EP1819854B1

EP1819854B1 - Verfahren und vorrichtung zum führen und verwirbeln eines multifilen fadens

Info

Publication number: EP1819854B1
Application number: EP20050810774
Authority: EP
Inventors: Helmut Weigend; Ludger SCHÖRMANN; Detlev Schulz; Michael SCHRÖTER; Dieter Wiemer
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2025-11-25
Also published as: JP4819824B2; EP1819854A1; WO2006058667A1; DE502005006770D1; JP2008522048A; CN101057013A; CN101057013B; ATE424471T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Führen und Verwirbeln eines multifilen Fadens beim Schmelzspinnen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung sind aus der EP 0 940 485 A2 bekannt.
Bei der Herstellung eines synthetischen Fadens durch Schmelzspinnen wird eine Polymerschmelze durch eine Spinndüse mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen zu strangförmigen Filamenten extrudiert. Nach Abkühlung dieser sehr feinen Filamentstränge werden die Filamente zu dem synthetischen Faden zusammengeführt. Je nach gewünschtem Fadentyp erfolgt eine Behandlung des Fadens beispielsweise durch Verstrecken, Relaxieren oder Kräuseln. Am Ende des Schmelzspinnprozesses wird der synthetische Faden zu einer Spule aufgewickelt. Um sowohl bei der Behandlung als auch bei der späteren Weiterverarbeitung in dem Faden einen Zusammenhalt der einzelnen Filamente sicherzustellen, ist es bekannt, den multifilen Faden zu verwirbeln. Bei dem Verwirbeln, dass auch unter der Bezeichnung Tangeln bekannt ist, wird ein Druckluftstrom auf den Faden gerichtet, so dass eine Verschlingung der einzelnen Filamente entsteht und somit ein Fadenschluß an dem Faden hergestellt wird. Hierbei bilden sich in regelmäßigen Abständen sogenannte Verwirbelungsknoten aus. Die Anzahl und Gleichmäßigkeit der pro Fadenstück eingebrachten Verwirbelungsknoten gilt als ein Maß für die Qualität des Fadenschlusses.
Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird insbesondere der für die Weiterverarbeitung erforderliche Fadenschluß durch Verwirbeln eines zwischen zwei Galetten gespannten Fadenstücks vorgenommen. Damit lässt sich der Faden nach Ablauf von einer letzten Galette unmittelbar zu einer Aufwickeleinrichtung führen. Durch die zwischen der Verwirbelungseinrichtung und der Aufwickeleinrichtung angeordnete Galettenführung des Fadens bleibt vorteilhaft die Fadenspannung zum Verwirbeln unbeeinflusst von der durch die Aufwickeleinrichtung erzeugte Wickelspannung in dem Faden. Hierbei wird bei mehrfachumschlungenen Galetten die Verwirbelungseinrichtung vorzugsweise in die letzte Fadenumschlingung gelegt, um keine Beeinflussung der Verstreckspannung auf die Tangelspannung zu erhalten und um eine einfache Handhabung des Verfahrens zu ermöglichen. Insbesondere bei der Herstellung von sogenannten voll verstreckten Fäden (FDY) bei welchem der Faden zwischen zwei Galettenduos mit hohen Verstreckspannungen verstreckt wird, lassen sich jedoch individuelle Fadenspannungen zum Verwirbeln unabhängig von der Verstreckspannung und unabhängig von der Aufwickelspannung kaum realisieren.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung das Verfahren zum Führen und Verwirbeln eines multifilen Fadens der gattungsgemäßen Art sowie die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens derart weiterzubilden, dass möglichst eine vorbestimmte Fadenspannung beim Verwirbeln des Fadens vorherrscht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Führen und Verwirbeln eines multifilen Fadens bereitzustellen, bei welchem eine möglichst hohe Anzahl von Verwirbelungsknoten reproduzierbar an dem Faden erzeugt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Lösung der Aufgabe war auch nicht dadurch nahegelegt, dass aus der DE 199 09 073 A1 eine Vorrichtung zum Verstrecken eines synthetischen Fadens bekannt ist, bei welcher die Abzugsgalette und die Streckgalette mehrere hintereinander liegende Oberflächenzonen mit unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeiten aufweisen. Hierbei weist die Abzugsgalette insbesondere im Bereich der letzten Umschlingung und die Streckgalette im Bereich der ersten Umschlingung relativ glatte Oberflächenzonen auf, um eine möglichst hohe Verstreckspannung aufbauen zu können. In diesem Zustand ist der multifile Faden jedoch völlig ungeeignet, um gleichzeitig verwirbelt zu werden.
