EP1979513A1

EP1979513A1 - Vorrichtung zum schmelzspinnen und aufwickeln von synthetischen fäden

Info

Publication number: EP1979513A1
Application number: EP06791544A
Authority: EP
Inventors: Michael SCHRÖTER; Helmut Weigend
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: TWI378162B; JP4903226B2; CN101336316A; WO2007085274A1; JP2009524746A; TW200728528A; EP1979513B1; US20090022833A1; DE502006006139D1; US7802977B2; CN101336316B; KR101267350B1; KR20080090533A

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln von synthetischen Fäden mit einer Spinneinrichtung (27), einer Behandlungseinrichtung (34) und einer Aufspulmaschine (35) beschrieben. Hierbei weist die Behandlungseinrichtung eine Ablaufgalette (14) zur Führung der Fäden vor Einlauf und Verteilung der Fäden in eine Mehrzahl von Spulstellen (1.1-1.5) in der Aufspulmaschine auf, die oberhalb der Aufspulmaschine angeordnet ist und die Fäden parallel nebeneinander laufend am Umfang führt. Die Ablaufgalette ist quer zu einer Spulspindel (6.1) oberhalb der Aufspulmaschine angeordnet, wobei die Aufspulmaschine eine Mehrzahl von Kopffadenführern (3.1-3.5) aufweist, die den Spulstellen vorgeordnet sind und die in einer vertikal ausgerichteten Zulaufebene angeordnet sind. Um eine möglichst reibungsarme Führung der Fäden zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß die Kopffadenführer der Spulstellen unmittelbar im Fadenlauf der Ablaufgalette derart nachgeordnet, dass bei Auslenkung der Fäden in die Zulaufebene ein Auslenkwinkel von maximal 15° nicht überschritten wird.

Description

Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln von synthetischen Fäden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln von synthetischen Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln von synthetischen Fäden ist aus der WO 2004/015173 Al bekannt.

Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es allgemein bekannt, dass die synthetischen Fäden in einer Spinneinrichtung parallel nebeneinander aus einer Polymerschmelze zu jeweils einer Vielzahl von Filamentsträngen extrudiert, abgekühlt und gebündelt werden. Anschließend werden die Fäden parallel in einer Behandlungseinrichtung vorzugsweise über Galettensysteme geführt, um am Ende in einer Aufspulmaschine parallel zu Spulen gewickelt zu werden. Die Fäden werden dabei vom Schmelzspinnen bis hin zum Aufwickeln mit unterschiedlichen Fadenabständen zueinander geführt. So ist zunächst in der Spinneinrichtung zwischen den Fäden jeweils ein Spinnabstand gehalten, der im wesentlichen durch die Düsenteilungen der Spinndüsenpakete bedingt ist. Nach dem Abkühlen werden die Fäden zusammengeführt, um mit einem im wesentlichen kleineren Behandlungsabstand gemeinsam durch die Behandlungseinrichtungen geführt zu werden. Der Behandlungsabstand wird im wesentlichen bis vor Einlauf in die Aufspulmaschine zwischen den Fäden eingehalten. In der Aufspulmaschine ist ein Wickelab- stand zwischen den Fäden einzuhalten, der im wesentlichen durch die Spulenbreiten der Spulen der einzelnen Spulstellen bedingt ist. Die Fadenschar wird somit von dem Behandlungsabstand zu dem Wickelabstand aufgespreizt.

In den Übergangsbereichen zwischen der Spinneinrichtung und der Behandlungs- einrichtung sowie zwischen der Behandlungseinrichtung und der Aufspulmaschine sind somit Fadenfuhrungsmittel vorgesehen, die ein Umlenken bzw. Auslenken der einzelnen Fäden zu dem jeweilig gewünschten Fadenabstand ermöglicht. Zudem muß gewährleistet sein, dass die Fäden sicher und ohne Kontakt zueinander in den Einrichtungen insbesondere in den Galetten der Behandlungseinrichtung geführt werden können. Desweiteren ist darauf zu achten, dass die durch Faden- führungsmittel erzeugten Umlenkungen keine unzulässigen Fadenspannungen aufgrund hoher Umschlingungsreibung erzeugen. Insoweit müssen in den Über- gangsbereichen bestimmte Umlenkwinkel insbesondere an den außen geführten Fäden eingehalten werden. Bei dem Aufwickeln der Fäden kommt erschwerend hinzu, dass jede an dem Faden reibungsbehaftete Auslenkung zur Erhöhung der Fadenzugkraft führt und somit die Wickelspannung beim Aufwickeln des Fadens an der Spule beeinflusst.

