EP0387470A1 - Vorrichtung zum Verspinnen thermoplastischer Schmelzen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Verspinnen thermoplastischer Schmelzen mit einem Spinnkopf und einem dem Spinnkopf nachgeschalteten Nacherhitzer mit anschließender Blaseinheit vorgeschlagen, wobei der Spinnkopf ein mit einer Schmelzeleitung versehenes Pumpenblock und ein in einem Heizkasten aufgenommenes Spinnpack (1) aufweist. Das Spinnpack ist über ein Verbindungsstück mit dem Pumpenteil verschraubt und weist eine in einem Gehäuse (6) aufgenommene Düse (8), eine Düsenplatte und eine Filtereinheit (13) auf. Ein mit einem Schmelzekanal (23) versehenes Druckstück (19) ist mit Abstand zur Filtereinheit angeordnet und liegt auf einem im Gehäuse vorgesehenen Absatz (20) auf. Das Druckstück wird durch einen mit Außengewinde versehenen Druckring (29) festgelegt, der mit dem Gehäuse verschraubt ist. Weiterhin weist das Druckstück eine mit einem Innengewinde versehene Sackbohrung (21) auf, das auf einen mit Außengewinde versehenen Ansatz des Verbindungsstückes aufschraubbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspinnen thermoplastischer Schmelzen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
• Ein Spinnkopf zum Verspinnen thermoplastischer Schmelze ist aus der DE-OS 38 18 017 bekannt und besteht aus einem ortsfesten Heizkasten mit einem Pumpenblock und einem Düsentopf, in dem ein auswechselbares Düsenpaket unterge­bracht ist. Der Pumpenblock weist einen Schmelzeleitungs-Baustein auf, an dem mit Schrauben ein mit einem Außengewinde versehener Verbindungsstopfen befestigt ist. Der Düsen­topf weist ein Innengewinde auf und ist mit dem Verbindungsstopfen verschraubbar. In dem Düsentopf ist eine Spinndüse, eine Druckver­teilerplatte, mit einem darin aufgenommenen Filterpack, eine tellerförmige Metallmembran und ein Dichtkolben lose eingelegt. Zur Montage werden zunächst diese Teile in den Düsentopf eingesetzt und anschließend wird der Düsentopf mit dem Verbindungsstopfen verschraubt, wobei zwischen Dichtkolben und Verbindungsstopfen eine Ringdichtung vorgesehen ist, die den in dem Verbindungs­stopfen und dem Dichtkolben vorhandenen Schmelzekanal an der Verbindungsstelle abdichtet. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die einzelnen Bauteile lose in den Düsentopf eingelegt sind, so daß sie bei der Montage herausfallen können oder sich in ihrer Lage verändern können, wobei beispielsweise ein Sandfilter bei diesem bekannten Spinnkopf nur unter größeren Vorsichtsmaßnahmen verwendbar ist. Weiterhin ist diese bekannte Anordnung nicht für hohe Drücke und große Durchmesser geeignet , denn die notwendigen Schraub­kräfte für das Aufschrauben des Düsentopfes auf den Verbindungsstopfen sind dann groß. Bei hohen Drücken kann die tellerförmige Metall­membran am Rand undicht werden, so daß Schmelze in den nicht dafür vorgesehenen Raum gedrückt werden kann.
• Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verspinnen thermoplastischer Schmelzen zu schaffen, die auch für sehr hohe Drücke und große Durchmesser geeignet ist und die einen einfachen Aufbau aufweist und eine leichte Montage gestattet und somit eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Ober­begriffs gelöst.
• Dadurch, daß das Druckstück auf einem in dem Gehäuse vorgesehenen Absatz aufliegt und durch einen mit Außengewinde versehenen Druckring festgelegt ist, der mit dem Gehäuse verschraubt ist, wird der größte Teil des Drucks, der beim Verspinnen auftritt, innerhalb des Spinnpacks abgefangen. Durch Vor­sehen eines Innengewindes in dem Druckstück, das auf einen Ansatz des Verbindungsstückes aufschraubbar ist, sind die Einschraubkräfte relativ gering und es können auch Spinnpacks mit großen Durchmessern ohne Schwierigkeiten hergestellt und verwendet werden. Dadurch, daß das Spinnpack eine geschlossene Einheit bildet, wird die Montage erheblich erleichtert.
• Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. In der inneren Umfangsfläche des Überganges zwischen Gehäuse und Druckstück ist eine Ringdichtung einge­lassen, die sich unter dem Druck der Schmelze in die vorgesehene Nut eindrückt, wodurch die Übergangsstelle sicher abgedichtet wird.
