DE3414602C2 - Fadenkühlschacht zum Abkühlen und Verfestigen schmelzgesponnener Fäden und Fadenbündel - Google Patents

Abstract

In Fadenkühlschächten zum Abkühlen und Verfestigen schmelzgesponnener Fäden und Fadenbündel strömt die Kühlluft im wesentlichen quer zur mittleren Fadenlaufrichtung. Für den Kühlluftstrom - im Querschnitt durch den Kühlschacht gesehen - wird zwischen den Enden des Fadenbündels und der seitlichen Schachtbegrenzung ein freier Durchströmraum gebildet, der dem Abstand zwischen den einzelnen Fäden einer Fadenreihe entspricht. Dieser Durchströmraum soll nicht größer als 10 bis 15 mm, maximal 25 mm, gehalten sein. In dem Kühlschacht (5, 6) können an den Seiten des Fadenbündels (30) innere Luftleitbleche (31) vorgesehen sein, mittels derer der Abstand zu den äußeren Fäden des Fadenbündels gebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fadenkühlschacht zum Abkühlen und Verfestigen schmelzgesponnener Fäden und Fadenbündel, mit einem Spinndüsen aufweisenden Spinnkopf, einem sich anschließenden Kühlschacht, der seitliche Begrenzungswände aufweist, die in geringem Abstand zu den äußeren Fäden des Fadenbündels angeordnet sind, wobei in dem Kühlschacht eine quer zur Laufrichtung der Fäden gerichtete turbulenzfreie Kühlluftströmung erzeugbar ist und mit einer Kühlluftzuführkammer, vgl. DE-PS 33 18 096.

Eine Fadenkühlung beim Schmelzspinnen durch quer zur Hauptlaufrichtung des Fadenbündels strömende Luft ist seit langem bekannt. Hierbei wird eine laminare Luftströmung angestrebt, wobei es bekannt ist, gewünschte Luftgeschwindigkeitsprofile in senkrechter Richtung und möglichst konstanter Luftgeschwindigkeitsverteilung in jedem horizontalen Schnitt zwangsweise auszubilden. Die Seitenbegrenzungen am Fadenkühlschacht sorgen dafür, daß die Kühlluft nicht beliebig in den Raum austreten kann und auch nicht von Raumluft und ihren Zuständen, Bewegungen u. dgl. gestört wird. Letzterem Zweck dient auch eine luftdurchlässige Vorderwand des Kühlschachtes. Die Fäden bzw. die Fadenbündel gelangen in einen Abzugskanal, z. B. ein Fallrohr, in dem die abwärtsgezogenen und nun schon vorverfestigten Fäden u. dgl. gegen Außenlufteinflüsse, z. B. Querwind, geschützt werden, um unerwünschte Flattereffekte zu vermeiden, die sich wie bei einer schwingenden Saite nach oben in den noch empfindlichen Fadenteil auswirken können.

Da das Fadenbündel in dem Kühlschacht ein gewisses Luftwiderstandssystem bildet, ergibt sich, daß ein mehr oder weniger großer Luftanteil außen an dem Fadenbündel vorbeiströmt, da er dort weniger Luftwiderstand vorfindet. Eine solche außen vorbeiströmende Luftmenge ist für die eigentliche Fadenkühlung verloren, da sie den Fäden keine Wärme entzieht, weil sie nicht genügend nahe an die Fäden herankommt. Hinzu kommt, daß die wandnahe Grenzschicht die Ausweichströmung zusätzlich behindert und beschleunigt und damit durch