Zur Optimierung des Fadenlaufs sind neuere Entwicklungen bekannt, die insbesondere den Fadenübergang von der Behandlungseinrichtung zur Aufspulmaschi- ne betreffen.

Aus der WO 2004/015173 Al ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Verteilung der Fäden über eine Ablaufgalette erfolgt, die oberhalb der Aufspulmaschinen im wesentlichen quer zu einer Längsachse der Aufspulmaschine in einer horizontal ausgerichteten Ablaufebene angeordnet ist. Durch die Platzierung der Ablaufgalette an einem stirnseitigen Ende der Aufspulmaschine lässt sich eine Verteilung aus der Ablaufebene heraus vornehmen, so dass geringe Abstände zwischen der Aufspulmaschine und der Behandlungseinrichtung realisierbar sind, die zu kompakten und damit handhabungsfreundlichen Maschinenkonzepten fuh- ren.

Aus der WO 2004/074155 Al ist eine weitere Vorrichtung bekannt, bei welcher die Verteilung der Fäden zu den Spulstellen der Aufspulmaschine durch eine seitlich zu der Aufspulmaschine angeordnete vertikal ausgerichtete Ablaufgalette erfolgt. Hierbei werden die Fäden in einer vertikal ausgerichteten Ablaufebene geführt, die in Relation zu den Spulstellen derart gelegt ist, dass durch einfache Umlenkung eine Verteilung in den Spulstellen erfolgt.

Beide bekannte Vorrichtungen stellen Möglichkeiten dar, um die Fäden in der Behandlungseinrichtung mit möglichst geringem Behandlungsabstand zueinander parallel zu fuhren und anschließend auf die einzelnen Spulstellen mit größerem Abstand zueinander aufzuteilen. Die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen setzen dabei Fadenführungsmittel ein, um bestimmte Fadenläufe und Umlenkungen zu erhalten.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, so dass eine von einer Behandlungseinrichtung zugeführte Fadenschar möglichst reibungsarm und ohne wesentliche Fadenspannungsunterschiede den Spulstellen der Aufspulmaschine zugeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merk- malskombinationen der Unteransprüche definiert.

Die Erfindung löst sich von dem Vorbehalt, dass bei Abzug einer parallel an einem Galettenmantel geführten Fadenschar in eine Mittelebene zwangsläufig die Ablaufpunkte der äußeren Fäden am Umfang der Galette in Richtung Mittelebene verlagert werden und somit ein Zusammenlaufen der Fäden beim Ablauf von der Galettenoberfläche unvermeidlich ist. Es hat sich herausgestellt, dass diese Effekte sich in Abhängigkeit vom Auslenkwinkel unterschiedliche auswirken. So wurde festgestellt, dass die Ablaufpunkte der ablaufenden parallel geführten Fäden an der Galettenoberfläche bei einem maximalen Auslenkwinkel von 15° zur Mittel- ebene im wesentlichen unveränderte oder unkritische Verlagerungen der Ablaufpunkte an der Galette verursachen. Somit lässt sich die Aufgabe dadurch lösen, dass die Kopffadenführer der Spulstellen, die in der vertikal ausgerichteten Zulaufebene gehalten sind, unmittelbar im Fadenlauf der Ablaufgalette derart angeordnet sind, dass bei Auslenkung der Fäden aus der durch die Galette gebildete Ablaufebene, die um 90° verdreht zu der Zulaufebene gebildet ist, ein Auslenkwinkel von maximal 15° nicht überschritten wird. Die Verteilung der Fäden aus der Behandlungseinrichtung zur Aufspulmaschine lässt sich somit vorteilhaft ohne jegliche zusätzliche Fadenführungsmittel ausführen. Durch die Einschränkung des Auslenkwinkels bleibt der für die parallel Führung maßgebliche Behandlungsabstand der Fäden in der Behandlungseinrichtung und insbesondere auf der Ablaufgalette unverändert. Die Fäden werden nach Ablauf von der Ablaufgalette unmittelbar in die Changierdreiecke der Spulstellen geführt. Die Umlenkung der Fäden sowie die Begrenzung des Changierbereiches werden durch die Kopffadenführer gleichzeitig bestimmt.

Die konstante Lage der Ablaufpunkte am Galettenumfang insbesondere der äußeren am stärksten ausgelenkten Fäden lässt sich noch dadurch verbessern, dass die Oberfläche der Ablaufgalette eine Rauhigkeit im Bereich eines Mittenrauhwertes von 0,2 μm bis 0,8 μm aufweist. Vorzugsweise wird ein Bereich von 0,4 μm bis 0,65 μm eingestellt, um hohe Anhaftungen der üblicherweise mit einem Präparationsmittel benetzten Fäden an der Galettenoberfläche zu erhalten. Höhere Oberflächenrauhigkeiten führen zu unzulässigen Schlupferscheinungen, die die Führung und Behandlung der Fäden behindert. Demgegenüber fordern noch kleinere Mittenrauhwerte einen erheblichen Fertigungsaufwand der Galettenoberfläche.

