DE2308277A1

DE2308277A1 - Schmelzspinneinheit zum schmelzspinnen eines oder mehrerer textiler multikomponentenfaeden

Info

Publication number: DE2308277A1
Application number: DE19732308277
Authority: DE
Inventors: Paul Tranter
Original assignee: Platt International Ltd
Current assignee: Platt International Ltd
Priority date: 1972-02-21
Filing date: 1973-02-20
Publication date: 1973-09-06
Also published as: GB1416322A; FR2173090A1; JPS4893717A; FR2173090B1; CH567112A5

Description

Dipl.-ing W. Schcmnan« Dr.-!ng. R. Rüger

73 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße ?4, Postfach 348 IQ Pphniar 107Ί Teieion

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Unser Zeichen: 359*1*

PA 3O η3Π3 Telegramme Patentschutz

Fsslingenneckar

Platt International Limited, Holcorbc Road, Uelmsncre, Rossendale, Lancashire, BB4 4NG, Großbritannieη

SehnteIzspinneinheit zum Schmelzspinnen eines oder mehrerer textiler Multikomponenteηfäden

Die Erfindung betrifft eine Schm³lzspinneinheit zum Schmelzspinnen eines oder mehrerer textiler Multikoinponentenfäden.

Bei den bekannten Vorrichtungen zum Schmelzspinnen von Bikomponentenfaden werden die Schmelzen der Komponenten erzeugt, indem jede der Komponenten in Gestalt von Granu?.aten oder Schnitzeln in einen üblichen Schneckenextruder eingebracht wird, in welchem die Granulate oder Schnitzel in einem Behälter von kreisförmigen Querschnitt durch eine gleichachsig angeordnete Förderschnecke einem Heizgitter zugeführt werden, von dem sie bis zum Schmelzen erhitzt weracm. Die derart erzeugten Schmelzen gelangen zu einer Mehrzahl von Extrucierköpfen, die mit Spinndüsen ausgestattet sind, die gleichzeitig mehrere Bikomponentenfaden erzeugen, von denen jeder einen Kern aus einer der Komponenten und einen Mdntel aus der anderen Komponente besitzt. Da jeder der Extruderköpfe mit Schmelze von jeder der beiden Schneckenextruder gespeist werden muß,nehmen die Speiseleitungen einen be-

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trächtlichen Raum ein und bringen beträchtliche Wärmeverluste mit sich, während die Vorrichtung teuer in der Herstellungist.

Der übliche Schneckenextruder besteht aus einem Behälter von kreisförmigen Querschnitt, der eine Förderschnecke umschließt, deren Gewinde drei Bereiche enthält, nämlich einen Förderbereich, in welchem das Gewinde eine große radiale Tiefe besitzt und dessen Länge etwa zehn Gewindogänge umfasst, einen Kompressionsbereich, der eine Länge von einem bis fünf Gewindegängen besitzt, und einen Dosierbareich, in dem das Gewinde eine kleine radiale Tiefe aufweist und der eiiie Länge von etwa zehn Gewindegängen be.<;itzt. Der lange Förderbereich wird verwendet, um nach Möglichkeit ünregelmässigkeiten bezüglich der aus einem Trichter in den Schneckenextruder geförderten Menge des Teilchenmaterials auszugleichen und um das Material längs des Förderbereiches g.ieichmässig zu verteilen. Die Extruder besitzen daher erhebliche Ausmaße. Daher sind zur Bedienung einer Bank itiit einer Anzahl von Extruderköpfen im allgemeinen nur zwei Extruder vorgesehen. Es kann gesagt werden, daß d^r bekannte Schneckenextruder, der vorstehend erörtert worden ist, ein durchaus ungeeignetes Mittel zur Förderung von Teilchenmateriat zum Erzeugen einer Schmelze bei einem Schmelzspinnverfahren ist. In der älteren Patentanmeldung P 22 12 389.3 der Anmelderin ist daher vorgeschlagen worden, ihn durch einen zwangsläufig wirkenden Materialförderer zu ersetzen, der aus einem Behälter und einer drehbaren Förderschnecke in dem Behälter besteht, die das Teilchenmaterial innerhalb des Behälters vorbewegt. Bei diesem Materialförderer ist der Querschnitt des Behälters nicht kreisförmig und ist durch diesen im Betrieb auf das zwischen der Förderschnecke und dem Behälter befindliche Material eine Reaktion ausübbar, die bewirkt, daß das Material sichhier verzahnt und das Maß der Vorbewegung dieses gesamten Materials gleich demjenigen der