den quer zur Strömungsrichtung laufenden Geschwinv digkeitsgradienten zum Umschlagen in Turbulenz Veranlassung gibt, was zu einem starken Flattern der äußeren Fäden des Fadenbündels führen kann, iiei der üblichen Durchströmung der Blasschächte von einer Zuluftkante durch einen Zuluftkasten und ein;n Gleichrichter bis in die Gegend neben dem Fadenbündel kann die Grenzschichtdicke, die mit der Wurzel aus der Lauflänge der Luft entlang der Wandung zunimmt, Werte zwischen 20 und 40 mm erreichen, wobei die Grenzschicht-, dicke definiert ist, wie im Buch von L Prandtl, »Strömungslehre«, 4. Aufl. 1944, Seite 99, Fig. 91, angegeben.
In der EP-A2-0 046 571 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von schmelzgesponnenen Fäden beschrieben, bei der das Spinngut durch Bohrungen gedrückt wird, wobei de'r Abstand zwischen benachbarten Bohrungen auf jeder Seite des Düsenkörpers zur Mitte hin wächst, wodurch sich eine asymmetrische Verteilung der Spinndüsenanordnung ergibt Der Kühlluftstrom wird dicht unterhalb des Spinndüsenkörpers zu dem Fadenbündel entsprechend der Größe des Zuführungsrohres zugeführt, wobei an dem unteren Ende des trichterförmigen '■■·. Gehäuses, an dem das Fadenbündel schon stark zusammengezogen ist, ein weiterer separater Einlaß für das , Kühlgas vorgesehen ist, das gegenläufig zu dem Verlauf ; ϊ der Fäden an diesen nach oben strömen soll. Die Wände des trichterförmigen Gehäuses passen sich dem Verlauf [ des stark zusammengezogenen Faserbündels mit einem ;' Abstand an, der wesentlich größer ist als der Abstand zwischen den Fäden des Fadenbündels.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE- PS 33 18 096 ist eine Vorrichtung zum Kühlen von aus Spinndüsen ex-• trudierten Kunststoffäden zu entnehmen, bei der das Fadenbündel auf seiner Breitseite mittels einer von Kühlgas durchströmten Schlitzdüse angeblasen wird, wobei die öffnung den Fadenblock seitlich überragt Dabei besteht eine Verstellmöglichkeit von Blenden als Seitenbegrenzungswände für die Schlitzdüse und von ι Leitblechen, die in Richtung des Kühlgasstromes verlaufen und die beiden Schmalseiten des Fadenblockes eingrenzen. Durch ein beliebig einstellbares Zusammenwirken von Blende und Leitblech je Schmalseite des Fadenblockes ist die Möglichkeit gegeben, in Abhängigkeit von dem gegenseitigen Abstand der Kunststoffäden innerhalb des Blockes das Kühlgas gesteuert um die Schmalseiten herumzuleiten bzw. von diesen wegzuleiten, um den Kühlgasstrom auf die Gesamtheit des Blokkes zu konzentrieren. Dies geschieht durch Anordung eines Abstandes zwischen den Schmalseiten eines Fadenblockes und dem betreffenden Leitblech und andererseits durch seitliches Ableiten des Kühlgasstromes bereits vor Erreichen des Fadenblockes. Leitblech und Blende werden derart gegeneinander verschiebbar angeordnet, daß Leitblech und Blende entweder in Berührungskontakt oder mit Abstand voneinander gehalten sind, wobei dieser Abstand als quer zur Richtung des Kühlstromes verlaufender Schlitz ausgebildet ist, in dem _: die Stromrichtung eine Komponente quer und/oder : längs zur Richtung des Kühlstromes aufweist
..,; Aufgabe der Erfindung ist es. bei einem Fadenkühlschacht eingangs genannter Art den Lauf und die Abkühlung der Fäden bzw. Fadenbündel in dem Kühlschacht so zu beeinflussen, daß die Fäden über die Breite und Höhe des Kühlschachtes gleichmäßig gekühlt und durch ihren Verlauf die querströmende Kühlluft nicht bzw. nicht spürbar abgelenkt wird. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugt soll der Abstand zwischen den seitlichen Begrenzungswänden und den äußeren Fäden des Fadenbündels maximal 15 mm, insbesondere maximal 10 mm betragen.