Die Erfindung besitzt insbesondere bei Herstellung von voll verstreckten Fäden den Vorteil, dass die Fadenspannung zum Verwirbeln unabhängig von der Verstreckspannung und weitestgehend unabhängig von der Aurwickelspannung bleibt. Eine an einem zwischen den Galetten gespannten Fadenstück eingestellte Fadenspannung bleibt erhalten, da der an den glatten Umfangsbereichen der Fühiungsmäntel geführte Faden im wesentlichen keine Relativbewegung zu der Oberfläche des Führungsmantels ausführen kann. Zudem wird durch die Führung des Fadenstückes vor dem Verwirbeln und nach dem Verwirbeln durch einen glatten Umfangsbereich eine Einspannlänge des Fadenstückes bestimmt, die aufgrund ihrer fixierten Länge zu einem gleichmäßigen Vcrwirbelungsergebnis mit reproduzierbarer Anzahl von Verwirbelungsknoten führt. Hierbei hat sich herausgestellt, dass eine ausreichende Haftung zwischen dem Faden und den glatten Umfangsbereichen der Führungsmäntel bei einer Oberfläche gewährleistet ist, die einen Mittemauhwert von <0,2 µm aufweist. Hierbei gilt allgemein, dass je kleiner der Mittenrauhwert durch polieren oder sonstige Bearbeitung der Umfangsbereich eine größere Anhaftung des Fadens an dem Führungsmantel erreicht wird.
Die Galetten zum Führen des Fadens können dabei sowohl durch Galetten mit gleichen Führungsmänteln oder aber durch Galetten mit im Durchmesser unterschiedlichen Führungsmänteln ausgebildet sein. So werden die Galetten zur Führung des Fadens in einer Mehrfachumschlingung vorteilhaft durch eine Galette mit einem im Durchmesser größeren Führungsmantel und einer Galette mit einem im Durchmesser kleineren Führungsmantel ausgeführt. Dabei wird die Galette mit einem kleineren Führungsmantel in Fachkreisen auch als sogenannte Überlaufrolle oder Beilaufrolle bezeichnet. Für das Führen und Verwirbeln eines multifilen Fadens ist es daher unerheblich, ob die Galetten identische Führungsmäntel oder im Durchmesser unterschiedliche Führungsmäntel aufweisen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß den Ansprüchen 2 und 10 ist besonders vorteilhaft, um die Fadenspannung zum Verwirbeln zu ändern. Damit ist eine Einstellungsmöglichkeit der Fadenspannung beim Verwirbeln gegeben, so dass optimierte Betriebspunkte zur Einstellung möglichst in einer großen Anzahl von Verwirbelungsknoten zu erhalten.
Die Fadenspannung wird bevorzugt durch Veränderung der Umfangsgeschwindigkeit des Führungsmantels eingestellt, welcher der Verwirbelungseinrichtung vorgeordnet ist. Aufgrund der hohen Haftung zwischen dem glatten Umfangsbereich des Führungsmantels führt eine veränderte Umfangsgeschwindigkeit unmittelbar zu einer Erhöhung oder Reduzierung der Fadenspannung in dem Fadenstück zwischen den beiden Galetten. Zur Verringerung der Fadenspannung beim Verwirbeln wird die Umfangsgeschwindigkeit des Führungsmantels leicht erhöht. Um eine höhere Fadenspannung zu erhalten, lässt sich die Umfangsgeschwindigkeit der Galette dementsprechend reduzieren.
Um möglichst Rückwirkungen aus der nachgeordneten Fadenführung beispielsweise zu einer Aufwickeleinrichtung zu vermeiden, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders bevorzugt verwendet, bei welcher der Faden zum Ablauf von den Galetten an einem der glatten Umfangsbereiche der Führungsmäntel geführt wird. Hierzu sind die glatten Umfangsbereiche jeweils an einem freien Ende der Führungsmäntel ausgebildet.
Bei Führung des Fadens in mehrfacher Umschlingung um die Galetten werden die Führungsmäntel gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung mit mehreren zonenförmig nebeneinander angeordneten Umfangsbereichen ausgebildet, wobei neben dem glatten Umfangsbereich jeweils ein nicht glatter Umfangsbereich mit einem größeren Mittenrauhvvert von oberhalb 0,2 µm ausgeführt. Damit lassen sich Ausgleichsvorgänge bei Führung des Fadens realisieren, ohne dass die Fadenspannung beim Verwirbeln beeinflusst wird.
