DE3546536A1 - Spinnsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Spinnsystem für die Her­ stellung von Monofilfäden, bei dem ein Spinnwerkzeug einen Polymerkanalabschnitt für eine Polymerschmelze aufweist.

Ein derartiges Spinnwerkzeug ist durch die DE-PS 33 34 870 bekanntgeworden.

Derartigen Spinnsystemen wird der Massenstrom einer Poly­ merschmelze mittels Dosierpumpen zugeführt, die die Poly­ merschmelze in der Pumpe umlenken. Die Montage erfolgt über durch die Pumpe durchgehende Schrauben. Um die notwendige Dichtigkeit der Anschlußverbindungen zu gewährleisten, sind hohe Anzugskräfte der Schrauben erforderlich, wobei sehr häufig die Pumpe verspannt wird und die Pumpenelemente blockieren. Außerdem ist die Demontage und Justage der Pumpe sehr schwierig, weil diese Arbeiten bei einer Temperatur von ca. 300°C durchgeführt werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spinnsy­ stem der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine Dosiereinheit derart in das Spinnsystem integriert wird, daß sie dicht, spannungsfrei und leicht montierbar an dem Spinnwerkzeug anliegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an das Spinnwerkzeug eingangsseitig eine Dosiereinheit mit ihrem Ausgang ankoppelbar ist, die die Polymerschmelze in das Spinnwerkzeug fördert.

Das Spinnwerkzeug wird auf die Position der Dosiereinheit justiert. Dies erlaubt eine schnelle und exakte Verbindung der beiden Systeme. Das Spinnwerkzeug oder die Dosiereinheit kann als komplette Einheit ausgetauscht werden. Die Vertei­ lungs- bzw. die Förderungscharakteristik einer Polymer­ schmelze ist einfach änderbar.

Die Dosiereinheit besteht in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung aus einem teilbaren Gehäuseblock, der eine in Flußrichtung der Polymerschmelze durchströmte Spinnpumpe aufnimmt, wobei in den Ausgang der Spinnpumpe ein statischer Mischer integrierbar ist.

Die Spinnpumpe mit dem statischen Mischer wird in Polymer­ flußrichtung so in Aussparungen des Gehäuseblocks einge­ setzt, daß die teilbaren Gehäuseteile die exakte Positio­ nierung der Spinnpumpe gewährleisten. Ein schnelles, einfa­ ches Auswechseln der Spinnpumpe mit dem statischen Mischer ist auch im heißen Zustand des Spinnsystems möglich, da die Förderung der Polymerschmelze in der Spinnpumpe in Massen­ flußrichtung erfolgt und keine zusätzlichen Befestigungs­ schrauben zwischen Gehäuseblock und Spinnpumpe notwendig sind.

Die Spinnpumpe nimmt die Polymerschmelze ohne Umlenkung innerhalb der Pumpe auf und fördert sie genau mengendosiert durch den in ihr integrierten statischen Mischer dem Fluß­ kanal des Spinnwerkzeugs zu. Der statische Mischer gleicht durch eine hohe Mischleistung auch kleinste Temperatur­ schwankungen in der Polymerschmelze aus und gewährleistet, daß die Polymerschmelze mit einer einheitlichen Temperatur in den Flußkanal des Spinnwerkzeugs fließt.

Der teilbare Gehäuseblock ist über bekannte Mittel regelbar zu beheizen, wie z.B. über eine gesteuerte Widerstands­ heizung. Dies hat den Vorteil, daß die Spinnpumpe mit dem integrierten statischen Mischer eine einheitliche Temperatur aufweist.

In einer Ausbildung der Erfindung ist die Spinnpumpe mit dem statischen Mischer als in sich geschlossene Einheit in den Gehäuseblock einsetzbar.

