EP1440188B1

EP1440188B1 - Spinndüse

Info

Publication number: EP1440188B1
Application number: EP02800100A
Authority: EP
Inventors: Bernd Kirchhoff
Original assignee: Saurer GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: EP1440188A1; CN1558968A; DE50208620D1; US20040228939A1; CN1296530C; US7172401B2; JP2005504191A; WO2003029534A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinndüse zum Schmelzspinnen einer Vielzahl von strangförmigen Filamenten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Spinndüse ist beispielsweise aus der DE 199 32 852 A1 bekannt.
Die bekannte Spinndüse weist ein Gehäuse auf, das zur Aufnahme einer Düsenplatte, einer Lochplatte, eines Filtereinsatzes, sowie eines Einlaßstückes dient. Die Düsenplatte, die Lochplatte und das Einlaßstück sind in das Gehäuse eingelegt und werden durch ein Schraubmittel innerhalb des Gehäuses gehalten. Die Innenteile des Gehäuses sind aus einem Material gebildet, das gegenüber dem Gehäusematerial einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt. Damit wird erreicht, daß im Betriebszustand der Spinndüse, der beispielsweise im Bereich von 300°C liegen könnte, die Innenteile innerhalb des Gehäuses der Spinndüse sich stärker ausdehnen als das die Innenteile umschließende Gehäuse. Dadurch wird eine Druckkraft erzeugt, die zur Abdichtung der Trennfugen zwischen den Innenteilen bzw. zwischen den Innenteilen und dem Gehäuse führt.
Die bekannte Spinndüse besitzt jedoch den Nachteil, daß stets unterschiedliche Werkstoffe zur Herstellung von Gehäuse- und Gehäuseinnenteilen der Spinndüse verwendet werden müssen. Desweiteren ist bei der Wahl der Werkstoffe der Innenteile stets die Forderung nach ausreichender Festigkeit und Beständigkeit gegen die zu führende Polymerschmelze zu berücksichtigen. Damit kommen nur Werkstoffe in Betracht, die nur eine geringe Differenz der Wärmeausdehungskoeffizienten aufweisen. Insoweit ist die bekannte Spinndüse nur für sehr hohe Betriebstemperaturen geeignet, um eine ausreichende Dichtwirkung zu erzeugen.
Aus der DE 199 35 982 A1 ist ebenfalls eine Spinndüse bekannt, bei welcher ein Filtereinsatz und eine Düsenplatte innerhalb eines Gehäuses eingefügt sind. Die Spinndüsenplatte wird dabei über ein Gewinde in dem Gehäuse gehalten. Auch hierbei sind die Innenteile aus Werkstoffen gebildet, die eine größere Wärmeausdehnung gegenüber dem Gehäuse aufweisen. Insoweit treten hier die oben genannten Nachteile in gleicher Weise auf. Zusätzlich erfordert die Einbausituation, daß durch größere Wärmeausdehung der Innenteile gegenüber dem Gehäuse sowohl radial wirkende als auch axial wirkende Druckkräfte aufgebaut werden müssen.