Eine Beeinflussung der in dem Prozess vorgeschalteten Behandlungen lassen sich dabei vorteilhaft dadurch vermeiden, dass der Faden zum Auflauf auf die Galette ebenfalls an einem glatten Umfangsbereich des Führungsmantels geführt wird.
Um eine größere Veränderung der Fadenspannung zum Verwirbeln zu ermöglichen, lässt sich vorteilhaft der Faden in der letzten Umschlingung zum Ablauf von der Galette über einen im Durchmesser verkleinerten Umfangsbereich des Führungsmantels führen. Damit verringert sich die Umfangsgeschwindigkeit des nachgeordneten Führungsmantels, was zu einer reduzierten Fadenspannung führt. Diese Ausbildung der Erfindung ist insbesondere geeignet, um Fäden mit möglichst niedrigen Wickelspannungen aufwickeln zu können trotz einer vorgeordneten Verwirbelung.
Als besondere Maßnahme zur Erhöhung der Anzahl der Verwirbelungsknoten pro Längeneinheit hat sich die Variante der Erfindung bewährt, bei welcher der Faden vor dem Verwirbeln auf eine Temperatur von 80°C bis 250°C erwärmt ist. Die Erwärmung des Fadens kann grundsätzlich durch jede bekannte Art der Fadenerwärmung erfolgen. Bevorzugt ist jedoch zumindest einer der Führungsmäntel durch eine Heizeinrichtung beheizbar ausgebildet.
Bei der Herstellung von synthetischen Fäden werden in der Regel mehrere Fäden beispielsweise 8,10, 12 oder 16 Fäden gleichzeitig in einer Spinnstelle hergestellt. Um möglichst Behandlungsunterschiede zu vermeiden, werden die Fäden dabei vorteilhaft parallel nebeneinander geführt und gleichzeitig behandelt. Um einerseits die auskragende Länge der Galetten möglichst gering zu halten und andererseits eine Beeinflussung der benachbart geführten Fäden zu vermeiden, hat sich die Weiterbildung der Erfindung besonders bewährt, bei welcher die gespannten Fadenstücke in einem Abstand im Bereich von 3 mm bis 8 mm nebeneinander geführt sind. Die Verwirbelungseinrichtung weist hierzu vorzugsweise mehrere Fadenkanäle auf, die jeweils einen Abstand im Bereich von 3 bis 8 mm zwischen sich ausbilden.
Jedem der Fadenkanäle ist vorteilhaft zumindest ein auf der Einlaufseite angeordneter Fadenführer zugeordnet. Damit lassen sich die für das Verwirbeln eines Fadens wesentlichen Stützpunkte vor und ggf. hinter der Verwirbelungseinrichtung definieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind grundsätzlich geeignet, um in einem Schmelzspinnprozess eine Verwirbelung des Fadens oder mehrerer nebeneinander geführter Fäden parallel vornehmen zu können. So lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren in alle bekannten Spinnprozesse wie beispielsweise zur Herstellung von POY-Fäden, FDY-Fäden, BCF-Fäden oder technische Fäden integrieren.
Zur weiteren Erläuterung werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren nachfolgend näher beschrieben.
Es stellen dar:

Fig. 1: schematisch eine Schmelzspinnvorrichtung mit einem integrierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durch- führung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Fig. 2: schematisch eine Ansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsge- mäßen Vorrichtung aus Fig. 1
Fig. 3: schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 4: schematisch ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung

In Fig. 1 ist schematisch eine komplette Spinnvorrichtung mit einem integrierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Die Spinnvorrichtung weist zur Herstellung eines synthetischen Fadens eine Spinneinrichtung 1, eine der Spinneinrichtung 1 nachgeschaltete Behandlungseinrichtung 2 sowie eine zum Aufwickeln des Fadens vorgesehene Aufwickeleinrichtung 3 auf.