Dies hat den Vorteil, daß keine Anpassung der beiden Funk­ tionsteile aneinander im Spinnsystem erfolgen muß. Dies erleichtert besonders den Einbau dieser Spinnpumpe unter erschwerten Bedingungen, d.h. z.B. im heißen Zustand des Spinnsystems oder unter beengten Platzverhältnissen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung versorgt jeweils eine Spinnpumpe mit einem stufenlos regulierbaren Spinnpum­ penantrieb die jeweiligen Polymerkanalabschnitte des Spinn­ werkzeugs mit der Polymerschmelze. Mit dieser Maßnahme kann eine Schwankungsbreite in der Fördergenauigkeit einzelner Spinnpumpen ausgeglichen werden, und ein einheitlicher, konstanter Massenfluß der Polymerschmelze ist in allen Polymerkanalabschnitten gewährleistet.

Wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die Dosier­ einheit raumfest angeordnet, so hat dies den Vorteil, daß bei einem Stillstand des Spinnsystems das Spinnwerkzeug über seine horizontalen Verschiebemöglichkeiten schnell und einfach von der Dosiereinheit getrennt werden kann. Dies sichert kurze Inspektions- und Umrüstzeiten am Spinnsystem.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bildet die Dosiereinheit die Verbindung des Polymerkanal­ abschnitts zwischen dem Eingang des Spinnwerkzeugs und einem Ausgang eines Polymerverteilers.

Der Polymerverteiler besteht dabei aus einem ersten Vertei­ lerstück und aus einem zweiten Verteilerstück, die auswech­ selbar sind, durch die ein Polymerstrom in mehrere Seiten­ kanäle aufspaltbar ist.

Dies hat den Vorteil, daß die Polymerschmelze vor dem Ein­ tritt in das Spinnwerkzeug exakt dosiert und nochmals inten­ siv vermischt wird.

Durch das Aufspalten des Polymerkanals in mehrere Seiten­ kanäle kann die Polymerschmelze in mehrere getrennte Dosier­ einheiten strömen, die ihrerseits mengendosiert die Poly­ merschmelze in unterschiedliche Flußkanäle eines Spinnwerk­ zeugs oder in verschiedene Spinnwerkzeuge mit unterschiedli­ chen Flußkanälen fördern. Die Reduzierung oder Steigerung der Durchsatzleistung eines Spinnsystems kann durch das Auswechseln der Verteilerstücke und der Düsenpakete oder deren Einzelkomponenten einfach auch nachträglich erreicht werden. Bei einer Leistungssteigerung der Produktion für Monofilfäden können zusätzlich an zwei bestehende Spinn­ systeme weitere Spinnsysteme angeschlossen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Eingang des Polymerverteilers mit einem Ausgang eines zentralen Schmel­ zefilters verbunden.

Der Einsatz eines Schmelzefilters vor dem Polymerverteiler, der Dosiereinheit und dem Spinnwerkzeug steigert erheblich die Produktionssicherheit eines Spinnsystems. Verschmutzun­ gen der Polymerschmelze werden in großem Maße schon im Schmelzefilter zurückgehalten. Dadurch wird die Störanfäl­ ligkeit der Dosiereinheit verringert und das Sieb im Düsen­ paket weitgehend entlastet, so daß sich die Standzeiten eines Düsenpakets wesentlich erhöhen. Die Wartungsintervalle der Dosiereinheit verlängern sich und die Dosiergenauigkeit wird verbessert. Das Sieb auf Metallvliesbasis im Düsenpaket kann bei einer Vorfilterung der Polymerschmelze feinporiger ausgewählt werden und verbessert dadurch die Qualität der Polymerschmelze, die zu Monofilfäden versponnen wird. Durch das Auswechseln verschmutzter Siebpakete während des Be­ triebs wird die Auslastung eines solchen Spinnsystems erheb­ lich gesteigert.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind das Spinnwerkzeug, die Dosiereinheit, der Polymerverteiler und der Schmelzefilter als Einzelbausteine ausgeführt und von­ einander lösbar.

