EP0436105A2 - Spinning apparatus - Google Patents

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EP0436105A2
EP0436105A2 EP90122259A EP90122259A EP0436105A2 EP 0436105 A2 EP0436105 A2 EP 0436105A2 EP 90122259 A EP90122259 A EP 90122259A EP 90122259 A EP90122259 A EP 90122259A EP 0436105 A2 EP0436105 A2 EP 0436105A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
pump
spinning
spinning device
block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP90122259A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0436105B1 (en
EP0436105A3 (en
Inventor
Peter Berger
Ralph Dr. Sievering
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Barmag AG, Barmag Barmer Maschinenfabrik AG filed Critical Barmag AG
Publication of EP0436105A2 publication Critical patent/EP0436105A2/en
Publication of EP0436105A3 publication Critical patent/EP0436105A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0436105B1 publication Critical patent/EP0436105B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • D01D4/02—Spinnerettes
    • 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 spinning device according to the preamble of claim 1.
  • This spinning device is the subject of EP 363 317-A.
  • the invention is accordingly based on the object of eliminating these difficulties and proposing a spinning device with which a large number of nozzle pots arranged on a circle can be easily mounted and uniformly heated in a common heating box.
  • the advantages of the specified solution lie in a compact design of the spinning device with a nozzle head which contains all the nozzle pots with the nozzle packages, and the heating box which closely surrounds the nozzle head and is common to all nozzle pots.
  • the installation and removal of the nozzle head in the heating box is also simple, since the nozzle head is attached as a whole unit to the underside of the distributor or pump block, which in turn closes off the nozzle shaft at the top.
  • the specified solution is also advantageous from a thermal point of view, since the nozzle pots are arranged symmetrically in the nozzle head and heat losses in the nozzle shaft of the heating box, which is closed at the top, are avoided.
  • the specified spinning device it is possible with the specified spinning device to spin a large number of threads with a small pitch. In contrast to previous solutions, the division of the spinning machine, including drawing and winding, is no longer dependent on the division of the spinning device, which is arranged above the spinning machine.
  • the invention has the advantage that all filaments can be spun very evenly.
  • the large number of nozzle openings of a nozzle pot is fed by only one pump. This is acceptable for all applications in which only one thread is formed from the large number of spun filaments. If a nozzle opening is completely or partially blocked in such a case, the melt flow is distributed to the other nozzle openings, but the titer of the individual filaments changes only slightly according to the large number of filaments, and the total titer of the thread is retained.
  • the embodiment according to claim 4, which also contributes to the homogenization of the filaments, is also very favorable in terms of mechanical engineering, in particular spatially but also thermally, since it allows a very compact design of the pump and the pump block which is adapted to the design of the nozzle cup.
  • the design according to claim 5 is very cheap in terms of production technology, since the nozzle head can be manufactured as a turned part. However, it is also particularly favorable in terms of heat technology, since it ensures uniform heat distribution over the individual nozzle pots. The same advantages are to be mentioned for the training according to claim 6.
  • the training according to claim 7 allows easy assembly and easy maintenance. It is particularly advantageous that the nozzle head can be installed and removed and serviced from below.
  • the spinning device in FIGS. 1 and 2 is accommodated in a heating box 1.
  • the heating box 1 is a cylindrical body with an inner jacket and an outer jacket. The two coats form a hermetically sealed cavity between them, which is filled with a heating medium, heating liquid.
  • the cylindrical inner jacket 2 also forms the nozzle shaft.
  • the cylindrical nozzle shaft 2 has a step 3 in front of its lower part.
  • a distributor block 4 rests on step 3.
  • the distributor block 4 almost completely fills the cross section of the nozzle shaft in the upper part. Therefore, there is good heat-conducting contact between the walls of the nozzle shaft 2 and the distributor block 4.
  • the pump block 5 is located on the distributor block 4.
  • the pump block 5 contains several gear pumps, which are only indicated here.
  • planetary gear pumps are preferably used, each having a central gear and a plurality of planetary gears distributed over the circumference, which mesh with the central gear.
  • the pump is fed through the melt line 6 and feeds into the pump lines 7.
  • the melt line 6 and the pump lines 7 are arranged in the distributor block.
  • the central wheels of the two pumps are driven by pump shaft 21.
  • the melt line 6 is arranged in the distributor block 4. It connects the pumps to an extruder line 24.
  • the extruder line 24 is fed with a meltable spinnable polymer, for example polyethylene terephthalate, through a spinning extruder, not shown.
  • the extruder line 24 is surrounded by an insulating jacket and penetrates the cavity between the inner jacket 2 and the outer jacket of the Heating box 1 by means of a pressure-tight welded cylindrical tube 25.
  • the pump lines are also formed in the distributor block 4. Each of these pressure lines 7 connects a pump outlet to a nozzle packet.
  • a planet gear pump forms a separate pump with each of its planet gears, the pressure build-up of which is independent of the pressure build-up of the other pumps.
  • the two planetary gear pumps shown form eight pumps. Each of these eight pumps is connected via a pressure line 7 to a nozzle packet 10.
  • the spinning device has - as shown in FIG. 2 - eight nozzle packs.
  • the structure of the nozzle packs 100 is the same.
  • a nozzle head 9 is used to receive the nozzle packs.
  • the nozzle head 9 is a cylindrical body, the outer circumference of which is closely matched to the lower part of the nozzle shaft 2.
  • the nozzle head is fastened to the distributor block 4 by a central screw 8.
  • it has, on its side facing the distributor block 4, an abutment ring 20, with which it is firmly clamped against the distributor block 4 by means of the screw 8.
  • the nozzle head 9 has a groove 22 in which a wedge 23 meshes.
  • the wedge 23 is attached to the inner jacket of the nozzle shaft 2. Through the groove and the wedge, the straight head of the nozzle head 9 is effected in the heating box.
  • the nozzle head 9 has eight circular cylindrical holes on a circle concentric with its central axis, each of which forms the nozzle pot 10 and serves to receive the nozzle package 100 consisting of the nozzle plate 12, filter plate 13, filter 14, seal 16 and sealing piston 15.
  • Each of the nozzle pots 10 has an enlarged diameter in its upper region, which forms a step 26 in relation to the lower region.
  • the nozzle plate 12 can in particular be a monofilament nozzle through which a filament is spun out. However, several filaments can also be spun out. However, the use of this invention is preferred in the spinning of monofilaments.
  • the nozzle plate rests on a circumferential collar 11 which delimits the lower end of each nozzle pot 10 and only releases the passage of the nozzle plate 12.
  • the filter plate 13 serves to support the filter 14. These elements have the larger diameter of the nozzle cup. The smaller diameter has the seal 16 and the sealing piston 15.
  • the sealing piston 15 is slidably guided in the nozzle cup 10 with play.
  • the sealing piston 15 has a connecting bore 19 centrally. On its end face facing the distributor block 4 there is a central annular projection 18 with a connection seal 17.
  • the connection seal 17 consists e.g. made of a soft metal, which lies sealingly against the distributor block 4 by the forces acting on the sealing piston 15. It should be emphasized that the connecting bore 19 is aligned with one of the pump lines 7.
  • the respective nozzle pot 10 is charged with melt under pressure. As a result, pressure builds up in the nozzle pot 10.
  • the gap between the nozzle cup or its jacket and the sealing piston 15 is sealed by a seal 16 which presses into the gap as a result of the pressure build-up.
  • the seal 16 is a ring with an angular cross section, which on the one hand covers the gap, but on the other hand leaves the connecting bore 19 exposed. This is a self-sealing system, as is similarly described in US Pat. No. 4,698,008 (Bag. 1416).
  • the seal 16 and the sealing piston 15 have - as said - the enlarged diameter and are therefore on the step 26.
  • the axial extent of this diameter expansion is so large that the connection seal 17 bears against the distributor block 4 essentially without play in the installed state.
  • the distributor block 4 and the pump block 5 are first placed in the nozzle shaft 2 from above. Then the distributor block 4 is connected to the extruder line 24. Likewise, the pump block 5 is clamped from above in a manner not shown with the distributor block 4 and fixed in the nozzle shaft.
  • Fig. 1 it is only indicated by arrows that the pump block 5 is pressed by clamping forces from above against the distributor block 4 and the distributor block 4 against the stage 3.
  • the spinning head 9 is assembled in the disassembled state. That is to say, the nozzle plate 12, the filter plate 13, the filter 14, the seal 16 and the sealing piston 15 with the connecting seal 17 are inserted one after the other into each nozzle pot 10. Then the spinning head 9 with the installed nozzle packs 100 is mounted in the nozzle shaft 2 of the heating box 1 and fastened in the distributor block 4 by the screw 8. By tightening the screw 8, the connection seals 17 between the distributor block 4 and the sealing piston 15 of the nozzle packs 100 are also slightly prestressed.
  • the heater box shown in FIG. 3 corresponds in structure to the heater box described in US Pat. No. 4,698,008 (Bag 1416). The heater box is therefore designed as a bar.
  • the underside has the nozzle shafts 2. In each of the nozzle shafts there is a nozzle head 9 with eight nozzle pots.
  • the structure of the nozzle heads 9 corresponds to the description according to FIGS. 1/2.
  • the spinning device shown in Fig. 1, 2 also shows a very compact and therefore space-saving structure for heat transfer with regard to the heating box
  • the spinning device according to Fig. 3 is characterized in that several spinning heads 9 can be accommodated in a single heating box 1 .
  • Which of the versions should be preferred depends on the spatial conditions.
  • this embodiment is particularly suitable for the production of monofilaments which must have a particularly high dimensional accuracy from filament to filament and over the length of the filament.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

