DE19909073A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verstrecken eines synthetischen Fadens - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Verstrecken eines synthetischen FadensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verstrecken eines
synthetischen Fadens, wobei der Faden durch eine Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen einer Abzugsgalette und einer Streckgalette verstreckt wird.
Die Vorrichtung und das Verfahren sind aus der DE 31 46 054 bekannt, um einen
frisch gesponnenen Faden vor dem Aufwickeln zu verstrecken. Dabei wird der
Faden von einer Abzugsgaletteneinheit aus der Spinnzone abgezogen und zwi
schen der Abzugsgaletteneinheit und einer folgenden Streckgaletteneinheit ver
streckt. Zum Aufbau der Verstreckspannung werden die Galetteneinheiten mit
einer Geschwindigkeitsdifferenz betrieben, wobei die Streckgaletteneinheit eine
höhere Umfangsgeschwindigkeit aufweist als die Abzugsgaletteneinheit. Damit
wird eine für das Verstrecken des Fadens erforderliche hohe Fadenspannung zwi
schen den Galetteneinheiten erzeugt. Die Fadenspannung bei Auflauf auf die Ab
zugsgaletteneinheit sowie die Fadenspannung bei Ablauf von der Streckgaletten
einheit liegt dabei deutlich unterhalb der Streckspannung. Diese Spannungsdiffe
renzen müssen jeweils von den Galetteneinheiten überbrückt werden. Dabei tritt
das Problem auf, daß im Übergangsbereich insbesondere beim Ablauf des Fadens
von der Abzugsgaletteneinheit und beim Auflauf des Fadens auf die Streckgalet
teneinheit eine Relativbewegung zwischen dem Faden und der Galettenoberfläche
entsteht. Dieser sogenannte Schlupf führt dazu, daß die wirksame Strecklänge des
Fadens zwischen Fadenablauf und Fadenauflauf undefiniert ist. Das wiederum
führt zu ungleichmäßigen Verstreckungen im Faden.
Aus der EP 0 644 957 wird zur Vermeidung des Schlupfes vorgeschlagen, den
Faden in der Abzugsgaletteneinheit über verschiedene Durchmesserstufen zu füh
ren. Damit ist zwar ein Entgegenwirken des Schlupfes möglich, jedoch erfordern
das Verfahren und die Vorrichtung eine exakte Anpassung der Durchmesserstufen
an die Fadenspannung. Aufgrund der Durchmesserstufen trifft der Faden auf einer
Oberfläche mit veränderter Umfangsgeschwindigkeit. Damit ist eine gleichmäßige
Förderung des Fadens nicht möglich.
Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein Faden bei im wesentlichen
konstanter Strecklänge gleichmäßig verstreckt wird. Ein weiteres Ziel der Erfin
dung ist es, den Aufbau von inneren Spannungen im Faden vor und nach der Ver
streckung zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch
13 gelöst.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Faden vom Einlauf auf die Ga
lette bis zum Auslauf von der Galette den Anforderungen entsprechend geführt
wird. Durch die Unterteilung der Galette in mehrere axial hintereinander liegende
umlaufende Oberflächenzonen mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten
wird die Haftung zwischen dem Faden und der Galettenoberfläche vorteilhaft be
einflußt. So läßt sich in den Zonen, die zum Aufbau einer Fadenspannung dienen,
eine möglichst glatte, mit sehr geringen Oberflächenrauhigkeiten ausgeführte
Oberflächenzone ausbilden. Das führt zu einer entsprechenden guten Anhaftung
zwischen dem Faden und der Galettenoberfläche, so daß eine Relativbewegung
zwischen dem Faden und der Galettenoberfläche nicht möglich ist. Ein Rutschen
des Fadens auf der Oberfläche findet nicht statt. Beim Verstrecken des Fadens
durch Galetteneinheiten werden die Galetten auch vorzugsweise zur thermischen
Behandlung des Fadens eingesetzt. Die Erfindung besitzt nun den Vorteil, daß in
den Oberflächenzonen, in denen der Faden temperiert wird, eine relativ rauhe
Oberfläche mit entsprechend großer Oberflächenrauhigkeit vorliegt. Damit kön
nen Ausgleichsbewegungen vom Faden aufgrund innerer Spannungen gegenüber
der Galette ausgeführt werden. Dies ermöglicht eine besonders schonende Beein
flussung des Fadens durch die Abzugsgalette bzw. die Streckgalette.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Streck
galette im Bereich des Fadenauflaufs eine als Auflaufzone bezeichnete Oberflä
chenzone auf die gegenüber der benachbarten Oberflächenzone eine deutlich ge
ringere Oberflächenrauhigkeit aufweist. Diese Ausbildung besitzt den Vorteil, daß
die Verstreckkräfte schlupffrei von der Streckgalette aufgenommen werden. Dabei
ist es möglich, daß nur eine Umschlingung oder mehrere Umschlingungen in der
Auflaufzone der Streckgalette geführt werden. In der benachbarten Oberflächen
zone der Streckgalette wird der Faden zum Relaxieren thermisch behandelt. Auf
grund der rauhen Oberfläche sind Ausgleichbewegungen, beispielsweise durch
Schrumpf verursachte Ausgleichbewegungen, möglich. In diesem Fall besteht die
Galette aus zwei Oberflächenzonen, wobei der Faden im Bereich der rauheren
Oberflächenzone von der Galette abläuft.
Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß
die Streckgalette im Bereich des Fadenablaufs eine als Ablaufzone bezeichnete
Oberflächenzone mit im Verhältnis zur benachbarten Oberflächenzone sehr glat
ten Oberfläche aufweist. Damit wird vorteilhaft ein ruhiger Fadenlauf gewährlei
stet. Insbesondere werden Rückwirkungen einer nachgeschalteten Aufwickelein
richtung vermieden. Die durch eine Aufwickeleinrichtung bedingte Fadenspan
nungsschwankung kann sich nur bis zum Fadenablauf fortpflanzen. Die Weiter
bildung ermöglicht einen stabilen Prozeßverlauf auch bei relativ hohen Fadenge
schwindigkeiten.
Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Streck
galette in drei Oberflächenzonen aufgeteilt ist. Dabei ist zwischen der Auflaufzo
ne und der Ablaufzone eine mittlere Oberflächenzone vorgesehen, die die größte
Oberflächenrauhigkeit der Galettenoberfläche aufweist. Damit ist ein erfindungs
gemäßes Führen des Fadens möglich. Der Faden ist durch die relativ glatten Ober
flächen der Auflaufzone und der Ablaufzone zwischen der ersten und der letzten
Umschlingung an der Galette eingespannt. Die Fadenspannungen am Einlauf und
am Auslauf sind unabhängig voneinander im wesentlichen schlupffrei von der
Galette erzeugbar bzw. aufnehmbar. Die Mittelzone der Galette ist ausschließlich
zur Wärmebehandlung des Fadens vorgesehen. Dementsprechend ist die Oberflä
chenrauhigkeit derart groß gewählt, daß eine Relativbewegung zwischen Faden
und Galettenoberfläche möglich ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an der Abzugs
galette eine Ablaufzone mit relativ glatter Oberfläche vorgesehen. Dadurch wird
der Faden quasi zwischen einem Fadenablaufpunkt auf der Abzugsgalette und
einem Fadenauflaufpunkt auf der Streckgalette eingespannt und verstreckt. Diese
Ausbildung führt zu einer besonders gleichmäßigen und reproduzierbaren Ver
streckung des Fadens.
Um ein schlupffreies Abziehen des Fadens beispielsweise aus einer Spinnzone zu
gewährleisten, ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 besonders
vorteilhaft.
Die Ausbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist insbesondere geeignet, um
den Faden vor dem Verstrecken zu erwärmen. Hierzu ist die Abzugsgalette er
hitzt, so daß der Faden in der Mittelzone auf eine bestimmte Temperatur im we
sentlichen spannungsfrei erwärmt werden kann.
Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Oberflächenzonen werden die
Oberflächenrauhigkeiten vorzugsweise in Abhängigkeit von der jeweiligen Fa
denspannung festgelegt. Das heißt, je höher die Fadenspannung, desto kleiner die
Oberflächenrauhigkeit. Beim Verstrecken eines Fadens aus Polyester mit einem
Fadentiter von 50 dtex und einer Anzahl von 24 Filamenten wurde die Faden
spannung vor der Abzugsgalette mit 11 cN gemessen. Die Fadenspannung in der
Streckzone betrug 52 cN und hinter der Streckgalette 8 cN. Hierbei wurde eine
beheizte Abzugsgalette und eine beheizte Streckgalette eingesetzt. Die Abzugs
galette wies eine Oberflächentemperatur von 90°C und die Streckgalette eine
Oberflächentemperatur von 135°C auf. Entsprechend den gemessenen Faden
spannungen wurden die Oberflächenrauhigkeiten der einzelnen Zonen derart aus
geführt, daß die Abzugsgalette eine Auflaufzone mit Ra=0,5 µm, eine Mittelzone
mit Ra=0,8 µm und eine Ablaufzone mit Ra=0,1 µm aufwies. Die Oberflächenzo
nen der Streckgalette waren mit den Oberflächenrauhigkeiten in der Auflaufzone
Ra=0,1 µm, in der Mittelzone Ra=0,8 µm und in der Ablaufzone mit Ra=0,3 µm
ausgebildet. Hierbei wurden insgesamt acht Fäden gleichzeitig über die Galetten
geführt. Selbst bei hohen Aufwickelgeschwindigkeiten von größer 5.000 m/min
konnte ein sehr stabiler Fadenlauf beim Verstrecken erzielt werden.
Die Galetteneinheiten werden dabei vorteilhaft durch eine frei drehbare Über
laufwalze und eine Galette gebildet.
Es hat sich gezeigt, daß eine weitere Erhöhung der Fadenlaufruhe dadurch erreicht
werden kann, daß vor Ablauf des Fadens von der Abzugsgalette der Faden in der
letzten Umschlingung durch einen Fadenführer geführt wird. Der Fadenführer ist
hierbei zwischen der Überlaufwalze und der Abzugsgalette angeordnet. Insbeson
dere bei der Fadenführung mehrerer parallel verlaufender Fäden über die Abzugs
galette kann damit ein enger Fadenabstand benachbarter Fäden zueinander beim
Verstrecken realisiert werden. Die Anordnung des Fadenführers außerhalb der
Streckzone besitzt zudem den Vorteil, daß die Fadenführung im Bereich geringer
Fadenspannung und geringer Fadengeschwindigkeit und damit geringer mechani
scher Belastung vorgenommen wird.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
definiert.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fig. 1
bis 3 beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Spinnvorrichtung mit einem Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 schematisch die Streckgaletteneinheit aus der Vorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
In Fig. 1 ist schematisch eine Spinnvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vor
richtung zum Verstrecken (Verstreckeinrichtung) eines Fadens gezeigt. Die
Spinnvorrichtung weist zur Herstellung eines Fadens eine Spinneinrichtung 1, die
der Spinneinrichtung 1 nachgeschaltete Verstreckeinrichtung 2 sowie eine zum
Aufwickeln des Fadens vorgesehene Aufwickeleinrichtung 3 auf.
In der Spinneinrichtung 1 wird ein Faden 14 aus einem thermoplastischen Materi
al gesponnen. Das thermoplastische Material wird durch einen Extruder 4 aufge
schmolzen und über eine Schmelzeleitung 7 zu einer Spinnpumpe 8 gefördert. Die
Spinnpumpe 8 fördert den Schmelzestrom zu einem beheizten Spinnkopf 9. An
der Unterseite des Spinnkopfs 9 befindet sich eine Spinndüse 10. Aus der Spinn
düse 10 tritt die Schmelze in Form von feinen Filamentsträngen 11 aus. Die Fila
mente durchlaufen eine unterhalb der Spinndüse angeordnete Kühlvorrichtung 12.
In der Kühlvorrichtung 12 werden die Filamente durch einen Luftstrom gekühlt.
Der Luftstrom kann hierbei - wie in Fig. 1 gezeigt - durch eine quer oder radial
zur Filamentschar gerichtete Anblasung erzeugt werden oder aber durch eine am
Ausgang der Kühleinrichtung angeordnete Saugeinrichtung. Unmittelbar unter
halb der Kühlvorrichtung 12 ist eine Präparationsvorrichtung 13 angeordnet, die
die Filamente zu einem Faden 14 zusammenführt. Der Faden 14 wird durch eine
Abzugsgaletteneinheit 15 der Verstreckeinrichtung 2 aus der Spinnzone abgezo
gen. Die Abzugsgaletteneinheit 15 besteht aus einer Abzugsgalette 17 und einer
verschränkt zu der Abzugsgalette 17 angeordneten Überlaufwalze 18. Die Ab
zugsgaletteneinheit 15 ist mehrfach von dem Faden 14 umschlungen. Hierbei wird
die Abzugsgalette 17 durch einen Galettenantrieb mit einer voreinstellbaren Ge
schwindigkeit angetrieben. Diese Abzugsgeschwindigkeit ist um ein Vielfaches
höher als die natürliche Austrittsgeschwindigkeit der Filamente 11 aus der Spinn
düse 10. Die Überlaufwalze 18 ist frei drehbar.
