DE19735570C2

DE19735570C2 - Spinning device

Info

Publication number: DE19735570C2
Application number: DE1997135570
Authority: DE
Inventors: Gunter Goossens; Werner Stibal; Ulrich Kemp
Original assignee: Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Current assignee: Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: DE19735570A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinnvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a spinning device according to the Preamble of the main claim.

Üblicherweise werden Spinndüsen zusammen mit je einem vorgeschalteten Filter, einer Tragkonstruktion für das Filtermedium, Mitteln zur gleichmäßigen Vertei lung des Polymerschmelzestroms auf die Fläche der Düsenplatte sowie einer direkt über der Düsenplatte liegenden feinporigen Schicht aus fest verbundenem Material zu sogenannten Düsenpaketen zusammengebaut. Eine Spinnvorrichtung, die den angegebenen Aufbau aufweist, ist in der DE-OS 20 46 859 offenbart.Usually spinnerets are used together with one upstream filter, a supporting structure for the filter medium, means for even distribution development of the polymer melt flow onto the surface of the Nozzle plate and one directly above the nozzle plate lying fine-pored layer of firmly connected Material assembled into so-called nozzle packages. A spinning device that has the specified structure has is disclosed in DE-OS 20 46 859.

In dieser Druckschrift ist die Tatsache beschrieben, daß der Spinn- und Anspinnvorgang entscheidend ver bessert werden kann, wenn direkt über der Düsenplatte ein feinporiges, von der Polymerschmelze zu durch strömendes Element angeordnet wird. Der Effekt wird auf eine Homogenisierwirkung zurückgeführt. Es hat sich aber gezeigt, daß vielmehr ein Schereffekt die Veränderung im Fließverhalten von Polymerschmelzen hervorruft, die zu den beschriebenen Verbesserungen führt, sofern eine genügend starke Scherung direkt vor Eintritt in die Spinndüse stattfindet.This publication describes the fact that the spinning and piecing process decisively ver can be improved if directly above the nozzle plate a fine-pored, from polymer melt to through flowing element is arranged. The effect will be attributed to a homogenizing effect. It has but it was shown that the shear effect Change in the flow behavior of polymer melts causes the improvements described leads, provided a sufficiently strong shear directly before entering the spinneret.

Diese Tatsache eröffnet die Möglichkeit, auf feinpo rige Elemente im Bereich nach der Verteilung der Po lymerschmelze auf mehrere Spinndüsen zu verzichten. Die erforderliche Scherung kann in erweiterten Kanä len ohne Filterwirkung stattfinden, sofern deren An zahl genügend reduziert ist, daß in ihnen eine aus reichende Schergeschwindigkeit erzeugt wird.This fact opens up the possibility on feinpo elements in the area after the distribution of the buttocks lymer melt to dispense with several spinnerets. The required shear can be expanded in channels len take place without filter effect, provided that their type number is sufficiently reduced that one of them out sufficient shear rate is generated.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird diese Er kenntnis genutzt, um ein Spinnsystem zu verwirkli chen, mit einer einzigen zentralen Spinnpumpe, bei dem auf eine Vielzahl von Einzelspinnpumpen bzw. von Teilen von Mehrfachspinnpumpen verzichtet werden kann, indem die Polymerschmelze-Filtration in eine zentrale Haupt-Zuleitung verlegt wird und in den Fließwegen zu den einzelnen Spinndüsen keine feinpo rigen Elemente angeordnet sind.In the device according to the invention, this is He knowledge used to tangle a spinning system chen, with a single central spinning pump, at on a variety of individual spinning pumps or Parts of multiple spinning pumps can be dispensed with can by filtering the polymer melt into a central main supply line is laid and in the Flow paths to the individual spinnerets are not fine elements are arranged.

Im Stand der Technik sind die Düsenpakete als ganze Einheiten austauschbar und werden außerhalb der Spinnvorrichtungen montiert und vor dem Einsatz vor gewärmt, so daß nach ihrem Einbau in die Spinnvor richtung sofort mit dem Schmelzespinnvorgang begonnen werden kann. Nach Erschöpfung der Filterwirkung und/oder einwandfreier Funktionstüchtigkeit der Düsen werden die Düsenpakete durch frisch gereinigte und vorgewärmte Aggregate ersetzt. In the prior art, the nozzle packages as a whole are Units are interchangeable and are outside of the Spinning devices assembled and before use warmed so that after their installation in the spinning direction started immediately with the melt spinning process can be. After the filter effect is exhausted and / or the proper functioning of the nozzles the nozzle packages are replaced by freshly cleaned and preheated units replaced.

