DE4114062A1 - Runder spinnduesenkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen runden Spinndüsenkopf nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Der Spinndüsenkopf ist bekannt durch die DE-OS 21 13 927.

Bei diesem Spinndüsenkopf sind mehrere auf einem Kreis angeordnete Spinndüsenpakete vorgesehen und die Spinndüsen­ pakete werden aufgenommen in Ausnehmungen, die auf der Unterseite eines als Platte ausgebildeten Kanalvorsatzes ausgebildet sind. Die Düsenpakete werden in ihren Ausnehmungen festgehalten durch eine weitere Platte, die von unten gegen die Unterseite des Kanalvorsatzes gesetzt wird. Montage und Demontage der Düsenpakete, die zur Wartung und Reparatur auch regelmäßig wiederkehrend erfolgen müssen, bereiten außeror­ dentliche Schwierigkeiten. Als besonderer Nachteil ist anzusehen, daß alle Düsenpakete nur gemeinsam montiert und demontiert werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen runden Spinndüsenkopf so auszugestalten, daß die Spinndüsenpakete einzeln und von unten montiert und demontiert werden können, und daß eine gleichför­ mige Erhitzung sämtlicher Düsenpakete ermöglicht wird, ohne daß dadurch die Zugänglichkeit der Düsenpakete und die Möglich­ keiten zur Montage und Demontage beeinträchtigt werden.

Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruch 1. Der Spinndüsenkopf nach dieser Erfindung stellt in Betrieb eine kompakte, von einem Heizkasten allseits umschlossene Baueinheit dar, die eine gute gleichmäßige Wärmeführung in allen Teilen des Spinndüsenkopfes gewährleistet. Andererseits können die einzelnen Düsenpakete von unten abgebaut werden, ohne daß hierzu der übrige Spinndüsenkopf oder die anderen Düsenpakete auseinander gebaut werden müssen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 1A, 2A und 1B, 2B beschrieben. Fig. 1A und 2A sind im wesentlichen identisch. Sie zeigen einen Axialschnitt des runden Spinnkopfes. Fig. 1B und 2B sind im wesentlichen identisch. Sie zeigen die Untersicht.

Die folgende Beschreibung gilt für alle Figuren.

Der Spinnkopf 1 besteht insbesondere aus einem Heizkasten, der doppelwandig ausgeführt ist. Die dadurch gebildeten Kammern werden mit einem Heizmedium gefüllt. Der Heizkasten bildet eine kreiszylindrische Heizkammer 25. Der Boden dieser Heizkammer 25 weist kreiszylindrische Durchbrechungen auf, welche als Düsenschächte dienen. Die Düsenschächte liegen auf einem zu der Heizkammer konzentrischen Kreis. Auf dem Boden der Heizkammer liegt der Verteilerblock 2. Der Verteilerblock 2 füllt den Querschnitt der Heizkammer 25 derart aus, daß er an den Wandungen der Heizkammer 25 möglichst dicht anliegt, so daß eine gute Wärmeübertragung gewährleistet ist. Der Verteiler­ block weist Schmelzeleitungen 3 aus, die jeweils auf der Achse eines Düsenschachtes liegen. Der Verteilerblock kann zur Aufnahme der Pumpe dienen, durch welche die Schmelzeleitungen mit Schmelze beschickt werden. In diesem Falle dient der Verteilerblock gleichzeitig als Pumpenblock. Der Verteilerblock kann aber auch lediglich ein Zwischenstück sein, auf welchem der eigentliche Pumpenblock aufliegt. Der Verteilerblock kann weiterhin die Verteilerleitung 31 aufweisen, an welche die einzelnen Schmelzeleitungen 3 angeschlossen sind. Dies ist in Fig. 1A, 2A angedeutet.

Der Verteilerblock 2 weist konzentrisch zu jeder der Schmel­ zeleitungen 3 und fluchtend mit jedem der Düsenschächte 22 eine zylindrische Vertiefung auf. In diese zylindrische Vertiefung wird jeweils ein zylindrisches Anschlußstück 4 dichtend mittels Befestigungsschrauben 5 angesetzt. Das Anschlußstück weist ebenfalls konzentrisch die Schmelzeleitung 8 auf, die mit der Schmelzeleitung 3 fluchtet. Zur druckfesten Verbindung des Anschlußstückes 4 mit dem Verteilerblock 2 dient eine not­ wendige Anzahl von Schrauben 5. Die Abdichtung erfolgt durch Ringdichtung 9. Die Ringdichtung 9 hat im wesentlichen den Durchmesser der Schmelzeleitungen 3 und 8, so daß verhältnismä­ ßig geringe Kräfte auf das Anschlußstück 4 und die Schrauben 5 einwirken.