Aus der DD 125421 ist eine Spinndüse bekannt, bei welcher die Spinndüsenplatte und eine Lochplatte innerhalb einer Hülse angeordnet sind, die durch ein Schraubmittel an der Stirnseite eines den Schmelzeeinlaß bildenden Gehäuseteils befestigt ist. Zwischen der Stirnseite des Gehäuseteils und der angefügten Lochplatte und Düsenplatte ist eine Dichtung innerhalb der die Innenteile aufnehmenden Hülse angeordnet. Die Hülse ist aus einem Werkstoff gebildet, welcher gegenüber dem Gehäuseteil und dem Schraubmittel einen höheren Wärmeausdehungskoeffizienten aufweist, um bei Erwärmung der Hülse eine Verformung der zwischen den Teilen angeordneten Dichtung und damit eine Selbstdichtung zu erreichen. Bei dieser bekannten Spinndüse besteht der Nachteil, daß die Innenteile der Spinndüse unmittelbar in einem sich stärker ausdehnenden Gehäuseteil eingesteckt sind. Unter Berücksichtigung der Wärmedehnung müssen die Innenteile daher mit entsprechenden Spielen eingefügt werden, was sich jedoch negativ auf die erforderliche Paßgenauigkeit zur Abdichtung der Trennfugen auswirkt.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine gattungsgemäße Spinndüse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die innerhalb eines Gehäuses paßgenau zusammengefügten Innenteile im wesentlichen unabhängig von deren Materialien im Betrieb selbstdichtend gehalten werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Ausdehnungskörper zwischen dem Gehäuse und einem der Innenteile angeordnet ist und daß der Ausdehnungskörper aus einem Material gebildet ist, welches einen im Vergleich zum Gehäusematerial höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist und welches bei Erwärmung innerhalb des Gehäuses eine Druckkraft zum selbstdichtenden Verspannen der Düsenplatte und des Einlaßstückes erzeugt.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Gehäuse der Spinndüse sowie die Innenteile des Gehäuses aus Werkstoffen gefertigt werden können, die ausschließlich die Erfordernisse zur Führung einer Schmelze sowie zum Extrudieren der Schmelze wie beispielsweise Festigkeit und Beständigkeit erfüllen müssen. Die zur Selbstdichtung erforderliche Druckkraft wird ausschließlich bei Erwärmung durch den Ausdehnungskörper bewirkt. Das Gehäuse sowie die Innenteile wie das Einlaßstück und die Düsenplatte können sowohl aus einem identischen Material oder aber auch aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein.
Um zu gewährleisten, daß die nach Montage durch das Schraubmittel eingestellte Vorspannung der Innenteile innerhalb des Gehäuses im Betrieb der Spinndüse erhalten bleibt bzw. gemeinsam mit der durch Erwärmung des Ausdehnungskörpers zusätzlich erzeugte Druckkraft auf die abzudichtenden Innenteile einwirkt, ist die erfindungsgemäße Spinndüse bevorzugt derart ausgeführt, daß bei Erwärmung eine im wesentlichen in eine durch das Schraubmittel bestimmte Spannrichtung wirkende Druckkraft erzeugbar ist.
Dabei läßt sich der Effekt zur Erzeugung einer gerichteten Druckkraft dadurch verbessern, daß der Ausdehnungskörper und/oder das Material des Ausdehnungskörpers eine Struktur aufweisen, die bei Erwärmung einer Ausdehnung des Ausdehnungskörpers im wesentlichen in eine Richtung bewirken. Dies kann beispielsweise bei einem Ausdehnungskörper durch entsprechende Längen/Breitenverhältnisse erreicht werden.
Bei Verwendung von Rundspinndüsen, bei welchen die kreisförmigen Düsenplatten innerhalb eines zylindrischen Gehäuses eingesteckt sind, ist der Ausdehnungskörper gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise als ein Dehnungsring ausgebildet. Der Dehnungsring ist dabei zwischen einem Deckel des Gehäuses oder einem Boden des Gehäuses und dem Einlaßstück angeordnet.
Bei Verwendung rechteckiger Spinndüsen läßt sich der Ausdehnungskörper auch vorteilhaft durch mehrere Dehnungsstücke bilden, welche zwischen dem Einlaßstück und einem Deckel des Gehäuses oder einem Boden des Gehäuses angeordnet sind.
Unabhängig von der Form des Ausdehnungskörpers wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dem Ausdehnungskörper eine Druckplatte zuzuordnen, durch welche die Kontaktfläche zu dem Gehäuse oder zum dem Einlaßstück gebildet wird. Damit wird vorteilhaft eine flächige Belastung und somit eine über die gesamte Länge der Trennfugen gleichmäßig wirkende Druckkraft erzeugt.