Damit die Düsenpakete schnell gewechselt werden kön nen, sind im Stand der Technik schubladenartige Wech selvorrichtungen bekannt. In der DE-OS 22 48 756 wird ein Spinnkopf beschrieben, bei dem das Düsenpaket schubladenartig ausgewechselt wird. Dabei weist der Spinnkopf ein Trägerteil auf, das mit Führungen ver sehen ist, und das Düsenpaket ist in einem Werkzeug futter aufgenommen, das mit klauenartigen geraden Schultern versehen ist, die schubladenartig in die Führungen des Trägerteils einschiebbar sind. Das Dü senpaket besteht in der Reihenfolge von unten nach oben aus einer Düsenplatte, einem Filterelement, ei ner Membran, einem durchbohrten Kolben und einem Dichtelement, das das Düsenpaket gegen das Trägerteil abdichten soll. Im Trägerteil ist eine Schmelzezu führbohrung angeordnet, die beim Einschieben mit ei ner im Kolben vorgesehenen Bohrung zur Deckung kommt. Durch den sich unter der Membran aufbauenden Schmel zedruck werden Membran und Kolben nach oben und die Dichtung gegen die Mündung der Schmelzezuführbohrung im Trägerteil gepreßt, wodurch der Anschluß herge stellt wird und das Düsenpaket durch den Schmelze druck abgedichtet wird. Hierbei ist jedoch nachtei lig, daß die Dichtung zum Trägerteil bereits wirksam und die Fuge der Membran und dem Kolben bereits dicht sein muß, bevor der Schmelzedruck unter der Membran aufgebaut ist. Andernfalls wäre der Aufbau dieses Drucks nicht möglich, da Schmelze durch beide abzu dichtenden Fugen entweichen würde.So that the nozzle packs can be changed quickly NEN are drawer-like changes in the prior art sel devices known. In DE-OS 22 48 756 described a spinning head in which the nozzle package is replaced like a drawer. The Spinnkopf a carrier part, which ver with guides is seen, and the nozzle pack is in one tool food added, that with claw-like straight lines Shoulders is provided, which is drawer-like in the Guides of the support part can be inserted. The Dü senpaket exists in the order from bottom to bottom above from a nozzle plate, a filter element, egg ner membrane, a pierced piston and one Sealing element, which the nozzle package against the carrier part should seal. There is a melt in the carrier part arranged guide hole, which when inserted with egg ner bore in the piston comes to cover. Because of the melt building up under the membrane zedruck diaphragm and piston up and the Seal against the mouth of the melt feed bore pressed in the carrier part, whereby the connection Herge is put and the nozzle package through the melt pressure is sealed. However, this is disadvantageous lig that the seal to the carrier part is already effective and the joint of the membrane and the piston are already tight must be before the melt pressure under the membrane is constructed. Otherwise, the build would be this Pressure not possible, because melt melt through both sealing joints would escape.

Bei den beschriebenen Spinnvorrichtungen nach dem Stand der Technik ist jedem Düsenpaket ein Filter zugeordnet, deren Strömungswiderstand sich durch Auf nahme von festen Verunreinigungen aus der Polymer schmelze erhöht, wobei die Filter unter hohem Diffe renzdruck beginnen, Partikel passieren zu lassen. Diese werden dann von der erwähnten zweiten feinpori gen, direkt über der Düsenplatte liegenden Material lage aufgefangen. Dabei verändert sich jedoch deren Dichte örtlich, so daß die einzelnen Düsenkapillaren mit unterschiedlichen Schmelzeströmen beaufschlagt werden, was zu unterschiedlichen Fibrillenstärken des entstehenden Gespinstes bzw. zu Garnfehlern oder gar zu Spinnstörungen führt. Eine weitere Störquelle be steht in Ablagerungen von Polymerschmelze-Rückständen aus Abbau- und/oder Oxidationsprodukten aus thermi scher Schädigung des Polymers an den austrittseitigen Rändern der Spinndüsen. Letztere sind auf vielfältige Einflüsse zurückzuführen und entstehen daher mit un terschiedlichen Geschwindigkeiten, so daß sich deren Störintervalle mit denjenigen, die durch das Erschöp fen der Filter-Rückhaltefähigkeit hervorgerufen wer den, nicht synchronisieren lassen. Die Folge sind häufige Ausfälle der Spinndüsenfunktion. Da jeder Wechsel eines Düsenpakets eine Unterbrechung des Spinnvorganges bedeutet, andererseits aber Techniken bekannt und ausgereift sind, zentrale Filter ohne Unterbrechung des Spinnvorganges zu wechseln, kann es vorteilhaft sein, Filter und Spinndüsen zu trennen, um dadurch die Häufigkeit der Düsenwechsel zu redu zieren. In Spinnvorrichtungen mit zentraler Dosie rung, ohne Spinnpumpe vor jeder einzelnen Spinndüse, ist eine zentrale Schmelzefiltration erforderlich. Dabei müssen in den Spinndüsenanordnungen gleiche Strömungswiderstände erzeugt werden. In ihrem Strö mungswiderstand veränderliche Elemente, wie Filter und diesen nachgeschaltete feinporige Materialien sind bei Systemen mit zentraler Dosierung nicht zu lässig. Der Verzicht auf deren Einbau vor jeder Dü senplatte eröffnet die Möglichkeit, auf Düsenpakete nach dem Stand der Technik zu verzichten und Düsen platten als allein austauschbare Elemente zu verwen den.In the described spinning devices after State of the art is a filter for each nozzle package assigned, whose flow resistance is determined by Auf Removal of solid contaminants from the polymer melt increased, the filter under high dif pressure start to let particles pass. These are then fine pori from the second mentioned material lying directly over the nozzle plate location caught. However, this changes Density locally so that the individual nozzle capillaries with different melt flows become what different fibril strengths of the resulting web or to yarn defects or even leads to spinning disorders. Another source of interference is in deposits of polymer melt residues from degradation and / or oxidation products from thermi shear damage to the polymer on the outlet side Edges of the spinnerets. The latter are diverse Influences and therefore arise with un different speeds, so that their Interference intervals with those who are exhausted filter retention capacity don't let it sync. The result is frequent failures of the spinneret function. Because everyone Change of a nozzle package an interruption of the Spinning means, on the other hand, techniques are well known and mature, central filters without It can switch to interrupt the spinning process be advantageous to separate filters and spinnerets, to thereby reduce the frequency of nozzle changes adorn. In spinning devices with a central dose without a spinning pump in front of each individual spinneret, central melt filtration is required. The spinneret arrangements must be the same Flow resistances are generated. In her stream Resistance variable elements, such as filters and downstream of these fine-pored materials are not closed in systems with central dosing casual. The waiver of their installation before each shower senplatte opens up the possibility of nozzle packages to dispense with the prior art and nozzles to use plates as interchangeable elements the.