Jedes Anschlußstück 4 ist auf seinem Umfang mit einem Gewinde 7 versehen. Es kann sich um ein mehrgängiges Gewinde handeln. Jedenfalls ist das Gewinde selbsthemmend ausgeführt. Als derartiges Gewinde kommt z. B. ein mehrgängiger Bajonettver­ schluß in Betracht. Die Anschlußstücke 4 dienen zum Anschluß jeweils eines Düsentopfes 10. Jeder der zylindrischen Düsentöp­ fe 10 weist in seinem freien Innenumfang einen Zylinder auf, der dem des Anschlußstückes 4 entspricht.

Die Düsentöpfe 10 sind ebenfalls kreiszylindrisch ausgeführt. Sie passen mit ihrem Außendurchmesser mit engem Spiel in die Düsenschächte 22 des Heizkastens. In jedem der Düsentöpfe 10 sitzt ein Düsenpaket.

Jedes Düsenpaket besteht aus folgenden Teilen:

Der Düsentopf besitzt ein zu seiner Achse konzentrisches Loch. Dadurch entsteht an seinem Boden ein Stützrand. Auf diesen Stützrand ist die Spinndüse 11 mit einer Anzahl von Spinnboh­ rungen gelegt. Jede Spinndüse 11 ist durch die Gradführung 22 in den Spinntopf 10 gegen Relativdrehung gesichert. Auf der Düsenplatte 11 liegt die Druckverteilerplatte 12. Die Druckver­ teilerplatte 12 ist im oberen Teil 15 topfförmig ausgebildet. Die Druckverteilerplatte 12 wird von einer Anzahl von Schmel­ zebohrungen 13 durchdrungen. Im oberen topfförmigen Teil 15 der Platte 12 liegt das Filterpack 16.

Auf dem oberen Rand der Druckverteilerplatte 12 liegt eine tellerförmige dünne Metallmembran 17, die zentrisch zum Spinntopf 10 ein Loch aufweist. Auf der Metallmembran liegt der Dichtkolben 18, der mit geringem Spiel in dem Spinntopf in axialer Richtung gleitend geführt ist. Gegen Drehung ist der Topf durch eine Gradführung mit Nut 23 und Stift 24 gesichert. Der Kolben 18 weist zentrisch den Schmelzekanal 19 auf. Der Schmelzekanal 19 ist durch eine Ringdichtung 20 an den Schmelzekanal 8 des Verbindungsstopfens angeschlossen. Beim Anschrauben des Düsentopfes 10 an das Anschlußstück 4 wird die Drehung des Düsentopfes durch einen Anschlag 29 begrenzt, so daß die Drehlage und Einbaulage des Düsentopfes stets genau definiert ist.

Zur Montage wird zunächst in jeden der Düsentöpfe 10 die Düsenplatte 11 in der durch die Gradführung 22 vorgegebenen Relativlage eingelegt. Auf die Düsenplatte 11 wird die Druckverteilerplatte 12 mit dem darin befindlichen Filterpack 16 gelegt. Darauf wird die Membran 17 und der Kolben 19 in der durch Geradführung 23, 24 vorgegebenen Relativlage gelegt. Dabei ist hervorzuheben, daß - wie sich aus Fig. 1A ergibt - die Membran 17, die bis dahin noch unbenutzt ist, in axialer Richtung relativ flach ist. Nunmehr wird der Düsentopf an sein zugeordnetes Anschlußstück 4 geschraubt. Hervorzuheben ist, daß das Anschlußstück 4 dauernd mit dem Verteilerblock 2 verbunden ist und - zumindest für die laufende Wartung - nicht ausgewech­ selt werden muß. Der Düsentopf 10 wird so oft gedreht, bis er an den Anschlag 29 anschlägt. Der Anschlag 29 ist so ausgelegt, daß die Ringdichtung 20 sich unter der federelastischen Wirkung der Membran 17 leicht gegen das Anschlußstück 4 bzw. den Kolben 18 legt und damit bereits die Schmelzleitungen 8 und 19 dichtend verbindet. Durch den Anschlag 29 ist weiterhin gewährleistet, daß auch bei unsymmetrischem Lochbild der Düsenplatte 11 stets dieselbe Anordnung der Einzelfilamente gewährleistet ist.

