DE4211398A1

DE4211398A1 - Spinnduesenkopf mit verdraengerkoerper

Info

Publication number: DE4211398A1
Application number: DE19924211398
Authority: DE
Inventors: Gerd Keil; Eberhard Fenger; Erich Dr Lenk
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1992-04-04
Publication date: 1992-10-29

Description

Die Erfindung betrifft einen Spinndüsenkopf nach dem Oberbe griff von Anspruch 1.

Ein derartiger Spinndüsenkopf ist durch die DE-OS 21 17 130 bekannt.

Bei dem bekannten Spinndüsenkopf ist eine Spinndüsenkammer nach oben durch eine Schmelzezufuhrplatte und nach unten durch eine rechteckige Düsenplatte begrenzt. In der Spinndüsenkammer ist ein dort als Abdeckplatte bezeichneter Verdrängerkörper zur Umlenkung der aus der Schmelzezufuhrplatte in die Düsen kammer gelangenden Schmelze angeordnet. Es wurde beobachtet, daß die Spinnbohrungen Filamente mit Titerunterschieden lie fern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen rechteckigen Spinndüsenkopf so auszugestalten, daß keine Titerunterschiede entstehen. Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Spinn düsenkopf durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Die Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß ein möglichst weitgehen der Ausgleich der Unterschiede im Abbau des Schmelzdruckes stattfindet. Diese Unterschiede werden im wesentlichen durch die voneinander abweichenden Strömungswege und Strömungsver hältnisse zwischen dem Eintritt der Schmelze in den Spinndü senkopf und dem Einlauf in die Spinnbohrungen verursacht.

Durch die geeignete Gestaltung des Horizontalspaltes zwischen der Verdrängerplatte und der Schmelzezufuhrplatte hinsichtlich Weite und/oder Länge der Fließwege läßt sich erreichen, daß zwischen der Schmelzezufuhrleitung und allen Stellen unterhalb des Verdrängerkörpers im wesentlichen derselbe Druckabfall besteht.

Durch die Maßnahme nach Anspruch 2 wird eine gleichmäßige Verteilung der Schmelze über die gesamte Länge des Spinndüsen kopfes auf den Horizontalspalt erreicht.

Sowohl bei der Lösung nach Anspruch 1 wie auch bei der weite ren Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist unvermeidbar, daß der Schmelzefluß zwischen Verdrängerkörper und Schmelzezufuhr platte einen Druckabfall bewirkt. Dieser Druckabfall kann bei der Ausführung nach Anspruch 2 angemessen klein gehalten werden. In jedem Falle wird der Druckabfall in den in Längs richtung verlaufenden Horizontalkanälen in der Weiterbildung nach den Ansprüchen 3 bis 5 kompensiert, wobei folgende Maß nahmen alternativ oder kumulativ zur Verfügung stehen:

a) Die Weite des Horizontalkanals nimmt von der Schmelzezu fuhr aus in Längsrichtung zu.
b) Die Weite der Vertikalspalte, die zwischen dem Umfang der Verdrängerplatte und dem Spinndüsengehäuse gebildet wer den, nimmt in Längsrichtung der Verdrängerplatte zu.

Die Maßnahmen nach a) und b) fordern eine hohe Fertigungs- und Montagegenauigkeit und haben überdies den Nachteil, daß der Druckabfall auch abhängig ist von der Strukturviskosität, d. h. dem zu spinnenden Material.

c) Die Fließlänge in dem Horizontalspalt in Querrichtung nimmt von der Mitte aus zu den Längsenden hin ab, indem der Verdrängerkörper so gestaltet wird, daß er sich zu den Längsenden hin verjüngt.
d) Die Länge der Vertikalspalte zwischen dem Umfang des Ver drängerkörpers und der Innenwand des Spinndüsengehäuses nimmt von der Mitte aus zu den Längsenden hin ab, indem die Dicke des Verdrängerkörpers zu seinen Längsenden hin abnimmt.

Während die Maßnahme d) in der technischen Ausführung große Schwierigkeiten bereitet und aus diesem Grund keine bevorzugte Anwendung findet, hat die Maßnahme nach c) den Vorteil, daß zwischen dem Druckabfall und der Fließlänge in dem betroffenen Horizontalspalt ein linearer Zusammenhang besteht.

Dabei kann der Vertikalspalt in seiner Weite vorzugsweise so bemessen werden, daß die Spaltweite auch an der engsten Stelle praktisch keinen Einfluß auf den Druckabfall mehr hat. Es besteht in diesem Fall ausschließlich Abhängigkeit nach dem Merkmal c).