In a spinning apparatus for the spinning of a plurality of synthetic yarns, a compact design is achieved in that all the nozzle pots (10), in which the nozzle sets (100) are respectively accommodated, are arranged in the form of cylindrical recesses on a circle in a nozzle head (9). The nozzle head (9) is closely surrounded by a heating box (1) which forms a downwardly open nozzle shaft (2) and which is closed off at the top by a distributor block (4) or pump block (5). The nozzle head (9) is fastened to the underside of the distributor block (4) or pump block (5) preferably by means of a central screw (8). This results in a simple operating mode for the assembly and maintenance of the spinning apparatus and a uniform symmetrical heating of the nozzle head (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinneinrichtung nach dem Oberbe­griff des Anspruchs 1. Diese Spinneinrichtung ist Gegenstand der EP 363 317-A.The invention relates to a spinning device according to the preamble of claim 1. This spinning device is the subject of EP 363 317-A.

Bei dieser Spinneinrichtung sind mehrere Düsentöpfe eines Spinnbalkens auf einem Kreis und in einer horizontalen Ebene angeordnet. Jeweils drei Düsentöpfe werden von einer Spinnpumpe mit schmelzflüssigem Polymer beschickt und die aus den Düsenlöchern der drei zugehörigen Düsenplatten ausgepreßten Filamente werden zu jeweils einem Faden zusammengefaßt. Durch US 3,881,850-A ist es bekannt, mehrere auf einem Kreis liegende Düsentöpfe in Heizkästen anzuordnen.In this spinning device, several nozzle pots of a spinning beam are arranged on a circle and in a horizontal plane. In each case, three nozzle pots are charged with molten polymer by a spinning pump, and the filaments pressed out of the nozzle holes of the three associated nozzle plates are each combined into a thread. It is known from US Pat. No. 3,881,850-A to arrange a plurality of nozzle pots lying in a circle in heating boxes.

