DE1660375A1 - Vorrichtung zum Spinnen von Kunstfaeden - Google Patents
Vorrichtung zum Spinnen von KunstfaedenInfo
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Description
Vorrichtung zum Spinnen von Kunstfäden
Die Erfindung hat eine neue Vorrichtung zum Spinnen von Kunstfäden
zum Gegenstand.
Beim Jpinnen von vollsynthetischen iümstfäden wird die dpinnmesse
aus dem spinnkopf bei relativ hoher Temperatur, z.B. JOO G,
und relativ hohem Druck, ζ.ΰ. 200 at., durch Filter und dpinn-Öffnuncren
gepresst, Dichtungsprobleme machen sich dabei störend bemerkbar. Js ist kaum möglich, die gegeneinander abzudichtenden
Teile durcb Vorspannung so stark elastisch zu verformen, dass die
zur abdichtung erforderliche Anpresskraft trotz der druck- und temperaturoedingten plastischen Verformung der bisher üblichen
Dichtungen während den gewünschten langen ^etriebszeiten erhalten
bleibt. Die Lösung der Dichtungsproblerne wird ferner dadurch erschwert,
dass die 2-vvei üauptteile der spinnvorrichtung, Düsenplatte
und Filt-sr, leicht auswechselbar sein müssen. Außerdem muss
man wegen der -erforderlichen großen Anzahl von dpinnvorrichtungen
nach einfachen und billigen Ausführungen streben, tfilterverstopfun-
^en, Verstopfungen der .Düsenlöcher und Undichtigkeiten sind die
uauptUrsachen, die das Auswachsein der dpinnvorrichtungen nach gewissen
opinnzeiten nötig machen.
^m die Anpresskraft auf die dichtungen auch dann aufrechtzuerhalten,
wenn diese sich unter dem .einfluss von Druck und temperatur plastisch
verformen, hat man Dereits das "Prinzip der ^Selbstdichtung" vorgeschlagen,
xiierbei wird der eigene Druck der Spinnmasse ausgenützt.
Die dpinnvorrichtungen werden konstruktiv so gestaltet, dass die Dichtflächen vom Druck der Spinnmasse nicht auseinander, sondern
gegeneinander gepresst werden und dass die gegeneinander abzudichtenden i'eile der plastischen Verformung der Dichtungen folgen können,
indem sie ihre Lage verändern. -Drotzdem konnte bisher eine funktionierende
spinnvorrichtung , ausschließlich nach dem Prinzip der
oelbstdichtung, trotz der dabei zu erwartenden mannigfaltigen Vorteile
niciit verwirklicht werden, weshalb u.a. die maximal möglichen
- und -B'ilterstandzeiten infolge der zu kurzen üetrieoszeiten
der Dichtungen ois heute nicht völlig ausgenutzt werden konnten.
BA© AL
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-P-
In den Abbildungen bzw. fig., 1, 2, 3 sind bekannte Spannvorrichtungen
mit je drei Dichtungsstellen, von denen mindestens eine nicht nach dem Prinzip der Selbstdichtiur; aroeitet, dargestexlt.
Darin bedeuten:
1 Düsenplatte,
2 FilterstützDlatte,
3 Filter,
5,6 Dichtungen nach dem xrinzip der selbstdichtung,
7,8 vorgespannte Dichtungen,
9 vorgespannte Dichtung mit Unterstützung der
Anpresskraft infolge Druckabfalls im Filter.
Alle diese Vorrichtungen erreichen trotz der vorgesehenen drei
Dichtungen nicht die gewünschten langen oSetriebszeiten.
us wurde nun gefunden, dass sich eine Vorrichtung zum Spinnen von
Kunstfäden, in welcher die opinnmasse in bekannter »»eise aus dem
»Spinnkopf durch den auf der Filterstutzplatte ruhenden Filter der
die Spinnöffnungen enthaltenden Düsenplatte aufliesst, und welche
die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist, verwirklichen lässt,
wenn unter ausschließlicher Anwendung des Prinzips der Selbstdichtung
die Anzahl der Dichtun~sstellen auf zwei beschränkt wird.
Gegenstand der Erfindung ist eine Spinnvorrichtung zur Herstellung
vollsynthetischer Kunstfäden, mit Düsenplatte, einer darüberliegender
Filterstützplatte mit Filter, sowie einer rialterung für diese eigentlichen opinnorgane, mit dem Kennzeichen, dass in diesem Aggregat
lediglich zwei Dichtungen vorgesehen sind, welche beide durch den Druck der opinnmasse im Innern in Dichtstellung.gepresst werden.
