-
Schmelzspinnvorrichtung für organische Stoffe Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzspinnvorrichtung zu schaffen, welche eine einfache
und dabei betriebssichere quantitative Materialversorgung der Spinndüse sicherstellt.
-
Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Schmelzspinnvorrichtung für organische
Stoffe, bei welcher vor der Heizzone und Spinnpumpe eine Förderschnecke für das
körnige oder kleinstückige Gut angeordnet ist, gemäß der Erfindung derart ausgestaltet,
daß zwischen dem Außenumfang der Gänge der Förderschnecke und der Innenwand des
Heizzylinders ein lichter Raum und/oder in den Schneckengängen übereinanderliegende
Aussparungen vorgesehen sind, d. h., daß die Aussparungen allein angebracht sein.
können, während der lichte Raum zwischen den Schneckengängen und der Innenwand des
Heizzylinders entfällt.
-
Es wird also eine Rückwegmöglichkeit für das körnige Gut geschaffen,
um eine zu starke Kompression des Materials in der Heizzone zu verhindern.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch an Stelle der Förderschnecke
einen nach Art eines Axialgebläses ausgebildeten Propeller enthalten. Um die erforderliche
Rückwegmöglichkeit zu schaffen, ist dabei entweder ein lichter Raum zwischen dem
Außenumfang der Flügel und der Innenwandung des Heizzylinders vorgesehen, oder es
sind zusätzlich Nuten in der Innenfläche des Heizzylinders angebracht; diese Nuten
stellen dann die alleinige Rückwegmöglichkeit dar.
-
Wenn der Außendurchmesser des Propellers gleich dem Innendurchmesser
des Gehäuses ist, füllen die Flügel des Propellers den Querschnitt nicht vollkommen
aus, so daß in diesem Bereich das Material einen Rückweg hat.
-
Es ist bekannt, Vorrichtungen zur Bearbeitung plastischer bzw. plastifizierter
Massen derart auszubilden, daß überschüssiges Material zurückfließen kann.
-
Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung liegt im Gegensatz dazu die
Aufgabe vor, einen Rücktransport der noch körnigen Bestandteile möglich zu machen.
-
Bei Knetschrauben zum Kneten plastischer Massen hat man schon Aussparungen
in den Gängen der Schraube vorgesehen; diese liegen aber nicht wie bei der Vorrichtung
nach der Erfindung direkt übereinander und stellen somit auch keine geeignete Rückwegmöglichkeit
dar. Die Ausnehmungen in den Gängen der bekannten Knetschraube dienen einer ständigen
Abtrennung und Wiedervermischung des geförderten Materials.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es mit sehr einfachen
Mitteln, bei der Zuführung des körnigen oder kleinstückigen, organischen Stoffes
zum Schmelzspinnen konstante Verhältnisse zu erhalten; insbesondere wird auch erreicht,
daß eine unzulässig hohe Kompression nicht auftritt und daß die Ausfiußgeschwindigkeit
konstant bleibi.
-
Die Vorrichtung hat sich bei der Herstellung gleichmäßiger Fäden oder
Drähte geringen Durchmessers als besonders leistungsfähig und geeignet bewährt.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt A b b. 1 einen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
A b b. 2, 3, 4, 5, 7, 9 und 11 Längsschnitte verschiedener Ausführungsformen und
A b b. 6, 8, 10 und 12 Querschnitte der Ausführungsformen nach den A b b. 5, 7,
9 und 11.
-
In A b b. 1 wird der im Vorratsraum 1 vorhandene feste organische
Stoff in Form von Körnern oder Schnitzeln allmählich durch den Umlauf der
Schnecke
2 dem Heizzylinder 3 zugeführt. Der Heizzylinder kann durch geeignete Mittel auf
angemessene Temperatur erwärmt werden; z. B. kann der Heizmantel 4 von Dampf, überhitztem
Dampf, heißem Öl durchflossen sein oder eine elektrische Heizvorrichtung
enthalten. Der in Form von Körnern oder Schnitzeln in den Heizzylinder eingeführte
feste organische Stoff wird geschmolzen und die Schmelze zur Meßpumpe, z. B. der
Zahnradpumpe 5, die am Ende des Heizzylinders 3 angebracht ist, gefördert, um dann
aus der Düse 6 mit konstanter Geschwindigkeit ausgepreßt zu werden.
-
Zur automatischen Zuführung des Werkstoffes zum Heizzylinder 3 mit
einer Geschwindigkeit, die derjenigen des Ausflusses aus der Spinndüse entspricht,
ist die Schnecke 2 mit nur wenigen Gängen 11 versehen, deren Anzahl viel geringer
als diejenige einer gewöhnlichen Förderschnecke ist. An Stelle einer solchen Schnecke
kann auch eine Welle 15 mit einer Anzahl von Propellerflügeln 12 zur Förderung des
Werkstoffes in den Heizzylinder 3 verwendet werden. Um das Entweichen des überschüssigen
festen organischen Stoffes in Form von Körnern oder Schnitzeln nach aufwärts zu
ermöglichen, genügt jedoch eine einfache Förderschnecke nicht, daher sind, um das
gewünschte Ergebnis zu erhalten, gemäß der Erfindung verschiedene Gestaltungen der
Vorrichtung vorgesehen, welche nachstehend im einzelnen erläutert sind.