Die Unterbringung einer Vielzahl von Düsentöpfen in einem einzigen Heizkasten zur im wesentlichen gleichförmigen Beheizung sämtlicher Düsenpakete begegnet dagegen Schwierigkei­ten bei der Konstruktion, der Montage und der Wartung.The placement of a large number of nozzle pots in a single heating box for substantially uniform heating of all the nozzle packages, on the other hand, encounters difficulties in the design, assembly and maintenance.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und eine Spinneinrichtung vorzuschlagen, mit der eine Vielzahl von auf einem Kreis angeordneten Düsentöpfen in einem gemeinsamen Heizkasten einfach montiert und gleichförmig beheizt werden kann.The invention is accordingly based on the object of eliminating these difficulties and proposing a spinning device with which a large number of nozzle pots arranged on a circle can be easily mounted and uniformly heated in a common heating box.

Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.The solution results from the characterizing part of patent claim 1.

Die Vorteile der angegebenen Lösung liegen in einer kompakten Bauweise der Spinneinrichtung mit einem Düsenkopf, der alle Düsentöpfe mit den Düsenpaketen enthält, und dem den Düsenkopf eng umschließenden, allen Düsentöpfen gemeinsamen Heizkasten. Der Ein- und Ausbau des Düsenkopfes in den Heizkasten ist ebenfalls einfach gestaltet, da der Düsenkopf als gesamte Einheit an der Unterseite des Verteiler- bzw. Pumpenblocks befestigt ist, der seinerseits den Düsenschacht nach oben abschließt. Die angegebene Lösung ist aber auch wärmetechnisch vorteilhaft, da die Düsentöpfe symmetrisch im Düsenkopf angeordnet sind und Wärmeverluste in dem nach oben abgeschlos­senen Düsenschacht des Heizkastens vermieden werden. Schließ­lich ist es mit der angegebenen Spinneinrichtung möglich, eine Vielzahl von Fäden bei kleiner Teilung zu spinnen. Im Gegensatz zu bisherigen Lösungen ist nunmehr die Teilung der Spinnmaschi­ne einschließlich Verstreckung und Aufwicklung nicht mehr von der Teilung der Spinneinrichtung, welche über der Spinnmaschine angeordnet ist, abhängig.The advantages of the specified solution lie in a compact design of the spinning device with a nozzle head which contains all the nozzle pots with the nozzle packages, and the heating box which closely surrounds the nozzle head and is common to all nozzle pots. The installation and removal of the nozzle head in the heating box is also simple, since the nozzle head is attached as a whole unit to the underside of the distributor or pump block, which in turn closes off the nozzle shaft at the top. The specified solution is also advantageous from a thermal point of view, since the nozzle pots are arranged symmetrically in the nozzle head and heat losses in the nozzle shaft of the heating box, which is closed at the top, are avoided. Finally, it is possible with the specified spinning device to spin a large number of threads with a small pitch. In contrast to previous solutions, the division of the spinning machine, including drawing and winding, is no longer dependent on the division of the spinning device, which is arranged above the spinning machine.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sämtliche Filamente, sehr gleichmäßig ersponnen werden können.The invention has the advantage that all filaments can be spun very evenly.

Bei der durch US 3,881,850-A bekannten Spinneinrichtung wird die Vielzahl von Düsenöffnungen eines Düsentopfes durch nur eine Pumpe beschickt. Das ist für alle Anwendungsfälle akzeptabel, bei denen aus der Vielzahl der gesponnenen Filamente nur ein Faden gebildet wird. Wenn in einem solchen Fall eine Düsenöffnung ganz oder teilweise verstopft ist, so verteilt sich zwar der Schmelzefluß auf die anderen Düsenöff­nungen, der Titer der Einzelfilamente ändert sich jedoch entsprechend der großen Anzahl der Filamente nur geringfügig, und der Gesamttiter des Fadens bleibt erhalten.In the spinning device known from US Pat. No. 3,881,850-A, the large number of nozzle openings of a nozzle pot is fed by only one pump. This is acceptable for all applications in which only one thread is formed from the large number of spun filaments. If a nozzle opening is completely or partially blocked in such a case, the melt flow is distributed to the other nozzle openings, but the titer of the individual filaments changes only slightly according to the large number of filaments, and the total titer of the thread is retained.

Wenn aber die Filamente aufgeteilt und zu mehreren Fäden zusammengefaßt werden sollen oder jeder Faden nur aus einem Monofilament bestehen soll, so besteht bei Verstopfung von Düsenöffnungen die Gefahr, daß die Fäden unterschiedlichen Titer haben, der nicht dem Solltiter entspricht. Durch die Anordnung von Ringleitungen und sonstigen hydraulischen Maßnahmen hat man versucht, derartige Fehler zu vermeiden (vgl. z.B. DE 20 22 224-C (Bag. 697); DE 21 13 327-A).If, however, the filaments are to be divided and combined into several threads or if each thread is to consist of only one monofilament, there is in the case of constipation Nozzle openings the risk that the threads have different titers that do not correspond to the nominal titer. By arranging ring lines and other hydraulic measures, attempts have been made to avoid such errors (see, for example, DE 20 22 224-C (Bag. 697); DE 21 13 327-A).

Es besteht daher die weitere Aufgabe, die Gleichmäßigkeit der ersponnenen synthetischen Fäden weiter zu verbessern und insbesondere Monofilamente oder auch Fäden mit nur wenigen Filamenten zu spinnen, bei denen sowohl der Filamenttiter als auch der Fadentiter unabhängig vom Verstopfungszustand eines oder mehrerer Düsenlöcher konstant bleibt.There is therefore the further task of further improving the uniformity of the spun synthetic threads and in particular spinning monofilaments or threads with only a few filaments, in which both the filament titer and the thread titer remain constant regardless of the clogged state of one or more nozzle holes.

Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 2. Sie ist auch unabhängig von der Art der Beheizung zur Herstellung mehrerer Monofilamente in einer Spinneinrichtung besonders zu empfehlen (Anspruch 3).The solution results from the characterizing part of claim 2. It is also particularly recommended regardless of the type of heating for producing several monofilaments in a spinning device (claim 3).

Dieser Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß hydraulische Maßnahmen zur gleichmäßigen Verteilung der Schmelzeströme zu den einzelnen Düsenöffnungen letztlich nicht erfolgreich sind. Dadurch, daß an jede Düsenöffnung bzw. Gruppe von Düsenöffnun­gen in der Düsenplatte eines Düsentopfes jeweils eine Pumpe angeschlossen wird, tritt ein Selbstregeleffekt ein, bei welchem eine Düsenverstopfung durch entsprechende Druckerhöhung in dem Sinne ausgeglichen wird, daß der Schmelzedurchsatz im wesentlichen konstant bleibt.This solution is based on the knowledge that hydraulic measures for uniform distribution of the melt streams to the individual nozzle openings are ultimately unsuccessful. The fact that a pump is connected to each nozzle opening or group of nozzle openings in the nozzle plate of a nozzle pot results in a self-regulating effect in which nozzle blockage is compensated for by a corresponding pressure increase in the sense that the melt throughput remains essentially constant.

Die Ausführung nach Anspruch 4, die ebenfalls zur Vergleichmä­ßigung der Filamente beiträgt, ist darüber hinaus maschinen­baulich, räumlich insbesondere aber auch wärmetechnisch sehr günstig, da sie eine sehr kompakte, der Ausbildung des Düsentopfes angepaßte Konstruktion der Pumpe und des Pumpen­blocks erlaubt.The embodiment according to claim 4, which also contributes to the homogenization of the filaments, is also very favorable in terms of mechanical engineering, in particular spatially but also thermally, since it allows a very compact design of the pump and the pump block which is adapted to the design of the nozzle cup.

Die Ausbildung nach Anspruch 5 ist fertigungstechnisch sehr günstig, da der Düsenkopf als Drehteil hergestellt werden kann. Er ist aber auch wärmetechnisch besonders günstig, da eine gleichmäßige Wärmeverteilung auf die einzelnen Düsentöpfe gewährleistet wird. Dieselben Vorteile sind für die Weiterbildung nach Anspruch 6 zu nennen.The design according to claim 5 is very cheap in terms of production technology, since the nozzle head can be manufactured as a turned part. However, it is also particularly favorable in terms of heat technology, since it ensures uniform heat distribution over the individual nozzle pots. The same advantages are to be mentioned for the training according to claim 6.

Die Ausbildung nach Anspruch 7 erlaubt eine gute Montierbarkeit und leichte Wartung. Von besonderem Vorteil ist, daß der Düsenkopf von unten ein- und ausgebaut und gewartet werden kann.The training according to claim 7 allows easy assembly and easy maintenance. It is particularly advantageous that the nozzle head can be installed and removed and serviced from below.

Bei der Ausführung nach Anspruch 8 wird es möglich, lediglich den Düsenkopf zur Aufbringung der Druckkräfte mit dem Pumpen­block oder Verteilerblock zu verbinden, die Dichtkräfte jedoch erst nach der Inbetriebsetzung einzubringen. Diese Lösung hat sich besonders dann bewährt, wenn die Spinneinrichtung zwischenzeitlich drucklos gefahren oder abgeschaltet und sodann ohne nochmalige Nachstellung der Dichtkräfte angefahren wird.In the embodiment according to claim 8, it is possible to connect only the nozzle head for applying the pressure forces to the pump block or distributor block, but to introduce the sealing forces only after commissioning. This solution has proven particularly useful when the spinning device is in the meantime operated without pressure or switched off and then started up without repeated adjustment of the sealing forces.

Die Ausführungen der Kühleinrichtung nach Anspruch 9 erlaubt die gleichmäßige Luftverteilung, wobei die Anordnung sternför­miger Leitbleche insbesondere dann günstig ist, wenn aus einem Spinntopf mehr als ein Filament gesponnen werden soll. In jedem Falle wird durch die Anordnung der radialen Leitbleche ein gegenseitiger Luft- und Wärmeaustausch verhindert. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1
einen Schnitt
Fig. 2
die Untersicht eines Düsenkopfes mit mehreren Düsentöp­fen
Fig. 3
die Untersicht eines Heizkasten mit mehreren Düsenköp­fen
The design of the cooling device according to claim 9 allows uniform air distribution, the arrangement of star-shaped guide plates being particularly advantageous if more than one filament is to be spun from a spinning pot. In any case, the mutual arrangement of air and heat exchange is prevented by the arrangement of the radial guide plates. An embodiment of the invention is described below. Show it:
Fig. 1
a cut
Fig. 2
the bottom view of a nozzle head with several nozzle pots
Fig. 3
the bottom view of a heating box with several nozzle heads

Die Spinneinrichtung in den Figuren Fig. 1 und Fig. 2 ist in einem Heizkasten 1 untergebracht. Der Heizkasten 1 ist ein zylindrischer Körper mit einem Innenmantel und einem Außenman­tel. Die beiden Mäntel bilden zwischen sich einen hermetisch abgeschlossenen Hohlraum, der mit einem Heizmedium, Heizflüs­sigkeit gefüllt ist. Der zylindrische Innenmantel 2 bildet gleichzeitig den Düsenschacht.The spinning device in FIGS. 1 and 2 is accommodated in a heating box 1. The heating box 1 is a cylindrical body with an inner jacket and an outer jacket. The two coats form a hermetically sealed cavity between them, which is filled with a heating medium, heating liquid. The cylindrical inner jacket 2 also forms the nozzle shaft.