Die Polymer-Schmelze wird durch einen nicht gezeigten Extruder aufgeschmolzen und von diesem zu der Spinnpumpe geliefert. Von der Spinnpumpe gelangt die Schmelze in die Verteilerleitung 31 und von dort in die einzelnen Schmelzeleitungen. Wenn nunmehr die Schmelze unter Druck in die einzelnen Düsentöpfe 10 eingeleitet wird, wölben sich die Membranen 17 axial nach oben aus und die Kolben 18 werden axial nach oben gedrückt und die Ringdichtung 20 entsprechend deformiert. Gleichzeitig legt sich die Membran in die umlaufende Ecke zwischen dem Düsentopf und dem Kolben 18. Es erfolgt daher eine mit dem Druck ansteigende Dichtwirkung. Daher ist das beschriebene selbstdichtende Düsenpaket für diesen runden Spinnkopf mit besonderem Vorteil verwendbar, da der Einbau der Vielzahl der Düsenpakete sehr einfach ist und insbesondere keine Maßnahmen zur Abdichtung der einzelnen Düsenpakete erfordert. Ebenso kann es nicht - wie bei dem bekannten runden Spinnkopf passieren, daß durch den Einbau nicht alle Düsenpakete gleichmäßig abgedichtet werden und es damit erforderlich wird, wegen der mißlungenen Abdichtung nur eines Düsenpaketes den gesamten Spinnkopf wieder demontieren zu müssen.

Darüberhinaus gilt für die Fig. 2A und 2B: In Fig. 2A ist zusätzlich eine Möglichkeit für die Abkühlung der der aus dem Spinnkopf austretenden Filamente gezeigt. Es wird eine sogenannte Radialanblasung verwandt. Die Radialanbla­ sung erzeugt Luftstrahlen, die radial zu der Symmetrieachse 35 des Spinndüsenkopfes gerichtet sind. Nach dem in Fig. 2A gezeigten Beispiel wird eine INNEN-AUßEN-ANBLASUNG verwandt. Zur Erzeugung der radial nach außen gerichteten Luftstrahlen dient eine Anblaskerze 32. Es handelt sich dabei um einen Kreiszylinder, der zentrisch unterhalb des Spinndüsenkopfes angeordnet ist, und der einen porösen Mantel besitzt. In der Blaskerze wird ein Luft-Überdruck erzeugt, so daß auf der gesamten Länge und zumindest in dem einem Filamentbündel gegenüberliegenden Umfangsbereich der Blaskerze Luftstrahlen radial austreten. Dabei liegt der Mantel der Blaskerze innerhalb des kleinsten Kreises, auf dem noch Düsenlöcher in der Spinndüse 11 angeordnet sind. Dadurch wird gewährleistet, daß die ausgesponnenen Filamente nicht mit dem Mantel in Berührung kommen.

Die Stirnseite der Blaskerze hält einen gewissen Abstand von der beheizten Bodenplatte 38, um eine gegenseitige thermische Beeinflussung zu vermeiden.

Die Blaskerze 32 wird umgeben von einem kreiszylindrischen Saugschacht 33. Der Innendurchmesser des Saugschachtes 33 ist größer als der größte Kreis, auf welchem aus den Spinndüsen 11 noch Filamente austreten. Der Saugschacht 33 wird als kreiszy­ lindrischer Doppelmantel ausgebildet. Der Innenmantel ist aus porösem Material hergestellt. In dem Innenraum des Doppelman­ tels wird ein Unterdruck erzeugt. Dadurch werden die Luftstrah­ len, die die herabfallenden Filamentbündel durchdrungen und dabei abgekühlt haben, radial abgesaugt.

Es ist auch die umgekehrte Verfahrensweise möglich, so daß Luftstrahlen radial von außen auf die Filamente geblasen und nach innen wieder gesaugt oder auf sonstige Weise abgeführt werden.

