DE19521466A1 - Anlage für die Herstellung einer Spinnvliesbahn aus thermoplastischen Endlosfäden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Herstellung einer Spinnvliesbahn aus thermoplastischen Endlosfäden mit Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen, Prozeßschacht Ablegeeinheit und Ablegeförderband, wobei der Prozeßschacht und die Ablegeeinheit von Prozeß­ luft durchströmt sind, wobei aus den Düsenbohrungen der Düsenplatte die Endlosfäden austreten sowie als Endlos­ fadenschar in Form eines Luft/Faden-Gemisches mit auf das Ablegeförderband gerichteter Abzugbewegung in den Prozeß­ schacht eintreten und wobei die Ablegeeinheit einen zen­ tralen Eintrittskanal für die Endlosfadenschar sowie einen daran anschließenden, bis zum Ablegeförderband erstreckten Diffusorkanal, in dem den Endlosfäden der Endlosfadenschar eine der Abzugbewegung überlagerte Vliesbildungsbewegung aufgezwungen wird, aufweist, welche Kanäle sich quer zur Laufrichtung des Ablegeförderbandes erstrecken. Über das z. B. als Siebband ausgeführte Ablegeförderband erfolgt eine Absaugung der im Diffusorkanal strömenden Luft. Abdichtwalzen können zugeordnet sein.

Thermoplastische Endlosfäden meint im Rahmen der Erfindung Endlosfäden aus geeignetem thermoplastischen Kunststoff. Die Vliesbildungsbewegung ist eine stochastische Bewegung, der jedoch mehr oder weniger große Frequenzbereiche und mehr oder weniger große Amplitudenbereiche in bezug auf die Bewegung der einzelnen Endlosfäden mit statistischer Verteilung der Frequenzen und Amplituden und Korrelationen zugeordnet werden können. Diese Frequenzen und die Ampli­ tuden beeinflussen erheblich die sogenannte Maschenweite und die Endlosfadendichte in der Spinnvliesbahn. Die Praxis verlangt Spinnvliesbahnen mit über die Fläche in engen Grenzen konstanter Endlosfadendichte und "homogener" Maschenweite ohne störende singuläre Stellen oder Bereiche. Die in der Spinnvliesbahn abgelegten Endlosfäden sind verstreckt. Sie erfahren in der Anlage eine ver­ hältnismäßig genau einstellbare Verstreckung durch soge­ nanntes Unterziehen. In der Terminologie der Spinn­ vliestechnologie wird der Prozeßschacht auch als Kühl­ schacht bezeichnet, die Ablegeeinheit als Verstreck­ schacht. Die Prozeßluft wird zumeist im Kreislauf, ggf. über Wärmetauscher, geführt. Sie wird unter dem Ablege­ förderband über Gebläse abgesaugt. Das Ablegeförderband ist dazu als Siebband ausgeführt.

Bei einer bekannten Anlage des eingangs beschriebenen grundsätzlichen Aufbaues (DE 37 13 862 A1) besteht die Ablegeeinheit aus einem Ablegeschacht, der sich quer zum Ablegeförderband erstreckt und, quer zum Förderband be­ trachtet, einen venturidüsenförmigen und anschließend dif­ fusorförmigen Querschnitt aufweist. Um die Frequenz und die Amplitude der stochastischen Bewegung zu beeinflussen und die Endlosfadendichte sowie die Maschenweite zu opti­ mieren, sind mechanische Hilfsmittel vorgesehen, nämlich in dem Ablegeschacht in den Schachtquerschnitt weisende , verstellbare Klappen angeordnet. Die Beeinflussung erfolgt über die mechanischen Hilfsmittel, die ihrerseits die Strömungsvorgänge beeinflussen. Die dadurch erreichten Effekte und deren im Betrieb langzeitige Reproduzierbar­ keit sind, auch in Abhängigkeit von der Leistung der Anlage, verbesserungsfähig.

