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Spinndüse mit sich erweiterndem Einführungsteil Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Spinndüse für künstliche Fäden. Durch die Bohrungen einer solchen
Spinndüse wird eine unter mehr oder weniger hohem Druck stehende Masse gepreßt und
auf diese Weise in Fasern umgeformt. Dabei geht die Spinnmasse aus .einer Rohrleitung
mit verhältnismäßig großem Durchmesser auf einer verhältnismäßig kurzen Strecke
in die eigentlichen Spinnkanäle mit sehr kleinem Durchmesser über. Während sich
die Spinnmasse in der Rohrleitung langsam bewegt, erreicht sie in den Spinnkanälen
demgegenüber hohe Geschwindigkeiten. Hierdurch ergibt sich trotz der oft hohen Viskosität
der Spinnmassen die Neigung zu turbulenten Strömungen im Bereich der Spinnkanäle.
Solche Strömungen stören den Spinnvorgang empfindlich.
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Es ist bekannt, .den Spinnkanälen der Spinndüse verschiedene Querschnittsformen
zu geben. Beispielsweise sind Spinndüsen mit zylindrischen oder prismatischen Querschnitts-formen
der eigentlichen Spinnkanäle bekannt. Durch eine solche Formgebung läßt sich jedoch
die Neigung zu turbulenten Strömungen im Bereich der Spinnkanäle nicht beseitigen.
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Weiterhin ist eine Spinndüse bekannt, bei welcher unmittelbar vor
dem Spinnboden eine dünne Platte liegt, die mit konzentrisch - zu. den Spinndüsenbohrungen
angeordneten Löchern versehen ist, welche einen größeren Durchmesser als die Spinndüsenbohrungen
haben. Bei dieser bekannten. Spinndüse ist also ein gewisser Übergang zwischen der
Zuführungsleitung für die Spinnmasse und den einzelnen Spinnkanälen kleinen Durchmessers
geschaffen. Weiterhin sind Spinndüsen bekannt, welche einen an den Spinnkanal anschließenden,
sich zur Eintrittsseite der Spinnmasse erweiternden Einführungsteil aufweisen. Ein
-solcher Einführungsteil begünstigt zwar den-Einlauf der Spinnmasse in die engen
Spinnkanäle,. erlaubt jedoch keine Beeinflussung der Strömung, so daß eine gleichmäßige
Zufuhr von Spinnmasse zu allen Querschnittsbereichen eines Spinnkanals nicht ge-,vährleistet
ist.
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Die vorliegende Erfindung löst nun die Aufgabe, eine Spinndüse .für
künstliche Fäden zu schaffen, bei welcher turbulente Strömungen im Bereich der Spinnkanäle
mit Sicherheit vermieden werden und bei welcher. eine gleichmäßige: Zuführung von
Spinnmasse zu. allen Ouerschnittsbereichen eines Spinnkanals gewährleistet ist.
, Die neue Spinndüse für künstliche Fäden weist einen auf der Seite des Eintritts
der Spinnmasse. in den Spinnkanal an: diesen änschließenden, sich nach dieser Seite
erweiternden Einführungsteil auf, dessen Wandflächen mit mehreren Führungen in Torm..zorL.
Vertiefungen versehen sind, welche sich in, <Rirh@ur@g' auf den Spinnkanal erstrecken
und strömungsmäßig über ihre gesamte Länge voneinander getrennt sind. Diese Vertiefungen
haben einen solchen Querschnittsverlauf und sind so angeordnet, daß die Spinnmasse
allen Ouerschnittsbereichen des .Spinnkanals. gleichmäßig zugeführt wird.
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Allgemein sollen die Wandflächen des Einführungsteiles eine solche;
von -der Rotationssymmetrie abweichende Oberfläche aufweisen, daß ihre Form und
bevorzugte Ausrichtung die Strömung- der _Spinnmasse in ihrem -Bereich in gewünschtr
Weise- beeinflußt.
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Je -nach dem gewünschten Effekt können die Führungen in einer Axialebene
des Spinnkanals liegen, sie können jedoch auch in einern_konstänten oder veränderlichen
Winkel zu einer Axialebene -des Spinnkanals. verlaufen.
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Weiterhin kann es- vorteilhaft sein, die Führungen so auszubilden,
däß sich ihr Profil in ihrem Verlauf ändert.
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Bei verschiedenen Ouerschnittsformen der Spinnkanäle kann es auch
zweckmäßig sein, Führungen verschiedener Länge vorzusehen.
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Die in den.Wandflächen des Einführungsteiles vorgesehenen Führungen
können auch so ausgebildet sein, daß sie in ihrem Verlauf ineinander übergehen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgedankens darstellenden Fig. 1 bis 9 näher erläutert. Dabei zeigt Fig..1
einen Axialschnitt durch einen Spinnkanal einer gemäß der Erfindung aufgebauten
Spinndüse, Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Spinnkanal, `
_Fig.3_und 4 Axialschnitte durch gemäß weiteren :)lusführunbsbeispielen ausgebildete
Spinnkanäle,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den in Fig. 4 dargestellten
Spinnkanal, Fig. 6 eine Draufsicht auf einen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgebildeten Spinnkanal, Fig. 7 einen Axialschnitt durch einen gemäß
einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildeten Spinnkanal, Fig. 8
eine Draufsicht auf einen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ausgebildeten
Spinnkanal, Fig. 9 einen Schnitt entlang der Ebene IX-IX der Fig. B.
