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Ringförmig aufgebaute mehrstufige Spinndüse für die Herstellung von
Hohlfäden Die Erfindung geht von den von dem Erfinder in einer Kette früherer Vorschläge
offenbarten; ringförmig aufgebauten mehrstufigen Spinndüsen für die Herstellung
von Hohlfäden aus, deren innerer Kanal zur Zuführung eines gasförmigen Mediums dient,
und beschäftigt sich mit den Schwierigkeiten, die insbesondere bei sehr eng dimensionierten
Kernrohren bei Herstellung und Gebrauch auftreten können. Enge, bis in die Größenordnung
nur einiger Mikron gehende Gaskanaldimensionen sind deshalb erwünscht, weil dadurch
der Strömungswiderstand des eingespeisten Gases erhöht und ein betriebswichtiger
Druckabfall kanallängs hervorgerufen wird. Derart enge Kernkanäle sind aber nicht
nur schwierig herzustellen, sondern auch im Betrieb schwer zu reinigen. Die an sich
gegebene und vorzugsweise ausgenutzte Möglichkeit, durch ein vorgeschaltetes Filter
aus z. B. Metall- oder Glasfritten eine Vorreinigung zu bewirken, stellt in dieser
Beziehung keine Problemlösung dar.
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Diese Lösung wird vielmehr erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß
in dem inneren Kanal ein den Kanalquerschnitt verengender, von der Düseneintrittsseite
her ein- und ausbringbarer Einsatzkörper vorgesehen wird. Dieser Einsatzkörper kann
beispielsweise aus einer mit dem oberen Bund versehenen Hohlnadel oder aus einem
oder mehreren Drähten bestehen.
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In der Bohrung einer einfachen Spinndüse mit nur einem Kanal einen
Einsatzkörper in Form eines von der Düseneinrittsseite her ein- und ausbringbaren
draht- oder nadelförmigen Körpers anzuordnen, ist an sich bekannt, geschah aber
zu anderen Zwecken, nämlich zur Erzeugung von Hohlfäden mit Hilfe einer Rundlochdüse
oder zur Erzielung von Vollfäden, denen durch Ausnutzung der Materialreibung an
den so vergrößerten Kanalwandflächen eine lineare Molekularstruktur erteilt wurde.
Bei diesen bekannten Düsen waren die Einsatzkörper also im Strom des fadenbildenden
Materials angeordnet und sollten dessen Fadengestalt und -struktur beeinflussen.
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Im Gegensatz dazu sind die Einsatzkörper bei der vorliegenden Erfindung
in einem Gasstrom angeordnet. Es handelt sich dabei um sogenannte mehrstufige Düsen,
die mindestens einen ringförmigen Kanal zur Förderung des fadenbildenden plastischen
Materials und einen Kernkanal zur Förderung der Gaskomponente besitzen'und bei denen
der Kernkanal zur Erzielung des betriebssichernden Gasstaues in ihm einen möglichst
engen Durchlaßquerschnitt besitzen muß und infolgedessen Herstellungs- und Reinigungsschwierigkeiten
bereitet, die mit Hilfe eines Einsatzkörpers überwunden werden. Zwischen dem Bekannten
und der Erfindung bestehen also sowohl bezüglich Aufgabenstellung als auch bezüglich
der Ausgestaltung grundlegende Unterschiede.
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In der nachstehenden Beschreibung . und den Zeichnungen ist die Erfindung
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Gesamtdüsenkörper mit Maschinenverschraubung
für einschichtige Hohlfasern mit einem Speiseraum für die Spinnschmelze, F i g.
2 einen Teilausschnitt des Düsenkörpers nach F i g. 1 vor dessen Verlötung, F i
g. 3 ein oberes Kanalende einer Verbunddüse nach deren Verlötung mit aufgesetztem
Filterkäppchen, F i g. 4 a bis 4 c drei Schnitte' durch Verbunddüsen für einschichtige
Hohlfäden mit erfindungsgemäßen, d. h. entfernbaren Einsatzkörpern für die inneren,
gasführenden Kanäle und mit Filterkäppchen.
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In F i g. 1 wird der Düsenkörper 1, in welchen die Verbunddüsen 2
eingelötet sind, mittels einer Mutter 3 über einen Ring 4 unter Zwischenschaltung
einer Membran 6 und eines Ringes 7 an den Maschinenblock 5 angepreßt. Die Verbunddüsen
2 bestehen, wie bereits einleitend erwähnt isst, aus ringförmig aufgebauten mehrstufigen
Spinndüsen, die aus einem zentralen, mit Innenkanal versehenen Kernrohr und einem
das Kernrohr unter Freilassung eines Ringkanals umgebenden Außenrohr bestehen. Bei
den vom Erfinder im Rahmen früherer Vorschläge offenbarten Spinndüsen dieser Art
sind Kern- und Außenrohr durch den Ringkanal örtlich durchsetzende, aus dem Rohrmaterial
bestehende Abstandshalter stofflich miteinander verbunden. Diese abstandshaltende
Ringkanalbrücken sind in F i g. 4 der besseren übersicht wegen fortgelassen worden,
zumal sie nicht zum Erfindungsverständnis erforderlich sind. Die Spinnschmelze tritt
aus der Maschine durch die Bohrung 8
in den durch den Ring 7 gebildeten
Raum 9, welcher zwecks Filterung der Schmelze mit Sand ausgefüllt sein kann. Sie
durchläuft anschließend das Filter 10,
die in der Membran 6 liegende Verteilerplatte
11, die Bohrung 12 und den Spinnschmelzraum 13 de; Düs-_nkörpe=s 1 und tritt
schließlich in die Verbunddüse 2 ein.