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Förderbewegung der Förderschnecke ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schmelzspinncinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die.einen verhältnismässig geringen Raum einnimmt, einfach im Aufbau und billig in der Herstellung ist.

Gemäß der Erfindung ist jeder der Fadenkomponenten ein zwangsläufig wirkender Materialförderer zugeordnet, der das Komponentenmaterial einem Schmelzenerzeuger zuführt,

und/m^t den Schmelzenerzeugern ein gemeinsamer Extruderkopf verbunden·

Gemäß weiterer Erfindung besitzt eine Schmelzspinnmaschine mit mehreren Spinnstationen an jeder Station eine Schmelzspinneinheit der vorgenannten Art.

In der Zeichnung sind zwei Ausführuwgsbe!spiele der erstgenannten Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schmelzspinneinheit gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht in einem senkrechten axialen Schnitt,

Fig. 2 die Spinneinheit nach Fig. Ϊ in einem waagerechten Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 den Extruderkopf einer Spinneinheit gemäß Fig. in einem axialen senkrechten Schnitt, wobei . auch der Fluß der Komponenten dargestellt ist and

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Schmelzspinneinheit gemäß der Erfindung in einer Draufsicht, wobei Teile weggebrochen sind und davon ausgegangen ist, daß die Spinneinheit eine von mehreren gleichen Spinneinheiten an 3iner Mehrstationen-Schmelzspinnmaschine ist.

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In Fig. 1 und 2 sind die-Zwillingsbehältcr 2 und 4 von quadratischem innerem Querschnitt in der gezeichneten Lage durch Bolzen miteinander verbunden. Der Behälter 2 wird über einen Einlass 6 mit Schnitzeln aus Nylon 6,6 und deBehälter 4 über einen Einlass 8 mit Schnitzeln aus Nylon G gefüllt. Die beiden Behälter 2 und 4 enthalten Förderschnecken 10 und 12 und Heizgitter 14 und 16. Die Schnitzel werden innerhalb der Behälter von den Förderschnecken iO und 12 transportiert und gelangen zu den Heizgittern 14 und 16 , an denen sie Schmelzen bilden. Die durch die Heizgittc.r 14 und 16 hindurchgetretenen Schmelzen werden getrennt zwei Ein-Iässeni8 und 20 von zwei Dosierpumpen 22 und 24 zugeführt, welche die Schmelzen mit konstantem Druck durch Auslässe und 28 fördern, wonach sie durch getrennte ,gleichachsig cuigeordnete Durchgänge 30 und 32 hindurchtreten, die durch ein Förderrohr 34 gebildet werden. Sie gelangen sodann in eine Hauptkamnier 36 eines Extruderkoples 38, wobei die Schmelze des Durchgangs 30, wie in Fig. 3 dargestellt, einen ringförmigen äusseren Bereich 301 der Kammer 36 einnimmt und die Schmelze aus dem Durchgang 32 durch einen inneren Bereich 302 der Kammer 36 hindurchgeht. Das Förderrohr 34 mündet in der Hauptkammer 36 des Extruderkopfes 38. Der äussere Durchgang 30 endet an dem Eingang der Kammer 36, während der innere Durchgang 33 kurz unterhalb des Eingangs der Kammer 36 endet. Die Kammer 36 öffnet sich in eine zweite Kammer 46, die ein Ablenkorgan 48 von kreisförmigen Querschnitt enthält. Der Extruderkopf 38 ist mit eineT Spinnje/latte 52 versehen, die unten an dem Extruderkopf 38 befestigt ist und Spinndüsen 56 enthält.