In der Spinneinrichtung 1 wird aus einem thermoplastischen Material durch eine Spinndüse 7 eine Vielzahl von Filamenten 9 extrudiert. Hierzu wird das thermoplastische Material durch einen Extruder 4 aufgeschmolzen und über eine Spinnpumpe 5 einem Spinnbalken 6 zugeführt. Der Spinnbalken 6 ist beheizbar ausgebildet und weist auf seiner Unterseite mehrere in einer reihenförmigen Anordnung gehaltene Spinndüsen 7 auf. In Fig. 1 ist eine der Spinndüsen 7 gezeigt. Die Spinndüse 7 weist auf ihrer Unterseite eine Vielzahl von Düsenbohrungen auf, durch welche die feinen Filamentstränge 9 extrudiert werden. Die Filamente 9 werden durch eine unterhalb des Spinnbalkens 6 angeordnete Kühleinrichtung 8 geführt. In der Kühleinrichtung 8 werden die Filamente vorzugsweise durch einen Luftstrom gekühlt. Unmittelbar unterhalb der Kühlvorrichtung 8 werden die Filamente 9 zu einem Faden 11 zusammengeführt. Hierzu werden die Filamente 9 durch eine Präparationseinrichtung 10 mit einem Präparationsmittel beaufschlagt.
Die Behandlungseinrichtung 3 ist zum Verstrecken des Fadens 11 vorgesehen. Hierzu weist die Behandlungseinrichtung 2, zwei untereinander angeordnete Galettenduos 12.1 und 12.2 auf. Das erste Galettenduo 12.1 wird durch eine Abzugsgalette 13 und eine Beilaufgalette 14 gebildet. Das zweite Galettendo 12.2 wird durch eine Streckgalette 15 und eine Beilaufgalette 16 gebildet. Das Galettenduo 12.1 ist mehrfach vom Faden 11 umschlungen und zieht den Faden 11 aus der Spinneinrichtung 1 ab. Das nachgeordnete Galettenduo 12.2 ist mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, so dass der Faden 11 zwischen der Abzugsgalette 13 und der Streckgalette 15 verstreckt wird.
Zwischen der Streckgalette 15 und der Beilaufgalette 16 ist eine Verwirbelungseinrichtung 22 angeordnet, um ein zwischen der Streckgalette 15 und der Beilaufgalette 16 gespanntes Fadenstück 29 des Fadens 11 zu verwirbeln. Über die Ausbildung und Ausführung der durch die Streckgalette 15, der Beilaufgalette 16 und der Verwirbelungseimichtung 22 gebildeten Vorrichtung werden anschließend noch weitere Erläuterungen gegeben.
Der Faden 11 wird mittels der Aufwickeleinrichtung 3 aus der Behandlungseinrichtung 2 abgezogen und tritt über einen Kopffadenführer 17 in eine Aufwickelzone ein. Von dem Kopffadenführer 17 gelangt der Faden 11 in das Changierdreieck und die am Ende des Changierdreiecks angeordnete Changiervorrichtung 20. Von der Changiervorrichtung 20 gelangt der Faden 11 zu einer Andrückwalze 21, durch welchen der Faden auf die Oberfläche der Spule 18 abgelegt wird. Die Spule 18 ist an einer Spulspindel 19 aufgespannt und wird durch einen Spindelmotor angetrieben.
Die in Fig. 1 dargestellte Spinnvorrichtung ist nur exemplarisch zur Darstellung aller im wesentlichen durchführbaren Prozessschritte zur Herstellung eines schmelzgesponnenen synthetischen Fadens. Hierbei können die einzelnen Vorrichtungsteile und Prozessaggregate je nach Fadentyp unterschiedlich ausgebildet sein. Insbesondere die Behandlungseinrichtung 2 läßt sich entsprechend dem Fadentyp individuell mit Prozessaggregaten bestücken. Wesentlich hierbei ist jedoch, dass die der Aufwickeleinrichtung 3 vorgeschaltete Verwirbelungseinlichtung 22 zwischen zwei der Behandlungseinrichtung zugeordneten Galetten angeordnet ist. Um den Fadenschluss in dem Faden 11 für die Behandlung in der Behandlungseinrichtung 2 zu erhöhen, kann zwischen der Spinneinrichtung 1 und der Behandlungseinrichtung 2 eine weitere Verwirbelungseinrichtung angeordnet sein.
In Fig. 2 ist schematisch eine Ansicht des Galettenduos 12.2 mit beigeordneter Verwirbelungseinrichtung 22 schematisch gezeigt. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 2 in einer Draufsicht dargestellt.