Aus der DE-OS 17 85 222 ist eine Schmelzspinnvorrich tung bekannt, die als Hauptelemente einen Abdeckplat te, einen Filterhalter, der Sand und/oder Siebe auf nimmt und darunter liegende Verteilerkanäle aufweist, und einen Spinnaufbau aufweist. Der Spinnaufbau be steht aus einer oberen Platte, einer Heizplatte und einer unteren Spinnplatte, wobei in letztere ein elektrisches Widerstandsheizelement eingebettet ist. Die einzelnen Teile des Spinnaufbaus werden durch Schrauben zusammengehalten. Der Spinnaufbau ist mit Schrauben und die Abdeckplatte mittels Schrauben an dem Filterhalter befestigt. Die gesamte Anordnung aus Spinnaufbau, Filterhalter und Abdeckplatte ist wie derum über Schrauben, die durch alle Elemente hin durchgehen, an der Spinnmaschine befestigt.From DE-OS 17 85 222 is a melt spinning device tion known, the main elements of a cover plate te, a filter holder, the sand and / or sieves takes and has underlying distribution channels, and has a spinning structure. The spinning structure be consists of an upper plate, a hot plate and a lower spinning plate, one in the latter electrical resistance heating element is embedded. The individual parts of the spinning structure are made by Screws held together. The spinning structure is with Screws and the cover plate using screws attached to the filter holder. The entire arrangement Spin structure, filter holder and cover plate is like therefore screws that go through all the elements go through, attached to the spinning machine.

Diese Vorrichtung löst die Aufgabe eine gute Spinn barkeit der Schmelze bei erhöhter Temperatur ohne Verminderung der Qualität des Endproduktes zu erzie len.This device solves the problem of a good spinning availability of the melt at elevated temperature without To reduce the quality of the final product len.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spinnvorrichtung zu schaffen, die bei Spinnmaschinen mit zentraler Dosierung und zentraler Schmelzfiltra tion anwendbar ist, und die einen in engen Grenzen reproduzierbaren Strömungswiderstand ermöglicht, wo bei eine schnelle und automatisierbare Auswechselbar keit der Düsenplatten gewährleistet ist. The invention is therefore based on the object To create spinning device used in spinning machines with central dosing and central melting filter tion is applicable, and some within narrow limits reproducible flow resistance enables where interchangeable with a quick and automatable speed of the nozzle plates is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.This object is achieved by the kenn drawing features of the main claim in connection solved with the features of the generic term.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnah men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse rungen möglich.By the measure specified in the subclaims Men are advantageous further training and improvements possible.

Dadurch, daß zwischen einem die Polymerschmelze ver teilenden Verteilelement und einer Düsenplatte ein Scherelement mit mindestens einer Scherkapillaren, beide ohne Filterwirkung, angeordnet ist und das Ver teilelement und das Scherelement im Hohlraum unabhän gig von der Düsenplatte befestigt sind und die Düsen platte unabhängig von Verteilelement und Scherelement auswechselbar an dem Spinnblock gehaltert ist, ist ein schnelles Wechseln nur der Düsenplatte möglich, wodurch die erforderlichen Unterbrechungen des Spinn prozesses verkürzt werden können. Gleichzeitig werden die Wechselintervalle nicht durch Erschöpfung der Rückhaltefähigkeit von gemäß dem Stand der Technik mit der Düsenplatte in einem sogenannten Düsenpaket zusammengebauten Filterelementen verkürzt. The fact that between a polymer melt ver dividing distribution element and a nozzle plate Shear element with at least one shear capillary, both without filter effect, is arranged and the Ver Independent element and the shear element in the cavity gig are attached by the nozzle plate and the nozzles plate independent of distribution element and shear element is interchangeably supported on the spinning block a quick change of only the nozzle plate possible, causing the necessary breaks in the spinning process can be shortened. Be at the same time the change intervals are not caused by exhaustion of the Retention ability according to the state of the art with the nozzle plate in a so-called nozzle package assembled filter elements shortened.