Durch die Wahrung der genannten Abstände der seitliehen Begrenzungswände des Kühlschachtes zu den außen laufenden Schmelzspinnfäden wird erreicht, daß die Kühlluft im wesentlichen nicht in höherem Umfang zwischen den äußeren Fäden und den Außenwänden durchströmen kann, sondern gezwungen wird, durch die Zwischenräume der einzelnen Fäden des Fadenbündels hindurchzuströmen. Man erzielt hiermit eine Vergleichmäßigung des Durchströmeffektes und damit eine Verbesserung der Kühlwirkung. Es ist keine Gelegenheit mehr für einen Nebenstrom der Kühlluft gegeben. Dies führt zu einem wesentlich besseren Wirkungsgrad für die Abkühlung, was sich durch eine stärkere Abkühlung bemerkbar macht Je nach der Art des Werkstoffes der Schmelzspinnfäden und auch der Schmelztemperatur wird es nicht immer möglich sein, daß der äußerste Faden zur Wand keinen größeren Abstand hat als zwischen den einzelnen Fadenreihen, da die Schmelzspinnfäden zwischen der Spinndüse und dem Punkt einer ausreichenden Abkühlung noch kleben und, falls sie durch Schwingungen gegen die seitliche Begrenzungswand schlagen sollten, an dieser sofort festkleben und damit den ungehinderten Fadenlauf zerstören. Es hat sich deshalb herausgestellt daß sich als Optimum zwischen beiden Bedingungen ein maximaler Fadenabstand der äußeren Fäden zu den äußeren Begrenzungswänden des Kühlschachtes von 10 bis 25 mm je nach Breite des Fadenbündels eine angemessene und sichere Vergleichmäßigung der Durchströmung des Fadenbündels ergibt
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die seitlichen Begrenzungswände an den Seiten des Fadenbündels Luftleitbleche, die innerhalb des Kühlschachtes vorgesehen sind, mittels derer der Abstand zu den äußeren Fäden des Fadenbündels eingestellt werden kann. Hierbei ist es zweckmäßig, den Verlauf der Luftleitbleehe entsprechend dem Kontraktionsverlauf des Fadenbündels anzupassen, d.h. daß die Luftleitbleche zur Längsmittenebene des Schachtes einwärts verlaufen. Auf diese Weise hat man es in der Hand, den Kühlschacht mit rechteckigem Querschnitt ausbilden zu können. Mittels der gesonderten Luftleitbleche läßt sich jede Konstellation für das Optimum der Bedingungen für die Vergleichmäßigung der Durchströmung des Fadenbündels leicht einstellen und erreichen. Dies insbesondere auch dann, wenn mehrere parallel nach unten laufende Multifilamente zu kühlen sind.

Entsprechende Vorbedingungen können auch auf der Zuströmseite des Luftgleichrichters zur Kühlkammer getroffen werden, indem auch hier Luftleitbleche angeordnet werden, die in einer Flucht mit den Luftströmungsbegrenzungsflächen in der Kühlkammer liegen. Dadurch läßt sich von vornherein ein Luftdurchgang in den Teil der Kühlkammer verhindern, in dem keine Fäden abwärts laufen.
Die Gesamtanordnung der Erfindung läßt sich auch für den Fall verwirklichen, bei dem die Fäden von den Spinndüsen nach oben abgezogen werden. Mittels der Luftströmungsbegrenzungsbleche, der Zuströmungsblecl.o und der Versperrungsbleche lassen sich die gleichen Bedingungen, Wirkungen und Vorteile erfüllen, wie diese bei einem Fadenkühlschacht mit abwärts laufenden Fäden gegeben sind.

Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele noch näher erläutert.

Fig. 1, 2 und 3 zeigen den Aufbau eines Fadenkühlschachtes im Aufriß, in Seitenansicht und im Querschnitt nach der Linie HI-III der F i g. 1 im Schema.

F i g. 4 und 5 stellen je zur Hälfte einen Querschnitt durch einen Fadenkühlschacht gemäß der Fig.3 im Schema dar, wobei die Auswirkungen der erfindungsgemäßen Maßnahme sichtbar gemacht werden.

F i g. 6 zeigt einen weiteren Querschnitt durch einen Fadenkühlschacht gemäß der Erfindung im Schema.

F i g. 7 veranschaulicht einen Aufriß eines Fadenkühl-Schachtes gemäß der Erfindung mit einer weiteren Verbesserung der Anordnung von inneren Luftleitblechen schematisch.

F i g. 8 ist ein Querschnitt nach der Linie VIII-VHI der F i g. 7 und erläutert eine wehere Maßnahme der Erfindung.

F i g. 9 zeigt einen Aufriß eines Fadenkühlschachtes gemäß der Erfindung bei Verwendung mehrerer in Reihe liegender Fadenbündel im Schema.

Fig. 10 stellt einen Querschnitt nach der Linie X-X der F i g. 9 schematisch dar.