Es sei bemerkt, daß die nachfolgende Beschreibung auch für die in Fig. 3 gezeigte Spinneinrichtung zutrifft, soweit in der Beschreibung zu Fig. 3 auf die Beschreibung zu Figuren 1/2 verwiesen wird.It should be noted that the following description also applies to the spinning device shown in FIG. 3 insofar as the description of FIG. 3 refers to the description of FIGS. 1/2.

Der zylindrische Düsenschacht 2 besitzt vor seinem unteren Teil eine Stufe 3. Auf der Stufe 3 liegt ein Verteilerblock 4 auf. Der Verteilerblock 4 füllt den Querschnitt des Düsenschachtes im oberen Teil fast vollständig aus. Daher besteht zwischen den Wandungen des Düsenschachtes 2 und dem Verteilerblock 4 guter wärmeleitender Kontakt. Auf dem Verteilerblock 4 liegt der Pumpenblock 5. Der Pumpenblock 5 enthält mehrere Zahnradpum­pen, die hier nur angedeutet sind. Es werden erfindungsgemäß vorzugsweise Planetenradpumpen verwandt, die jeweils ein Zentralrad und mehrere auf dem Umfang verteilte Planetenräder, die mit dem Zentralrad kämmen, aufweisen. Die Pumpe wird durch die Schmelzeleitung 6 beschickt und fördert in die Pumpleitun­gen 7. Die Schmelzeleitung 6 und die Pumpleitungen 7 sind in dem Verteilerblock angeordnet. Die Zentralräder der beiden Pumpen werden durch Pumpenwelle 21 angetrieben.The cylindrical nozzle shaft 2 has a step 3 in front of its lower part. A distributor block 4 rests on step 3. The distributor block 4 almost completely fills the cross section of the nozzle shaft in the upper part. Therefore, there is good heat-conducting contact between the walls of the nozzle shaft 2 and the distributor block 4. The pump block 5 is located on the distributor block 4. The pump block 5 contains several gear pumps, which are only indicated here. According to the invention, planetary gear pumps are preferably used, each having a central gear and a plurality of planetary gears distributed over the circumference, which mesh with the central gear. The pump is fed through the melt line 6 and feeds into the pump lines 7. The melt line 6 and the pump lines 7 are arranged in the distributor block. The central wheels of the two pumps are driven by pump shaft 21.

Die Schmelzeleitung 6 ist im Verteilerblock 4 angeordnet. Sie verbindet die Pumpen mit einer Extruderleitung 24. Die Extruderleitung 24 wird durch einen nicht dargestellten Spinnextruder mit einem schmelzflüssigen spinnbaren Polymer, z.B. Polyethylenterephthalat beschickt. Die Extruderleitung 24 ist von einem Isoliermantel umgeben und durchdringt den Hohlraum zwischen dem Innenmantel 2 und dem Außenmantel des Heizkastens 1 mittels eines druckfest eingeschweißten zylindri­schen Rohres 25.The melt line 6 is arranged in the distributor block 4. It connects the pumps to an extruder line 24. The extruder line 24 is fed with a meltable spinnable polymer, for example polyethylene terephthalate, through a spinning extruder, not shown. The extruder line 24 is surrounded by an insulating jacket and penetrates the cavity between the inner jacket 2 and the outer jacket of the Heating box 1 by means of a pressure-tight welded cylindrical tube 25.

Auch die Pumpleitungen (Druckleitungen 7) sind in dem Vertei­lerblock 4 gebildet. Jede dieser Druckleitungen 7 verbindet einen Pumpenauslaß mit einem Düsenpaket. Dabei ist hervorzuhe­ben, daß eine Planetenradpumpe mit jedem ihrer Planetenräder eine separate Pumpe bildet, deren Druckaufbau von dem Druckauf­bau der anderen Pumpen unabhängig ist. Bei einer Planetenrad­pumpe mit einem Zentralrad und vier Planetenrädern muß man also im Sinne dieser Anmeldung von vier Pumpen sprechen. Die dargestellten zwei Planetenradpumpen bilden also technisch gesehen acht Pumpen. Jede dieser acht Pumpen ist über jeweils eine Druckleitung 7 mit einem Düsenpaket 10 verbunden.The pump lines (pressure lines 7) are also formed in the distributor block 4. Each of these pressure lines 7 connects a pump outlet to a nozzle packet. It should be emphasized that a planet gear pump forms a separate pump with each of its planet gears, the pressure build-up of which is independent of the pressure build-up of the other pumps. In the case of a planetary gear pump with a central gear and four planetary gears, one must therefore speak of four pumps in the sense of this application. Technically speaking, the two planetary gear pumps shown form eight pumps. Each of these eight pumps is connected via a pressure line 7 to a nozzle packet 10.

Die Spinneinrichtung weist - wie Fig. 2 zeigt - acht Düsenpake­te auf. Die Düsenpakete 100 sind in ihrem Aufbau gleich. Zur Aufnahme der Düsenpakete dient ein Düsenkopf 9. Der Düsenkopf 9 ist ein zylindrischer Körper, dessen Außenumfang dem unteren Teil des Düsenschachtes 2 eng angepaßt ist. Der Düsenkopf wird durch eine zentrale Schraube 8 an dem Verteilerblock 4 befestigt. Er weist hierzu auf seiner dem Verteilerblock 4 zugewandten Seite einen Anlagering 20 auf, mit dem er mittels der Schraube 8 fest gegen den Verteilerblock 4 verspannt wird. Der Düsenkopf 9 weist eine Nut 22 auf, in der ein Keil 23 kämmt. Der Keil 23 ist am Innenmantel des Düsenschachtes 2 befestigt. Durch die Nut und den Keil wird die Geradführung des Düsenkopfes 9 im Heizkasten bewirkt.The spinning device has - as shown in FIG. 2 - eight nozzle packs. The structure of the nozzle packs 100 is the same. A nozzle head 9 is used to receive the nozzle packs. The nozzle head 9 is a cylindrical body, the outer circumference of which is closely matched to the lower part of the nozzle shaft 2. The nozzle head is fastened to the distributor block 4 by a central screw 8. For this purpose, it has, on its side facing the distributor block 4, an abutment ring 20, with which it is firmly clamped against the distributor block 4 by means of the screw 8. The nozzle head 9 has a groove 22 in which a wedge 23 meshes. The wedge 23 is attached to the inner jacket of the nozzle shaft 2. Through the groove and the wedge, the straight head of the nozzle head 9 is effected in the heating box.