Die Düsenplatte ist in schubladenartiger Weise in dem Spinnblock aufgenommen, so daß sie sehr leicht ausge wechselt werden kann. Die Scherplatte ist dabei der art an dem Spinnblock befestigt, daß durch Nutzung der Schmelze-Druckdifferenz, die durch die Scherung in den Kapillaren der Scherplatte erzeugt wird, diese mit großer Kraft dichtend auf die Düsenplatte preßt, so daß eine sichere Abdichtung des Düsenplattenrandes gegenüber der direkt anschließenden Scherplatte ge währleistet wird. Dabei ist die Abdichtung sofort nach dem Wechsel der Düsenplatte wirksam, da der Druck über der Scherplatte bereits durch den Strö mungswiderstand der Scherkapillaren aufgebaut wird, die durchströmt werden müssen, bevor Schmelze in den Raum unter der Scherplatte über der Düsenplatte und damit zur abzudichtenden Fuge gelangt.The nozzle plate is in a drawer-like manner in the Spinning block added so that they very easily out can be changed. The shear plate is the Art attached to the spinning block that through use the melt pressure difference caused by the shear is generated in the capillaries of the shear plate, this presses tightly onto the nozzle plate with great force, so that a secure seal of the nozzle plate edge opposite the directly adjacent shear plate is guaranteed. The seal is instant effective after changing the nozzle plate, since the Pressure over the shear plate already through the flow resistance of the shear capillaries is built up, which must be flowed through before the melt in the Space under the shear plate above the nozzle plate and thus reaches the joint to be sealed.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch das Verteilele ment und die Scherplatte in gewünschter Weise das Verweilzeitspektrum des Polymers gesteuert werden kann.It is also advantageous that through the distributing ment and the shear plate in the desired manner Residence time spectrum of the polymer can be controlled can.

Durch die bauliche Trennung der Düsenplatte von den Verteil- und Scherelementen kann diese bei Bedarf alleine ausgetauscht werden, während die Verteil- und Scherelemente in der Spinnvorrichtung verbleiben. Da die Verteil- und Scherelemente lösbar in der Spinn vorrichtung befestigt sind, können diese bei Bedarf ebenfalls ausgetauscht werden.Due to the structural separation of the nozzle plate from the Distribution and shearing elements can do this if required be exchanged alone while the distribution and Shear elements remain in the spinning device. There the distribution and shear elements detachable in the spinning device are attached, these can be used if necessary can also be exchanged.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be schreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are in the drawing tion and are described in the following section spelling explained in more detail. Show it:

Fig. 1 und 2 jeweils einen vertikalen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung, wobei sich die Schnittebenen im Grund riß rechtwinklig kreuzen, Fig. 1 and 2 each cross a vertical section through a first embodiment of the spinning device according to the invention, with the section planes at right angles in plan view,

Fig. 3 und 4 jeweils einen vertikalen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich die Schnittebenen im Grundriß entsprechend Fig. 1 und 2 gleichfalls rechtwinklig kreuzen, FIGS. 3 and 4 are respectively a vertical section through a further embodiment of the device according to the invention, with the sectional planes in plan view corresponding to FIG. 1 and 2 also cross at right angles,

Fig. 5 die Ansicht der Spinnvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4 von unten mit entfernter Düsenplatte, und Fig. 5 shows the view of the spinning device according to FIGS. 1 and 2 or 3 and 4 from below with remote nozzle plate, and

Fig. 6 einen vertikalen Schnitt entsprechend Fig. 4 mit entfernter Düsenplatte. Fig. 6 is a vertical section corresponding to Fig. 4 with the nozzle plate removed.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung 1 dargestellt, wobei sich die Schnittebenen im Grundriß rechtwinklig kreuzen. Die Spinnvorrichtung 1 besteht aus einem Block 2 mit Hohlräumen 3, in denen ein flüssiges oder dampfförmiges Wärmeträgermittel zirkuliert. Der Block 2 enthält ferner eine Bohrung 4, durch die die zu ex trudierende Polymerschmelze herangeleitet wird und in einen Hohlraum 5 mündet, in dem mittels lösbarer Be festigungselemente, wie Schrauben 6, 7 gehalten, ein Führungsteil 8 befestigt ist, in dem eine schubladen artig seitlich verschiebbare Aufnahme 9 einer Düsen platte 10 gelagert ist. Über der Düsenplatte 10 ist eine Scherplatte 11 angeordnet, und über dieser ein Verteilelement 12. Die Scherplatte 11 wird von einer konischen Membran 13 gehalten, mit der sie an deren unterem Rand 14 dicht verschweißt ist und die einen oberen flanschartigen Rand 15 besitzt, mit dem sie mittels der Schrauben 6, 7 zwischen dem Führungsteil 8 und dem Block 2 festgeklemmt und abgedichtet ist.In Figs. 1 and 2, an embodiment of the spinning apparatus 1 according to the invention is shown, wherein the cutting planes intersect at right angles in plan view. The spinning device 1 consists of a block 2 with cavities 3 , in which a liquid or vaporous heat transfer medium circulates. The block 2 also contains a bore 4 through which the polymer melt to be extruded is conducted and opens into a cavity 5 , in which fastening elements, such as screws 6 , 7 , are fastened by means of releasable loading elements, in which a guide part 8 is fastened, in which a drawer-like laterally displaceable receptacle 9 of a nozzle plate 10 is mounted. A shear plate 11 is arranged above the nozzle plate 10 and a distribution element 12 above it. The shear plate 11 is held by a conical membrane 13 with which it is tightly welded to its lower edge 14 and which has an upper flange-like edge 15 with which it is clamped between the guide part 8 and the block 2 by means of the screws 6 , 7 and is sealed.

