EP0387470B1 - Vorrichtung zum Verspinnen thermoplastischer Schmelzen - Google Patents

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EP0387470B1
EP0387470B1 EP89730077A EP89730077A EP0387470B1 EP 0387470 B1 EP0387470 B1 EP 0387470B1 EP 89730077 A EP89730077 A EP 89730077A EP 89730077 A EP89730077 A EP 89730077A EP 0387470 B1 EP0387470 B1 EP 0387470B1
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thrust piece
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melt
thrust
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Karl Fischer Industrieanlagen GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/08—Supporting spinnerettes or other parts of spinnerette packs

Definitions

  • the invention relates to a device for spinning thermoplastic melts according to the preamble of the main claim.
  • a spinning head for spinning thermoplastic melt is known from DE-OS 38 18 017 and consists of a fixed heating box with a pump block and a nozzle pot in which an exchangeable nozzle package is accommodated.
  • the pump block has a fusible link module, to which a connecting plug provided with an external thread is fastened with screws.
  • the nozzle pot has an internal thread and can be screwed to the connecting plug.
  • a spinneret In the nozzle pot is a spinneret, a pressure distribution plate with a filter pack accommodated therein, a plate-shaped metal membrane and a sealing piston loosely inserted.
  • a spin pack is known from US Pat. No. 2,879,543 which has a cap and a plurality of spinnerets embedded in the base of the cap. Above the spinnerets there is a distributor ring, over the opening of which there is a filter that is held between two sealing rings. Furthermore, a head piece made of hard rubber with a central through opening, which partially has an internal thread, is inserted into the cap, which is pressed onto the sealing rings by a pressure ring screwed to the cap.
  • FR 1 456 380 describes a spin pack which consists of a head part and a lower annular plate which are screwed together by means of screws.
  • the lower plate has an annular shoulder and a cup-shaped nozzle element with a plurality of openings is inserted into the plate and rests on the shoulder.
  • An annular projection of the head part presses on the heel with the interposition of a filter and metal sealing rings.
  • the invention has for its object to provide a device for spinning thermoplastic melts, which is also suitable for very high pressures and large diameters and which has a simple structure and allows easy assembly and thus simple and inexpensive Manufacturing enables.
  • the pressure piece rests on a shoulder provided in the housing and is fixed by an externally threaded pressure ring which is screwed to the housing, most of the pressure which occurs during spinning is intercepted within the spin pack.
  • an internal thread in the pressure piece which can be screwed onto an extension of the connecting piece, the screwing-in forces are relatively low, and it is also possible to produce and use spin packs with large diameters without difficulty.
  • the fact that the spin pack forms a closed unit is assembly considerably easier.
  • an annular seal is embedded, which presses into the groove provided under the pressure of the melt, as a result of which the transition point is securely sealed.
  • the spin pack 1 shown in FIG. 1 is part of a spinning head which is used for pressing thermoplastic melts in the production of technical yarns.
  • the spin pack 1 is, as shown in FIG. 2, connected to a pump part 3 via a melt line 2 and accommodated in a heating box 4 insulated from the outside.
  • a post-heater 5 is usually connected to the spinning head, which reheats the threads emerging from the spinnerets of the spin pack 1 so that they are not cooled too suddenly.
  • a blow unit is located below the post-heater and cools the threads by means of a blow stream.
  • the spin pack 1 consists of a housing 6, which is cylindrical, for example is trained. On an annular shoulder 7 in the interior of the housing 6 there is a spinneret 8, which is plate-shaped and has a plurality of bores lying next to one another.
  • the drilling pattern of the bores of the spinneret 8 is preferably designed so that the blowing jet of the blowing unit covers all threads.
  • a pin 9 embedded in the housing 6 is provided, which engages in a vertical groove 10 of the spinneret 8.
  • On the spinneret 8 is a support plate 11, which is provided with a plurality of through holes 12 for passing the melt.
  • a filter unit 13 is arranged above the support plate 11, two different types of filtering options being shown in FIG. 1.
  • a bulk material filter 14 is shown, as it is built up, for example, using quartz sand or metal powder.
  • the bulk material is delimited by a sieve, which in turn can also have a filtering effect.
  • the filtering is carried out by a filter unit 13, which is built up from superimposed metal fabrics or metal thread fleeces 34.
  • a snap ring 18 presses the individual sieve layers against the support plate 11. This arrangement has compared to sieve rounds, ie outside by a metal band edged and thereby combined Filter unit consisting of several sieves, the advantage that the sieves can be reused after cleaning, free arrangement and generally cheaper.
  • the space above the sieve is provided with a displacement body 15 on the left half of FIG. 1.
  • This displacement body has to define a predetermined space for the passage of the melt, for this purpose pins 16 in the Displacement body 15 are embedded, which keep it at a defined distance from the surfaces surrounding it.
  • the bulk filter has the advantage over the sieve filter that it has a higher storage volume for the substances to be filtered out. It can also produce a much higher level of uniformity due to shear than sieve filters, whereby only very many layers can do the same.
  • the handling of the sand or metal powder is, however, more complex in operation than that of the screens.
  • the housing 6 is provided in its upper region with an internal thread, into which a pressure ring 29 carrying an external thread is screwed.
  • This pressure ring 29 fixes all the components accommodated in the housing 6 repeatedly and thus enables the realization of a spin pack as an independent unit.
  • a groove 30 is formed, into which an annular seal 31 is inserted, wherein this ring seal is also fixed by the pressure ring 29 with repeatable force.
  • a recess is provided, into which a feather key 32 is inserted by means of screws 35, the feather key 32 serving as a stop to achieve a specific position with respect to the blow jet of the blow unit, taking into account the drilling pattern of the spinneret 8.
  • the individual parts such as spinneret 8, support plate 11, filter unit 13 and ring seal 31 are inserted into the housing 6 and the pressure piece 19 is placed on the shoulder 20. Then the pressure ring 29 is screwed into the housing 6. 2, the internal thread 22 of the pressure piece 19 is then screwed to an external thread arranged on a shoulder 33 of the connecting piece 26.
  • a pin (not shown) is provided which, in the end position of the spin pack 1 with respect to the connecting piece 26, engages with the feather key 32 and thus specifies the relative position of the spin pack and the connecting piece 26 to one another.
  • a melt channel 36 is also provided in the center of the connecting piece, the seal 24 sealing the joint.