Zur Erleichterung der Montage und Demontage insbesondere auch im Hinblick auf mögliche Reinigungsvorgänge läßt sich der Ausdehnungskörper entweder fest mit dem Gehäuse oder fest mit dem Einlaßstück verbinden.
Zur Verbesserung der selbstdichtenden Wirkung bei beispielsweise Betriebstemperaturen unter 200°C kann eine Erhöhung der Druckkräfte dadurch erreicht werden, daß gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Gehäuse aus einem Gehäusematerial gebildet ist, welches im Vergleich zu den Materialien der Innenteile - wie beispielsweise des Einlaßstückes und der Düsenplatte - einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Somit würde die größere Ausdehnung der Innenteile innerhalb des Gehäuses zusätzlich zu dem Ausdehnungskörper Druckkräfte gegenüber dem Gehäuse erzeugen.
Um bei derartigen Spinndüsen ein gleichmäßiges Extrudieren der Polymerschmelze durch sämtliche Düsenbohrungen der Düsenplatte zu erreichen, sind innerhalb des Gehäuses zwischen dem Einlaßstück und der Düsenplatte zusätzlich ein Filtereinsatz und eine Lochplatte angeordnet. Das Einlaßstück, der Filtereinsatz, die Lochplatte und die Düsenplatte werden dabei durch das Schraubmittel innerhalb des Gehäuses gehalten. Zur Erhöhung der Dichtwirkung lassen sich dabei vorzugsweise in den Trennfugen Dichtungen einfügen.
Im Betrieb der Spinndüsen können beim Extrudieren der Polymerschmelze Drücke und Temperaturen erreicht werden, die möglicherweise eine Überbelastung der Innenteile innerhalb des Gehäuses bzw. eine Überbelastung der Gehäuseteile oder des Schraubmittels verursachen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine als Bruchsicherung dienende Feder zwischen dem Gehäuse und einem der Innenteile gespannt. Dabei ist zwischen den Innenteilen und dem Gehäuse ein Federweg eingestellt, so daß unkontrollierte Ausdehnungen sicher aufgenommen werden können.
Die erfindungsgemäße Spinndüse zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß der Ausdehnungskörper nur die Funktion zum Aufbau einer durch Erwärmung bedingten Druckkraft hat. Die von der Spinndüse zum Schmelzspinnen der Filamente ausgeführten Funktionen sind für den Ausdehnungskörper nicht relevant, so daß die Wahl des Materials für den Ausdehnungskörper allein auf die Belange der Wärmeausdehnung gerichtet sein kann. Hierzu eignen sich besonders Metalle oder Metallegierungen wie beispielsweise Kupfer. Um zu gewährleisten, daß selbst bei Reinigungsvorgängen eine Grundfestigkeit der Ausdehnungskörper erhalten bleibt, werden vorzugsweise derartige Metalle und Metallegierungen eingesetzt, deren Aufschmelztemperatur oberhalb von 500°C liegt.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Ausdehnungskörper und die Aufnahme austauschbar zu gestalten, so daß ausschließlich die schmelzeführenden Teile zur Reinigung in einen Ofen gelangen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger in den beigefügten Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
Es stellen dar:

Fig. 1: schematisch eine Schnittansicht eines ersten Ausfiihrungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spinndüse;
Fig. 2: schematisch eine Schnittansicht eines weiteren Ausfihrungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spinndüse.
Fig. 3: schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2.
Fig. 4 und Fig. 5: schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spinndüse

In Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsgsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spinndüse gezeigt. Die Spinndüse besitzt ein zylindrisches Gehäuse 1, das zu einer oberen Seite hin durch einen Boden 6 stirnseitig begrenzt ist. Der Boden 6 besitzt zentrisch eine Öffnung 13. Durch die Öffnung 13 im Gehäuseboden 6 ragt ein Ansatz 20 eines in das Gehäuse 1 eingesteckten Einlaßstückes 2 heraus. Zwischen dem Einlaßstück 2 und dem Gehäuseboden 6 ist ein als Dehnungsring ausgebildeter Ausdebnungskörper 8 angeordnet.