Das Verteilelement 12 besteht aus einer versinterten Drahtstruktur, zum Beispiel aus einem Paket aus Drahtgewebelagen, die zu einem Block, versintert und anschließend zu einem Formkörper bearbeitet wurden. Die Drahtstärken und Maschenweiten des Verteilele ment-Blocks 12 betragen mindestens das 10-fache der feinsten Poren des vorgeschalteten Zentralfilters (nicht dargestellt), vorzugsweise aber 0,5 bis 2 mm, und bilden zusammen ein räumliches Gitter entspre chender Porosität, das keinerlei Filterwirkung hat. Während des Spinnprozesses breitet sich die Polymer schmelze im oberen Teil des Hohlraums 5 über die gan ze obere Begrenzungsfläche des Verteilelementes 12 aus und durchdringt dieses auf Wegen, die durch die Pfeile 16 angegeben sind. Dabei wird es vielfach in einzelne Stromfäden mit geringen, durch die Maschen weite gegebenen Querschnitten aufgeteilt. Jeder die ser Stromfäden ist für sich durch eine sich in lami naren Strömungen einstellende parabolische Geschwin digkeitsverteilung gekennzeichnet. Es lassen sich innerhalb einer ebenen Schnittfläche die Komponenten der vielen Einzelströme mit ihren individuellen Ge schwindigkeitsverteilungen zu einem über den gesamten Querschnitt reichenden Strom addieren, der eine fla che, fast ebene mittlere Geschwindigkeitsverteilung aufweist, so daß insgesamt eine Pfropfenströmung mit deren typischem schmalen Verweilzeitspektrum ent steht.The distribution element 12 consists of a sintered wire structure, for example from a package of wire mesh layers, which have been sintered into a block and then processed into a shaped body. The wire thicknesses and mesh sizes of the distribution element block 12 are at least 10 times the finest pores of the upstream central filter (not shown), but preferably 0.5 to 2 mm, and together form a spatial grid corresponding porosity that has no filter effect . During the spinning process, the polymer melt spreads in the upper part of the cavity 5 over the entire upper boundary surface of the distributing element 12 and penetrates it in ways that are indicated by the arrows 16 . It is often divided into individual current threads with small cross-sections given by the mesh. Each of these streamlines is characterized by a parabolic speed distribution that occurs in laminar flows. The components of the many individual streams with their individual speed distributions can be added within a flat cut surface to a stream that extends over the entire cross section and has a flat, almost flat average speed distribution, so that overall a plug flow with its typical narrow residence time spectrum is created .

Damit das gesamte Verteilelement 12 in gleichmäßiger Verteilung durchströmt wird und ein einer Pfropfen strömung gleichendes Verweilzeitspektrum erzeugt, muß die Verweilzeit der an der Peripherie und im Bereich der Achse 17 strömenden Schmelzeteile sowie aller dazwischenliegenden Stromfäden vom Einmündungspunkt der Bohrung 4 in den Hohlraum 5 bis zur gesamten un teren Begrenzungsfläche 18, gleich sein. Dies wird durch Anpassung der Strömungs-Weglängen erreicht, indem die obere Begrenzungsfläche des Verteilelemen tes 12 in entsprechender Weise konisch gestaltet wird.So that the entire distribution element 12 is flowed through in a uniform distribution and generates a residence time spectrum which is similar to a plug flow, the residence time of the melt parts flowing on the periphery and in the region of the axis 17 and all the intermediate current threads from the confluence point of the bore 4 into the cavity 5 to the whole must be un lower boundary surface 18 , be the same. This is achieved by adapting the flow path lengths by conically designing the upper boundary surface of the distributor element 12 in a corresponding manner.

Bei Anwendung einer Mehrzahl von der oben beschriebe nen Spinnvorrichtung in einer Spinnmaschine mit nur einer zentralen Dosierpumpe für Polymerschmelze und gleichmäßiger Schmelzeverteilung ist es erforderlich, daß alle Spinnvorrichtungen innerhalb enger Grenzen liegende Strömungswiderstände aufweisen. Dies wird erreicht, indem alle von Schmelze berührten Teile präzise, innerhalb festgelegter Toleranzen gefertigt werden. Um eventuell auftretende Abweichungen zwi schen den Strömungswiderständen der einzelnen Vertei lelemente 12 kompensieren zu können, werden diese einzeln mit Hilfe eines Modellfluides, wie Luft oder Wasser, getestet und durch entsprechende Bearbeitung der Pakethöhen korrigiert.When using a plurality of the above-described spinning device in a spinning machine with only one central metering pump for polymer melt and uniform melt distribution, it is necessary that all spinning devices have flow resistances which are within narrow limits. This is achieved by manufacturing all parts that come into contact with the melt precisely and within specified tolerances. In order to be able to compensate for any deviations between the flow resistances of the individual distribution elements 12 , these are tested individually using a model fluid, such as air or water, and corrected by appropriate processing of the package heights.

Die unter dem Verteilelement 12 liegende Scherplatte 11 ist mit einer Anzahl Kapillaren 19 versehen, die Durchmesser von vorzugsweise 0,5 bis 0,8 mm und Län gen zwischen vorzugsweise 15 und 20 mm aufweisen. The underlying the distribution element 12 shear plate 11 is provided with a number of capillaries 19 mm, the diameter of preferably 0.5 to 0.8 and preferably County gen between 15 and 20 mm have.

Ein- und austrittseitig geht jede dieser Kapillaren 19 in je einen Konus 20 über. An der oberen und unte ren Stirnfläche der Scherplatte 11 durchdringen sich die Konen 20 gegenseitig, so daß im Grundriß ein bie nenwabenähnliches Polygonmuster entsteht (siehe Fig. 5).Each of these capillaries 19 merges into a cone 20 on the inlet and outlet side. On the upper and lower Ren face of the shear plate 11 , the cones 20 penetrate each other, so that a honeycomb-like polygon pattern is created in the plan (see Fig. 5).