Beim Betrieb transportiert die Förderschnecke 10 Schnitzel aus Nylon 6,6 auf das Heizgitter 14 zu, während.die andere Förderschnecke 12Schnitzel aus Nylon 6,6 auf das andere Heizgitter 16 zu fördert. Die beiden an den Heizgitter_n14 und

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erzeugten Schmelzen werden von den Pumpen 22 und 24 getrennt gefördert und dosiert, wobei die Schmelze der Pumpe 22 durch den äusseren Durchgang 30, der durch das Förderrohr 34 gebildet wird, nach unten hindurchtritt, während die Schmelze der Pumpe 24 durch den inneren Durchgang 32, der durch das Förderrohr 34 gebildet wird, hindurchgeht. Beim Eintritt in die Kammer 36 fließen die beiden Schmelzen zusammen und bilden dne Grenzfläche, die aufrechterhalten bleibt, wenn die beiden Schmelzen in den Ringraum 54 zwischen der inneren Wand der zweiten Kammer 46 und der Aussenf J ilcha des Ablenkorgans 48 gelangen, wie diese Grenzfläche auch aufrechterhalten bleibt in dem Raum zwischen der Boclenflache 50 des Ablenkorgans 48 und der oberen Fläche der Spinnplatts 52. Beide Schmelzen verlassen die Spinndüsen 56 als Fäden, die aus einem Kern aus Nylon 6 bestehen, der von einen Mantel aus Nylon 6,6 umgeben ist.

Bei den in den Fig. 1 bis 3 gezeichneten Ausführungsbeispielen sind die Förderschnecken 10 und 12 von getrennten Luftmotoren angetrieben. Der zum Antrieb der Förderschnecke 10 dienende Luftmotor ist mit demjenigen identisch, der die Förderschnecke 12 antreibt, und daher wird nur der erstgenannte Motor im folgenden beschrieben werden.

Der Luftmotor zum Antrieb der Förderschnecke 10 enthält zwei Kolben 58 und 60, die sich in Zylindern 62 un^ 64 hin- und her· bewegen und von Federn 66 und 68 an entgegengesetzte Enden der Zylinder 62 und 64 eingelegt werden. Die Zylinder werden über Leitungen 68 und 70 mit Druckluft gefüllt, so daß in Betrieb die Kolben 58 und 60 in ihren Zylindern gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen verstellt werden. Jeder der Kolben 58 und 60 weist eine Verzahnung auf, die in ein Ritzel 72 eingreift, das an dem einen Ende 74 der Förderschnecke 10 drehbar gelagert ist. Das Ritzel 72 trägt zwei unter Federwirkung stehende Klinken 76 und 78 , die in ein Klinkenrad 80 eingreifen, das an dem Ende 74 der Förder-

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schnecke 3 0 befestigt ist.

Die Druckluftleitungen 68 und 70 sind über eine nicht dargestellte Ventilanordnung verbunden, die sie cibv/cchc.:Λι·α rait einer Druckluftquelle und mit der Atmo:vcL'^;ro verbindet, so daß die Kolben 58 und 60 aus den in IMg. 2 gezeichneten Stellungen während der Zeit, in der die Druckluft. zugeführt wird, wegbewegt werden, während sie während der Zeit, in der die Leitungen ΰθ und 70 mit der Atmosphäre verbunden sind, unter der Wirkung der rodern 66 und 68 in die gezeichnete Stellung zurückkehren. DJ.e Verstellung der Kolben 58 und GO aus den in Fig. 2 gezeichneten Stellungen verursacht eine Drehbewegung des Ritzel:; 72 und über die Antriebsverbindung, die durch die Klinken 76 und 76 und das Klinkenrad 80 gebildet wird, eine D.vohbe-,vegung der Förderschnecke 10, die infolgedessen die durch den Einlass 6 den Behälter 2 zugeführten Schnitzel weiterbewegt. Während des folgenden Intervalls, in dem die Laitungen 68 und 70 mit der Atmosphäre verbunden sind, kehren die Kolben 58 und 60 zurück und verursachen eine Drehbewegung des Ritzels 72 in der entgegengesetzten Richtung. Die Drehbewegung des Ritzels 72 wird jedoch nicht auf die Förderschnecke 10 übertragen, da die Klinken 76 und 78 über die Zähne des Klinkenrades 80 hinweggleiten.