Von der Abzugsgalette 17 gelangt der Faden zu einer Streckgaletteneinheit 16.
Die Streckgaletteneinheit besteht aus einer Streckgalette 19 und einer Überlauf
walze 20. Die Streckgalette 19 ist mit einer höheren Geschwindigkeit angetrieben
als die zuvor beschriebene Abzugsgalette 17. Dadurch wird der Faden zwischen
den beiden Galetten 17 und 19 verstreckt. Die Abzugsgalette 17 und die Streck
galette 19 sind beheizbar ausgeführt. Die Streckgalette 19 ist in mehrere Oberflä
chenzonen unterteilt - wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
Der Faden 14 wird mittels der Aufwickeleinrichtung 3 aus der Streckzone abge
zogen und tritt über einen Kopffadenführer 22 in eine Aufwickelzone ein. Von
dem Kopffadenführer 22 gelangt der Faden 14 in das Changierdreieck und die am
Ende des Changierdreiecks angeordnete Changiervorrichtung 23. Die Changier
vorrichtung 23 kann hierbei als Flügelchangierung oder als Kehrgewindewellen
changierung ausgeführt sein. In beiden Fällen wird der Faden 14 mittels Changier
fadenführer innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt. Dabei umschlingt
der Faden eine im Fadenlauf hinter der Changiereinrichtung 23 angeordnete An
drückwalze 24. Die Andrückwalze 24 liegt auf der Oberfläche der Spule 25 an.
Die Spule 25 wird auf einer Hülse gebildet, die auf der Spulspindel 26 aufge
spannt ist. Die Spulspindel 26 wird durch einen Spindelmotor 27 angetrieben.
Die in Fig. 1 dargestellte Spinnvorrichtung ist insbesondere geeignet, um vollver
streckte Fäden herzustellen. Hierbei ist in der Verstreckeinrichtung 2 die Streck
galette erfindungsgemäß mit mehreren axial hintereinanderliegenden umlaufenden
Oberflächenzonen mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten ausgeführt. In
Fig. 2 ist hierzu schematisch eine Draufsicht der Streckgaletteneinheit 16 aus Fig.
1 dargestellt. Die Streckgaletteneinheit besteht aus der Streckgalette 19, die an
einem Ende mit dem Galettenantrieb 28 verbunden ist. Im Abstand zu der Streck
galette 19 ist die Überlaufwalze 20 angeordnet, die an einem Ende 3 drehbar in
dem Lagerblock 29 gelagert ist. Gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Situation ist in
Fig. 2 der Fadenlauf zur Streckgalette und von der Streckgalette weg um 90° ver
schwenkt dargestellt. Die Streckgalette 19 besitzt einen zylindrischen Mantel, der
in mehrere Oberflächenzonen aufgeteilt ist. Am Lagerende der Streckgalette 19 ist
eine Auflaufzone 30, danach in axialer Richtung eine Mittelzone 31 und am freien
Ende der Streckgalette 19 eine Ablaufzone 32 ausgebildet. Die Auflaufzone 30
besitzt eine Oberflächenrauhigkeit R1, die Mittelzone eine Oberflächenrauhigkeit
R3 und die Ablaufzone eine Oberflächenrauhigkeit R2. Hierbei ist die Oberflä
chenrauhigkeit R3 der Mittelzone 31 größer als die Oberflächenrauhigkeit R1 der
Auflaufzone 30 und auch größer als die Oberflächenrauhigkeit R2 der Ablaufzone
32. Die Oberflächenrauhigkeit R1 der Auflaufzone 30 ist im Verhältnis zu der am
Faden 14 erzeugten Fadenspannung T1 derart ausgebildet, daß im wesentlichen
keine Relativbewegung zwischen dem Faden 14 und der Oberfläche der Streck
galette 19 stattfindet. Ebenso ist in der Ablaufzone 32 die Oberflächenrauhigkeit
R2 in Abhängigkeit von der Fadenspannung T2 hinter der Streckgalette gewählt.
Die Streckgalette 19 ist beheizbar ausgeführt.