Dabei stützt sich das Einlaßstück 2 über den ringförmigen Ausdehnungskörper 8 an dem Gehäuseboden 6 ab. Das Einlaßstück 2 besitzt an seinem außerhalb des Gehäuses 1 ragenden Ansatz 20 einen Schmelzeeinlaß 5 auf, der durch einen Einlaßkanal 14 und einen Schmelzekanal 26 mit einer Verteilerkammer 15 innerhalb des Einlaßstückes 2 verbunden ist. An der Stirnseite des Einlaßstückes 2 innerhalb des Gehäuses 1 schließt sich ein Filtereinsatz 9, eine Lochplatte 10 und eine Düsenplatte 3 an. Zwischen der Düsenplatte 3 und der Lochplatte 10 ist eine außenliegende umlaufende Dichtung 11 vorgesehen. Ebenso ist der als Siebblech ausgebildete Filtereinsatz 9 durch eine umlaufende Dichtung 29 eingefaßt. Die Dichtung 29 ist zwischen der Lochplatte 10 und dem Einlaßstück 2 angeordnet. Die Düsenplatte 3 stützt sich über einen Federeinsatz 27 an einem Kragen 12 eines Schraubmittels 7 ab. Hierbei ist zwischen der Unterseite der Düsenplatte 3 und dem Kragen 12 ein Spalt 28 ausgebildet, welcher ein Maß für den Federweg des Federeinsatzes 27 ist. Der Federeinsatz 27 könnte durch eine ringförmige Feder oder durch mehrere Federn gebildet sein. Das Schraubmittel 7 ist als eine Überwurfmutter ausgebildet, die in ein Gewinde 21 am Umfang des Gehäuses 1 eingreift. Die Düsenplatte 2 ist nach unten hin frei, so daß die innerhalb der Düsenplatte 3 ausgebildeten Düsenbohrungen 4 den Schmelzeauslaß bilden.
Zur Montage der in Fig. 1 dargestellten Spinndüse wird zunächst das Gehäuse 1 mit dem Boden 6 nach unten in eine Einbauvorrichtung gestellt. Dann werden nacheinander der ringförmige Ausdehnungskörper 8, das Einlaßstück 2, der Filtereinsatz 9, die Lochplatte 10 und die Düsenplatte 3 mit dem Federeinsatz 27 sowie den zugehörigen Dichtungen 11 und 29 in das Gehäuse 1 eingesteckt. Abschließend wird auf das Gewinde 21 des Gehäuses 1 das Schraubmittel 7 aufgebracht. Dabei werden innerhalb des Gehäuses 1 die eingelegten Innenteile gegeneinander vorgespannt. Bevor die Spinndüse zum Einsatz in einen Spinnbalken eingesetzt wird, erfolgt zunächst ein Aufwärmen der Spinndüse innerhalb eines Ofens auf eine Temperatur von ca. 200°C bis 250°C. Durch den Einsatz unterschiedlicher Materialien und unter Wärmeeinwirkung wird sich der Ausdehnungskörper 8, der beispielsweise aus einem Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet ist, stärker ausdehnen als das Gehäuse 1, das beispielsweise aus einem Stahl gefertigt ist. Der Ausdehnungskörper 8 dehnt sich im wesentlichen in Richtung der Lochplatte 10 und der Düsenplatte 3, so daß eine zusätzlich zu der Vorspannkraft in gleicher Richtung wirkende Druckkraft erzeugt wird. Hierdurch wird in den Trennfugen zwischen dem Einlaßstück 2, der Lochplatte 9 und der Düsenplatte 3 eine Selbstdichtung erreicht. Durch die Verwendung der Dichtungen 11 und 29 in den Trennfugen der Einzelteile wird gewährleistet, daß selbst bei kritischen Anspinnphasen eine ausreichende Abdichtung nach außen hin gewährleistet ist. Die Dichtwirkung wird zudem bei voller Wirksamkeit des Schmelzedrucks erhöht.