Die Düsenplatte 10 ist konventionell aus vollem Mate rial oder mit integrierter Wärmeisolierung gestaltet. Sie enthält Düsen-Vorkanäle 21, die eintrittseitig wie die Kapillaren 19 in je einen Konus 22 übergehen, wobei sich die Konen 22 in ihren Fortsetzungen gegen seitig überschneiden, so daß ihre Durchdringungskan ten im Grundriß ein bienenwabenähnliches Polygonmu ster bilden. Infolge des Widerstandes gegen das Durchströmen des Verteilelementes 12 und der Kapilla ren 19 in der Scherplatte 11 herrscht im Raum 5 über diesen Bauteilen ein höherer Druck als im Raum 31 unter der Scherplatte 12. Die Druckdifferenz zwischen diesen beiden Räumen, multipliziert mit der Fläche, auf die der Druck wirkt, ergibt eine vertikal gerich tete Kraft, mit der die Scherplatte 11 auf den Rand 30 der Düsenplatte 10 gepreßt wird. Da beide aufein andergepreßten Flächen sehr fein bearbeitet sind, wird die Fuge zwischen ihnen gegen den Austritt von Polymerschmelze abgedichtet.The nozzle plate 10 is conventionally made of full mate rial or with integrated thermal insulation. It contains nozzle pre-channels 21 which merge into a cone 22 on the inlet side like the capillaries 19 , the cones 22 mutually overlapping in their continuations, so that their Durchdringungskan th form a honeycomb-like polygon pattern in plan. As a result of the resistance to the flow through the distributing element 12 and the capilla ren 19 in the shear plate 11 , a higher pressure prevails in the space 5 above these components than in the space 31 under the shear plate 12 . The pressure difference between these two spaces, multiplied by the area on which the pressure acts, results in a vertically directed force with which the shear plate 11 is pressed onto the edge 30 of the nozzle plate 10 . Since both surfaces are very finely machined on one another, the joint between them is sealed against the escape of polymer melt.

Um die dichtende Anpreßkraft noch zu erhöhen, kann die Grundrißfläche des Raumes 5, wie dargestellt, größer ausgeführt werden als diejenige des Raumes 31. Vor einem Wechsel der Düsenplatte 10 wird der Schmel zestrom abgestellt, so daß die erwähnte Druckdiffe renz und damit die dichtende Anpreßkraft verschwin det. Dadurch wird die Düsenplatte 10, die in der schubladenartigen Aufnahme 9 liegt, zusammen mit die ser zur Seite hin verschiebbar, kann ganz ausgefahren und dann ausgewechselt werden (siehe Fig. 6). Zur Druckübertragung von der Scherplatte 11 auf den Rand 30 der Düsenplatte 10 legt die Scherplatte 11 einen äußerst geringen, theoretisch bei 0 liegenden Weg zurück, so daß die damit verbundene Verformung der Membran 13 vernachlässigbar gering ist.In order to increase the sealing contact pressure, the floor area of the room 5 , as shown, can be made larger than that of the room 31 . Before changing the nozzle plate 10 , the melt is turned off so that the pressure difference mentioned and thus the sealing contact pressure disappears. As a result, the nozzle plate 10 , which lies in the drawer-like receptacle 9 , can be moved to the side together with the water, can be fully extended and then replaced (see FIG. 6). For pressure transmission from the shear plate 11 to the edge 30 of the nozzle plate 10 , the shear plate 11 travels an extremely short distance, theoretically 0, so that the deformation of the membrane 13 associated therewith is negligible.