Die Streckgalette 15 weist einen Führungsmantel 23 auf, der mit einem Galettenantrieb 24 verbunden ist. Der Führungsmantel 23 ist in zwei Umfangsbereich 25.1 und 25.2 aufgeteilt. Hierbei ist der Umfangsbereich 25.1 durch eine glatte Oberfläche am freien Ende des Führungsmantel 23 ausgebildet. Der glatte Umfangsbereich 25.1 weist eine Oberflächenrauhigkeit mit einem Mittenrauhwert von <0,2 µm auf. Der zweite sich bis zum Lagerende des Führungsmantel 23 erstreckende Umfangsbereich 25.2 ist mit einer größeren Rauhigkeit ausgebildet, wobei die Oberfläche einen Mittenrauhweit von oberhalb 0,2 µm enthält.
Im Abstand zu der Streckgalette 15 ist die Beilaufgalette 16 angeordnet, die einen im Durchmesser kleineren Führungsmantel 26 aufweist. Der Führungsmantel 26 ist mit dem Galettenantrieb 27 gekoppelt. An dem Führungsmantel 26 sind zwei zonenförmige Umfangsbereich 28.1 und 28.2 ausgebildet. Der Umfangsbereich 28.1 am freien Ende des Führungsmantel 26 ist ebenfalls als glatter Oberflächenbereich bearbeitet, wobei die Oberflächenrauhigkeit einen Mittenrauhwert von unterhalb 0,2 µm aufweist. Der sich an dem Führungsmantel 26 bis zum Lagerende erstreckende Umfangsbereich 28.2 ist als nicht glatter Oberflächenbereich ausgebildet und weist einen Mittenrauhwert im Bereich von oberhalb 0,2 µm auf.
Jedem Galettenantrieb 24 und 27 ist jeweils ein Steuergerät 33.1 und 33.2 zugeordnet. Die Steuergeräte 33.1 und 33.2 sind mit einer Steuereinheit 34 verbunden, durch welche jeder Galettenantrieb individuell ansteuerbar ist.
Zwischen den Führungsmänteln 23 und 26 ist im Bereich der glatten Umfangsbereiche 25.1 und 28.1 ein Verwirbelungseinrichtung 22 angeordnet. Die Verwirbelungseinrichtung 22 weist mehrere Fadenkanäle 30 auf, durch welche die zwischen dem Führungsmantel 26 und dem Führungsmantel 23 gespannten Fadenstücke 29 führbar sind. Die Fadenkanäle 30 sind mit einer Druckluftzufuhr verbunden, durch welche innerhalb der Fadenkanäle 30 eine Verwirbelung der Fadenstücke 29 stattfindet.
Insgesamt werden durch die beiden Galetten 15 und 16 drei Fäden gleichzeitig parallel nebeneinander in mehreren Umschlingungen geführt. Die letzte Umschlingung an den Galetten 15 und 16 wird durch die zwischen den Umfangsbereichen 25.1 und 28.1 geführten Fadenstücke 29 gebildet. Dabei werden die Fadenstücke 29 durch die jeweils zugeordneten Fadenkanäle 30 der Verwirbelungseinrichtung 22 geführt und mit einem Druckluftstrom beaufschlagt. Zur Führung der Fäden werden die Führungsmäntel 23 und 26 zunächst durch die Galettenantriebe 24 und 27 mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben. Zur Feineinstellung einer Fadenspannung an den Fadenstücken 29 in der letzten Umschlingung der Galetten 15 und 16 wird über die Steuereinheit 34 und dem Steuergerät 33.2 der Galettenantrieb 27 geändert, um eine Feinabstimmung der Umfangsgeschwindigkeit des Führungsmantels 26 zu erhalten. Da die vorgeordneten Fadenumschlingungen an dem Führungsmantel 26 an dem Umfangsbereich 28.2 mit großer Rauhigkeit geführt ist, können geringe Unterschiede der Umfangsgeschwindigkeit des Führungsmantels 26 gegenüber den Umfangsgeschwindigkeiten des Führungsmantels 23 durch Schlupferscheinungen ausgeglichen werden. Dagegen wird in der letzten Umschlingung zwischen den Fadenstücken 29 und dem Umfangsbereich 28.1des Führungsmantel 26 eine hohe Haftung zwischen den Fäden und der Oberfläche des Führungsmantels 26 erzeugt, so dass die Feinjustierung der Llmfangsgeschwindigkeit des Führungsmantels 26 unmittelbar in eine Veränderung der Fadenspannung zum Verwirbeln der Fäden führt. Durch die Einspannung der Fadenstücke 29 zwischen den glatten Umfangsbereichen 25.1 des Führungsmantel 23 und des glatten Umfangsbereiches 28.1 des Führungsmantel 26 sind Schlupferscheinungen zwischen den Fäden und den Galettenoberflächen nicht möglich. Insoweit wird eine für die Verwirbelung definierte Fadenspannung in den Fadenstücken 29 eingestellt. Die vorgeordneten Prozesse sowie die nachgeordneten Prozesse bleiben hiervon unbeeinflusst.