Während des Betriebes der erfindungsgemäßen Spinndüse wird eine Polymerschmelze über den Schmelzeeinlaß 5 der Spinndüse zugeführt und gelangt über den Einlaßkanal 14 und den Schmelzekanal 26 in die Verteilerkammer 15. Von der Verteilerkammer 15 aus durchdringt die Polymerschmelze den Filtereinsatz 9 und die Lochplatte 10, Danach wird die Polymerschmelze durch die Düsenbohrungen 4 der Düsenplatte 3 zu einer Vielzahl von strangförmigen Filamenten extrudiert. Innerhalb der Verteilerkammer 15 werden dabei Schmelzedrücke von bis 250 bar erreicht. Zum Filtern der Polymerschmelze ist der Filtereinsatz 9 vorzugsweise durch ein oder mehrere Siebe mit unterschiedlichen Maschenweiten gebildet. Es ist jedoch auch möglich, oberhalb der Lochplatte 2 einen Filtereinsatz vom einem Filtergranulat mit unterschiedlichen Korngrößen zu verwenden.
Um möglichst hohe Druckkräfte durch Erwärmung der Spinndüse zu erzeugen, könnten die Innenteile - wie das Einlaßstück 2, die Lochplatte 10 und die Düsenplatte 3 - aus einem Material gefertigt sein, das einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Gehäuse 1. So könnten beispielsweise das Gehäuse aus Stahl, die Innenteile aus nicht rostendem Stahl und der Ausdehnungskörper ebenfalls aus nicht rostendem Stahl hergestellt sein. Diese Ausbildung besitzt den Vorteil, daß die Beständigkeit der Innenteile gegen die Polymerschmelze bei Verwendung eines nicht rostenden Stahls gewährleistet ist.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Dehnungsring 8 fest mit dem Boden 6 verbunden. Somit können die Schmelze führenden Teile auf einfache Weise zum Zwecke der Reinigung demontiert und wieder montiert werden.
Für den Fall, daß der Reinigungsprozeß an der montierten Spinndüse ausgeführt wird, ist das Material des Ausdehnungskörpers derart zu wählen, daß die hohen Reinigungstemperaturen von über 500°C zu keiner unerwünschten Veränderung des Ausdehnungskörpers führt. So sollte zumindest die Aufschmelztemperatur des Materials des Ausdehnungskörpers oberhalb von 500° C liegen.
Um unkontrollierte Ausdehnungen innerhalb des Gehäuses 1 ohne Überlastung aufnehmen zu können, ist zwischen dem Schraubmittel 7 und der Düsenplatte 3 der Federeinsatz 27 gespannt. Der zwischen der Unterseite der Düsenplatte 3 und dem Kragen 12 des Schraubmittels 7 gebildete Spalt 28 ermöglicht eine zusätzliche Ausdehnung der Innenteile bzw. des Ausdehnungskörpers.