Dies ermöglicht eine einfache Modernisierung schon bestehen­ der Anlagen, da einzelne Bausteine unabhängig voneinander in sie integriert werden können.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Prinzipdarstellung, teilweise aufgebrochen, eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Spinnsystems;

Fig. 2a, 2b Ausführungsbeispiele eines Polymerverteilers in einer Draufsicht im Schnitt II-II gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Spinnsystem 1 dargestellt, das von einer Polymerschmelze 2 durchströmt wird. Ein Verbindungsrohr 3 mit einem Polymerkanal 4 verbindet das Spinnsystem 1 ein­ gangsseitig mit einem nicht dargestellten dynamischen Mi­ scher und einem Extruder, die dem Spinnsystem 1 die flüssige Polymerschmelze 2 zuführen.

An das Verbindungsrohr 3 ist ein Schmelzefilter 5 angekop­ pelt, das aus einem Gehäuse 6 und einem in dem Gehäuse 6 verschiebbaren Kolben 7 besteht. Der Kolben 7 enthält Sieb­ aussparungen 8, die mit Siebpaketen 10 bestückt sind.

Die Polymerschmelze 2 strömt durch das Schmelzefilter 5, das Verschmutzungen in der Polymerschmelze 2 ausfiltert. Durch Verschieben des Kolbens 7 kann ein verschmutztes Siebpa­ ket 10 bei Betrieb des Spinnsystems 1 ausgewechselt werden. Bei dem Wechsel des Spinnpakets 10 wird der Massenfluß der Polymerschmelze 2 nicht unterbrochen.

Die Polymerschmelze 2 strömt aus dem Schmelzefilter 5 in einen Polymerverteiler 20, der über eine erste Flanschver­ bindung 21 lösbar mit dem Schmelzefilter 5 verbunden ist. Der Polymerverteiler 20 teilt den Polymerkanal 4 in Seiten­ kanäle 24 auf, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist. Die Polymerschmelze 2 kann homogen und gleichmäßig auf die Seitenkanäle 24 verteilt werden. Zu Fig. 2a und 2b werden beispielhaft zwei Ausführungsbeispiele des Polymer­ verteilers 20 noch erläutert.

Von den Seitenkanälen 24 strömt die Polymerschmelze 2 in Dosiereinheiten 30, von denen Fig. 1 nur eine zeigt, die jeweils ausgangsseitig an zweite Flanschverbindungen 26 der Seitenkanäle 24 des Polymerverteilers 20 angeschlossen sind. Die Dosiereinheiten 30 nehmen in ihren teilbaren Gehäuse­ blöcken 31 eine Spinnpumpe 32 auf, die mit einem stufenlos regelbaren Spinnpumpenantrieb 33 ausgerüstet ist. In den Ausgang der Spinnpumpe 32 ist ein statischer Mischer 34 integrierbar. Die Dosiereinheiten 30 sind über Befestigungs­ konsolen 35 raumfest aufgestellt. Die Polymerschmelze 2 strömt in jeder einzelnen Dosiereinheit 30 ohne Umlenkung exakt mengendosiert in den statischen Mischer 34. Der stati­ sche Mischer 34 gleicht Inhomogenitäten und Temperaturgra­ dienten in der Polymerschmelze 2 aus.

Das Spinnsystem 1 ist so ausgelegt, daß eingangsseitig an der Dosiereinheit 30 eine Temperatur 36 und ein Druck 37 der Polymerschmelze 2 gemessen werden. Dadurch ist es mög­ lich, den Druck 37 der Polymerschmelze 2 unmittelbar vor der Spinnpumpe 32, unabhängig von dem Verschmutzungsgrad der Siebpakete 10 im Schmelzefilter 5 oder eventuell weiterer Druckverluste, konstant zu halten. Der Druck 37 der Poly­ merschmelze 2 wird am Spinnpumpeneingang überprüft und eine Signalrückmeldung an vorangeschaltete Geräte, wie z.B. an den Extruder, wird als Regelgröße so verarbeitet, daß der Druck 37 der Polymerschmelze 2 am Spinnpumpeneingang kon­ stant ist. Eine vergleichbare Regeleinrichtung ist für die Temperatur 36 der Polymerschmelze 2 an dieser Stelle des Spinnsystems 1 vorgesehen.