Um eine möglichst kurze auskragende Länge der Galette zu erhalten oder um möglichst eine hohe Anzahl von Fäden gleichzeitig über kurze Galetten fuhren zu können, ist der Abstand zwischen benachbarten Fäden in diesem Ausführungsbeispiel auf ein Maß von 5 nun eingestellt. Es hat sich gezeigt, dass der Abstand zweier benachbarter Fäden im Bereich von 3 bis 8 mm ausgebildet sein kann, um einerseits keine gegenseitige Beeinflussung der Fäden bei zu kurzen Abständen zu erhalten und andererseits lang auskragende und damit schwingungsempfindliche Galetten zu vermeiden.
In einem Ausführungsbeispiel wurde der Umfangsbereich 25.1 an dem Führungsmantel 23 durch eine polierte Oberfläche erzeugt. Der Mittenrauhwert R_a lag im Bereich von 0,1 ± 0,25 µm. Demgegenüber war der Umfangsbereich 25.2 des Führungsmantel 23 matt ausgebildet mit einer Oberflächenrauhigkeit von R_a = 0,65 ± 2 µm. Der Umfangsbereich 28.1 des Führungsmantels 26 war mit entsprechender glatter Oberfläche und einem Mittenrauhwert R_a = 0,1 ± 0,025 µm sowie der Umfangsbereich 28.2 mit einer matten Oberfläche mit einem Rauhigkeitswert R_a = 0,65 ± 0,25 µm ausgeführt.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und könnte somit in der in Fig. 1 dargestellten Spinnvorrichtung eingesetzt sein. Unter der Bezugnahme der vorgenannten Beschreibung werden nachfolgend nur die Unterschiede näher erläutert. Hierbei haben die Bauteile gleicher Funktion identische Bezugszeichen erhalten.
Zur Führung mehrerer parallel laufender Fäden sind die beiden Galetten 15 und 16 mit Abstand zueinander angeordnet, wobei die Fäden mit mehreren Umschlingungen an den Führungsmänteln 23 und 26 der Galetten 15 und 16 geführt werden. Die Anzahl von drei parallel laufenden Fäden ist beispielhaft. In Praxis werden bis zu 16 oder mehr Fäden am Umfang einer Galette geführt. Der Führungsmantel 23 und der Führungsmantel 26 haben den gleichen Außendurchmesser, wobei der Führungsmantel 23 insgesamt drei unterschiedliche Umfangsbereiche 25.1, 25.2 und 25.3, die zonenförmig nebeneinander ausgebildet sind und der Führungsmantel 26 jeweils zwei Umfangsbereiche 28.1 und 28.2 aufweist. Die Ausbildung der Umfangsbereiche 28.1 und 28.2 an dem Führungsmantel 26 ist identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2.
Der Führungsmantel 23 weist am Lagerende und am freien Ende jeweils einen glatten Umfangsbereich 25.1 und 25.3 auf. Der glatte Umfangsbereich 25.1 ist an einer Durchmesserstufe 31 ausgebildet, so dass die letzte Umschlingung der Fäden mit dem Fadenstück 29 den Führungsmantel 23 in einem Umfangsbereich mit kleinerem Aussendurchmesser kontaktieren. Durch die Durchmesserstufe 31 wird erreicht, dass die Verwirbelung der Fäden in der vorgeordneten Verwirbelungseinrichtung 22 auf einem geringen Fadenspannungsniveau durchgeführt werden kann. Dadurch ist eine weitere Erhöhung der Verwirbelungskonten pro Längeneinheit in den Fäden möglich. Die Fixierung der Fadenstücke 29 erfolgt zwischen den glatten Umfangsbereich 25.1 und 28.1 der Führungsmäntel 23 und 26. Zur Führung der Fäden ist der Venvirbelungseiiujchtung 22 pro Fadenkanal 30 jeweils ein Einlauffadenführer 32 vorgeordnet. Damit lässt sich eine kurze Stützlänge an den Fäden unabhängig vom Abstand der Führungsmäntel 23 und 26 zum Verwirbeln einstellen. Zur Einstellung der Fadenspannung in der letzten Umschlingung der Fäden lässt sich der Galettenanhieb 27 vorteilhaft über das Steuergerät 33.2 verändern. Um die in den vorgeordneten Fadenumschlingungen Ausgleichzustände zu erreichen, ist der Umfangsbereich 28.1 an dem Führungsmantel 26 sowie der mittlere Umfangsbereich 25.2 an dem Führungsmantel 23 mit einer matten Oberfläche mit entsprechend größerer Rauhigkeit ausgebildet.