In den Abbildungen bzw. Fig. 4 bis 8 sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht. Sie sind durch folgende einzelteile
gekennzeichnet.
A. am opinnvorgang direkt beteiligte leilei
Düsemplatte 1,
Filterstützplatte 2, _
Filter 3; !
am
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B. zur Hal te mney dienende Teile:
.-Spinnkopf 10
D'Iseiifassung 11,
Druckplatte 12,
.-. j t '·) t ζ vori'i c ht ung 14;
D'Iseiifassung 11,
Druckplatte 12,
.-. j t '·) t ζ vori'i c ht ung 14;
G. Diebtungen:
ilachdichtung 5 ,
Dichtung mit etwa quadratischem querschnitt 6,
Die Funktionen dieser Teile sind hei jedem der fünf Beispiele gleich.
o.ißxtiiche fünf Beispiele enthalten nur Dichtungen, bei denen das
x-rinzip der selbstdichtung angewandt ist.
Allen diesen Ausführungsformen sind die Merkmale gemeinsam:
a) Dichtungen 5 und 6, die vom Druck der Spinnmasse angepresst werden;
b) Abdichtung des Filters (.interne Dichtung) durch Verwendung
einer Druckplatte 12,mit einer oder mehreren i^apillaren 13, in denen beim Durchströmen der .opinnsiasse
ein Druckabfall entsteht, der wiederum ein Anpressen der Druckplatte auf den Filterrand bewirkt.
Di;? zwei ^auptteile Düsenplatte 1 und Filter 3 werden mit der
ü'ilterstützplatte 2 in der Düsenfassung 11 zusammengefasst und im
spinnkopf 10 dichtend befestigt. Die durch den Druck der üpinnmasse
hervorgerufenen Axialkräfte werden üoer Dichtung 6 und Stützvorrichtung
14 in den «Spinnkopf 10 eingeleitet. Die Dichtung 6 kann das .abdichten der D'isenfassung 11 gegen den .Spinnkopf 10 übernehmen,
-.vie in Abb. 4 bis 7 dargestellt , oder sie kann, wie Abb. 8 zeigt,
die D;isenplatt;e 1 gegen die Düsenfassung 11 abdichten.
Abu. 9 zeigt, wie sich die Dichtung 6 durch Absenken der Düsenfassuij^
11 bzw. der Düsenplatte 1 plastisch verformt und sich durch Aufweitung an das äußere Gegenstück anpresst. Der zunächst scharfkantige
dichtungsring 6 erreicht bereits bei geringer Andrückkraft, wie
sie beim Einsetzen der Vorrichtung mühelos erreicht wird^ eine ge-
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nügende Anfangsdichtigkeit, so dass sich.der für das endgülte Anpressen
erforderliche Innendruck sofort aufbauen kann.
Die zweite Dichtung 5 kann als Flachdichtung ausgeführt werden;
sie wird nur in axialer Sichtung angepresst. Dies .geschieht durch
den Druck über der Druckplatte 12, welcher sich aus den Druckabfällen in der Spinndüse, der Stützplatte, dem .Filter und der Kapillare
13 summarisch zusammensetzt. Durch den in der Kapillare 13 entstehenden Druckabfall wird die Druckplatte 12 auf den Hand des Filters gepresst,
so dass ein Umströmen des Filters unmöglich wird, da die Eandein- .
fassung dichtet.
Der Filterrand kann auch auf andere Art gepresst werden. Die Druckplatte
12 wird in diesem Falle, z.B. durch Klemmvorrichtungen mit Gewinde oder Federn ersetzt. ■ ■
Die Ausfuhr-ungsf ormen der erfindungs^emtißen Vorrichtung zum Spinnen
von Kunstfüden gemäß Abb. 4 bis 6 sind insbesondere für kleine Düsenplatt endurchmess er (unter 100 mm) , diejenigen gemäß Abu. 7 für nicht
runde Düsenplatten und diejenige gemäß Abb. 8 für große Düsenplatten- durchmesser
(über 100 mm) geeignet.