Die Radialanblasung ist mit besonderem Vorteil zu verwenden, wenn auch eine angepaßte Anordnung der Düsenbohrungen in den Düsenplatten 11 erfolgt. Dies ist anhand Fig. 2B für die Spinndüsen A dargestellt. B zeigt Spinndüsen mit beliebiger Verteilung. Zu bemerken ist, daß stets nur eine Art der Verteilung der Spinndüsen bei ein und demselben Spinndüsenkopf angewandt wird. Die Spinndüsenplatten 11 sind so angeordnet und die Spinndüsenbohrungen so in der Düsenplatte 11 verteilt, daß im eingebauten Zustand die Düsenbohrungen auf Kreisen liegen, welche zu der zentralen Achse 35 des Spinndüsenkopfes kon­ zentrisch liegen. Diese Anordnung gewährleistet, daß die Front der Filamente den Luftstrahlen senkrecht ausgesetzt ist. Dadurch können die Luftstrahlen in die Front der Filamente und in das Filamentbündel gut eintreten und es wird eine intensive und gleichmäßige Kühlung gewährleistet. Bei jeder anderen Anordnung der Düsenlöcher kann es dazu kommen, daß die Luftstrahlen an dem Filamentbündel in eine nicht-radiale Richtung umgelenkt werden und dadurch das Filamentbündel nicht gleichmäßig durchdringen.

Bezugszeichenaufstellung

 1 Spinnkopf
 2 Pumpenblock, Verteilerblock
 3 Schmelzleitung
 4 Verbindungsstopfen, Anschlußstück
 5 Befestigungsschraube
 7 mehrgängiges Gewinde, Bajonettverschluß
 8 Schmelzekanal
 9 Dichtring
10 Düsentopf
11 Spinndüse
12 Stützplatte
13 Schmelzebohrung
14 Schmelzekammer
15 Topf
16 Filterpaket
17 Membran, Tellermembran
18 Kolben
19 Schmelzekanal
20 Zwischendichtung, Dichtring
21 Schmelzedurchgang
22 Düsenschacht, Durchbrechung
23 Geradführung
24 Geradführung
25 Heizkammer
26 Nut
27 Nutende, Gegenschlag, Drehsicherung
28 Nase
29 Anschlag
30 oberer Rand
31 Verteilerleitung
32 Blaskerze
33 Saugschacht
34 Boden

Claims (6)

1. Runder Spinndüsenkopf zum Spinnen einer Vielzahl von Polymer-Filamenten, an dem mehrere Düsenpakete mit jeweils einer Düsenplatte in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spinndüsenkopf als doppelwandiger Heizkasten ausgebil­ det ist, welcher eine kreiszylindrische Heizkammer (25) umschließt, daß die Heizkammer (25) nach unten kreis­ zylindrische Löcher aufweist, die auf einem Kreis liegen und als Düsenschächte (22) dienen,
daß ein die Schmelzeleitungen (3) aufweisender Verteiler­ block (2) in die Heizkammer (25) eingepaßt ist, welcher die Düsenschächte (22) überdeckt, und
daß jedes der Spinndüsenpakete in jeweils einem Düsentopf (10) untergebracht wird, welcher in jeweils einem der Düsenschächte (22) von unten an den Verteilerblock (2) angeflanscht wird.

2. Spinndüsenkopf nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Spinndüsenpakete einschließlich Düsentopf von identischer Bauart und selbstdichtend ausgeführt sind.

3. Spinndüsenkopf nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerblock fluchtend mit jedem der Düsenschächte (22) Anschlußstücke (4) aufweist, an welche jeweils ein Düsentopf (10) durch Gewindeverbindung anschraubbar ist.

4. Spinndüsenkopf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte der Heizkammer (25) ebenfalls doppelwandig als Heizkasten ausgebildet ist und mit dem übrigen Heizkasten in Verbindung steht.

5. Spinndüsenkopf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spinndüsenkopf eine Radialanblasung konzentrisch zu dem Kreis, auf welchem die zylindrischen Düsenschächte (22) liegen, zugeordnet ist.

6. Spinndüsenkopf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte (11) so ausgerichtet und die Düsenbohrungen so angeordnet sind, daß die Düsenbohrungen auf Kreisen liegen, welche zu dem Kreis konzentrisch sind, auf welchem die Düsenschächte (22) angeordnet sind.