Innerhalb des Führungsmantels 26 ist eine Heizeinrichtung 36 vorgesehen, durch welche der Führungsmantel 26 beheizbar ist. Der Führungsmantel 26 wird dabei derart erhitzt, dass die Fadenstücke 29 zum Verwirbeln eine Temperatur aufweisen, die im Bereich von 80°C bis 250°C liegen könnte. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere durch das Verwirbeln eines erwärmten Fadens die Knotenzahl pro Längeneinheit im Faden erhöht werden kann.
Grundsätzlich ist es auch möglich, die Erwärmung des Fadens durch andere hier nicht dargestellte zusätzliche Heizmittel, die zwischen den Galetten ausgebildet sind, auszuführen.
Um beispielsweise eine vorgelagerte Verstreckung der Fäden mit definierten Verstreckverhältnissen zu ermöglichen, weist die Galette 15 für den Auflauf der Fäden einen Umfangsbereich 25.3 auf, der ebenfalls glatt ausgebildet ist und einen maximalen Mittenrauhwert von 0,2 µm aufweist.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist somit besonders geeignet, um als Ausgangsgalette in einem Streckfeld angeordnet zu sein.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Ansicht dargestellt. Die Vorrichtung weist zwei in Abstand zueinander angeordnete Galetten 15 und 16 auf. Die Galetten weisen jeweils einen Führungsmantel 23 und 26 auf, die durch einen hier nicht dargestellten Antrieb mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden. An den Führungsmänteln 23 und 26 werden drei parallel nebeneinander laufende Fäden mit jeweils einer Teilumschlingung geführt. Die Führungsmäntel 23 und 26 weisen hierzu einen glatten Umfangsbereich auf, der eine Oberflächenrauhigkeit im Bereich von R_a ≤ 0,2 µm zeigt. Die Fäden 11 werden somit mit relativ guter Haftung an den Führungsmänteln 23 und 26 geführt.
Zwischen den Galetten 15 und 16 ist eine Vewirbelungseinrichtung 22 mit mehreren den Fadenstücken 29 zugeordneten Fadenkanälen 30. Jedem der Fadenkanäle 30 ist auf der Einlaufseite ein Einlauffadenführer 32 und auf der Auslassseite ein Auslauffadenführer 35 zugeordnet. Damit lässt sich eine für die Verwirbelung der zwischen den Galetten 15 und 16 gespannten Fadenstücke individueller Abstützung zum Verwirbeln einstellen. Sowohl die Einlauffadenführer 32 als auch die Auslauffadenführer 35 können in ihrer Position variiert werden, um beispielsweise die Intensität der Verwirbelungskonten zu verbessern.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind geeignet, um in jeglichen Schmelzspinnprozessen zur Herstellung von synthetischen Fäden eine intensive Verwirbelung durchführen zu können. Der besondere Vorteil hierbei liegt in der separaten Einstellung der Fadenspannung zum Verwirbeln, wobei Rückwirkungen aus Folgeprozessen oder Beeinflussungen aus vorgelagerten Prozessen im wesentlichen vermieden werden können.