Mit den Vorrichtungen der Erfindung ist es gelungen, die Betriebszeit
der Dichtungen so weit zu erhöhen, dass ein Auslaufen der -Spinnmasse
während des Spinnens praktisch ausgeschlossen ist. Versuche haben gezeigt, dass die üetriebszeit der Gesamtvori-ichtung nunmehr lediglich
durch "diejenige des Filters begrenzt wird. Die Filterstandzeit, die vom Reinheitsgrad der Spinnmasse und dem gebotenen Reinheitsgrad'des
zu spinnenden Fadens abhängt, stellt die natürliche optimale Grenze
der Betriebszeit einer Spinnvorrichtung dar. . =
Eine noch bessere Ausnutzung der Filterfläche wird erreicht, indem die
Filtersti'itzplatte so aufgerauht wird, dass zwischen ihr und dem Filtergewebe
nur noch Punkt- oder Linienberührung besteht, so dass eine -ouerströmung
unter dem Filtergewebe ermöglicht wixä. Dadurch wird erreicht,
dass auch diejenigen i'eile des Filtergewebes durchströmt werden, die
nicht unmittelbar über einem Loch der Stützplatte liefen. Der i^and des
Filtergewebes wird eiwefasst, z.ß. mit Aluminiumblech, und zur Ver-
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BfiB ORIGINAL
meidung interner Lecks auf den nicht aufgerauhten Rand der .Ütützplatte
gepresst.
In gewissen Fällen kann auf dieFilterstützplatte 2 verzichtet
werden« Das Filter wird dann direkt.zwischen Düsenplatte 1 und
Druckplatte 12 eingeklemmt. Diers trifft z.B. zu, wenn die opinnoffnungen
in der Düsenplatte so angeordnet sind, dass eine genügende Ausnützung der Filterflache erreicht werdenkann, oder wenn die .öpinnmasse.
so rein ist, dass auch bei. langen üpinnzeiten nur wenige grobe
Bestandteile zurückzuhalten sind. Ferner muss eine gleichmäßige ßeaufschlagung
der einzelnen btiinnoffnungen gewährleistet sein« Die
Überseite der Düsenplatte, welche in diesem Fall die Holle der
Filterstützplatte übernimmt, kann .ebenso" aufgerauht werden, wie
dies f":r die Filter stützplatte 2. Geschrieben wurde»-
Zur weiteren Erläuterung der iirfindung wird in der Anlage noch eine
beiieifsaai^ige vrergleicrLsskizze überreicht. Vorschriftsmäßige iixem-J)Ia.
e werden später nachgereicht.- . .
Auf dieser okizze ist der Spinnkopf mit dem.-be.zugszeichen (10) bezeichnet
^ in dem alle übrigen Teile jeweils als zusa/uaengeDaute Ein."
tiyit eintreyetzt und auch als solche, beispielsweise nach dem Undichtwerden
einer Dichtung, wieder-ausgewechselt werden.
Das lin.-ce üild stellt die herköinmliche Yorrichtunp; dar.. Hier ist.
sin Düsenfilterpaket, bestehend aus Düsenplatte 1,, .etützplatte 2,
Filter 3 , Festkörper 15 mit Hilfe der Düsenfassung 11 und einer
rress-ochraube 16 fest zusammengeschrwibt und durch starkes Anziehen
der letzteren vorgespannt. Dabei werden die zwischen den 'feilen 1, 2 und 15 angeordneten Dichtungen 8 und 9 fest zusammengepresst
und die Dichtung 8 fungiert gleichzeitig als liandeinfassung
des Filters 3- Die Düsenfassung wird auf Zug beansprucht. Die Dichtung
7 win est nach dem Sinuau des. auswechselbarenDüsenfilterp^kets
durch. Anziehen der schrauben 17 acgepresst. während des
opinxvens sind die Hoair«urne im Innern der-Vorrichtung mit der unter
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hohen Druck stehenden geschmolzenen Jpinnmasse gefüllt, wie das
Diagramm zeigt, setzten'.Filter* und Düsenplatte der .Schmelze den
Tüßten widerstand entgegen und-.werden daher nach .unten, d.h. in
der okizze nach rechts gedrückt. Dementsprechend wird der Presskörper
nach oben, d.h. in der Zeichnung nach links gedrückt, .»/oil
'der hydrostatische Flüssigkeitsdruclc sich in 3oder ^icntung gleich
stark auswirkt. Die iTess-Ücaraube 16 verhindert, jedoch eine bewe
des Presskörpers 15 nach oben gegen die Dichtung ? und infolgedessen
ist zum anpressen der letzteren ¥/eiterhin nur die Vorspannung der"
Schrauben 17 wirksam, "um die Dichtheit der Dichtung 8 zu gewährleisten, kann aber auf das Anziehen der Press-.oehra-„..be 16 nicht
verzichtet werden. Der Druck im Zuflusskanal 4 und der Druck über
dem Filter wirkt der Anpresskraft der achrauben 17 und andererseits
der Anpresskraft der Press-Schraube 16 entgegen, d.h. der Druck·der
Schmelze mindert die mechanischen Kr aft e., mit denen die Dichtungen 7
und 8 dichtgepresst werden sollen. Unter der !Einwirkung der relativ
hohen Spinnteinperaturen verlieren die Dichtungswerkstoffe an mechanischer Festigkeit , so dass sie: zu fließen oeglnnen und dex1
Anpresskraft ausweichen. Die Dichtflächen, zwischen denen die Dichtungen
angeordnet sind, können wegen der Art ihres »/erkstoffs dieser
fließenden Ausweichbewegung der Dichtungen-nicht folgen und infolgedessen
wird das Düsenfilterpaket undicht.