In Fig. 2 und Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spinndüse dargestellt. Hierbei zeigt die Fig. 2 die Spinndüse schematisch in einer Schnittansicht und Fig. 3 die Spinndüse schematisch in einer Draufsicht. Insoweit kein Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Die Bauteile mit gleicher Funktion haben identische Bezugszeichen erhalten. Im Gegensatz zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist das in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel als eine rechteckige Spinndüse ausgebildet. Hierzu weist die Spinndüse ein rechteckiges Gehäuse 1 auf, das auf der Unterseite einen Gehäuseboden 22 mit einer zum Extrudieren der Filamente erforderlichen Öffnung 23 aufweist. Auf dem Gehäuseboden 22 ist innerhalb des Gehäuses 1 eine rechteckige Düsenplatte 3, eine Dichtung 11, eine Lochplatte 10, ein Filtereinsatz 9 mit Dichtung 29 sowie ein Einlaßstück 2 angeordnet. Das Einlaßstück 2 besitzt im mittleren Bereich des Gehäuses 1 einen Ansatz 20, der aus dem Gehäuse 1 herausragt und einen Schmelzeeinlaß 5 bildet. Zur Aufnahme des Ausdehnungskörpers 8, der durch zwei getrennt voneinander angeordnete Dehnungsstücke 8.1 und 8.2 gebildet wird, besitzt das Einlaßstück 2 zwei nebeneinander angeordnete Aussparungen 24 und 31, in die die Dehnungsstücke 8.1 und 8.2 aufgenommen sind. Die Dehnungsstücke 8.1 und 8.2 stützen sich außerhalb des Einlaßstückes 2 jeweils an einer Druckplatte 19 und 30 ab. Oberhalb der Druckplatten 19 und 30 ist das Gehäuse 1 durch einen Gehäusedeckel 16 verschlossen. Der Gehäusedeckel 16 wird hierbei durch Stifte 25 gehalten. In dem Gehäusedeckel 16 sind zwei nebeneinander ausgebildete Öffnungen 32 und 33 mit jeweils einem innen liegenden Gewinde 21 und 34 eingebracht. In den Gewinden 21 und 34 greifen jeweils ein Schraubmittel 7.1 und 7.2 ein, die unmittelbar auf die Druckplatten 19 und 30 einwirken. Damit wird bei Montage eine Vorspannung innerhalb der im Gehäuse 1 eingesetzten Innenteile erreicht. Die Schraubmittel 7.1 und 7.2 werden dabei gleichmäßig in die Gewinde 21 und 34 des Gehäusedeckels 16 eingedreht.
Die Auswahl der Materialien für den als Dehnungsstück ausgebildeten Ausdehnungskörper 8, das Gehäuse 1 sowie den Innenteil läßt sich gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ausführen. Ebenso sind der Montageablauf sowie die Aufheizung der Spinndüse zur Erzeugung der Druckkräfte gleich dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, besitzt das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spinndüsen ein Sicherheitselement, um unkontrollierte Ausdehnungen aufnehmen zu können. Hierzu ist jeweils eine Feder 18 zwischen den Schraubmitteln 7.1 und der Druckplatten 19 sowie zwischen dem Schraubmittel 7.2 und der Druckplatte 30 gespannt. Zwischen den Schraubmitteln 7.1 und 7.2 und den Druckplatten 19 und 30 ist jeweils ein Spalt 28 ausgebildet, der den zulässigen Federweg der Federn 18 begrenzt und somit eine maximale Ausdehnung der Innenteile ermöglicht.
Die Figuren 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spinndüse. Fig. 4 stellt dabei schematisch eine Querschnittsansicht und Fig. 5 schematisch eine Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels dar. Die nachfolgende Beschreibung gilt insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist für beide Figuren. Die Bauteile gleicher Funktion haben hierbei der Übersicht wegen identische Bezugszeichen erhalten.
Das in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der Spinndüse weist ein rohrförmiges Gehäuse 1 auf. Das rohrförmige Gehäuse 1 ist waagerecht ausgerichtet und an den Enden durch jeweils eine Seitenplatte 36.1 und 36.2 und einen Deckel 35.1 und 35.2 verschlossen, wobei zwischen den Seitenplatten 36.1 und 36.2 und den Deckeln 35.1 und 35.2 mehrere Druckfedern 37 wirken. Zwischen den Seitenplatten 36.1 und 36.2 sind in dem Gehäuse 1 die Düsenplatte 3, die Lochplatte 10, der Filtereinsatz 9, das Einlaßstück 2 und eine Druckplatte 19 übereinander angeordnet. Zwischen der Düsenplatte 3 und der Lochplatte 10 ist die Dichtung 11 und zwischen der Lochplatte 10 und dem. Einlaßstück 2 ist die Dichtung 29 angeordnet. Wobei die Dichtung 29 den Filtereinsatz 9 umschließt. Das die Verteilerkammer 15 bildende Einlaßstück 2 ist mit einem Einlaßadapter 17 verbunden, welcher den Schmelzeeinlaß 5 außerhalb des Gehäuses 1 bildet und welcher mit dem Einlaßstück 2 einen in die Verteilerkammer 15 mündenden Einlaßkanal 14 bildet.