Wenn der Behälter 2 vollständig mit Schnitzeln gefüllt ist, veranlasst die Förderschnecke 10 diese,sich miteinander zu verzahnen und sich mit der Förderschnecke axial v/eiterzubewegen, bis ein vorbestimmter Druck erreicht ist, der durch den Druck der über die Leitungen 68 und 7C zugeführten Luft bestimmt wird.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeichnete Spinneinheit kann zv.-eckmässig an jeder Station einer Mehrstationen-Schmelzspinnmaschine vorgsehen sein/ wobei die Druckluftversorgung der Luftmotoren für die Förderschnecken von einer gemeinsamen.

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Druckluft-Steuereinheit aussaht.

Bei einem anderen in Fig. 4 gezeichneten Ausführungsbeispiel der Erfindimg ist für die Förderschnecken 10 und 12 ein andersartiger Antrieb vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel greifen Schnecken 84 und 86 einer gemeinsamen Antriebswelle 82 in Schneckenräder 88 und 90 ein, von denen jedes eine Drehmomentbegrenzungskupplung antreibt, deren Abtriebselement an dem Ende 74 der zugehörigen Förderschnecke befestigt ist. Im Betrieb läuft die Antriebswelle 82 mit konstanter Geschwindigkeit um und treibt die. Förderschnecken IO und 12 an. Kenn in dem Behälter ein vorbestimmter Druck aufgebaut worden ist, gleitet die Kupplung/ und der Druck wird mit der Vorbestimmten Größe aufrechterhalten. Die in Fig. 4 dargestellte Spinneinheit ist /.Weckmassig an jeder Station einer Mehrstationen-Spinnmaschine vorgesehen, wobei die Antriebswelle 82 alle Einheiten der Maschine antreibt. Ebenso kann eine gemeinsame Antriebswelle 92 zürn Antrieb der Dosierpumpen 22 und 24 dienen, wozu an jeder Station längs der Maschine Riementriebe 94 und 96 vorgesehen sind.Die Antriebseinrichtung für die Dosierpumpen 22 und 24 gemäß Fig. 4 kann auch zum Antrieb der Dosierpumpen der Spinneinheit gemäß Fig. 1 und 2 und zum Antrieb der Dosierpumpen mehrerer solcher Spinneinheiten in einer Mehrstationenmaschine verwendet werden.

Bei einem anderen nicht gezeichneten Ausführungsbeispiel der Erfindung führen die Dosierpumpen 22 und 24 einem Extruderkopf Polymer schmelz en zu, vier mit einer Mehrzahl von Bohrungen versehen ist, die sich waagerecht durch den Extruderkopf erstrecken, wobei jede Bohrung eine vertikale Spinndüse aufweist, die an einem Punkt in der Mitte der Länge der Bohrung nach aussen gerichtet ist. Das eine Ende jeder Bohrung nimmt geschmolzenes Polymer von einer der Pumpen auf^ und das andere Ende jeder Bohrung empfängt ein andersartiges geschmolzenes Poymer von der anderen Pumpe. Die beiden ge-

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schmolzenen Polymere treffen in der Spinndüse zusammen und verlassen den Extruder als ein ein Ganzes bildender S3ite-an-Seite-Bikomponentenfaden.