Der Faden 14, der von der Abzugsgalette 17 herkommt, läuft auf die Streckgalette
19 in der Auflaufzone 30 auf. Nach einer Teilumschlingung in der Auflaufzone 30
läuft der Faden 14 von der Streckgalette 19 zur Überlaufwalze 20 und von der
Überlaufwalze 20 zur Streckgalette 19 zurück. Dabei trifft der Faden 14 auf die
Mittelzone 31 der Streckgalette. Diese Umschlingung führt der Faden 14 nun
mehrmals aus. Hierbei wird er durch den beheizten Mantel der Streckgalette 19
erwärmt. In der letzten Umschlingung zwischen der Überlaufwalze 20 und der
Streckgalette 19 läuft der Faden auf die Ablaufzone 32 der Streckgalette 19. Nach
einmaliger Teilumschlingung läuft der Faden 14 von der Streckgalette 19 aus der
Ablaufzone 32 ab.
Bei dieser Ausbildung der Streckgalette wird der Faden 14 entsprechend den Pro
zeßanforderungen besonders schonend geführt. Die Fadenspannung T1 vor der
Streckgalette 19 wird bereits in der ersten Umschlingung durch die Streckgalette
19 aufgebaut. Hierbei ist die Oberflächenrauhigkeit R1 der Auflaufzone 30 derart
gering ausgeführt, daß eine sehr gute Anhaftung des Fadens 14 an der Galet
tenoberfläche vorliegt. Dieser Bereich wird vorzugsweise durch Polieren herge
stellt. Ebenso kann die im Verhältnis zu der Fadenspannung T1 wesentlich kleine
re Fadenspannung T2 in der Ablaufzone 32 der Streckgalette 19 aufgenommen
werden. Um einen Schlupf zwischen dem Faden und der Galettenoberfläche zu
vermeiden, kann die Oberflächenrauhigkeit R2 entsprechend der niedrigeren Fa
denspannung etwas größer ausgeführt werden als die Oberflächenrauhigkeit R1
der Auflaufzone 30. Die Mittelzone 31 weist die größte Oberflächenrauhigkeit R3
auf, um eine möglichst spannungsfreie Relaxationsbehandlung des Fadens zu er
möglichen. Hierbei sind Relativbewegungen zwischen dem Faden 14 und der
Galettenoberfläche gewünscht.
Die in Fig. 2 gezeigte Streckgaletteneinheit läßt sich auch vorteilhaft mit einer
nicht beheizten Abzugsgaletteneinheit kombinieren. Hierbei besitzt die Abzugs
galette eine gleichmäßige Oberflächenrauhigkeit. Es ist jedoch auch möglich, die
Abzugsgalette in dem Fall im Fadenablauf mit einer Ablaufzone zu versehen, die
eine im Verhältnis zur benachbarten Oberflächenzone geringere Oberflächenrau
higkeit aufweist.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich
tung gezeigt, die mehrere parallellaufende Fäden gleichzeitig verstreckt. Bei der
nachfolgenden Beschreibung sind die Bauteile gleicher Funktion mit identischen
Bezugszeichen angegeben.
Die Verstreckeinrichtung besteht aus der Abzugsgaletteneinheit 15 und der
Streckgaletteneinheit 16. Die Streckgaletteneinheit 16 ist - wie bereits zuvor in
Fig. 2 dargestellt - aufgebaut. Insoweit wird auf die Beschreibung zu der Fig. 2
Bezug genommen. Die Abzugsgaletteneinheit 15 besteht aus der Abzugsgalette 17
und der Überlaufwalze 18, die beide verschränkt zueinander angeordnet sind. Die
Überlaufwalze 18 ist in einem Lagerblock 34 frei drehbar gelagert. Die Abzugs
galette 17 ist an einem Ende mit dem Galettenantrieb 33 verbunden. Durch den
Galettenantrieb 33 wird die Abzugsgalette 17 gleichmäßig angetrieben. Die Ab
zugsgalette ist in mehrere Oberflächenzonen gleichen Durchmessers unterteilt.
Hierbei ist an der Antriebsseite eine Auflaufzone 35, eine in axiale Richtung be
nachbarte Mittelzone 36 und eine am freien Ende der Abzugsgalette ausgebildete
Ablaufzone 37 ausgebildet. Die Auflaufzone 35 weist eine Oberflächenrauhigkeit
R1, die Mittelzone 36 eine Oberflächenrauhigkeit R3 und die Ablaufzone eine
Oberflächenrauhigkeit R2 auf.