Der Düsenkopf 9 weist auf einem zu seiner Mittelachse konzen­trischen Kreis acht kreiszylindrische Löcher auf, die jeweils den Düsentopf 10 bilden und zur Aufnahme des aus Düsenplatte 12, Filterplatte 13, Filter 14, Dichtung 16 und Dichtkolben 15 bestehenden Düsenpaketes 100 dienen.The nozzle head 9 has eight circular cylindrical holes on a circle concentric with its central axis, each of which forms the nozzle pot 10 and serves to receive the nozzle package 100 consisting of the nozzle plate 12, filter plate 13, filter 14, seal 16 and sealing piston 15.

Jeder der Düsentöpfe 10 weist in seinem oberen Bereich eine Durchmessererweiterung auf, die gegenüber dem unteren Bereich eine Stufe 26 bildet. Bei der Düsenplatte 12 kann es sich vor allem um eine Monofil­düse handeln, durch welche ein Filament ausgesponnen wird. Es können jedoch auch mehrere Filamente ausgesponnen werden. Bevorzugt ist die Anwendung dieser Erfindung jedoch bei dem Verspinnen von Monofilamenten.Each of the nozzle pots 10 has an enlarged diameter in its upper region, which forms a step 26 in relation to the lower region. The nozzle plate 12 can in particular be a monofilament nozzle through which a filament is spun out. However, several filaments can also be spun out. However, the use of this invention is preferred in the spinning of monofilaments.

Die Düsenplatte liegt auf einem umlaufenden Bund 11 auf, der das untere Ende jedes Düsentopfes 10 begrenzt und nur den Durchtritt der Düsenplatte 12 freigibt. Die Filterplatte 13 dient zum Abstützen des Filters 14. Diese Elemente besitzen den größeren Durchmesser des Düsentopfes. Den kleineren Durchmesser besitzen die Dichtung 16 sowie der Dichtkolben 15. Der Dichtkolben 15 ist in dem Düsentopf 10 mit Spiel gleitend geführt. Der Dichtkolben 15 weist zentrisch eine Verbindungs­bohrung 19 auf. An seiner dem Verteilerblock 4 zugewandten Stirnseite befindet sich ein zentrischer ringfömiger Ansatz 18 mit einer Anschlußdichtung 17. Die Anschlußdichtung 17 besteht z.B. aus einem weichen Metall, das sich durch die auf den Dichtkolben 15 einwirkenden Kräfte dichtend gegen den Vertei­lerblock 4 legt. Dabei ist hervorzuheben, daß die Verbindungs­bohrung 19 mit jeweils einer der Pumpleitungen 7 fluchtet.The nozzle plate rests on a circumferential collar 11 which delimits the lower end of each nozzle pot 10 and only releases the passage of the nozzle plate 12. The filter plate 13 serves to support the filter 14. These elements have the larger diameter of the nozzle cup. The smaller diameter has the seal 16 and the sealing piston 15. The sealing piston 15 is slidably guided in the nozzle cup 10 with play. The sealing piston 15 has a connecting bore 19 centrally. On its end face facing the distributor block 4 there is a central annular projection 18 with a connection seal 17. The connection seal 17 consists e.g. made of a soft metal, which lies sealingly against the distributor block 4 by the forces acting on the sealing piston 15. It should be emphasized that the connecting bore 19 is aligned with one of the pump lines 7.

Durch die Pumpleitung 7 und Verbindungsbohrung 19 wird also der jeweilige Düsentopf 10 mit unter Druck stehender Schmelze beschickt. Dadurch baut sich in dem Düsentopf 10 ein Druck auf. Der Spalt zwischen dem Düsentopf bzw. seinem Mantel und dem Dichtkolben 15 wird durch eine Dichtung 16 abgedichtet, die sich infolge des Druckaufbaus in den Spalt hineindrückt. Die Dichtung 16 ist ein im Querschnitt winkelförmiger Ring, der einerseits den Spalt überdeckt, der aber andererseits die Verbindungsbohrung 19 freiläßt. Es handelt sich hier um ein selbstdichtendes System, wie es ähnlich auch in dem US-Patent 4,698,008 (Bag. 1416) beschrieben ist.Through the pump line 7 and connection bore 19, the respective nozzle pot 10 is charged with melt under pressure. As a result, pressure builds up in the nozzle pot 10. The gap between the nozzle cup or its jacket and the sealing piston 15 is sealed by a seal 16 which presses into the gap as a result of the pressure build-up. The seal 16 is a ring with an angular cross section, which on the one hand covers the gap, but on the other hand leaves the connecting bore 19 exposed. This is a self-sealing system, as is similarly described in US Pat. No. 4,698,008 (Bag. 1416).

