fortbewegung der Filamente 3 unterstützt wird. Innerhalb des Rohrstückes 8 kommt
es zu einer Verfestigung der Filamente. Über den Fadenauslaß 19 verlassen
die Filamente den Kühlschacht 6 und
treten in die Saugkammer 22 em. Innerhalb der Saugkammer 22 wird das
Kühlmedium über den
Siebzylinder 23 abgeführt und
durch die Unterdruckquelle 24 aus der Saugkammer 22 gefördert. Der
Faden 16 tritt durch die Auslaßöffnung 25 aus.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Schmelzspinnen
von Fäden
geeignet, die aus PES, PA oder PP bestehen. Dabei können sowohl
von verstreckte Fäden
(FDY), vororientierte Fäden
(POY) oder hochorientierte Fäden
(HOY) liergestellt werden. Es lassen sich jedoch auch technische
Garne oder Teppichgarne ohne Probleine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
herstellen.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele
sind in ihrer Ausbildung beispielhaft. So lassen sich beispielsweise
Innenringe mit einer mechanisch bedingten Querschnittsverengung
wie beispielsweise Blenden einsetzen. Erfindungswesentlich ist,
daß mnerhalb
des Kühlschachtes
ein Ring emgesetzt ist, welcher durch ein Stellmittel einen veränderbaren
freien Strömungsquerschnitt
aufweist. msoweit erstreckt sich die Erfindung auf ähnliche
hier nicht näher
beschriebene Vorrichtungen.