Die Spinnpumpe 32 mit dem integrierten Mischer 34 wird im vorgewärmten Zustand in den teilbaren Gehäuseblock 31 der Dosiereinheit 30 eingelegt. Für den Betrieb der Spinnpum­ pe 32 ist keine zusätzliche Fixierung oder Justierung not­ wendig. Somit kann die Spinnpumpe 32 für z.B. Wartungszwecke schnell und einfach ausgetauscht werden.

Die Polymerschmelze 2 strömt von der Dosiereinheit 30 in einen Polymerkanalabschnitt 4′ eines mit der Dosierein­ heit 30 verbundenen Spinnwerkzeuges 40. Das Spinnwerkzeug 40 enthält ein erstes Kanalteil 41 mit einem oder mehreren Polymerkanalabschnitten 4′. Der Polymerkanalabschnitt 4′ weitet sich im ersten Kanalteil 41 und/oder in einem zweiten Kanalteil 42 in einen Flußkanal 43. Das zweite Kanalteil 42 ist von dem ersten Kanalteil 41 trennbar. In ihren gegensei­ tigen Anlageflächen ist der Flußkanal 43 als Flachbügelkanal ausgeformt. Der Flußkanal 43 verteilt die Polymerschmelze 2 gleichmäßig über seine Breite. Der Flußkanal 43 ist dafür längs seiner Breite mit einer sich ändernden Raumkontur ausgebildet.

Die Polymerschmelze 2 in Fig. 1 strömt homogen und gleich­ mäßig verteilt über die gesamte Breite des Flußkanals 43 einer Öffnung 45 am unteren Ende des Flußkanals 43 zu, die über ihre gesamte Breite eine konstante Weite aufweist.

An die Öffnung 45 wird über eine erste und zweite Spann­ platte 52, 53 ein Düsenpaket 50 angepreßt. Die Spannplat­ ten 52, 53 umfassen die Kanalteile 41, 42 an deren Breitsei­ te und liegen verschiebbar an diesen Seiten an. Die Spann­ platten 52, 53 sind an den das Düsenpaket 50 umfassenden Enden als Backen 54, 55 ausgebildet, die senkrecht zu den Seiten der Spannplatten 52, 53 das Düsenpaket 50 umgreifen und es an die Kanalteile 41, 42 pressen.

In dem Düsenpaket 50 wird die Polymerschmelze 2 gleichmäßig in Fäden aufgeteilt, die anschließend das Spinnwerkzeug 40 verlassen und nachgeschalteten Einrichtungen zugeführt werden.

Das Spinnwerkzeug 40 ist in Fig. 1 über einen Träger 65 lösbar mit einer vertikal verstellbaren Halterung 75 verbun­ den, die in einer raumfest gehaltenen Schiene 76 horizontal verschiebbar ist.

In Fig. 2a und 2b sind beispielhaft zwei Ausführungsformen des Polymerverteilers 20 im Schnitt II-II gemäß Fig. 1 dargestellt.

In Fig. 2a setzt sich der Polymerverteiler 20 aus einem ersten Verteilerstück 22 mit dem Polymerkanal 4 und aus einem zweiten Verteilerstück 23 mit den Seitenkanälen 24, 25 zusammen. Die Polymerschmelze 2 wird in zwei Teilströme aufgeteilt, die in den Seitenkanälen 24, 25 fließen. Die Teilströme werden über zwei Dosiereinheiten 30 einem oder zwei voneinander getrennten Spinnwerkzeugen 40 zugeführt. Werden die Teilströme der Seitenkanäle 24, 25 einem Spinn­ werkzeug 40 zugeführt, so ist dieses Spinnwerkzeug 40 mit zwei Polymerkanalabschnitten 4′ und zwei voneinander ge­ trennten Flußkanälen 43 ausgerüstet, die zwei getrennte Düsenpakete 50, 50′ versorgen.