Bei einer besonderen Ausführungsform sind die Horizontalkanäle zur Vorverteilung der Schmelze über die gesamte Länge der Verdrängerplatte dadurch gebildet, daß sich längs des An schlußsteges und im wesentlichen über die gesamte Länge der Düsenkammer Nuten erstrecken. Die Nuten sind seitlich zu dem Horizontalspalt hin offen. Sie können in die Unterseite der Schmelzezufuhrplatte und/oder in die der Schmelzezufuhrplatte zugewandte Oberseite der Verdrängerplatte eingebracht sein. In die nutenförmigen Horizontalkanäle mündet jeweils zumindest eine Schmelzezuführung. Die Nuten sind im Querschnitt so groß bemessen, daß in ihnen auch bei großer Länge des Spinndüsen kopfes kein wesentlicher Druckabfall eintritt.

Durch eine Weiterbildung der Erfindung, bei der die Verdrän gerplatte sich gegenüber der Innenwand des Düsengehäuses zu den Enden hin verjüngt, wird der Ausgleich dieses Druckabfalls erreicht. Durch die Wahl eines entsprechenden Verlaufs der Verdrängerplattenkontur mit Bezug auf die Kontur der Düsenkam mer bzw. die Innenwand des Düsengehäuses ergibt sich die Möglichkeit, die durch die Fließlänge in den Horizontalkanälen verursachten Druckverluste durch die zunehmend kleiner wer dende Fließlänge der Horizontalspalte zwischen der Verdrän gerplatte und der Schmelzezufuhrplatte weitgehend zu kompen sieren. Die sich erweiternden Vertikalspalte haben auf Grund ihres rel. geringen Widerstandes praktisch keinen wesentlichen Einfluß. In jedem Falle kann erreicht werden, daß die ein tretenden Druckverluste gegenüber den durch die Fließlänge in den Horizontalspalten in Querrichtung verursachten Druckver lusten vernachlässigbar klein sind.

Anhand des in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiels wird die Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Querschnitt eines erfindungsgemäßen Spinndüsenkopfes, Schnittebene in der Achse der Schmelzezufuhrleitung;

Fig. 2 Längsschnitt des Spinndüsenkopfes nach Fig. 1;

Fig. 3 Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungs gemäßen Verdrängerplatte.

Unten in dem Düsengehäuse 13 sitzt die Düsenplatte 4 mit dem Filterpaket 14. Der Innenraum des Düsengehäuses 13 ist nach oben durch die Schmelzezufuhrplatte 3 abgeschlossen, die einen Schmelzezufuhrkanal 8 und eine Schmelzeverteilung 9 enthält. Zu der Darstellung von Schmelzezufuhrkanal 8 und -verteilung 9 ist anzumerken, daß deren konkreter Anordnung bzw. Gestaltung und insbesondere der Lage des Einlasses des Schmelzezufuhrka nals 8 eine für die Erfindung wesentliche Bedeutung nicht zukommt. In der Praxis sind unterschiedliche Möglichkeiten bekannt und der Anschluß an die (nicht dargestellte) Schmelze versorgung ist häufig so vorgesehen, wie dies bei der eingangs erwähnten bekannten Ausführung der Fall ist, d. h. seitlich an der Schmelzezufuhrplatte 3.

Zwischen Schmelzeverteilung 9 und Düsenplatte 4 ist ein Ver drängerkörper in Form einer Verdrängerplatte 5 angeordnet. Die erfindungsgemäße Verdrängerplatte 5 ist mittels eines in Längsrichtung mittig verlaufenden Anschlußsteges 6 durch - nicht dargestellte - Verschraubungen an der Unterseite der Schmelzezufuhrplatte (3) angeflanscht, wobei beidseits des Anschlußsteges 6 zwischen Verdrängerplatte 5 und Schmelzezu fuhrplatte 3 ein Horizontalspalt 7 freigelassen ist.

Beidseits des Anschlußsteges 6 sind Horizontalkanäle 10, 11 vorgesehen, die bei der dargestellten Ausführungsform über die gesamte Länge der Schmelzezufuhrplatte 3 reichen. Die Horizon talkanäle 10, 11 münden in die zu beiden Seiten des Steges 6 gebildeten Spalte 7. Die Horizontalkanäle 10, 11 sind über die (hier nur symbolisch dargestellte) Schmelzeverteilung 9 und den Schmelzezufuhrkanal 8 mit der nicht dargestellten Schmel zeversorgung verbunden. Der Druckverlust in den Horizontalka nälen 10, 11 ist im Vergleich zu dem Druckverlust in den engen Horizontalspalten 7 relativ gering.

Durch eine entsprechende Gestaltung und insbesondere Bemessung der Querschnitte der Verdrängerplatte 5 entsprechend der Darstellung in Fig. 3 kann gegenüber dem Stand der Technik ein wesentlich gleichmäßigerer Schmelzefluß zu den Spinnbohrungen 15, 16 erreicht werden.