Die Dichtung 16 sowie der Dichtkolben 15 weisen - wie gesagt - den erweiterten Durchmesser auf und liegen daher auf der Stufe 26 auf. Die axiale Erstreckung dieser Durchmessererweiterung ist so groß, daß im eingebauten Zustand die Anschlußdichtung 17 an dem Verteilerblock 4 im wesentlichen spielfrei anliegt.The seal 16 and the sealing piston 15 have - as said - the enlarged diameter and are therefore on the step 26. The axial extent of this diameter expansion is so large that the connection seal 17 bears against the distributor block 4 essentially without play in the installed state.

Zum Inbetriebsetzen der Spinneinrichtung werden zunächst von oben der Verteilerblock 4 und der Pumpenblock 5 in den Düsenschacht 2 gelegt. Sodann erfolgt der Anschluß des Verteilerblocks 4 an die Extruderleitung 24. Ebenso wird der Pumpenblock 5 von oben in nicht dargestellter Weise mit dem Verteilerblock 4 verspannt und in dem Düsenschacht festgelegt.To start up the spinning device, the distributor block 4 and the pump block 5 are first placed in the nozzle shaft 2 from above. Then the distributor block 4 is connected to the extruder line 24. Likewise, the pump block 5 is clamped from above in a manner not shown with the distributor block 4 and fixed in the nozzle shaft.

In Fig. 1 ist lediglich durch Pfeile angedeutet, daß der Pumpenblock 5 durch Einspannkräfte von oben gegen den Vertei­lerblock 4 und der Verteilerblock 4 gegen die Stufe 3 gedrückt wird.In Fig. 1 it is only indicated by arrows that the pump block 5 is pressed by clamping forces from above against the distributor block 4 and the distributor block 4 against the stage 3.

Nunmehr wird der Spinnkopf 9 im abgebauten Zustand montiert. Das heißt: es werden in jeden Düsentopf 10 von oben nacheinan­der die Düsenplatte 12, die Filterplatte 13, das Filter 14, die Dichtung 16 und der Dichtkolben 15 mit der Anschlußdichtung 17 eingelegt. Danach wird der Spinnkopf 9 mit den eingebauten Düsenpaketen 100 in den Düsenschacht 2 des Heizkastens 1 montiert und durch die Schraube 8 in dem Verteilerblock 4 befestigt. Durch Anziehen der Schraube 8 werden dabei auch die Anschlußdichtungen 17 zwischen dem Verteilerblock 4 und den Dichtkolben 15 der Düsenpakete 100 leicht vorgespannt.Now the spinning head 9 is assembled in the disassembled state. That is to say, the nozzle plate 12, the filter plate 13, the filter 14, the seal 16 and the sealing piston 15 with the connecting seal 17 are inserted one after the other into each nozzle pot 10. Then the spinning head 9 with the installed nozzle packs 100 is mounted in the nozzle shaft 2 of the heating box 1 and fastened in the distributor block 4 by the screw 8. By tightening the screw 8, the connection seals 17 between the distributor block 4 and the sealing piston 15 of the nozzle packs 100 are also slightly prestressed.

Wenn nun die Anlage unter Druck gesetzt wird, so bewirkt der sich aufbauende Druck der Spinnschmelze in jedem der Düsentöpfe 10, daß die Dichtung 16 in den Spalt zwischen den Außenwandun­gen des Düsentopfes und dem Dichtkolben 15 hineingedrückt wird und den Spalt abdichtet. Dabei wird der Dichtkolben 15 nach oben gedrückt, so daß sich die Anschlußdichtung 17 mit großer Flächenpressung gegen den Verteilerblock 4 legt. Daher bewirkt die Anschlußdichtung 17 die druckabhängige Abdichtung der Druckleitung 7 und des Dichtkolbens 15. Der in Fig. 3 gezeigte Heizkasten entspricht im Aufbau dem Heizkasten, der in der US-PS 4,698,008 (Bag 1416) beschrieben ist.
Der Heizkasten ist also als Balken ausgeführt. Die Unterseite weist die Düsenschächte 2 auf. In jedem der Düsenschächte liegt ein Düsenkopf 9 mit acht Düsentöpfen.If the system is now pressurized, the pressure build-up of the spinning melt in each of the nozzle pots 10 causes the seal 16 to be pressed into the gap between the outer walls of the nozzle pot and the sealing piston 15 and to seal the gap. The sealing piston 15 is pressed upwards so that the connection seal 17 lies against the distributor block 4 with a large surface pressure. Therefore causes the connection seal 17, the pressure-dependent sealing of the pressure line 7 and the sealing piston 15. The heater box shown in FIG. 3 corresponds in structure to the heater box described in US Pat. No. 4,698,008 (Bag 1416).
The heater box is therefore designed as a bar. The underside has the nozzle shafts 2. In each of the nozzle shafts there is a nozzle head 9 with eight nozzle pots.

Der Aufbau der Düsenköpfe 9 entspricht der Beschreibung nach den Figuren 1/2.The structure of the nozzle heads 9 corresponds to the description according to FIGS. 1/2.

Während die in Fig. 1, 2 dargestellte Spinneinrichtung auch hinsichtlich des Heizkastens einen sehr kompakten und daher raumgünstigen für die Wärmeübertragung günstigen Aufbau zeigt, zeichnet sich die Spinneinrichtung nach Fig. 3 dadurch aus, daß mehrere Spinnköpfe 9 in einem einzigen Heizkasten 1 unterge­bracht werden können. Welcher der Ausführungen der Vorzug zu geben ist, richtet sich zwar nach den Raumverhältnissen. Infolge der wärmetechnisch günstigen Ausführung nach Fig. 1 ist diese Ausführung insbesondere für die Herstellung von Monofilen geeignet, die eine besonders hohe Maßhaltigkeit von Filament zu Filament und über die Länge des Filamentes aufweisen müssen.