In den Fig. 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbei spiel der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung 1 in zwei Schnittebenen dargestellt. Die Funktionen aller Einzelteile entsprechen denen in Fig. 1 und 2. Ande re Ausführungen bzw. Formgebungen weisen jedoch die dem Verteilelement 12 (Fig. 1 und 2) entsprechende Verdrängerplatte 23, die Membran 24, die Scherplatte 25 und die Düsenplatte 26 auf. Im Gegensatz zur Dü senplatte 10 (Fig. 1 und 2) enthält die Düsenplatte 26 nur eine oder wenige kreisförmige Reihe(n) von Düsenbohrungen 27. Im Falle des Vorhandenseins von zwei oder drei Reihen Düsenbohrungen 27 sind diese konzentrisch zur ersten Reihe um die Achse 17 ange ordnet. An die Stelle der in den Fig. 1 und 2 be schriebenen Verteilung des Polymer-Schmelzestroms auf die ganze Düsenfläche tritt daher hier eine Vertei lung auf eine Kreislinie bzw. auf eine schmale Kreis ringfläche. Dies geschieht dadurch, daß die Polymer schmelze zentral durch eine Bohrung 28 in der Scher platte 25 in einen über der Düsenplatte 26 liegenden flachen, scheibenförmigen Raum 29 geleitet wird, durch den sie sich, radial nach außen strömend, auf die Eintrittsöffnungen der Düsenbohrungen 27 ver teilt. Die Bohrung 28 ist als Scherkapillare ausge bildet und verbindet den Raum 32 mit dem Raum 29, wobei analog zu den Fig. 1 und 2 der obere der bei den Räume eine größere Grundfläche aufweist als der untere. Die Membran 24 ist zusammen mit einem Rand 34 einer Verdrängerplatte 23, analog zur Membran 13 in Fig. 1 und 2, an ihrem flanschartigen Rand mittels der Schrauben 6, 7 zwischen dem Führungsteil 8 und dem Block 2 festgeklemmt und abgedichtet. In ihrem Zentrum ist sie rund um die Bohrung 28 mit der Scher platte 25 verschweißt.In FIGS. 3 and 4 is another Ausführungsbei play of the spinning device 1 according to the invention in two section planes shown. The functions of all the items corresponding to those in FIGS. 1 and 2. However, changes re versions and shapes have the the distributor 12 (Fig. 1 and 2) corresponding displacer 23, the membrane 24, the shear plate 25 and the nozzle plate 26. In contrast to the nozzle plate 10 (FIGS . 1 and 2), the nozzle plate 26 contains only one or a few circular row (s) of nozzle bores 27 . In the presence of two or three rows of nozzle bores 27 , these are arranged concentrically with the first row about the axis 17 . In place of the in Fig. 1 and 2 be described distribution of the polymer melt flow over the entire nozzle surface therefore occurs here a distribution on a circular line or on a narrow circular ring surface. This is done in that the polymer melt is passed centrally through a bore 28 in the shear plate 25 into a flat, disc-shaped space 29 lying above the nozzle plate 26 , through which it flows, flowing radially outwards, to the inlet openings of the nozzle bores 27 ver Splits. The bore 28 is formed as a shear capillary and connects the space 32 to the space 29 , analogous to FIGS. 1 and 2, the upper of which has a larger footprint than the lower one. The membrane 24 , together with an edge 34 of a displacement plate 23 , analogous to the membrane 13 in FIGS. 1 and 2, is clamped and sealed at its flange-like edge by means of the screws 6 , 7 between the guide part 8 and the block 2 . In its center it is welded to the shear plate 25 around the bore 28 .

Zur Erzeugung einer genügend großen Kraft für das Abdichten der Fuge 30 zwischen der Scherplatte 25 und der Düsenplatte 26 muß der Querschnitt des Raumes 32 über der Membran 24 mit einem ausreichenden Durchmes ser ausgeführt werden. Da die Mündungen der Ein trittsbohrung 4 in diesen Raum und der Austrittsboh rung 28 sich in einer Achse genau gegenüberliegen, würde der Schmelzefluß vorzugsweise den kürzesten Weg nehmen und in den Randbereichen des Raumes stagnie ren; es würden mithin Toträume entstehen, was durch Anordnung einer Verdrängerplatte 23 vermieden wird. Die Verdrängerplatte 23 ist in ihrem peripheren Be reich von Bohrungen 33 durchbrochen, durch welche die Polymerschmelze vom darüberliegenden Raum 5 in den darunterliegenden Raum 32 gelangt und so gezwungen wird, beide Räume vollständig zu durchfließen. Die Bohrungen 33 weisen untereinander geringe Abstände auf und sind mit fächerförmig gestalteten Ein- und Ausläufen versehen, so daß zwischen ihnen keine nicht durchströmten Zwickel entstehen. Außerhalb der Boh rungen 33 geht die Verdrängerplatte 23 in den Rand oder Flansch 34 über, durch den sie zusammen mit der Membran 24 mit Hilfe der Schrauben 6, 7 befestigt und abgedichtet ist.In order to generate a sufficiently large force for sealing the joint 30 between the shear plate 25 and the nozzle plate 26 , the cross section of the space 32 above the membrane 24 must be executed with a sufficient diameter. Since the mouths of an entry bore 4 in this space and the exit hole 28 are exactly opposite in an axis, the melt flow would preferably take the shortest route and stagnate in the peripheral areas of the room; dead spaces would thus arise, which is avoided by arranging a displacement plate 23 . The displacement plate 23 is in its peripheral Be rich of holes 33 through which the polymer melt passes from the room 5 above into the room 32 below and is forced to flow through both rooms completely. The bores 33 are spaced apart from one another and are provided with fan-shaped inlets and outlets so that no gussets that do not flow through are formed between them. Outside the drilling stanchions 33 , the displacement plate 23 passes into the edge or flange 34 , through which it is fastened and sealed together with the membrane 24 with the aid of the screws 6 , 7 .

Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Spinnvorrichtung 1 in einer Ansicht von unten mit ausgefahrener Aufnahme jedoch nicht auf diese Form, sondern bezieht sich auch auf andere, zum Beispiel rechteckige Formen. Fig. 5, the spinning device 1 of the invention does not show in a view from below with the extended recording, however, in this form, but also refers to other, for example rectangular shapes.