• Durch Vorsehen einer Paßfeder, die in eine Vertiefung in der Stirnfläche des Druckstücks eingeschraubt ist, wird ein Anschlag zur Verfügung gestellt, mit dem eine genaue Einstellung des Bohrbildes der Spinndüse in bezug auf den Blasstrahl in einfacher Weise möglich ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher er­läutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Schnitt durch ein Spinnpack und
• Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Befestigung des Spinnpacks in der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Das in Fig. 1 dargestellte Spinnpack 1 ist Bestandteil eines Spinnkopfes, der zum Aus­pressen thermoplastischer Schmelzen bei der Herstellung technischer Garne dient. Das Spinnpack 1 ist dabei ,wie in Fig. 2 gezeigt, über eine Schmelzeleitung 2 mit einem Pumpentwil 3 verbunden und in einem nach außen isolierten Heizkasten 4 aufgenommen. An den Spinnkopf schließt sich üblicherweise ein Nacherhitzer an, der die aus den Spinndüsen des Spinn­packs 1 austretenden Fäden nacherwärmt, damit sie nicht zu plötzlich abgekühlt werden. Unterhalb des Nacherhitzers befindet sich eine Blaseinheit, die mittels eines Blasstroms die Fäden abkühlt.
• Das Spinnpack 1 nach Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 6, das beispielsweise zylinderförmig ausgebildet ist. Auf einer ringförmigen Schulter 7 im Inneren des Gehäuses 6 liegt eine Spinndüse 8 auf, die plattenförmig ausgebildet ist und eine Vielzahl von neben­einanderliegenden Bohrungen aufweist. Das Bohrbild der Bohrungen der Spinndüse 8 ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, daß der Blasstrahl der Blaseinheit alle Fäden erfaßt. Um eine unerwünschte Drehung der Spinndüse 8 zu vermeiden, ist ein in dem Gehäuse 6 einge­lassener Stift 9 vorgesehen, der in eine senkrechte Nut 10 der Spinndüse 8 eingreift. Auf der Spinndüse 8 liegt eine Stützplatte 11 auf, die mit einer Mehrzahl von Durchgangs­bohrungen 12 zum Hindurchleiten der Schmelze versehen ist.
• Oberhalb der Stützplatte 11 ist eine Filter­einheit 13 angeordnet, wobei in der Fig. 1 zwei verschiedene Arten von Filtriermöglich­keiten dargestellt sind. Auf der rechten Hälfte ist ein Schüttgutfilter 14 dargestellt, wie sie beispielsweise durch Quarzsand oder Metallpulver aufgebaut werden. Gegenüber der Stützplatte ist das Schüttgut durch ein Sieb, welches seinerseits auch eine Filtrierwirkung übernehmen kann, abge­grenzt. Auf der linken Seite wird die Fil­trierung durch eine Filtereinheit 13 vorgenommen, die aus übereinandergelegten Metallgeweben oder Metallfadenvliesen 34 aufgebaut wird. Ein Sprengring 18 drückt die einzelnen Sieblagen gegen die Stützplatte 11. Diese Anordnung hat gegenüber Siebronden, d.h. außen durch eine metallbandumrandete und dadurch zusammenge­ faßte Filtereinheit aus mehreren Sieben, den Vorteil, daß man die Siebe nach Reinigung wieder verwenden kann, frei in der Anordnung und grundsätzlich kostengünstiger ist.
• Um beide Möglichkeiten der Schüttgutfiltrierung und der Siebfiltrierung zu haben, ist auf der linken Hälfte von Fig. 1 der Raum oberhalb des Siebes mit einem Verdrängungskörper 15 versehen Dieser muß einen vorbestimmten Zwischenraum für den Durchtritt der Schmelze definieren, wobei zu diesem Zweck Stifte 16 in den Verdrängungskörper 15 eingelassen sind, die ihn in einem definierten Abstand zu den ihn umgebenden Flächen halten.
• Das Schüttgutfilter hat den Vorteil gegenüber den Siebfiltern, daß es ein höheres Speicher­volumen für die herauszufilternden Stoffe hat. Es kann außerdem eine weit höhere Ver­gleichmässigung durch Scherwirkung hervor­rufen als Siebfilter, wobei bei diesen erst sehr viele Lagen das gleiche ausrich­ten können. Die Handhabung des Sandes oder Metallpulvers ist im Betrieb jedoch aufwen­diger als die der Siebe.
• Oberhalb der Filtereinheit ist ein Druckstück 19 angeordnet, das auf einem ringförmigen Absatz im Innenumfang des Gehäuses 6 aufliegt. Das Druckstück 19 ist mit einer von der oberen Stirnfläche zugänglichen Sackbohrung 21 ver­sehen, die ein Innengewinde 22 besitzt. Das Innengewinde 22 ist als selbsthemmendes Trapezgewinde mit großer Steigung ausgebildet. Das Druckstück 19 weist mittig einen Schmelze­kanal 23 auf, der in die Sackbohrung 21 mündet, wobei in dem Mündungsbereich eine Ringdichtung 24 eingelassen ist, die die Verbindungsstelle zwischen Druckstück 19 und einem mit dem Pumpenteil 3 durch Schrauben 25 verbundenes Verbindungsstück 26 abdichtet (Fig. 2). Zur Festlegung der relativen Lage des Druckstückes 19 zum Gehäuse 6 ist in dem Druckstück 19 seitlich eine senkrechte Nut 27 angeordnet, in die ein in dem Gehäuse 6 aufgenommener Stift 28 eingreift.