Auf der Unterseite des Gehäuses 1 ist im Bereich der Düsenplatte 3 in dem Gehäuse 1 ein Düsenausschnitt 23 eingebracht, so daß die aus den-Düsenbohrungen 4 der Düsenplatte 3 austretende Filamentstränge ungehindert extrudiert werden können. Auf der gegenüberliegenden Seite besitzt das Gehäuse 1 mehrere Öffnungen 33 zur Aufnahme jeweils eines Schraubmittels 7. Das Schraubmittel 7 ist über ein Gewinde 34 mit dem Gehäuse 1 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel sind insgesamt 4 Schraubmittel 7.1 bis 7.4 vorgesehen. Durch die Schraubmittel 7.1 bis 7.4 wird jeweils eine Feder 18 gegenüber der Druckplatte 19 gespannt. Auf der gegenüberliegenden Unterseite der Druckplatte 19 sind mehrere Ausdehnungskörper 8.1 bis 8.4 angeordnet, die sich zwischen dem Einlaßstück 2 und der Druckplatte 19 abstützen.
Die Funktion des in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiels ist identisch zu den vorhergehenden Ausfuhnmgsbeispielen der erfindungsgemäßen Spinndüse, so daß an dieser Stelle auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen wird. Zur Reinigung der Spinndüse werden nur die schmelzeführenden Bauteile 2, 3 und 10 in einen Pyrolyse-Ofen bei Temperaturen von ca. 500 °C ausgebrannt. Die Druckplatte 19 wird den Ausdehnungskörpern 8.1 bis 8.4 ist austauschbar und muß deshalb diesen hohen Reinigungstemperaturen nicht ausgesetzt werden. Daraus folgt eine noch größere Vielfalt der Werkstoffauswahl.
Die erfindungsgemäße Spinndüse zeichnet sich dadurch aus, daß die Materialien der Einzelteile entsprechend ihrer Funktion auswählbar sind. So besteht die Möglichkeit, jede Funktion, wie beispielsweise Schmelzeführen, Druckkräfte aufbauen oder Innendruck sichern, gezielt durch entsprechende Werkstoffwahl optimal ausgeführt werden kann. Hierbei ist wichtig, daß durch die kontrollierte Ausdehnung der verwendeten Materialien eine selbstdichtende Wirkung erzielt wird. Durch diesen Effekt ist bei Raumtemperatur und somit geringer Vorspannung der Teile eine schnelle und einfache Montage der Spinndüse möglich. Die Dichtigkeit des Düsenpaketes ist nicht davon abhängig, mit welchen Anzugsmomenten Schraubmittel angezogen werden. Die erfindungsgemäße Spinndüse zeichnet sich daher durch eine hohe Betriebssicherheit aus.
Der Aufbau der dargestellten Ausffihrungsbeispiele der erfindungsgemäßen Spinndüse sowie der Aufbau der Einzelteile ist beispielhaft. Die Erfindung erfaßt alle Spinndüsen, bei welchen Innenteile innerhalb eines Gehäuses durch einen zusätzlichen Ausdehnungskörper selbstdichtend verspannt werden.