Gemäß den F i g. 1 —3 ist der Fadenkühlschacht 1 unter einen Spinnkopf 2 mit Spinndüsen 3 angeordnet mit einem sich anschließenden Schachtgehäuse 4. Das Gehäuse 4 hat feste Seitenbegrenzungswände 5 und 6, einen parallel zu den Fäden 7 sich erstreckenden Luftgleichrichter 8 zur Erzielung einer quer zur Laufrichtung der Fäden gerichteten Kühlluftströmung und eine dem Luftgleichrichter 8 gegenüberliegende, luftdurchlässige Wand 9, die als Fronttür des Gehäuses 4 ausgebildet sein kann. Dem Luftgleichrichter 8 ist eine Kühlluftzuführkammer 10 vorgesetzt, zu der ein Luftstrom II zugeführt wird. Der Luftgieichrichter 8 veranlaßt einen zu den Fäden 7 quer fließenden Luftstrom 12, der nach Durchströmen des Fadenbündels 7 an der luftdurchlässigen Vorderwand 9 austreten kann. Am unteren Ende des Gehäuses 4 befindet sich ein Abzugskanal oder Fallrohr 13, in dem die vorverfestigten Fäden ringsum gegen Außenlufteinflüsse geschützt sind.

Ein oder mehrere Fadenbündel von der Außenbreite 15 des Spinndüsenkörpers laufen im allgemeinen weiter unten auf einem Abzugspunkt zusammen, wobei ein Fadenführer oder ein Präparationsstift oder eine Galette als Konzentrationspunkt dienen, d. h. die Fadenbündelbreite verringert sich am unteren Ende der quer zuströmenden Luft beispielsweise auf eine Breite 16. Es ist aber auch bekannt, das Fadenbündel parallel bleiben zu lassen, so daß die obere Breite und die untere Breite desselben gleich sind F i g. 3 läßt ein Stromlinienbild 16 erkennen, bei dem ein mehr oder weniger großer Luftanteil außen an dem Fadenbündel 3 bzw. 7 vorbeiströmt, da das Fadenbündel einen größeren Luftwiderstand bietet als die freien Außenseiten. Eine Ungleichmäßigkeit der Fadenkühlung ist die Folge.

Bei dem Strömungsbild ist noch die Grenzschichtströmung zu berücksichtigen. Die wandnahe Grenzschichtströmung behindert durch ihre langsamere Kühlluftgeschwindigkeit die gleichmäßige Kühlung der äußeren Fadenlagen, so daß das ganze Abkühlungsbild noch ungleichmäßiger wird. F i g. 4 und 5 zeigen übereinandergezeichnet die Lage einer Spinndüse 18 mit schematisch angedeuteten Bohrungen oberhalb eines Blasschachtes und einen Schnitt durch die querströmende Kühlluft in einem Abstand etwa 1 m unter der Düse durch das Fadenbündel. Es ist deutlich der Versatz des Fadenbündels durch den Luftwiderstand der querströmenden Luft gegenüber der Spinndüse 18 zu erkennen. Während in F i g. 4 zwischen der Außenkante der Fäden ein großer Abstand 19 zur Seitenwand 6 angedeutet ist, ist in F i g. 5 der Abstand 20 zwischen den äußeren Fäden und der Seitenwand 5 sehr klein gehalten. Bei der Anordnung der Fig.4 folgt eine starke Deformation des Fadenbündels durch die höhere Luftgeschwindigkeit an dessen Außenkante, und auch die Temperatur-Isothermen 21 durch das Fadenbündel zeigen eine ungleichmäßige Verteilung, so daß die Mitte der Rückseite des Fadenbündels die höchste Temperatur hat. Im Gegensatz hierzu ist der Versatz des Fadenbündels bei geringem Wandabstand 20 in F i g. 5 sehr gleichmäßig und auch die Isothermen 22 durch das Fadenbündel sind fast geradlinig, was auf eine wesentlich gleichmäßigere Anblasung wie auch Abkühlung zurückzuführen ist.

Da die Fadenbündel aber meist nach unten konisch zusammengezogen werden, ist ein weiterer Schritt vorteilhaft, die Grenzschichtdicke und den Abstand zu den äußeren Fäden dadurch zu reduzieren, daß die beiden seitlichen Begrenzungswände des Kühlschachtes durch im Luftblasraum liegende innere Strömungswände ergänzt werden, die sehr nahe an die äußersten Fäden des Fadenbündels herangestellt werden und erst bei Eintreten der Kühlluft in den Kühlraum beginnen.