Diese Problematik wird durch die im rechten Bild der okizze dargestellte
Torrichtung der Erfindung überwunden.
liei ihr wird die glockenförmige Düsenfassung 12 vom Druck der zu verspinnenden
Schmelze nach oben (,im Bild nach links) gedruckt - ähnlich
wie der Presskörper 15 des Standes der Technik im- linken \t>iId. Die.
Diisenfassung 12 ist aber nicht durch eine Press-ochraube gehalten,
sondern stutzt sich ausschließlich gegen die Dichtung 5 ab. ueginnt
letztere infolge der hohen Temperatur weich zu werden, so kann die Düsenfassung 12 ihr folgen und sie solange zusammenpressen, bis sich
zwischen den Dichtflächen nur noah ein dünner Film aus Dichtungswerk-
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stoff befindet, der nicht mehr fließt und sich nicht weiter zusammenpressen lässt. Die praktische Erprobung hat gezeigt, dass auch während
extrem langer ununterbrochener Spinnzeiten von Hunderten von Stunden
die Dichtung dank der erfindungsgemäßen Anordnung völlig dicht bleibt,
iiuch im Dauerversuch kam aus einer solchen Dichtung die Schmelze nicht
zum .Auslaufen, während bei der Vorrichtung des Standes der Technik
flinkes Bild; ein derartiges Auslaufen sehr häufig ist und zum Unterbrechen
des upinnvorganges zwingt.
Die stark ausocezogeheij Linien in der Skizze zeigen den Verlauf der
durch den Druck der Schmelze verursachten Kräfte im Innern der Spinnvori'ichtung.
uan sieht, dass von der.. Schmelze her an den Dichtungen
7 und 8 Zugkräfte wirksam werden, die durch Vorspannung kompensiert
wenden müssen. Diese Dichtungen sind daher nicht selbstdichtend. Dagegen herrschen an den Dichtungen 5 und 6 der Vorrichtung der Erfindung
von der Schmelze her Druckkräfte und infolgedessen sind diese Dichtungen seljstaichtend.
j3ei der herkömmlichen Vorrichtung auf dem linken Bild entweicht die
an der Dichtung 8 , der Filtereinfassung , austretende Schmelze aus
dem Druckraum der Vorrichtung und tritt erfahrungsgemäß in aller Regel
durch den vom G-ewinde 11/16 gebildeten Spalt hindurch , um dann im Spalt 10/11 herabzurinnen. Die so austretende Schmelze fehlt dann
ax-i dosierten Volumen der durch die Spinndüse auszupressenden Spinnmasse
und macht sich in Titerschwankungen (Variation von fadenstärke
und -ß'adengewicht) sehr störend be2.;erkoar.
u±e Vorrichtung der Erfindung schaltet diese Störung aus, indem sie
z'nisciien dejn mit Spinnschmelze gefüllten Druckraum der Vorrichtung
mi. de:a -lUüenraum nur zwei , selostdichtende , Dichtungen 5 und 6
aufweist, die von der unter hohem Druck stehenden !spinnschmelze ständig
f,esren ihren ,oitz angepresst und daher auch bei extrem langen Spinnzeiten
nicht undicht werden.
ami wandert au-r , ,,ie weiter oben erwähnt, die Düsanplatte im Verlauf
des ivriuresbeiis und Verformens der Dichtung um eine gewisse
-8-rab ORIGINAL
Strecke nach unten, während' die Düsenfassung 12 mit dein Zusammenpressen der Dichtung 5 um eine gewisse. Strecke nach oben wandert.