Figure imgb0001
While the spinning device shown in Fig. 1, 2 also shows a very compact and therefore space-saving structure for heat transfer with regard to the heating box, the spinning device according to Fig. 3 is characterized in that several spinning heads 9 can be accommodated in a single heating box 1 . Which of the versions should be preferred depends on the spatial conditions. As a result of the thermally favorable embodiment according to FIG. 1, this embodiment is particularly suitable for the production of monofilaments which must have a particularly high dimensional accuracy from filament to filament and over the length of the filament.
Figure imgb0001

Claims (9)

Spinneinrichtung zum Spinnen mehrerer synthetischer Filamente, bei der mittels Spinnpumpen ein schmelzflüssiges Polymer in auf einem Kreis angeordnete Düsentöpfe (10) gefördert und daraus durch in Düsenplatten (12) eingebrachte Düsenlöcher nach unten ausgepreßt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spinneinrichtung in einem Heizkasten (1) angeordnet ist, der einen nach unten offenen Düsenschacht (2) bildet, daß der Düsenschacht (2) nach oben durch einen Verteiler­block (4) oder Pumpenblock (5) abgeschlossen ist, daß die Düsentöpfe (10) in einen Düsenkopf (9) in Form von jeweils einer zylindrischen Ausnehmung eingebracht sind, und daß der Düsenkopf (9) an der Unterseite des Pumpen­blocks (5) bzw. Verteilerblocks (4) befestigt ist.Spinning device for spinning several synthetic filaments, in which a molten polymer is conveyed into nozzle pots (10) arranged in a circle by means of spinning pumps and is pressed downward therefrom through nozzle holes made in nozzle plates (12),
characterized in that
the spinning device is arranged in a heating box (1) which forms a downwardly open nozzle shaft (2), that the nozzle shaft (2) is closed at the top by a distributor block (4) or pump block (5), that the nozzle pots (10) are introduced into a nozzle head (9) in the form of a cylindrical recess, and that the nozzle head (9) is attached to the underside of the pump block (5) or distributor block (4). Spinneinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
jedem Düsentopf (10) jeweils eine Spinnpumpe zugeordnet ist.Spinning device according to claim 1,
characterized in that
a spinning pump is assigned to each nozzle pot (10). Spinneinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
in jeder Düsenplatte (12) lediglich ein Düsenloch zum Auspressen jeweils eines Monofilaments eingebracht ist.Spinning device according to claim 2,
characterized in that
in each nozzle plate (12) only one nozzle hole for pressing out one monofilament is made. Spinneinrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spinnpumpe eine Mehrfach-, insbesondere Planetenrad-Zahnradpumpe ist, deren Auslässe mit je einem Düsentopf (10) verbunden sind und welche durch eine gemeinsame Welle (21) angetrieben wird.Spinning device according to claim 2 or 3,
characterized in that
the spinning pump is a multiple, in particular planetary gear pump, the outlets of which are each connected to a nozzle pot (10) and which is driven by a common shaft (21). Spinneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Düsenkopf (9) sowie der Düsenschacht (2) kreiszylin­drisch ausgebildet sind.Spinning device according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
the nozzle head (9) and the nozzle shaft (2) are circular cylindrical. Spinneinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Heizkasten (1) zylinderförmig ausgebildet ist.Spinning device according to claim 5,
characterized in that
the heating box (1) is cylindrical. Spinneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß
der Düsenkopf (9) durch eine Zentralschraube (8), welche im Mittelpunkt zu dem Kreis liegt, auf welchem die Düsentöpfe (10) angeordnet sind, an dem Pumpenblock (5) oder Vertei­lerblock (4) befestigt ist.Spinning device according to one of the preceding claims
characterized in that
the nozzle head (9) is fastened to the pump block (5) or distributor block (4) by a central screw (8) which lies at the center of the circle on which the nozzle pots (10) are arranged. Spinneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Düsentopf (10) einen der Düsenplatte (12) gegenüber­liegenden beweglichen Anschlußkolben (15) aufweist, welcher durch den in dem Düsentopf (10) herrschenden Druck gegen den Pumpen- (5) bzw. Verteilerblock (4) gedrückt wird und welcher eine Durchgangsbohrung (19) aufweist, die die Anschlußöffnung mit dem Düsentopf (10) verbindet, und daß der Pumpen- (5) bzw. Verteilerblock (4) Anschluß­öffnungen aufweist, welche jeweils mit einer Spinnpumpe verbunden und konzentrisch zu den Düsentöpfen (10) angeordnet sind.Spinning device according to one of claims 1 to 7,
characterized in that
Each nozzle pot (10) has a movable connecting piston (15) opposite the nozzle plate (12), which is pressed against the pump (5) or distributor block (4) by the pressure prevailing in the nozzle pot (10) and which has a through hole ( 19), which connects the connection opening with the nozzle pot (10), and that the pump block (5) or distributor block (4) has connection openings, each of which is connected to a spinning pump and arranged concentrically with the nozzle pots (10). Spinneinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
unterhalb des Düsenkopfes (9) und konzentrisch zu diesem eine in radialer Richtung poröse, zylindrische Kerze oder ein zylindrischer Blasschacht mit poröser Innenwandung angeordnet ist, welche(r) mit einer Druckluftquelle zum Zwecke der Kühlluftzufuhr verbunden ist,
und daß von der Kerze bzw. dem Blasschacht sternförmige bzw. radiale Leitbleche ausgehen,
und daß die Düsentöpfe (10) im wesentlichen mittig über den Zwischenräumen zwischen den Leitblechen angeordnet sind.Spinning device according to one of the preceding claims 1 to 8,
characterized in that
Below the nozzle head (9) and concentrically to this is arranged a radial porous, cylindrical candle or a cylindrical blow chute with a porous inner wall, which (r) with a compressed air source for Cooling air supply is connected,
and that star-shaped or radial guide plates originate from the candle or the blow duct,
and that the nozzle pots (10) are arranged substantially centrally over the spaces between the guide plates.
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