• Das Gehäuse 6 ist in seinem oberen Bereich mit einem Innengewinde versehen, in das ein ein Außengewinde tragender Druckring 29 eingeschraubt ist. Dieser Druckring 29 legt alle in dem Gehäuse 6 aufgenommenen Bauteile wiederholgenau fest und ermöglicht somit die Realisierung eines Spinnpacks als selbständige Einheit.
• An der Übergangsstelle zwischen Druckstück 19 und Gehäuse 6 ist eine Nut 30 ausgebildet, in die eine Ringdichtung 31 eingelegt ist, wobei diese Ringdichtung ebenfalls durch den Druckring 29 mit wiederholgenauer Kraft festgelegt ist.
• In der oberen Stirnfläche des Druckstückes 19 ist eine Vertiefung vorgesehen, in die eine Paßfeder 32 mittels Schrauben 35 einge­setzt ist, wobei die Paßfeder 32 als Anschlag zur Erzielung einer bestimmten Stellung in bezug auf den Blasstrahl der Blaseinheit unter Berücksichtigung des Bohrbildes der Spinndüse 8 dient.
• Für die Montage des Spinnpacks 1 werden die einzelnen Teile wie Spinndüse 8, Stützplatte 11, Filtereinheit 13 und Ringdichtung 31 in das Gehäuse 6 eingelegt und das Druckstück 19 wird auf den Absatz 20 aufgesetzt. Anschließend wird der Druckring 29 in das Gehäuse 6 einge­schraubt. Gemäß Fig. 2 wird anschließend das Innengewinde 22 des Druckstückes 19 mit einem auf einem Ansatz 33 des Verbindungsstückes 26 angeordneten Außengewinde verschraubt. An dem Verbindungsstück 26 ist ein nicht dargestellter Stift vorgesehen, der in der Endlage des Spinn­packs 1 in bezug auf das Verbindungsstück 26 mit der Paßfeder 32 in Eingriff tritt und so die relative Lage des Spinnpacks und des Verbindungsstücks 26 zueinander vorgibt. Mittig in dem Verbindungsstück ist ebenfalls ein Schmelzekanal 34 vorgesehen, wobei die Dichtung 24 die Stoßstelle abdichtet.
• Im Betrieb des Spinnpacks wird der Druck inner­halb des Spinnpacks abgefangen, da der Druckring 29 den Gegendruck vorgibt. Eine Verbesserung der Dichtwirkung der Ringdichtung 31 wird gleichzeitig erzielt, da diese durch den Druck der Schmelze in die Nut 30 gedrückt wird.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Verspinnen thermoplastischer Schmelzen mit einem Spinnkopf, der ein mit einer Schmelzeleitung versehenes Pumpenblock und ein in einem Heizkasten aufgenommenes Spinnpack aufweist, wobei das Spinnpack über ein Verbindungsstück mit dem Pumpenteil verschraubt ist und eine in einem Gehäuse aufgenommene Düse, eine Stützplatte und eine Filtereinheit aufweist und ein mit einem Schmelzekanal versehenes Druckstück mit Abstand zur Filtereinheit angeordnet ist, und mit einem dem Spinnkopf nachgeschalteten Nacherhitzer mit anschließender Blaseinheit,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckstück (19) auf einem in dem Gehäuse (6) vorgesehenen Absatz (20) aufliegt und durch einen mit Außengewinde versehenen Druckring (29) festgelegt ist, der mit dem Gehäuse (6) verschraubt ist, und daß das Druckstück (19) eine mit einem Innengewinde (22) versehene Sack­bohrung (21) aufweist, das auf einen mit Außengewinde versehenen Ansatz (33) des Verbindungsstückes (26) aufschraub­bar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Schmelzekanal (23) des Druckstücks (19) in die Sackbohrung (21) mündet und daß das Verbindungsstück (26) in Verlängerung zu dem Schmelzekanal (23) des Druckstücks (19) ebenfalls einen Schmelzkanal aufweist, wobei an den Verbindungsstellen der Schmelzekanäle eine ringförmige Dichtung (24) vorgesehen ist, die in den Grund der Sackbohrung (21) um den Schmelzekanal (23) herum, einge­lassen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die innere Umfangsfläche des Überganges zwischen Gehäuse (6) und Druckstück (19) eine Ringdichtung (31) eingelassen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stirn­fläche des Druckstücks (19) eine die Stirnfläche überragende Paßfeder (32) eingesetzt ist, die als Anschlag für einen an dem Verbindungsstück (26) angeordneten Stift dient und die Stellung des Bohr­bildes der Düse (8) in bezug auf die Blasrichtung der Blaseinheit festlegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter­einheit (13) als Sandfilter (14) oder Metall­pulverfilter ausgebildet ist oder Metallgewebe oder Metallfadenvliese auf­weist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verdrängungs­körper (15) vorgesehen ist, wobei die Ab­stände zwischen Druckstück (19), Gehäuse (6) und Stützplatte (11) durch in den Verdrängungs­korper (15) eingelassene Stifte (16) eingestellt sind.

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