Eine Verbesserung bringt eine Ausführungsform (DE 195 04 953 A1, PatG § 3(2)), bei der die Ablegeeinheit einen zentralen Eintrittskanal für die Endlosfadenschar aufweist, der sich quer zu dem Ablegeförderband erstreckt, wobei beidseits und parallel zum Eintrittskanal Zuström­ kanäle für Vliesbildungsluftströme angeordnet sind, wobei an den Eintrittskanal und an die Zuströmkanäle ein Ablege­ schacht anschließt, der oberhalb des Ablegeförderbandes endet.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Anlage für die Herstellung einer Spinnvliesbahn aus thermoplastischen Endlosfäden zu schaffen, welche Spinn­ vliesbahnen mit in sehr engen Grenzen konstanter Endlos­ fadendichte und "homogener" Maschenweite produziert.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Anlage für die Herstellung einer Spinnvliesbahn aus thermoplastischen Endlosfäden, - mit
Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen,
Prozeßschacht,
Ablegeeinheit und Ablegeförderband,
wobei der Prozeßschacht und die Ablegeeinheit von Prozeß­ luft durchströmt sind, wobei aus den Düsenbohrungen der Düsenplatte die Endlosfäden austreten sowie als Endlos­ fadenschar in Form eines Luft/Faden-Gemisches mit auf das Ablegeförderband gerichteter Abzugbewegung in den Prozeß­ schacht eintreten,
wobei die Ablegeeinheit einen zentralen Eintrittskanal für die Endlosfadenschar sowie einen daran anschließenden, bis zum Ablegeförderband erstreckten Diffusorkanal, in dem den Endlosfäden der Endlosfadenschar eine der Abzugbewegung überlagerte Vliesbildungsbewegung aufgezwungen wird, auf­ weist, welche Kanäle sich quer zur Laufrichtung des Ablegeförderbandes erstrecken,
wobei der Eintrittskanal und/oder der Diffusorkanal aero­ dynamische Gleichverteilungseinrichtungen für das Luft/Faden-Gemisch in Form von über die Kanalbreite quer zur Laufrichtung des Ablegeförderbandes erstreckten Zuströmspalten für eine zusätzliche Lufteinführung in die Kanäle sowie von Abzugsspalten zur Abführung von Luft aus den Kanälen aufweisen und
wobei die Mengenströme der zusätzlich zuzuführenden Luft sowie die Mengenströme der abzuführenden Luft zum Zwecke der Beeinflussung der Gleichverteilung der Fäden im Luft/Faden-Gemisch steuerbar oder regelbar sind.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine in der Spinnvliesbahn konstante Endlosfadendichte und eine sogenannte "homogene" Maschenweite eine möglichst kon­ stante Gleichverteilung der Fäden im Luft/Faden-Gemisch verlangen, und zwar über den gesamten Querschnitt des Eintrittskanals sowie des Diffusorkanals, insbesondere auch in den Randbereichen. Gleichverteilung meint die Verteilung im statistischen Mittel. Die Erfindung erkennt hier ein Randbedingungsproblem der Dynamik kompressibler Strömungen an festen Berandungen. Nach der herrschenden Lehre der Gasdynamik bestimmen die Randbedingungen das Strömungsverhalten. Die Berandungen lösen, wie die Erfindung erkannt hat, bei der Herstellung von Spinn­ vliesbahnen Störungen in der Endlosfadendichte aus und produzieren "inhomogene" Maschenweiten. Das gilt insbeson­ dere dann, wenn nicht verhindert werden kann, daß die Endlosfäden bei ihrer stochastischen Bewegung mit den festen Berandungen in mechanischen Kontakt kommen. Die Erfindung verhindert dieses durch aerodynamische Maßnah­ men. Durch die Zuführung von Zusatzluft und die beschriebene Luftabsaugung läßt sich in bezug auf das Luft/Faser-Gemisch das Strömungsbild einer freien, durch feste Berandungen nicht störend beeinflußten Strömung erreichen, das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem läßt sich dadurch auf einfache Weise sehr optimal lösen. Die Anordnung der Zuströmspalte und der Abzugspalte sowie die Einstellung der Mengenströme bereitet keine Probleme und kann für jede Spinnvliesanlage des beschrie­ benen Aufbaues durch einfache Versuche ermittelt werden. Bei der Zuluft kann es sich um Prozeßluft oder um von diesen unabhängige Luftströme handeln. Zusammen mit der Absaugung können die Luftströme im Kreislauf geführt werden. Es versteht sich, daß die Zuluft und die abzu­ führende Luft außerhalb der Bauteile der beschriebenen Anlage in Kanälen geführt werden.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung der Anlage. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind beidseits und parallel zum Eintrittskanal Zuströmkanäle für die zusätzliche Luftzuführung angeordnet, die vor dem Diffusorteil des Diffusorkanals die Zuströmspalte bilden. In Kombination dazu empfiehlt es sich, im Diffusorteil des Diffusorkanals Abzugspalte für eine Grenzschichtabsaugung anzuordnen. Diese Maßnahme verhindert Strömungsablösungen im Diffusorteil und daraus resultierende Chaoseinflüsse auf die Endlosfäden.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Innenoberfläche des Eintrittskanals und/oder die Innenoberfläche des Diffusorkanals mit oberflächennahen, in den Kanalquer­ schnitt vorstehenden Strömungsschikanen zu versehen, hinter denen sich, in Strömungsrichtung betrachtet, Wirbelstraßen bilden. Die Zuströmspalte und/oder die Abführspalte weisen zweckmäßigerweise Einrichtungen zur Einstellung der Schlitzbreite, z. B. in Form von Klappen, auf. Je nach den Leistungen der Anlage und damit je nach den Mengenströmen, die zu beherrschen sind, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß der Eintrittskanal und/oder der Diffusorkanal in Längsrichtung des Ablegeförderbandes verlaufende Stirnseiten aufweist, die mit den gleichen oder ähnlichen aerodynamischen Gleichver­ teilungseinrichtungen versehen sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Anlage,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1 ohne Endlosfadenschar,