-
Bei der Ausführungsform nach A b b. 2 ist ein lichter Raum 10 zwischen
dem Außenumfang der Gänge 11 der Förderschnecke 2 und der Innenwand des Heizzylinders
3 vorgesehen.
-
Bei der Vorrichtung nach A b b. 3 sind senkrecht übereinanderliegende
Aussparungen 14 in den Gängen 11 der Förderschnecke 2 vorhanden, während zwischen
dem Außenumfang der Gänge 11 und der Innenwand des Zylinders 3 kein lichter Raum
ist.
-
In A b b. 4 ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei welchem
zwischen dem Außenumfang der Gänge 11 der Förderschnecke 2 und der Innenwand des
Heizzylinders 3 ein lichter Raum vorgesehen ist und außerdem wieder übereinanderliegende
Aussparungen 14 in den Gängen 11 vorhanden sind.
-
Die in A b b. 5 dargestellte Vorrichtung hat, wie oben bereits erwähnt,
an Stelle einer Förderschnecke eine Welle 15 mit Flügeln 12. Ein lichter Raum ist
zwischen dem Außenumfang der Flügel und der Innenwand des Heizzylinders vorgesehen.
A b b. 6 ist ein Querschnitt der A b b. 5 in der Ebene VI-VI.
-
Bei der Ausführungsform nach A b b. 7 ist der lichte Raum zwischen
den Flügeln vorgesehen, während die am weitesten nach außen liegenden Begrenzungen
der Flügel 12 gegen die Innenwand keinen Spalt lassen. Infolgedessen kann in diesem
Bereich das Material zurückfließen, wenn es in der Heizzone zu stark komprimiert
ist. A b b. 8 ist ein Querschnitt der A b b. 7 in der Ebene VIII-VIII.
-
Aus A b b. 9 ist ersichtlich, daß auch Nuten 16 in der Innenfläche
des Heizzylinders 3 vorgesehen sein können, durch welche der Werkstoff entweichen
kann, wobei kein lichter Raum zwischen dem Außenumfang der Gänge 11 der Förderschnecke
2 und der Innenwand des Zylinders 3 vorgesehen ist. A b b. 10 ist ein Querschnitt
der A b b. 9 in der Ebene X-X.
-
In den A b b. 11 und 12 ist ein Längs- bzw. Querschnitt einer Vorrichtung
veranschaulicht, die auf der Innenfläche des Heizzylinders 3 Nuten 16 hat. Dieser
Heizzylinder kann bei den Ausführungsformen nach den A b b. 2 bis 7 Verwendung finden.
-
Eine gemäß der Erfindung ausgestaltete Vorrichtung wird derart betrieben,
daß die in den Heizzylinder 3 mittels der Förderschnecke 2 oder durch die Welle
15 mit den Propellerflügeln 12 geförderte Stoffmenge etwas größer
ist als diejenige, die aus der Meßpumpe ausströmt. Dadurch wird fester organischer
Stoff ständig in den Heizzylinder gefördert und in diesem Zylinder als Schmelzstoff
bereitgehalten, wodurch der konstante Ausfluß der Meßpumpe sichergestellt ist; gleichzeitig
ist aber jede Bruchgefahr des Getriebes vermieden, da ja ein Teil des festen organischen
Stoffes in Form von Körnern oder Schnitzeln nach oben entweicht, sobald der Druck
im Heizzylinder über den angemessenen Wert ansteigt.
-
Zu bemerken ist, daß der Saugdruck an der Zahnradpumpe 5 annähernd
konstant ist, da der Druck im Heizzylinder 3 ebenfalls annähernd konstant gehalten
ist. Dieser Umstand trägt dazu bei, den Ausfluß aus der Spinndüse konstant zu halten.
Wird der Betrieb in merkbarer Weise durch die awhnrhalb des Systems herrschende
Temperatur becinfluf.#t, z. B. infolge hoher Temperatur im Sommer, so kann ein gekühlter
Zylinder mit Kühlmantel zwischen dem Vorratsraum 1 und dem Heizzylinder 3 eingeschaltet
werden.
-
An Stelle der Zahnradpumpe 3 kann eine Schnekkenpumpe oder eine andere
geeignete Förderpumpe vorgesehen sein.
-
Für die Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird das nachstehende
Beispiel gegeben. In einer Vorrichtung, wie sie in A b b. 1 veranschaulicht ist,
wird Polycapramid in Form von Körnern von ungefähr 1,5 mm Durchmesser und 2 mm Länge
eingeführt. Dreht sich die Förderschnecke dreimal pro Minute und herrscht kein Druck
im Heizzylinder 3, so beträgt die im Zylinder geförderte Menge 14 g pro Minute.
Wenn in der Vorrichtung eine Zahnradpumpe mit einem. Ausfluß von 7,4 g pro Minute
vorgesehen und eine Spinndüse mit zehn Löchern am untersten Ende des Schmelzkopfes
angeordnet ist, so beträgt die Spinngeschwindigkeit 400 m pro Minute. Der Faden
wird kaltgestreckt. Bei einer derartigen Herstellung von Fäden aus synthetischem
Polycapramid von 60 Denier entstehen keine mechanischen Schäden an der Vorrichtung.
In ähnlicher Weise wird ein Faden aus synthetischem Polycapramid von 30 Denier bei
einer Spinngeschwindigkeit von 800 m pro Minute und nachträglichem Kaltstrecken
erzeugt, ohne daß am Spinnapparat ein mechanischer Schaden verursacht wird.