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In Fig. 1 und 2 ist ein Spinndüsenboden 1 mit einem Spinnkanal 2 von
kreisförmigem Querschnitt versehen, der an seinem in der Zeichnung jbenliegenden
Ende, in den die Spinndüsenmasse eintritt, eine kegelförmige Erweiterung 3 besitzt,
die von kreuzförmig angeordneten Kerben 4 geschnitten wird.
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Fig.3 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß die Erweiterung 8
des im Spinndüsenboden 5 vorgesehenen Spinnkanals 6 hyperbolisch ist. Die Draufsicht
der Düse nach Fig. 3 unterscheidet sich nicht von Fig. 2.
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In Fig. 4 besitzt der Düsenboden 12 einen Spinnkanal 10, der oben
in einer Anzahl von sich erweiternden Rinnen 11 ausläuft. Die Rinnen grenzen mit
scharfen Kanten aneinander.
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In Fig.4 ist zwecks deutlicherer Darstellung der Durchmesser des Spinnkanals
10 im Verhältnis zur Stärke des Düsenbodens und der Länge der Rinnen zu groß
dargestellt. In Fig. 5, die eine Draufsicht auf eine Anordnung nach Fig. 4 zeigt,
sind die Verhältnisse richtiger dargestellt.
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In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Kerben und
Rinnen als axial gerichtet dargestellt. Es kann zweckmäßig sein, den Rinnen eine
andere Richtung zu geben, beispielsweise eine Richtung, die in einem konstanten
Winkel zur radialen Richtung liegt. Sie kann aber auch eine solche Form haben, daß
ihre Achse einen Winkel mit dem Radius des Spinnkanalquerschnittes bildet, der sich
ändert, z. B. ständig zunimmt und somit eine Spirale bildet; dabei kann die Spirale
in einer weiteren Fortführung entweder durch den Mittelpunkt des Spinnkanalquerschnittes
gehen, den Umfang des Spinnkanalquerschnittes tangieren oder auch durch andere Punkte
des Spinnkanalquerschnittes gehen. An Stelle von Rinnen können auch andere Arten
von Führungen, beispielsweise Rippen, benutzt werden. Man kann gleichzeitig zwei
oder mehrere Arten von Führungen, z. B. Rinnen, Nuten oder Rippen, vorsehen, die
die Strömung der Spinnmasse in voneinander verschiedener Weise, beispielsweise gegenläufig,
beeinflussen. Durch solche Formen der Einführungsfläche des Spinnkanals kann die
Strömung der Spinnmasse in der jeweils gewünschten Weise beeinflußt werden.
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Fig. 6 zeigt die Draufsicht auf eine Anordnung mit spiralförmigen,
aneinander angrenzenden Kanälen 14, die gemeinsam die Einführungsfläche für den
Spinnkanal 13 bilden. Während die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele vor
allem als N iederdruckdüsen in Betracht kommen, zeigen Fig. 7 und 8 Hochdruckspinndüsen.
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In Fig. 7 befindet sich der Spinnkanal 15 am Boden einer zylindrischen
Vorbohrung 16 und ist mit einer kegelförmigen Vertiefung 17 und Rinnen 18 versehen,
die der Anordnung nach Fig. 1 und 2 entsprechen. In den vorstehenden Beispielen
ist stets davon ausgegangen, daß der Spinnkanal einen kreisförmigen Querschnitt
hat. Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Spinnkanäle beschränkt, sie ist vielmehr
im besonderen Maße geeignet für Spinnkanäle mit nicht rotationssymmetrischem Querschnitt.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene, von der Rotationssymmetrie abweichende Form
des Spinnkanaleinlaufs gibt gerade für nicht rotationssymmetrische Spinnkanalquerschnitte
eine vorzügliche Möglichkeit, die Strömungsverhältnisse der Spinnstoffmasse zu beeinflussen,
beispielsweise zu vergleichmäßigen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 und 9 besitzt der Spinnkanal
20 einen Querschnitt von der Form eines Kreuzes. Der Düsenboden 19 besitzt eine
Einlauffläche 21 für diesen Kanal, die im wesentlichen kegelförmig ist. An den äußeren
Stellen der Aste des kreuzförmigen Spinnkanals 20 münden Rinnen 22. In den Mittelteil
des Spinnkanals 20 münden kürzere verhältnismäßig tiefe Schlitze 23.
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Die Form und die Anordnung der Schlitze ist nach dem gewünschten Maße
der Vergleichmäßigung oder der gewünschten Art der Beeinflussung der Strömungsverhältnisse
und insbesondere mit Rücksicht auf einen sicheren Abzug der hergestellten Faser
zu wählen, wobei er in manchen Fällen berechnet wird, in vielen Fällen durch Erprobung
festgestellt werden muß.