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Claims

Patentansprüche

l_t Schmelzspinneinheit zum Schmelzspinnen eines oder mehrerer textiler Ilultikomponentenfäden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Fadenkomponenten ein zwangsläufig wirkender Materialförderer (10,12) zugeordnet ist, der das Komponentenmaterial einem Schmelzenerzeuger (14,16) zuführt, und mit den Schmelzenerzeugern (14,16) ein gemeinsamer ^T.iXtruderkopf (38) verbunden ist.
2. Schmelzspinneinheit nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß die Materialförderer (10,12) über eine· Drehzahlbegrenzungsvorrichtung angetrieben sind, derart, daß auf das geförderte Material ein vorbestimmter konstanter Druck ausgeübt wird.
3. Schmelzspinneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialförderer eine gemeinsame Antriebswelle besitzen und die Drehzahlbegrenzungsvorrichtung aus einer Rutschkupplung besteht, die sich in der Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle und jedem der Materialförderer befindet.
4. Schmelzspinneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Materialförderer (10,12) durch einen Druckluftmotor angetrieben ist, derart, daß das durch die Materialförderer geförderte Material einem vorbestimmten maximalen Druck ausgesetzt wird.

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5. Schmelzspinneinheit nach einem der vorhergehendem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Matarialförderer aus einem Behälter (2,4) und einer in dem Behälter umlaufenden Förderschnecke (10,12) besteht, die das Material in dem Behälter entlang aus einem Speitcboreich einem Ablieferungsbereich zuführt, und der Behälter (2 .4) eine nicht kreisförmige Querschniitsgestalt auf v/eist, so daß durch diesen im Betrieb auf das zwischen der Förderschnecke (10,12) und dem Behälter (2,4) befindliche Material eine Reaktion ausübbar ist, die bewirkt, daß die Materialteilchen zwischen der Förderschnecke (10,12) und dem Behälter (2,4) sich verzahnen, wobei das Maß der Vorbewegung in dem gesamten zwischen der Förderschnecke (10,12) und dem Behälter (2,4) befindlichen Material gleich demjenigen der Förderbeveoung der Förderschnecke (10,12) ist.
6. Schmelspinneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß die Behälter (2,4) der Materialförderer (10,12) Seite an Seite angeordnet sind.
7. Schmelspinneinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2,4) jedes der Materialförderer (10,12) über seine ganze Länge einen konstanten vieleckigen Innenquerschnitt besitzt.
8. Schmelzspinneinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt des Behälters (2,4) quadratisch ist.
9. Schmelzspinneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dosierpumpe (22,24) aufweist, durch welche die Schmelze jeder der Komponenten durch den Extruderkopf (38) gefördert werden kann.

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10. Schmelzspinneinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpumpen (22,24) von einer gemeinsamen Antriebswelle angetrieben sind.
11. Schmelzspinneinheit nach einem der vorhergehenden Anr sprüche zum Schmelzspinnen textiler Bikomponentenfaden, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruderkopf (38) derart ausgebildet ist, daß er die eine Komponente als Kern und die andere Komponente als Mantel des zu erzeugenden Bikomponentenfadens extrudiert.
12. Schmelzspinneinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruderkopf (38) eine Kammer (36) aufweist, deren Einlass (30,32) derart ausgebildet ist, daß die Schmelzen der Komponenten der Kammer (36) in gleichachsigeu Strömen zuführbar sind.
13. Schmelzspinnmaschine mit mehreren Spinnstationen, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Station eine Schinelzspinneinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist. .
14. Schmelzspinnmaschina mit mehreren Spinnstationen, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Spinnstation eine Schmelzspinneinheit gemäß Anspruch 10 vorgesehen ist, soweit dieser vom Anspruch 3 abhängig ist^und die gemeinsamen Antriebswellen allen Spinneinheiten der Maschine gemeinsam sind.

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