Die Fäden 14 - es sind drei Fäden dargestellt - werden von der Abzugsgalette 17
beispielsweise aus einer Spinnzone abgezogen. Dabei treffen die Fäden 14 zu
nächst in der Auflaufzone 35 auf die Abzugsgalette 17. Nach einmaliger Um
schlingung verlassen die Fäden 14 die Galettenoberfläche und gelangen zur
Überlaufrolle 18. Nach Umschlingung der Überlaufrolle 18 werden die Fäden
wieder über die Abzugsgalette 17 geführt. Dabei treffen die Fäden auf die Galet
tenoberfläche der Mittelzone 36. Nach Teilumschlingungen treffen die Fäden 14
auf die Ablaufzone 37 der Abzugsgalette 17. Nach Umschlingung der Ablaufzone
37 verlassen die Fäden 14 die Abzugsgalette 17 und treffen auf die in Fadenlauf
nachgeordnete Streckgalette 19. Hierbei treffen die Fäden auf die Auflaufzone 30
der Streckgalette 19. Die Fäden 14 werden sodann in mehreren Umschlingungen
über die Überlaufwalze 20 und die Streckgalette 19 geführt. Dabei durchlaufen
die Fäden 14 nacheinander die Mittelzone 31 und die Ablaufzone 32 auf der
Streckgalette Die Streckgalette 19 wird im Vergleich zur Abzugsgalette 17 mit
einer höheren Umfangsgeschwindigkeit durch den Galettenantrieb 28 angetrieben.
Dadurch baut sich zwischen der Ablaufzone 37 der Abzugsgalette 17 und der
Auflaufzone 30 der Streckgalette 19 eine Verstreckspannung T2 auf, die zum
Verstrecken der Fäden 14 führt. Die Oberflächenrauhigkeit R2 der Ablaufzone 37
der Abzugsgalette und die Oberflächenrauhigkeit R4 der Auflaufzone der Streck
galette 19 sind dabei derart gewählt, daß keine wesentliche Relativbewegung zwi
schen den Fäden und den Galettenoberflächen stattfindet. Vorzugsweise ist die
Oberflächenrauhigkeit R2 der Ablaufzone 37 der Abzugsgalette 17 gleich groß
der Oberflächenrauhigkeit R4 der Auflaufzone 30 der Streckgalette 19. Vor Ab
lauf von der Abzugsgalette 17 werden die Fäden 14 in der Mittelzone 36 der Ab
zugsgalette 17 erwärmt. Der Abzug der Fäden 14 erfolgt dabei durch die Auflauf
zone 35 der Abzugsgalette 17, die aufgrund ihrer Oberflächenrauhigkeit einen im
wesentlichen schlupffreien Abzug gewährleistet.
In der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung werden die Fäden vor Verlassen der
Abzugsgalette 17 durch einen Fadenführer 5 geführt. Der Fadenführer 5 ist hierzu
zwischen der Überlaufwalze 18 und der Abzugsgalette 17 angeordnet. Dabei wer
den die Fäden 14 in der letzten Umschlingung in der Galetteneinheit geführt.
Durch diese Maßnahme lassen sich die Fäden auch bei höheren Fadenlaufge
schwindigkeiten mit engem Abstand zueinander sicher über die Galetteneinheiten
führen. Die Anordnung des Fadenführers 5 vor der Streckzone besitzt den Vorteil,
daß der Faden in einem Bereich mit geringer Fadenspannung und geringer Faden
geschwindigkeit geführt werden kann.
Bei der Ausführung der Oberflächenzonen hat sich für die Mittelzone eine Ober
flächenrauhigkeit im Bereich von Rz=4,5 bis 10 m als besonders zweckmäßig
erwiesen. Damit ist eine ausreichende Ausgleichbewegung zwischen dem Faden
und der Galettenoberfläche möglich. Die Auslaufzone und die Ablaufzone der
Galetten werden mit einer Oberflächenrauhigkeit im Bereich von Rz=<4,5 µ, vor
zugsweise Rz<2,5 µ ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung
zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß die Wirkmechanismen von Relaxati
on und Verstreckung des Fadens voneinander getrennt sind. Das hat den Vorteil
zur Folge, daß der Faden mit höherem Spannungsniveau auf der Galette geführt
werden kann. Damit ist ein stabiler Fadenlauf auch bei höheren Fadengeschwin
digkeiten möglich. Desweiteren werden Rückwirkungen auf benachbarte Aggre
gate bzw. Prozeßstufen, wie beispielsweise die Aufwicklung, vermieden. Diese
Vorteile können bereits mit einer Verstreckeinrichtung erreicht werden, bei wel
cher die Abzugsgalette und die Streckgalette jeweils zwei Oberflächenzonen mit
unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten aufweisen. Die Abzugsgalette besitzt
hierbei eine Auflaufzone und eine Ablaufzone, wobei die Auflaufzone gegenüber
der Ablaufzone mit einer größeren Oberflächenrauhigkeit ausgeführt ist. Die
Streckgalette ist ebenfalls mit einer rauhen Auflaufzone und einer glatten Ablauf
zone ausgebildet.