F i g. 6 zeigt die Verhältnisse an einem rechteckigen Fadenbündel 24. Mit 25 sind die Spinndüse und mit 26 wieder das etwa 1 m tiefer durch die Queranblasung versetzte Fadenbündel bezeichnet, das durch die fadennahen Luftleitbleche 27 und die dadurch bedingte Eingrenzung der Luftströmung sehr gleichmäßig gehalten wird. Da die Lauflänge der Luftströmung entlang dieser inneren Leitbleche auch meist nur in der Größenordnung von 50 bis 200 mm liegt, ist die Grenzschicht an dieser Stelle nur wenige Millimeter dick und hat somit auch keinen Einfluß auf die das Fadenbündel auch fast nicht mehr umströmende, sondern nur noch durchströmende Luft

Die Isothermen werden bei Anordnung dieser Luftleitbleche noch gleichmäßiger über die Breite des Fadenbündels und folgen in Tiefenrichtung des Fadenbündels nur der jeweiligen Temperaturerhöhung der Kühlluft durch die abgegebene Wärme jeder querlaufenden Fadenreihe.

Die Luft außerhalb der Luftleitbleche und der Außenwände 5,6 hat, da sie durch die Luftleitbleche von den Fadenbündeln getrennt ist, keinerlei Einfluß mehr auf die Fadenkühlung und auf die Anregung zum Flattern der Fäden und daraus resultierenden Eigenschaftsänderungen der fertigen Fäden.

Dem Einwand, daß die außerhalb der inneren Luftleitbleche strömende Luft keine Kühlwirkung mehr hat und dabei unwirtschaftlich vertan wird, kann man dadurch begegnen, daß auch auf der Zuströmseite des Luftgleichrichters Luftbegrenzungsbleche angeordnet werden.

Wenn man nur die Luftströmung dadurch begrenzen würde, daß der Luftgleichrichter auf dem nicht benötigten Teil verschlossen wird, so würde die zuströmende Luft an diesen Kanten beschleunigt werden und deshalb mit noch größerer Geschwindigkeit außen an dem Fadenbündel vorbeiströmen, wobei sie noch größere Ungleichmäßigkeit erzeugen würde. Dem kann man dadurch begegnen, daß man auf der Zuströmseite 10 mindestens 50 mm lange Leitbleche 28 anordnet, die genau in einer Flucht mit den im Kühlraum liegenden Luftleitblechen liegen müssen. Hierbei ist zu betonen, daß Längen größer als 50 mm der Zuströmbegrenzungsfläche vorteilhafter sind. Längen über 200 mm in Zuströmrichtung sich jedoch schon wieder durch zu starke Vergrö-

ßerung der Grenzschicht infolge Lauflänge der daran vorbeistreichenden Luft nachteilig auswirken können.

Es ist schon dargelegt worden, daß das Fadenbündel nach unten konisch zusammengezogen werden kann. Um nun gleich günstige Kühlluftbedingungen der querströmenden Kühlluft während des ganzen Weges des Fadenbündels aufrechtzuerhalten, sind die Luftleitbleche parallel auf den Verlauf der äußeren Fäden des Fadenbündels 30 zu führen, d. h. wenn der Abstand der äußeren Fäden des Bündels zu den Luftleitblechen oben z. B. 15 mm beträgt, sollte der Abstand mit 15 mm konstant gehalten werden oder sogar noch etwas verengt werden, d. h. auch die Luftleitbleche 31 sollten in vertikaler Richtung leicht schräg einwärts verlaufend angeordnet werden und auf ca. den gleichen Punkt zulaufen wie das Fadenbündel selbst Dasselbe gilt für die auf der Zulaufseite liegenden Leitbleche 28.