Bezugszeiehenliste

1: Gehäuse
2: Einlaßstück
3: Düsenplatte
4: Düsenbohrungen
5: Schmelzeeinlaß
6: Boden
7: Schraubmittel
7.1, 7.2, 7.3, 7.4: Schraubmittel
8: Ausdehnungskörper
8.1, 8.2, 8.3, 8.4: Ausdehnungskörper
9: Filtereinsatz
10: Lochplatte
11: Dichtung
12: Kragen
13: Öffnung
14: Einlaßkanal
15: Verteilerkammer
16: Deckel
17: Einlaßadapter
18: Feder
19: Druckplatte
20: Ansatz
21: Gewinde
22: Gehäuseboden
23: Düsenöffnung
24: Aussparungen
25: Stifte
26: Schmelzekanal
27: Federeinsatz
28: Spalt
29: Dichtung
30: Druckplatte
31: Aussparung
32: Öffnung
33: Öffnung
34: Gewinde
35.1, 35.2: Deckel
36.1, 36.2: Seitenplatte
37: Druckfeder

Claims

Spinndüse zum Schmelzspinnen einer Vielzahl von strangförmigen Filamenten mit einem Gehäuse (1), mit mehreren Innenteilen, die durch zumindest ein Einlaßstürk (2) und eine Düsenplatte (3) gebildet sind, und mit einem Schraubmittel (7), wobei die Innenteile (2, 3) in das Gehäuse (1) eingesteckt und durch das Schraubmittel (7) gegeneinander gehalten sind, und wobei das Einlaßstück (2) einen Schmelzeeinlaß (5) und die Düsenplatte (3) mittels einer Vielzahl von Düsenbohrungen (4) einen Schmelzeauslaß bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ausdehnungskörper (8) zwischen dem Gehäuse (1) und einem der Innenteile (2) angeordnet ist und daß der Ausdehnungskörper (8) aus einem Material gebildet ist, welches einen im Vergleich zum Gehäusematerial höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, so daß bei Erwärmung innerhalb des Gehäuses (1) eine Druckkraft zur selbstdichtenden Verspannung der Innenteile (2, 3) erzeugt wird.
Spinndüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungskörper (8) innerhalb des Gehäuses (1) derart angeordnet ist, daß bei Erwärmung eine im wesentlich in eine durch das Schraubmittel (7) bestimmte Spannrichtung wirkende Druckkraft erzeugbar ist.
Spinndüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungskörper (8) und/oder das Material des Ausdehnungskörpers (8) eine Struktur aufweisen, die bei Erwärmung eine Ausdehnung des Ausdehnungskörpers (8) im wesentlichen in eine Richtung bewirken.
Spinndüse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungskörper (8) durch einen Dehnungsring gebildet ist, welcher zwischen dem Einlaßstück (2) und einem Deckel (16) des Gehäuses (1) oder einem Boden (6) des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Spinndüse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungskörper (8) durch mehrere Dehnungsstücke gebildet ist, welche zwischen dem Einlaßstück (2) und einem Deckel (16) des Gehäuses (1) oder einem Boden (6) des Gehäuses (1) angeordnet sind.
Spinndüse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Druckplatte (19) zwischen dem Ausdehnungskörper (8) und dem Gehäuse (1) oder zwischen dem Ausdehnungskörper (8) und dem Einlaßstück (2) gebildet ist, die eine gegenüber dem Ausdehnungskörper (8) größere Kontaktfläche aufweist.
Spinndüse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungskörper (8) fest mit dem Gehäuse (1) oder fest mit einem der Innenteile (2, 3) verbunden ist.
Spinndüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem Gehäusematerial gebildet ist, welches im Vergleich zu den Materialien des Einlaßstückes und der Düsenplatte einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist.
Spinndüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (1) zwischen dem Einlaßstück und der Düsenplatte ein Filtereinsatz und eine Lochplatte angeordnet sind, die durch das Schraubmittel gegeneinander verspannt gehalten sind.
Spinndüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder zwischen dem Gehäuse (1) und der Düsenplatte (3) oder dem Einlaßstück (2) derart gespannt ist, daß die Federkraft in Spannrichtung wirkt und daß ein Spalt (28) zwischen dem Gehäuse (1) und der Düsenplatte (3) oder dem Einlaßstück (8) gebildet ist.
Spinndüse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Ausdehnungskörpers (8) ein Metall oder eine Metalllegierung ist, deren Aufschmelztemperaturen oberhalb von 500°C liegen.
Spinndüse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehungskörper (8) austauschbar ausgebildet ist.