Fig. 3 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand der Fig. 2 und

Fig. 4 einen Schnitt in Richtung C-C durch den Gegenstand der Fig. 3.

In den Fig. 1 und 2 erkennt man die wesentlichen Bauteile einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung einer Spinnvliesbahn 1 aus thermoplastischen Endlosfäden 2. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören eine Düsenplatte 3 mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen, ein Prozeßschacht 4, eine Ablegeeinheit 5 und ein Ablegeförderband 6. Der Pro­ zeßschacht 4 und die Ablegeeinheit 5 sind von Prozeßluft durchströmt. Aus den Düsenbohrungen der Düsenplatte 3 treten die Endlosfäden 2 aus. Sie treten als Endlosfaden­ schar 7 in Form eines Luft/Faden-Gemisches mit auf das Ab­ legeförderband 6 gerichteter Abzugbewegung in den Prozeß­ schacht 4 ein. Die Ablegeeinheit 5 besitzt einen zentralen Eintrittskanal 8 für die Endlosfadenschar 7 sowie einen daran anschließenden, bis zum Ablegeförderband 6 erstreck­ ten Diffusorkanal 9, in dem den Endlosfäden 2 der Endlos­ fadenschar 7 eine der Abzugsbewegung überlagerte Vliesbil­ dungsbewegung aufgezwungen wird. Die beschriebenen Kanäle erstrecken sich quer zur Laufrichtung des Ablegeförderban­ des 6, wozu insbesondere auch auf die Fig. 2 verwiesen wird.

Der Eintrittskanal 8 und/oder der Diffusorkanal 9 weisen aerodynamische Gleichverteilungseinrichtungen 10 für das Luft/Faden-Gemisch auf, und zwar in Form von über die Kanalbreite quer zur Laufrichtung des Ablegeförderbandes erstreckten Zuströmspalten 10.1 für eine zusätzliche Luft­ zuführung in die beschriebenen Kanäle hinein sowie von Ab­ zugspalten 10.2 zur Abführung von Luft aus den Kanälen heraus. Die Mengenströme der zusätzlich zuzuführenden Luft sowie die Mengenströme der abzuführenden Luft sind zum Zwecke der Beeinflussung der Gleichverteilung der Endlos­ fäden 2 im Luft/Faden-Gemisch steuerbar oder regelbar. Gleichverteilung meint eine gleiche Verteilung der stocha­ stisch sich bewegenden Endlosfäden im statistischen Mittel.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausfüh­ rungsform der Erfindung sind beidseits und parallel zum Eintrittskanal 8 Zuströmkanäle 11 für die zusätzliche Luftzuführung angeordnet, die vor dem Diffusorteil 12 des Diffusorkanals 9 Zuströmspalte 10.1 bilden. Im übrigen erkennt man in den Fig. 1 und 2, daß im Diffusorteil 12 des Diffusorkanals Abzugspalte 10.2 für eine Grenzschicht­ absaugung angeordnet sind.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 3 und 4, die gegenüber dem Maßstab der Fig. 1 und 2 stark vergrößerte Ausschnitte darstellen, erkennt man, daß die Innen­ oberfläche des Eintrittskanals 8 und/oder des Diffusor­ kanals 9 oberflächennah in den Kanalquerschnitt vor­ stehende Strömungsschikanen 13 aufweisen. Die Fig. 4 macht deutlich, daß sich, in Strömungsrichtung betrachtet, hinter diesen Wirbelstraßen 14 ausbilden, die die Gleich­ verteilung unterstützen und Kontakte der Endlosfäden 2 mit der festen Berandung verhindern.