Um eine Mehrzahl von Fäden mit handelsüblichen Aufspulmaschine wickeln zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders bevorzugt, bei welcher der Ablaufgalette ein Führungsmittel zur Führung einer Mehrzahl parallel laufender Fäden vorgeordnet ist, durch welches zwischen den Fäden ein Fadenabstand im Bereich von 2 mm bis 8 mm bestimmt ist. Dieser durch das Führungsmittel vorbedingte Fadenabstand stellt somit den für die Behandlung der Fäden in der Be- handlungseinrichtung einzuhaltende Fadenabstand dar. So lassen sich insbesonde^¬ re bei einfach oder mehrfach umschlungenen Galetten kurze Baulängen und kompakte Bauarten realisieren. Desweiteren wird selbst bei einer hohen Zahl von Fäden eine erfindungsgemäße Verteilung ohne Fadenführungsmittel möglich.

Als Führungsmittel können hierbei mehrere reihenförmig nebeneinander angeordnete Fadenführer der Ablaufgalette im Fadenlauf vorgeordnet sein, die beispielsweise durch Keramikstifte oder kammformige Keramikführer gebildet sind.

Es ist jedoch auch möglich, die Führungsmittel unmittelbar durch eine Mehrzahl von radialen Führungsrillen am Umfang der Ablaufgalette zu bilden. Somit werden die Fäden unmittelbar am Umfang der Galette in den Führungsrillen geführt.

Bei einer Vielzahl von gleichzeitig geführten Fäden ist die Weiterbildung der Er- findung bevorzugt verwendet, bei welcher die durch die Kopffadenführer aufgespannte Zulaufebene die Achse der Ablaufgalette im mittleren Führungsbereich der Fadenführung schneidet. Somit lassen sich selbst bei einer Vielzahl von Fäden eine vorteilhafte Verteilung ohne gegenseitige Behinderung der Fadenführung ausführen. Um eine symmetrische Auslenkung der äußeren Fäden zu erhalten, empfiehlt sich jedoch, die Zulaufebene asymmetrisch zu dem Führungsbereich zu legen.

Die Behandlungseinrichtung umfasst vorzugsweise mehrere angetriebene Galetten um die Fäden zu führen und zu verstrecken, wobei der Ablaufgalette zumindest eine zweite Galette im Fadenlauf zugeordnet ist. So lässt sich die Ablaufgalette vollständig in die Behandlungseinrichtung integrieren, ohne dass zusätzlichen Führungsgaletten erforderlich sind. Dabei können Galettensysteme verwendet werden, die eine Teilverstreckung oder eine Vollverstreckung der Fäden ausführt.

Es ist jedoch auch möglich, die Ablaufgalette unabhängig von der Behandlungseinrichtung ausschließlich für die Verteilung der Fäden zu nutzen. Um die üblicherweise vor der Aufwicklung durchgeführte Verwirbelung der Fäden unabhängig von der Wickelspannung ausführen zu können, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Verwirbelungseinrichtung zwi- sehen der Ablaufgalerte und der zugeordneten Galette angeordnet, wobei die Fäden parallel nebeneinander synchron verwirbelt werden. Die zum Verwirbeln der Fäden erforderlichen Spannungseinstellungen werden zwischen den Galetten vorgenommen.

Zur weiteren Minimierung der Fadenreibung ist gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung vorgesehen, die Kopffadenführer in der Aufspulmaschine durch jeweils frei drehbare Führungsrollen zu bilden, deren Rollenachsen im wesentlichen orthogonal zu einer Spulspindel der Aufspulmaschine ausgerichtet sind. Damit lassen sich auch größere Fadenumlenkungen reibungsarm ausfuhren, so dass ein für die Verteilung der Fäden gewählter Abstand zwischen der Ablaufgalerte und den Kopffadenführern gering eingestellt werden kann.

Um bei Führungsrollen mit im wesentlichen glatten Führungsmänteln eine sichere Führung der zulaufenden Fäden zu erhalten, ist die Ausbildung der erfindungsge- mäßen Vorrichtung besonders vorteilhaft, bei welcher die Rollenachsen der Führungsrollen in Abhängigkeit vom jeweiligen Auslenkwinkel des zugeordneten Fadens eine Neigung relativ zu Achse der Ablaufgalerte aufweisen. Damit besteht die Möglichkeit, die Fäden im wesentlichen rechtwinkelig an den Führungsrollen auflaufen zu lassen.