Fig. 6 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die er findungsgemäße Spinnvorrichtung 1 in einer Variante zu Fig. 4, mit ausgefahrener Aufnahme 9, mit einge legter Düsenplatte 26 in halber Darstellung, rechts von deren Achse und mit herausgehobener Düsenplatte 26 in halber Darstellung, links von deren Achse. Zum Wechseln der Düsenplatte 20, 16 wird zunächst der Schmelzefluß unterbrochen. Dadurch wird, wie oben beschrieben, die Anpreßkraft der Scherplatte 11, 25 aufgehoben, so daß die Aufnahme 9 mit der darinlie genden Düsenplatte 10, 26 seitlich verschiebbar wird. Anschließend wird die Aufnahme 9 durch seitliches Verschieben ganz ausgefahren und die Düsenplatte 10, 26 durch vertikales Bewegen ausgetauscht. Nachdem die Aufnahme 9 danach wieder eingefahren ist, wird der Schmelzefluß wieder in Gang gesetzt. Fig. 6 shows a vertical section through the inventive spinning device 1 in a variant of FIG. 4, with the receptacle 9 extended, with the nozzle plate 26 inserted in half representation, to the right of its axis and with the nozzle plate 26 lifted out in half, to the left of their axis. To change the nozzle plate 20 , 16 , the melt flow is first interrupted. Characterized, as described above, the contact pressure of the shear plate 11 , 25 is canceled, so that the receptacle 9 with the nozzle plate 10 , 26 lying therein is laterally displaceable. The receptacle 9 is then fully extended by lateral displacement and the nozzle plate 10 , 26 is replaced by vertical movement. After the receptacle 9 is then retracted, the melt flow is started again.

Reference list

11

Spinnvorrichtung
Spinning device

22nd

Block
block

33rd

Hohlräume für Wärmeträgermittel
Cavities for heat transfer media

44th

Bohrung im Block Hole in the block

22nd

55

Hohlraum
cavity

66

Schrauben
Screws

77

Schrauben
Screws

88th

Führungsteil
Guide part

99

Aufnahme für Düsenplatte Holder for nozzle plate

1010th

Düsenplatte
Nozzle plate

1111

Scherplatte
Shear plate

1212th

Verteilelement
Distribution element

1313

Membran
membrane

1414

unterer Rand
lower margin

1515

oberer Rand
upper edge

1616

Pfeile, die die Strömungsrichtungen angeben
Arrows that indicate the directions of flow

1717th

Achse der Spinnanordnung
Axis of the spinning arrangement

1818th

untere Begrenzungsfläche
lower boundary surface

1919th

Kapillaren in der Scherplatte Capillaries in the shaving plate

1111

2020th

Konus
cone

2121

Düsen-Vorkanäle in Düsenplatte Nozzle pre-channels in the nozzle plate

1010th

2222

Konus
cone

2323

Verdrängerplatte
Displacement plate

2424th

Membran
membrane

2525th

Scherplatte
Shear plate

2626

Düsenplatte
Nozzle plate

2727

Düsenbohrungen
Nozzle bores

2828

Scherkapillare
Shear capillary

2929

Raum
room

3030th

Fuge
Gap

3131

Raum unter der Scherplatte Space under the shaving plate

1111

3232

Raum unter der Verdrängerplatte Space under the displacement plate

2323

3333

Bohrungen in der Verdrängerplatte Bores in the displacement plate

2323

3434

Flansch der Verdrängerplatte Flange of the displacement plate

2323

.
.

Claims

1. Spinning device for a spinning machine with zentra ler dosage and central melt filter, with egg nem spinning block, in which a cavity is incorporated with a channel opening into this, and the cavity is closed on the outlet side by a nozzle plate with at least one nozzle capillary, characterized in that in the cavity ( 5 ) above the nozzle plate ( 10 , 26 ) at least one distribution element ( 12 , 23 ) and one shear element ( 11 , 25 ), which have no filter effect, are arranged one above the other, and that the distribution element ( 12 , 23 ) and shear elements ( 11 , 25 ) are fixed in the cavity ( 5 ) independently of the nozzle plate ( 10 , 26 ) and the nozzle plate ( 10 , 26 ) independently of the at least one distribution element ( 12 , 23 ) and the at least one Shear element ( 11 , 25 ) is exchangeable.

2. A spinning apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzle plate (10) in thrust load similar manner interchangeable block with the spinning (2) is connected, wherein the shear element (11, 25) is mounted in such a way on the spin block (2), that a non-positive seal between the shear plate and the nozzle plate can be produced by the pressure difference in the flow direction in front of and behind the shear element ( 11 , 25 ).

3. Spinning device according to claim 1, characterized in that the shear element ( 11 , 25 ) is releasably attached to the spinning block ( 2 ) via a suspension ( 13 , 24 ) which allows a small displacement.

4. Spinning device according to claim 3, characterized in that the suspension is designed as a membrane ( 13 , 24 ) connected to the shear element ( 11 , 25 ).

5. Spinning device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distributing element ( 12 , 23 ) and the shear element ( 11 , 25 ) together with the suspension ( 13 , 24 ) releasably or removably in the cavity ( 5 ) is recorded.

6. Spinning device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the distributor element ( 12 ) consists of a shaped body-forming wire structure.

7. Spinning device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the distributor element is formed as a displacement plate ( 23 ) with bores arranged in its peripheral region.

8. Spinning device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the nozzle plate ( 10 ) is connected to a drawer-like receptacle ( 9 ) which can be inserted into a guide part ( 8 ) fastened to the spinning block ( 2 ).

9. Spinning device according to claim 8, characterized in that the nozzle plate ( 10 ) is loosely inserted into the receptacle ( 9 ).

10. Spinning device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the projected area over the distribution element ( 12 , 23 ) or over the shear element ( 11 , 25 ) is larger than the area over the nozzle plate ( 10 ).

11. Spinning device according to claim 4, characterized in that the membrane ( 13 ) is conical.

12. Spinning device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the shear element is designed as a shear plate ( 11 ) and has a plurality of capillaries ( 19 ).

13. Spinning device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the shear element ( 25 ) has a central shear capillary ( 28 ).