Angedeutet wurde in der Fig. 1, daß die Zuströmspalte 10.1 und/oder Abströmspalte 10.2 Einrichtungen 15 zur Einstel­ lung der Schlitzbreite, z. B. in Form von Klappen, auf­ weisen. Der Eintrittskanal 8 und/oder der Diffusorkanal 9 können auch an ihren Stirnseiten, die in Längsrichtung des Ablegeförderbandes 6 verlaufen, aerodynamische Gleichver­ teilungseinrichtungen der beschriebenen Gestaltung auf­ weisen.

Claims (6)

1. Anlage für die Herstellung einer Spinnvliesbahn aus thermoplastischen Endlosfäden, - mit
Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen,
Prozeßschacht,
Ablegeeinheit und Ablegeförderband,
wobei der Prozeßschacht und die Ablegeeinheit von Prozeßluft durchströmt sind, wobei aus den Düsenbohrungen der Düsenplatte die Endlosfäden austreten sowie als Endlosfadenschar in Form eines Luft/Faden-Gemisches mit auf das Ablegeförderband gerichteter Abzugbewegung in den Prozeßschacht eintreten,
wobei die Ablegeeinheit einen zentralen Eintrittskanal für die Endlosfadenschar sowie einen daran anschließenden, bis zum Ablegeförderband erstreckten Diffusorkanal, in dem den Endlosfäden der Endlosfadenschar eine der Abzugbewegung überlagerte Vliesbildungsbewegung aufgezwungen wird, auf­ weist, welche Kanäle sich quer zur Laufrichtung des Ablegeförderbandes erstrecken,
wobei der Eintrittskanal und/oder der Diffusorkanal aerodynamische Gleichverteilungseinrichtungen für das Luft/Faden-Gemisch in Form von über die Kanalbreite quer zur Laufrichtung des Ablegeförderbandes erstreckten Zuströmspalten für eine zusätzliche Lufteinführung in die Kanäle sowie von Abzugsspalten zur Abführung von Luft aus den Kanälen aufweisen und
wobei die Mengenströme der zusätzlich zuzuführenden Luft sowie die Mengenströme der abzuführenden Luft zum Zwecke der Beeinflussung der Gleichverteilung der Fäden im Luft/Faden-Gemisch steuerbar oder regelbar sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, wobei beidseits und parallel zum Eintrittskanal Zuströmkanäle für die zusätzliche Luftzuführung angeordnet sind, die vor dem Diffusorteil des Diffusorkanals die Zuströmspalte bilden.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei im Diffusorteil des Diffusorkanals Abzugsspalte für eine Grenzschichtabsaugung der im Diffusorkanal strömenden Luft angeordnet sind.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Innenoberfläche des Eintrittskanals und/oder des Diffusor­ kanals oberflächennah in den Kanalquerschnitt vorstehende Strömungsschikanen aufweisen, hinter denen sich, in Strö­ mungsrichtung betrachtet, Wirbelstraßen ausbilden.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zuströmspalte und/oder die Abführspalte Einrichtungen zur Einstellung der Spaltbreite, z. B. in Form von Klappen, aufweisen.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Eintrittskanal und/oder der Diffusorkanal in Längsrichtung des Ablegeförderbandes verlaufende Stirnseiten aufweisen, die ebenfalls mit aerodynamischen Gleichverteilungsein­ richtungen ausgerüstet sind.