Ein weiterer Effekt kann auf diese Weise ebenfalls berücksichtigt und seine Auswirkungen verbessert werden: Das Fadenbündel stellt der querströmenden Luft einen gewissen Widerstandskörper mit entsprechenden Verdrängungseigenschaften entgegen. Demzufolge versucht die Luft, nach dem Durchströmen des Fadenbündels wieder den ganzen Querschnitt zwischen den beiden Seitenwänden 56 oder den beiden Luftleitblechen einzunehmen. Die Strömung hinter dem Fadenbündel wird infolgedessen in gewissen Zonen divergent und instabil, was wiederum dazu führen könnte, daß bei Überschreiten gewisser Grenzbereiche die Luftströmung zur Turbulenz umschlägt. Diese Turbulenz kann aber Rückwirkungen auf das Fadenbündel haben und die Einzelfäden zum Oszillieren bzw. Flattern anregen, was die Fadenbildung negativ beeinflußt

Dieser Erscheinung kann man dadurch begegnen, daß auch die seitlichen Begrenzungswände des Schachtes oder besser noch die Leitbleche in Strömungsrichtung so konvergent ausgeführt werden, daß sie gerade die teilweise divergierende Strömung 36 kompensieren. Hierdurch läßt sich nicht nur der Strömungszustand in bezug auf seinen laminaren Zustand verbessern, sondern auch die Gleichmäßigkeit der Kühlwirkung auf die Fäden.

Da diese entweder nur in vertikaler Richtung oder in vertikaler und horizontaler Richtung konvergenten Leitbleche das Anspinnen behindern könnten — die durch Gravitation herunterfallenden und noch nicht abgezogenen Fäden fallen senkrecht und in einem nicht abgekühlten Zustand auf die konischen Wände oder Bleche und kleben fest — kann man die Luftleitbleche oben kurz unter dem Spinnkopf mittels Gelenken 33 befestigen und unten mittels einstellbarer Augenschrauben 34 oder Bajonett-Distanzstücke beim Anspinnen in eine senkrechte Lage bringen und beim Dauerbetrieb in eine zu den äußeren Fadenlagen parallele Lage und, wenn man in Strömungsrichtung vorn und hinten entsprechende Distanzstücke 35 einsetzt, auch in die gewünschte, in Strömungsrichtung konvergente Lage stellen, Im Produktionsbetrieb kann es sich als vorteilhaft erweisen, diese Abstände nicht durch Schrauben einstellbar zu machen, sondern durch feste Distanzstücke 37, die unten z. B. nur wenige Lagen erlauben zu ersetzen. Hinzu kommt daß man aus betriebstechnischen Gründen — z. B. Reinigen usw. — die Gleichrichter ab und zu ausbauen muß. In diesem Falle dürfte es sich als vorteilhaft erweisen, die Luftleitbleche auf ihren Gleitstücken herausziehen zu können. Die letzteren laufen dann in an den äußeren Begrenzungswänden 5,6 angebrachten Gleitschienen 38, was ein sehr einfaches Herausziehen nach vorn und Wiedereinstecken ermöglicht. Zusammenfassend für das Vorstehende sei folgendes Beispiel angegeben:
Beim Spinnen von Polyester-Stapelfaser hat das Spinndüsen-Lochbild eine Breite von 400 mm und eine Tiefe von 80 mm. Nach 1,60 m Fadenweg nach unten hat das Fadenbündel noch eine Breite von 300 mm und in Luftströmungsrichtung eine Tiefe von ca. 60 mm. Der Blasschacht hat eine innere Weite des Kühlraumes von z. B.

480 mm mit senkrecht nach unten gehenden Seitenwänden. Der Abstand zwischen den äußeren Fäden und einer Seitenwand würde demzufolge oben 40 mm betragen und 1,60 m tiefer 90 mm. Oben würde demzufolge bereits eine beträchtliche Luftmenge seitlich an dem Fadenbündel vorbeiströmen, 1,60 m tiefer noch wesentlich mehr Luft In diesem Fall ist es zweckmäßig, zwei zusätzliche Luftleitbleche anzuordnen, die oben einen inneren lichten Abstand von z. B. 440 mm haben und 1,60 m darunter von 340 mm. Außerdem ist es zweckmäßig, daß diese inneren Luftleitbleche den vorgenannten Abstand in der Mitte der Querrichtung der Düse haben und ca. 300 mm in Strömungsrichtung weiter nur noch einen Abstand von oben 420 mm und unten 320 mm, d. h. auch in Strömungsrichtung findet eine entsprechende Verengung statt Man wird bei einem so durchgeführten Versuch feststellen, daß die Kühlwirkung wesentlich gleichmäßiger und wesentlich verstärkt wird gegenüber dem Kühlen ohne die so beschriebenen Zwischenwände.