Grundsätzlich ist die Ausbildung der Galetten in mehreren axial hintereinander
liegenden Oberflächenzonen mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten nicht
nur auf zylindrische Galetten beschränkt. Diese Ausführung ist auch bei koni
schen oder gestuften Galetten anwendbar. Zur Unterstützung der Effekte ist es
weiterhin auch möglich, die Überlaufwalze mit unterschiedlichen Oberflächenzo
nen zu versehen. Dabei läßt sich die Oberflächenwalze vorteilhaft auch durch eine
zweite Galette ersetzen, so daß die Galetteneinheit aus zwei verschränkt zueinan
der angeordneten Galetten besteht.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind
insbesondere zur Herstellung von sogenannten vollverstreckten Fäden (FDY) ge
eignet. Hierbei können die synthetischen Fäden aus Polypropylene, Polyamid oder
Polyester bzw. einem Co-Polymer dieser Polymere hergestellt sein.
1
Spinneinrichtung
2
Verstreckeinrichtung
3
Aufwickeleinrichtung
4
Extruder
5
Fadenführer
6
7
Schmelzeleitung
8
Spinnpumpe
9
Spinnkopf
10
Spinndüse
11
Filamente
12
Kühlvorrichtung
13
Präparationsvorrichtung
14
Faden
15
Abzugsgaletteneinheit
16
Streckgaletteneinheit
17
Abzugsgalette
18
Überlaufwalze
19
Streckgalette
20
Überlaufrolle
21
Verwirbelungsdüse
22
Kopffadenführer
23
Changiervorrichtung
24
Andrückwalze
25
Spule
26
Spulspindel
27
Spindelantrieb
28
Galettenantrieb
29
Lagerblock
30
Auflaufzone
31
Mittelzone
32
Ablaufzone
33
Galettenantrieb
34
Lagerblock
35
Auflaufzone
36
Mittelzone
37
Ablaufzone
Claims (16)
1. Vorrichtung zum Verstrecken eines synthetischen multifilen Fadens (14),
mit einer vom Faden (14) mehrfach umschlungenen Abzugsgaletteneinheit
(15), die eine angetriebene Abzugsgalette (17) aufweist, und mit einer vom
Faden (14) mehrfach umschlungenen Streckgaletteneinheit (16), die eine
angetriebene Streckgalette (19) aufweist, wobei die Abzugsgalette (17)
und die Streckgalette (19) mit einer Geschwindigkeitsdifferenz antreibbar
sind und dadurch der Faden (14) zwischen einem Fadenablauf der Ab
zugsgalette (17) und einem Fadenauflauf der Streckgalette (19) verstreckt
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abzugsgalette (17) und/oder die Streckgalette (19) jeweils mehrere
axial hintereinanderliegende umlaufende Oberflächenzonen (30, 31, 32,
35, 36, 37) mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten (R1, R2, R3,
R4, R5, R6) aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine der Oberflächenzonen (Auflaufzone) (30) der Streckgalette (19) im
Bereich des Fadenauflaufs an der Streckgalette (19) ausgebildet ist und
daß die Auflaufzone (30) gegenüber der benachbarten Oberflächenzone
(31) eine deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit (R1<R3) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine der Oberflächenzonen (Ablaufzone) (32) der Streckgalette (19) im
Bereich des Fadenablaufs an der Streckgalette (19) ausgebildet ist und daß
die Ablaufzone (32) gegenüber der benachbarten Oberflächenzone (31) ei
ne deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit (R2<R3) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Auflaufzone (30) und der Ablaufzone (32) eine mittlere
Oberflächenzone (Mittelzone) (31) an der Streckgalette (19) ausgebildet
ist, welche Mittelzone (19) die größte Oberflächenrauhigkeit (R3) der
Oberflächenzonen der Streckgalette (19) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ablaufzone (32) der Streckgalette (19) eine gleich große (R2=R1) oder
eine größere Oberflächenrauhigkeit (R2<R1) aufweist als die Auflaufzone
(30) der Streckgalette (19).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine der Oberflächenzonen (Ablaufzone) (37) der Abzugsgalette (17) im
Bereich des Fadenablaufs an der Abzugsgalette (17) ausgebildet ist und
daß die Ablaufzone (37) gegenüber der benachbarten Oberflächenzone