Dabei würde schließlich das Filter 3 nur noch lose, mit seinem Eigengewicht,
und der Kraft , die die Schmelze zur Überwindung des Filterwiderstandes
ausübt, auf der Stützplatte 2 aufliegen. In diesem Fall
kann es vorkommen, dass sich der Rand des Filters wellig wirft und infolgedessen nicht mehr plan auf dem Hand der Stützplatte 2 aufliegt.
Durch diese Wellen hindurch kann !infiltrierte, also ungereinigte
Schmelze, den Filterrand umfließen und so , ohne im Filter geläutert worden zu sein, zur Düse gelangen und diese gegebenenfalls verstopfen.
Um sich auch gegen diese Möglichkeit zu sichern, wird eine weitere Dichtung , nämlich filtrierter und unfiltrierter Schmelze
vorgesehen, zweckmäßigerweise wird diese Funktion vom eingefassten Hand der Filterscheibe selbst übernommen. Diese Dichtung bildet aber
keine Abdichtung gep;en den Außenraum und muss auch keinen hohen Ansprüchen
bezüglich Dichtheit genügen, so dass sie eine niedrigere
Rangstufe als die Dichtungen 5 und 6 einnimmt. Tritt an dieser,- , _
internen , Dichtung Schmelze durch ein feines Leck aus, so kann sie
wegen der Feinheit des Spaltes, durch den sie hindurchtreten musste,
ebenfalls als filtriert gelten., . " ■■
ihre- Anpresskraft Diese interne Dichtung erhält/ebenfallsvom Druck der Spinnschmelze.
Damit der dichtende Hand des Filters" 3 sauoer unl flach auf dem
xtand der Stützplatte 2 aufliegt, wird er durch die Druckplatte 12
flach auf diesen hinabgedrückt und dort festgehalten, Λ-obei die genannte
Druckplatte vie" ein Kolben wirkt. Die gesamte .Schmelze muss duicl
die feine -üohrung 13 hindurchtreten und erleidet in dieser Kapillare
einen .n-ewis&en Druckverlust, so dass der Druck ob.erhalo der Druckplatte
12 groiler "als unterhalb derselben ist. Dadurch wird in Durchflussrichtung
eine Üraft ausgeübt, welche das aus Düsenplatte 1 ,
otützplatte 2 und Filter 3 bestehende laket zusammenpresst, /uif diese
tVeise wird eine einwandfreie ADdichtung im Vorricctnn "sinnern zwischen
unfiltrierter und filtrierte!.· .ocbirielze erreicht.
209 8 1 5/1
Dr-MEDIGIR 1860375
In den gleichzeitig eingereichten TforschriftsmöBlgen Zeichnungen
werden die ^eziigszeiohen wie folgt berichtigt-: - .
Filter = 5 .' '- - " ".y
•Druckplatte =12 *
Dusenfassung =11
BAP OBfGlNAt
Claims (2)
1. spinnvorrichtung zur Herstellung von vollsynthetischen Kunstfäden, mit einer Düsenplatte, einer' darüberliegenden Filterstützplatte,
einem darüberliegenden Filter sowie einer Halterung
für diesey dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Aggregat lediglich
zwei plastisch verformbare Dichtungen vorgesehen sind, die beide durch den Druck der Spinnmasse im Innern der Vorrichtung
in Dichtstellung gepresst werden.
2. Yorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Filterstützplatte weggelassen und deren Funktion von der Düsenplatte
übernommen ist. .
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Filter zur Vermeidung interner Lecks, die das Ausmaß der Filterporösität übersteigen , mit Hilfe einer Druckplatte
derart dichtend auf den auf den Band der Filterstutzpiatte
gepresst wird, dass die Anpresskraft durch Druckabfall der Spinnmasse beim Durchströmen der Kapillaren erzeugt wird*
4« Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Düsenplatte beliebig, insbesondere zwecks Erzielung guter
Kühlung im Fadenbündel auch !.anglich geformt ist.
2098 15/ 123 4
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