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Durch den Druck der Spinnschmelze wird die Membran 6 in ihrer
Mitte auf den oberen Teil des Düsenkörpers 1 aufgepreßt. Die Spinnschmelze ist durch
die Dichtungen 14 und 15 gegen die Außenatmosphäre abgedichtet infolge des Anpreßdruckes
der in der Mutter 3 enthaltenen nachstellbaren Schrauben 16. Gegenüber dem
Gasspeiseraum 17 des Düsenkörpers 1 ist die Spinnschmelze abgedichtet durch
die Dichtung 18 infolge der Durchbiegung der Membran 6. Der Gasspeiseraum
wird beliefert durch das Rohr 19 und den Kanal 19'. Für bestimmte Spinnmaschinenkonstruktionen
ist eine Durchführung des Rohres 19 von oben nicht möglich, so daß das Rohr
von unten her (gestrichelte Stellung 19 a) in den Düsenkörper eingeführt
wird. Der Düsenkörper besitzt die Hartlotstellen 20 für den unteren Teil
der Verbunddüse, 21 für die Gaskanüle der Verbunddüse und 22 für die Verbindung
der beiden Düsenplatten. Für den Fall, daß das Gaszuführungsrohr 19a von
unten in den Düsenkörper eingeschraubt wird, ist der die beiden Platten verbindende
Lötring innerhalb dieser Zuführung an der Stelle 22a anzubringen.
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Bevor der Druck der Spinnschmelze auf die Membran entsteht, ist durch
die Mutter 3 eine Verdichtung an der Dichtung 18 über die Membran vorhanden,
wobei die Einbaumaße so gehalten sind, daß sich die Membran konvex nach oben krümmt,
sofern sie im unbelasteten Zustand eben ist. Die Hauptdichtung erfolgt jedoch erst
bei Beginn des Spinnprozesses, indem die Vordurchbiegung der Membran 6 durch den
Druck der Spinnschmelze ganz oder teilweise rückgängig gemacht wird.
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In F i g. 2 sind die Lötringe 20 und 21 an der Verbunddüse
2 deutlicher gezeichnet. Aus der Figur ist weiterhin die Hülse 23 zu ersehen,
welche durch ihre Stauchung die Verbunddüse in dem unteren Teil 1 a des Düsenkörpers
eingepreßt hält. Weiterhin sind die Schutzringe 24 und 25 dargestellt, welche die
Aufgabe haben, während der Verlötung das Lötmittel der Ringe 20 und
21 von den Düsenöffnungen fernzuhalten, und welche nach der Verlötung im
Düsenkörper verbleiben. Weiterhin sind die Schutzkappen 26 und
27 eingezeichnet, welche während der Verlötung die Aufgabe besitzen, das
Flußmittel von der Düsenöffnung fernzuhalten, und welche nachträglich wieder entfernt
werden. Schließlich ist am unteren Ende der Düse der Ring 28 dargestellt,
welcher nach der Verlötung in die untere ringförmige Aussparung eingepreßt oder
eingeschraubt werden kann, damit eine möglichst geschlossene Düsenunterfläche entsteht.
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In F i g. 3 ist gezeigt, wie sich während der Verlötung das Lotmittel
durch kapillaraktive Kräfte an den Schutzring 25 anschmiegt, jedoch so, daß
eine Entfernung der Fiußmittelreste nach dem Verlöten möglich ist. Weiterhin ist
in F i g. 3 die Filterkappe 29 gezeigt, welche aus einem unteren trichterförmigen
Metallteil und einem oberen eingesetzten Filterkorb besteht. An Stelle des Filterkorbes
kann auch ein Frittenplättchen eingesetzt sein.
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Die F i g. 4 a bis 4 c zeigen schließlich verschiedene erfindungsgemäße
Einsatzkörper, die in den inneren Kanal eingeführt sind. Bei F i g. 4 a handelt
es sich um eine Hohlnadel 30 mit oberen lageorientierendem Bund; F i g. 4
b stellt einen in den inneren Kanal eingeführten Draht 31 dar, dessen oberes
Ende zwecks Lagenfixierung umgebogen ist; F i g. 4 c schließlich zeigt dieselbe
Lösungsform wie F i g. 4b, jedoch mit der Abänderung, daß das untere Ende des Einsatzkörpers
32 etwas in die Düse zurückgezogen ist.