Die Fig. 3 ist die Draufsicht auf eine entsprechende Weiter bildung der erfindungsgemäßen Verdrängerplatte 5. Wie zu erkennen, verringert sich die Breite der Verdrängerplatte 5 von der Mittellinie 17 aus nach beiden Enden hin, wodurch sich der Fließweg der Schmelze durch den Horizontalspalt 7 in Querrichtung verkürzt, und zwar von der Mittellinie 17 der Verdrängerplatte 5 jeweils zu deren Enden hin. Gleichzeitig wird der Druckverlust des zwischen dem Außenumfang des Ver drängerkörpers 5 und der Innenwand des Düsengehäuses 13 gebil deten Vertikalspaltes 12 in Richtung auf die Enden der Ver drängerplatte 5 hin geringer, da die Spaltweite zunimmt. Die Kontur der Verdrängerplatte 5 kann dabei von der Mittellinie 17 aus jeweils geradlinig oder, auf die Längsachse 18 bezogen, mit konvexer oder konkaver Krümmung verlaufen.

Eine weitere, fertigungstechnisch wegen der höheren Anforde rungen an die Genauigkeit jedoch schwierigere Möglichkeit zur Kompensation von Druckverlusten besteht in der Wahl eines veränderlichen Verlaufs der Spaltweite (Spalthöhe) s der Horizontalspalte 7 (Strömungswiderstand ≈ 1/s³), insbesondere in Querrichtung der Verdrängerplatte, d. h. zwischen Horizon talkanal 10 bzw. 11 und dem Vertikalspalt 12.

Bezugszeichenaufstellung

1 Spinndüsenkopf
2 Düsenkammer, Spinndüsenkammer
3 Schmelzezufuhrplatte
4 Spinndüse, Düsenplatte
5 Verdrängerkörper
6 Steg, Anschlußsteg
7 Spalt, Horizontalspalt
8 Schmelzezufuhr, Schmelzezufuhrkanal
9 Schmelzeverteilung
10 Nut, Horizontalkanal
11 Nut, Horizontalkanal
12 Fließspalt, Vertikalspalt
13 Düsengehäuse
14 Schmelzefilter
15 Spinnkanal
16 Spinnbohrung
17 Mittellinie, Mittelebene
18 Längsachse, Längsmitte

Claims

1. Spinndüsenkopf (1) mit einer Spinndüsenkammer (2), die nach oben durch eine Schmelzezufuhrplatte (3) mit Schmelzezufuhrkanal (8) und nach unten durch eine recht eckige Düsenplatte (4) begrenzt wird und in der ein Ver drängerkörper (5) zur Umlenkung der aus der Schmelzezu fuhrplatte (3) in die Spinndüsenkammer (2) gelangenden Schmelze angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verdrängerkörper eine Verdrängerplatte (5) ist, die mittels eines in ihrer Längsmitte (18) angeordneten An schlußsteges (6) unter Freilassung je eines beidseits des Anschlußsteges (6) zwischen Verdrängerplatte (5) und Schmelzezufuhrplatte (3) gebildeten Horizontalspalts (7) an der Schmelzezufuhrplatte (3) angeflanscht ist,
und daß der Schmelzezufuhrkanal (8) beidseits des Anschlußsteges (6) über eine Schmelzeverteilung (9) in einen Horizontalkanal (10, 11) und dieser in den jewei ligen Horizontalspalt (7) mündet.

2. Spinndüsenknopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich längs des Anschlußsteges (6) im wesentlichen über die gesamte Länge der Spinndüsenkammer (2) Horizontalkanäle in Form von Nuten (10, 11) erstrecken, die einerseits in die Unterseite der Schmelzezufuhrplatte (3) und/oder anderer seits in die Oberseite der Verdrängerplatte (5) einge bracht sind und die in Querrichtung zu dem jeweiligen Horizontalspalt (7) hin offen sind.

3. Spinndüsenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerplatte (5) sich von der Mündung des Schmelzezufuhrkanals (8) zu ihren Enden hin derart ver jüngt und der Abstand (Vertikalspalt 12) zwischen dem Umfang der Verdrängerplatte (5) und der Innenwand des Düsengehäuses (13) sich derart erweitert, daß die durch die unterschiedlichen Fließlängen in den Horizontalkanälen (10, 11) in Längsrichtung der Verdrängerplatte (5) ver ursachten Druckverluste durch die Schmelzeströmung in Querrichtung im Horizontalspalt (7) kompensiert werden (Fig. 3).

4. Spinndüsenkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalspalte (12) zwischen dem Umfang der Verdrän gerplatte (5) und der Innenwand des Düsengehäuses (13) auch an ihrer engsten Stelle so weit sind, daß die in den Vertikalspalten (12) eintretenden Druckverluste vernach lässigbar klein sind im Vergleich zu den durch die Fließ länge in den Horizontalspalten (7) in Querrichtung ver ursachten Druckverlusten.

5. Spinndüsenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Schmelzezufuhrplatte (3) bzw. der Ver drängerplatte (5), welche die Horizontalspalte (7) begren zen, derart geformt sind, daß sich die Horizontalspalte (7) von der Mittelebene (17) aus in Längsrichtung der Verdrängerplatte (5) derart erweitern, daß die durch die Fließlänge in den Horizontalkanälen (10, 11) in Längs richtung verursachten Druckverluste durch die zunehmend größer werdende Weite der Horizontalspalte (7) kompensiert werden.