Sollte der Zulaufkasten 11 aufwärts gehend wesentlich breiter sein als die vorbeschriebene Querschnittsfläche, so kann man auf der Luftströmungsseite des Gleichrichters zwei entsprechend gebaute Winkelbleche einsetzen, die die außerhalb des vorbeschriebenen Trapezes liegende Zuströmungsfläche abdecken, keine Luft durchlassen und die in Richtung der zuströmenden Luft mindestens 50 mm, besser 75 bis 100 mm hoch sind.

Falls nun zwei oder mehr Spinndüsen über einem

gemeinsamen Blasschacht angeordnet sind, kann man entsprechend vorgehen. Mehrere dieser Fadenläufe durch einzelne zwischengeschobene senkrechte Trennbleche zu trennen, ist an sich bekannt und dient im wesentlichen zur Vermeidung von Nachbarschaftsfadenbrüchen, d. h. zur Vermeidung eines Fadenbruchs, der dadurch hervorgerufen wird, daß der benachbarte Faden bricht und zur Vermeidung der Folgen hiervon auf das darunter stattfindende Aufspulen. Eine Fadentrennung zwischen den Spinndüsen durch ein senkrechtes Blech erfüllt jedoch nicht die vorbeschriebenen Bedingungen. Diese lassen sich jedoch gemäß der Anordnung der Fig.9 und 10 dadurch erfüllen, daß man zwischen zwei Fadenbündel 40 jeweils zwei Luftleitbleche 41,42 paarweise anordnet die zur Mittellinie des jeweiligen Fadenbündels spiegelbildlich zu den äußeren Luftströmungsblechen 43,44 angeordnet sind, d. h. jedes der zu einem Paar gehörenden Bleche verläuft nach unten parallel zum benachbarten Faden, hat zu diesem den gleichen Abstand wie das auf der anderen Seite angebrachte Luftleitblech und läuft vorteilhaft auch im horizontalen Schnitt (F i g. 10} ebenso konvergent wie das äußere Blech 43, 44. Diese Anordnung läßt sich auch auf drei oder vier parallel angeordnete Spinndüsen übertragen. Der Konvergenzwinkel kann zwischen 2° und 20° liegen, d.h. je Seite zwischen Γ und 10°, gemessen als Abweichung von der Hauptluftströmungsrichtung ohne Fäden.

Eine besondere Anwendung findet diese Anordnung z.B. beim Spinnen und Abkühlen von Teppichgarn-

ίο

Multifilamenten. Wenn man ζ. B. vier Spinndüsen mit je einem Lochbild von 250 χ 60 mm hat und diese Multifilamente unten, z. B. etwa 8 m unter der Spinndüse, auf einen Punkt zusammengezogen werden, so muß man gemäß Vorstehendem in einem Blasschacht mit senkrechten Seitenbegrenzungswänden 5, 6 je Fadenlauf Luftleitbleche anordnen, von denen jede ca. 15 mm von dem nächstliegenden äußeren Faden parallel nach unten verläuft, und zwar, wenn der Querluftstrom-Kühlweg infolge der hohen Abzugsgeschwindigkeit der Fäden 4 m beträgt, durchgehend über die ganzen abwärtslaufenden 4 m und jedes Paar in Luftströmungsrichtung etwa 20 mm konvergent.

Beim Abzug dieser Fäden mit mehr als 4000 m/min ohne diese Begrenzungsfläche wird man feststellen, daß die Einzelfäden bei einer Spinntemperatur von 270° C nach diesen 4 m Querluftkühlweg und zwei weiteren Metern Fallrohr nur eine Temperatur von 65 bis 70°C erreichen, während sie mit dem Einsatz der Luftleitbleche eine Temperatur von merklich unter 40° C erreichen, was infolge des Unterschreitens des Umwandlungspunktes 2. Ordnung für das Polymer wesentlich die Qualität der Fäden bestimmt.