In Fig. 2b ist ein Polymerverteiler 20 dargestellt, der mit dem ersten Verteilerstück 22 und einem zweiten Verteiler­ stück 23′ ausgerüstet ist. In dem Verteilerstück 23′ wird die Polymerschmelze 2 aus dem Polymerkanal 4 des Verteiler­ stücks 22 in vier Teilströme aufgespalten, die in den Sei­ tenkanälen 24′, 24′′, 25′, 25′′ fließen. Diese Teilströme werden über vier Dosiereinheiten 30 den Spinnwerkzeugen 40 zugeführt. Die Teilströme können in zwei sogenannten "Dop­ pelspinnwerkzeugen" oder in vier Spinnwerkzeugen 40 verar­ beitet werden.

Der Polymerverteiler 20 besteht aus einem teilbaren Gehäuse, das regelbar beheizt werden kann. Die in die Polymerver­ teiler 20 einsetzbaren Verteilerstücke 22, 23, 23′ können aus Polymerkanälen 4 und Seitenkanälen 24, 24′, 24′′, 25, 25′, 25′′ unterschiedlicher Durchmesser bestehen. Dies kann dann erforderlich sein, wenn das Spinnsystem 1 mit unter­ schiedlichen Leistungen betrieben werden soll.

Claims (9)

1. Spinnsystem für die Herstellung von Monofilfäden, bei dem ein Spinnwerkzeug (40) einen Polymerkanalabschnitt (4′) für eine Polymerschmelze (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an das Spinnwerkzeug (40) ein­ gangsseitig eine Dosiereinheit (30) mit ihrem Ausgang ankoppelbar ist, die die Polymerschmelze (2) in das Spinnwerkzeug (40) fördert.

2. Spinnsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinheit (30) aus einem teilbaren Gehäu­ seblock (31) besteht, der eine in Flußrichtung der Polymerschmelze (2) durchströmte Spinnpumpe (32) auf­ nimmt, wobei in den Ausgang der Spinnpumpe (32) ein statischer Mischer (34) integrierbar ist.

3. Spinnsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnpumpe (32) mit dem statischen Mischer (34) als in sich geschlossene Einheit in den Gehäuse­ block (31) einsetzbar ist.

4. Spinnsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils eine Spinnpumpe (32) mit einem stufenlos regulierbaren Spinnpumpenantrieb (33) Poly­ merkanalabschnitte (4′) des Spinnwerkzeugs (40) mit der Polymerschmelze (2) versorgt.

5. Spinnsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinheit (30) raumfest angeordnet ist.

6. Spinnsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinheit (30) die Verbin­ dung des Polymerkanalabschnitts (4′) zwischen dem Eingang des Spinnwerkzeugs (40) und einem Ausgang eines Polymerverteilers (20) bildet.

7. Spinnsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerverteiler (20) aus einem ersten Vertei­ lerstück (22) und aus einem zweiten Verteilerstück (23, 23′), die auswechselbar sind, besteht, durch die ein Polymerkanal (4) in mehrere Seitenkanäle (24, 25; 24′, 24′′, 25′, 25′′) aufspaltbar ist.

8. Spinnsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Eingang des Polymerverteilers (20) mit einem Ausgang eines zentralen Schmelzefilters (5) verbunden ist.

9. Spinnsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Spinnwerkzeug (40) und/oder eine Dosiereinheit (30) und/oder ein Polymerverteiler (20) und/oder ein Schmelzefilter (5) als Einzelbau­ steine ausgeführt und voneinander lösbar sind.