(36) eine deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit (R2<R3) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine der Oberflächenzonen (Auflaufzone) (35) der Abzugsgalette (17) im
Bereich des Fadenauflaufs an der Abzugsgalette (17) ausgebildet ist und
daß die Auflaufzone (35) gegenüber der benachbarten Oberflächenzone
(36) eine deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit (R1<R3) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Auflaufzone (35) und der Ablaufzone (37) eine mittlere
Oberflächenzone (Mittelzone) (36) an der Abzugsgalette (17) ausgebildet
ist, welche Mittelzone (36) die größte Oberflächenrauhigkeit (R3) der
Oberflächenzonen der Abzugsgalette (19) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ablaufzone (37) der Abzugsgalette (17) eine gleich große (R2=R1)
oder eine geringere Oberflächenrauhigkeit (R2<R1) aufweist als die Auf
laufzone (35) der Abzugsgalette (17).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ablaufzone (37) der Abzugsgalette (17) und die Auflaufzone (30) der
Streckgalette (19) eine gleich große Oberflächenrauhigkeit (R2=R4) auf
weisen.
11. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Streckgaletteneinheit (16) und/oder die Abzugsgaletteneinheit (15) je
weils aus einer angetrieben Galette (17, 19) und einer frei drehbaren
Überlaufwalze (18, 20) ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Überlaufwalze (18) und der Abzugsgalette (17) ein Faden
führer (5) angeordnet ist, welcher den Faden (14) in seiner letzten Um
schlingung vor Ablauf von der Abzugsgalette (17) führt.
13. Verfahren zum Verstrecken eines synthetischen multifilen Fadens, bei
welchem der Faden mit mehreren Umschlingungen über eine Abzugsga
letteneinheit und mit mehreren Umschlingungen über eine Streckgaletten
einheit geführt wird und bei welchem der Faden durch eine Geschwindig
keitsdifferenz zwischen einer Abzugsgalette und einer Streckgalette ver
streckt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Faden an der Abzugsgalette und an der Streckgalette durch jeweils
mehrere axial hintereinanderliegend umlaufende Oberflächenzonen mit
unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten geführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Faden beim Ablauf von der Abzugsgalette und beim Auflauf auf die
Streckgalette jeweils auf einer relativ glatten Oberflächenzone mit derart
geringer Oberflächenrauhigkeit geführt wird, daß keine wesentliche Rela
tivbewegung zwischen dem Faden und der Oberfläche der Galette entsteht.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Faden an der Streckgalette und/oder der Abzugsgalette durch eine
Auflaufzone, eine Mittelzone und eine Ablaufzone mit unterschiedlichen
Oberflächenrauhigkeiten geführt wird, wobei die Oberflächenrauhigkeiten
derart gewählt sind, daß in der Auflaufzone und der Ablaufzone keine we
sentliche Relativbewegung zwischen dem Faden und der Oberfläche der
Galette entsteht und daß in der Mittelzone eine Relativbewegung zwischen
dem Faden und der Oberfläche der Galette möglich ist.
16. Verfahren zum Führen eines Fadens mit einer Galetteneinheit, bei wel
chem der Faden in mehreren Teilumschlingungen über eine zylindrische
Galette geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Faden in einer Auflaufzone auf die Galette aufläuft, daß der Faden in
einer Ablaufzone von der Galette abläuft und daß die Teilumschlingungen
des Fadens an der Galette in der Auflaufzone, einer Mittelzone und der
Ablaufzone mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten geführt wer
den, wobei die Oberflächenrauhigkeiten derart gewählt sind, daß in der
Auflaufzone und der Ablaufzone keine wesentliche Relativbewegung zwi
schen dem Faden und der Oberfläche der Galette entsteht und daß in der
Mittelzone eine Relativbewegung zwischen dem Faden und der Oberfläche
der Galette möglich ist.
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