Diese erreichbare Abkühltemperatur zeigt gleichzeitig den verbesserten Kühleffekt der beschriebenen An-Ordnung sowohl für einfache Fadenbündel wie auch für mehrere Fadenbündel und die damit verbundene Verbesserung der Fadenqualität

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (12)

Patentansprüche:

1. FadenkQhlschacht zum Abkühlen und Verfestigen schmelzgesponnener Fäden und Fadenbündel, mit einem Spinndüsen aufweisenden Spinnkopf, einem sich anschließenden Kühlschacht, der seitliche Begrenzungswände aufweist, die in geringem Abstand zu den äußeren Fäden des Fadenbündels angeordnet sind, wobei in dem Kühlschacht eine quer zur Laufrichtung der Fäden gerichtete turbulenzfreie Kühlluftströmung erzeugbar ist, und mit einer Kühlluftzuführkammer, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Kühlluftströmung ein parallel zu den Fäden sich erstreckender Luftgleich- \5 richter (8) und eine dem Luftgleichrichter (8) gegenüberliegende luftdurchlässige Wand (9) vorgesehen ist, daß dem Luftgleichrichter (8) die Kühlluftzuführkammer (10) vorgesetzt ist, und daß der Abstand zwischen den seitlichen Begrenzungswänden (5, 6) und den äußeren Flächen des Fadenbündels (7) etwa demjenigen zwischen den einzelnen Fäden der Fadenreihe entspricht und, soweit er zur Vermeidung des Festklebens der Fäden an den Begrenzungswänden (5,6) größer gehalten werden muß, nicht größer als maximal 25 mm ist

2. Fadenkühlschacht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den seitlichen Begrenzungswänden (5, 6) ud den äußeren Fäden des Fadenbündels (7) maximal 15 mm, insbesondere maximal 10 mm beträgt

3. Fadenkühlschacht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Begrenzungswände Luftleitbleche (27, 31) sind, die innerhalb des Kühlschachtes (4) vorgesehen sind, mittels derer der Abstand zu den äußeren Fäden des Fadenbündels einstellbar ist

4. Fadenkühlschacht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Verlauf der Luftleitbleche (27, 31) entsprechend dem Kontraktionsverlauf des Fadenbündels (30) angepaßt ist d. h. daß die Luftleitbleche (31) zur Längsmittenebene des Schachtes (4) einwärts geneigt verlaufen.

5. Fadenkühlschacht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitbleche (31) in Strömungsrichtung der Querluft konvergent (36) zu der luftdurchlässigen Wand (9) verlaufen (F ig. 8).

6. Fadenkühlschacht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, für mehrere parallel nach unten laufende Fadenbündel, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Fadenbündeln (40) jeweils zwei Luftleitbleche (41,42) angeordnet sind, die in senkrechter Richtung in einem konstanten Abstand zu dem Verlauf des jeweiligen Fadenbündels angebracht sind, und daß an den Seiten der äußeren Fadenbündel Luftleitbleche (43,44) vorgesehen sind, deren Verlauf demjenigen der äußeren Fadenbündel entspricht.

7. Fadenkühlschacht nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei seitlich von jedem Fa- eo denbündel (40) liegende Luftleitbleche (41, 42) in Luftströmungsrichtung konvergent zusammenlaufen und daß dieser Konvergenzwinkel zwischen 2 und 20° liegt, d.h. je Seite zwischen 1" und 10", gemessen als Abweichung von der Hauptluftströ- es mungsrichtung ohne Fäden.

8. Fadenkühlschacht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zuströmseite des Luftgleichrichters zur Kühlkammer (4) gerichtet langgestreckte Luftleitbleche (28) angeordnet sind, die in einer Flucht mit den Luftleitblechen (27,31,43,44) in der Kühlkammer (4) liegen und die einen Luftdurchgang in den von Fäden freien Teil der Kühlkammer verhindern.

9. Fadenkühlschacht nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Luftleitbleche (31) unterhalb des Spinnkopfes (2) mittels Gelenken (33) befestigt sind und am unteren Teil mittels in ihrer Länge verstellbarer Distanzstücke (37) gehalten sind.

10. Fadenkühlschacht nach Anspruch 3 bis 8. dadurch gekennzeichnet daß die verstellbaren Distanzstücke (37) aus Schraubbolzen od. dgl. bestehen, die die zugehörigen Luftleitbleche (31) gelenkig angreifen.

11. Fadenkühlschacht nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (37) von fester Länge auswechselbar angebracht sind.

12. Fadenkühlschacht nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in dem Fadenkühlschacht von den Spinndüsen nach oben abziehbar sind.