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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.
  • Aus der US 2 879 543 ist ein Spinnpack bekannt, das eine Kappe und eine Mehrzahl von in den Boden der Kappe eingelassenen Spinndüsen aufweist. Oberhalb der Spinndüsen ist ein Verteilerring angeordnet, über dessen Öffnung ein Filter liegt, das zwischen zwei Dichtungsringen gehalten wird. Weiterhin ist in die Kappe ein Kopfstück aus Hartgummi mit einer mittleren durchgehenden Öffnung, die teilweise ein Innengewinde aufweist, eingesetzt, das von einem mit der Kappe verschraubten Druckring auf die Dichtungsringe gepreßt wird.
  • Die FR 1 456 380 beschreibt ein Spinnpack, das aus einem Kopfteil und einer unteren ringförmigen Platte besteht, die mittels Schrauben miteinander verschraubt sind. Die untere Platte weist einen ringförmigen Absatz auf, und ein napfförmiges Düsenelement mit einer Vielzahl von Öffnungen ist in die Platte eingesetzt und liegt auf den Absatz auf. Ein ringförmiger Vorsprung des Kopfteils drückt unter Zwischenschaltung eines Filters und Metalldichtringen auf den Absatz.
  • 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. 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 die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
  • 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 Pumpenteil 3 verbunden und in einem nach außen isolierten Heizkasten 4 aufgenommen. An den Spinnkopf schließt sich üblicherweise ein Nacherhitzer 5 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 zusammengefaßte 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 20 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 36 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 (5)

  1. Vorrichtung zum Verspinnen thermoplastischer Schmelzen mit einem Spinnkopf, der ein mit einer Schmelzeleitung (2) versehenes Pumpenteil (3) und ein in einem Heizkasten (4) aufgenommenes Spinnpack (1) aufweist, wobei das Spinnpack (1) über ein Verbindungsstück (26) mit dem Pumpenteil verschraubt ist und eine in einem Gehäuse (6) aufgenommene Düse (8), eine Stützplatte (11) und eine Filtereinheit (13,14) aufweist und ein mit einem Schmelzekanal (23) versehenes Druckstück (19) mit Abstand zur Filtereinheit (13,14) 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, 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, und daß in die innere Umfangsfläche des Überganges zwischen Gehäuse (6) und Druckstück (19) eine Ringdichtung (31) eingelassen 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 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.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit (13) als Sandfilter (14) oder Metallpulverfilter ausgebildet ist oder Metallgewebe oder Metallfadenvliese aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verdrängungskörper (15) vorgesehen ist, wobei die Abstände zwischen Druckstück (19), Gehäuse (6) und Stützplatte (11) durch in den Verdrängungskörper (15) eingelassene Stifte (16) eingestellt sind.
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