Bezugszeichenliste

1: Spinneinrichtung
2: Behandlungseinrichtung
3: Aufwickeleinrichtung
4: Extruder
5: Spinnpumpe
6: Spinnbalken
7: Spinndüse
8: Kühlvorrichtung
9: Filamente
10: Präparationseinrichtung
11: Faden
12.1,12.2: Galettenduo
13: Abzugsgalette
14.1: Beilaufgalette
15: Streckgalette
16: Beilaufgalette
17: Kopffadenfiihrer
21: Andrückwalze
22: Verwirbelungseinrichtung
23: Führungsmantel
24: Galettenantrieb
25.1, 5.2, 25.3: Umfangsbereich
26: Führungsmantel
27: Galettenantrieb
28.1,28.2: Umfangsbereich
29: Fadenstück
30: Fadenkanal
31: Durchmesserstufe
32: Fadenführerleiste
33.1, 33.2: Steuergerät
34: Steuereinheit
35: Auslauffadenführer
36: Heizeinrichtung

Claims

Verfahren zum Führen und Verwirbeln eines multifilen Fadens beim Schmelzspinnen, bei welchem der Faden durch Führungsmäntel von zwei Galetten mit Teilumschlingung oder mit Mehrfachumschlingung geführt wird und bei welchem der Faden in einem zwischen den Galetten gespannten Fadenstück verwirbelt wird,dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenstück vor dem Verwirbeln und nach dem Verwirbeln an jeweils einem glatten Umfangsbereich der Führungsmäntel geführt ist, welche Oberflächen einen Mittenrauhwert von kleiner 0,2 µm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Galetten unabhängig voneinander angetrieben und in ihren Umfangsgeschwindigkeiten der Führungsmäntel unabhängig voneinander gesteuert werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung einer Fadenspannung an dem Fadenstück die Umfangsgeschwindigkeit der im Fadenlauf dem Verwirbeln vorgeordnete Führungsmantel verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden zum Ablauf von den Galetten an einem der glatten Umfangsbereiche der Führungsmäntel geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden bei Mehrfachumschlingung zum Auflauf auf die Galetten an einem glatten Umfangsbereich einer der Führungsmäntel und zum Umschlingen der Galetten an nicht glatten Umfangsbereichen der Führungsmäntel geführt ist, wobei die glatten und nicht glatten Umfangsbereiche zonenförmig nebeneinander an den Führungsmänteln ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden in der letzten Umschlingung zum Ablauf von den Galetten über einen im Durchmesser verkleinerten Umfangsbereich des Führungsmantels geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden vor dem Verwirbeln derart erwärmt wird, dass das zwischen den Führungsmäntel gespannte Fadenstück beim Verwirbeln eine Temperatur im Bereich von 80°C bis 250°C aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fäden gleichzeitig parallel nebeneinander an den Galetten geführt sind, wobei die zum Verwirbeln zwischen den Führungsmäntel gespannten Fadenstücke mit einem Abstand im Bereich von 3mm bis 8 mm geführt werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit zwei im Abstand zueinander angeordnete Galetten (15, 16) mit drehbar gelagerten Führungsmänteln (23. 26) und einer zwischen den Galetten (15, 16) angeordneten Verwirblungseinrichtung (22), wobei zumindest eine der Galetten (15) einen angetriebenen Führungsmantel (23) aufweist und wobei zumindest ein Faden (11) mit einer Teilumschlingung oder einer Mehrfachumschlingung an den Führungsmäntel (23, 26) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmäntel (23, 26) jeweils zumindest einen glatten Umfangsbereich (25.1, 28.1) aufweisen, dessen Oberflächen einen Mittenrauhwert von kleiner 0,2 µm aufweisen und die im Fadenlauf der Verwirblungseinrichtung (22) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Galetten (15, 16) jeweils einen steuerbaren Galettenantrieb (24, 27) ausweisen, durch welche die Führungsmäntel (23, 26) mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit antreibbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die glatten Umfangsbereiche (25.1, 28.1) jeweils an einem freien Ende der Führungsmäntel (23, 26) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmäntel (23, 26) jeweils einen nicht glatten Umfangsbereich (25.2, 28.2) mit einer Oberfläche mit einem Mittenrauhwert von größer 0,2 µm aufweisen, die zonenförmig neben den glatten Umfangsbereichen (25.1, 28.1) an den Führungsmäntel (23, 26) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Auflauf des Fadens vorgeordnete Galette (15) am Führungsmantel (23) einen zweiten glatten Umfangsbereich (25.3) aufweist, welcher am gelagerten Ende des Führungsmantels (23) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Ablauf des Fadens nachgeordnete Galette (15) am Führungsmantel (23) eine Durchmesserstufe (31) aufweist, welche am freien Ende des Führungsmantels (23) den glatten Umfangsbereich (25.1) bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Galetten (15, 16) eine Heizeinrichtung (36) aufweist, durch welche der Führungsmantel (23, 26) beheizbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmäntel (23, 26) der Galetten (15, 16) derart lang ausgebildet sind, dass gleichzeitig mehrere Fäden nebeneinander führbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwirblungseinrichtung (22) mehrere Fadenkanäle (30) zur Führung der Fäden aufweist, die mit jeweils einen Abstand im Bereich von 3mm bis 8mm zwischen sich bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fadenkanal (30) zumindest auf der Einlaufseite ein Fadenführer (32) zugeordnet ist.