Die Führung der Fäden lässt sich jedoch auch dadurch verbessern, dass die Führungsrollen jeweils am Umfang eine nutfόrmige Führungsbahn aufweisen, in welcher der zulaufende Faden geführt ist.

Aufgrund der geringen Anzahl von Fadenführungsmittel im stationären Betrieb ist die Weiterbildung der Erfindung besonders wichtig, um die Fadenführung wäh- rend eines Prozessbeginns, einer Prozessunterbrechung und / oder eines Spulenwechsels in der Aufspulmaschine ausfahren zu können. So sind ein oder mehrere Hilfseinrichtungen vorgesehen, die wahlweise durch eine Bedienperson aktivierbar und handhabbar sind, um die Fäden in den Einrichtungen anzulegen und zu führen oder um die Führung der Fäden während einer Prozessunterbrechung oder eines Spulenwechsels an den jeweiligen Einrichtungen zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den besonderen Vorteil, dass in jeder der Spulstellen der zugeführte Faden im wesentlichen reibungsarm in Spulstellen zugeführt wird. Dabei tritt nur der durch Umlenkung des Fadens an dem Kopffadenführer bewirkte Fadenspannungsaufbau ein, der jedoch im wesentlichen an jeder Spulstelle gleich ist.

Die erfmdungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand einiger Ausfüh- rungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es stellen dar

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 2 . schematisch eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1

Fig. 3 schematisch ein Teilausschnitt einer Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1

Fig. 4 schematisch eine Teilansicht einer Draufsicht eines weiteren Ausfüh- rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 5 und

Fig. 6 weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung

In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in mehreren Ansichten dargestellt. In Fig. 1 ist die Vorrichtung in einer Seitenansicht, in Fig. 2 in einer Vorderansicht und in Fig. 3 in einem Teil^¬ ausschnitt einer Draufsicht gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, für alle Figuren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung setzt sich aus einer Spinneinrichtung 27, einer Behandlungseinrichtung 34 und einer Aufspulmaschine 35 zusammen, wobei eine Mehrzahl von synthetischen Fäden parallel nebeneinander hergestellt werden. Hierzu sind in der Spinneinrichtung 27 mehrere Spinndüsen an einer Unterseite eines beheizten Spinnbalkens 28 enthalten, die über eine Schmelzezuführung 29 mit einer Schmelzequelle beispielsweise einem Extruder verbunden sind. An dem Ausführungsbeispiel sind insgesamt fünf Spinndüsen 30.1 bis 30.5 reihenförmig nebeneinander angeordnet. Die Anzahl der Spinndüsen ist beispielhaft, so können weniger oder mehr Fäden mittels einer Spinneinrichtung gleichzeitig gesponnen werden. Jede der Spinndüsen 30.1 bis 30.5 besitzt eine Vielzahl von Düsenboh- rangen, um aus einer über die Schmelzezuführung zugeführte Polymerschmelze jeweils ein Filamentbündel eines multifilen Fadens zu extrudieren. Bevor die einzeln extrudierten Filamentstränge des Filamentbündels zu den jeweiligen Fäden 2.1 bis 2.5 zusammengeführt werden, durchlaufen die Filamentbündel ein unterhalb des Spinnbalkens 28 angeordneten Kühlschacht 31. Der Kühlschacht 31 ist mit einer Anblasung 32 kombiniert, so dass innerhalb des Kühlschachtes 31 ein Kühlluftstrom auf die Filamentbündel einwirkt. Der Kühlluftstrom kann dabei - wie dargestellt - durch eine Querstromanblasung erzeugt werden. Es ist jedoch auch möglich, den Kühlluftstrom durch einen Kühlzylinder mit einer Rundum- anblasung von außen nach innen oder von innen nach außen zu erzeugen.

Im Auslassbereich des Kühlschachtes 31 ist eine Präparationsvorrichtung 39 und mehrere Fadenführer 40 angeordnet, um die Filamentbündel zu den jeweiligen Fäden 2.1 bis 2.5 zusammenzuführen. An dem Kühlschacht 31 schließt sich unmittelbar ein Fallschacht 33 an, um die Fäden 2.1 bis 2.5 zu der Behandlungsein- richtung 34 zu führen. Unterhalb des Fallschachtes 33 ist eine Fadenführerleiste 41 sowie eine Faden- sammelvorrichtung 37 angeordnet, wobei die Fadenführerleiste 41 zu jedem der Fäden 2.1 bis 2.5 eine Fadenfiihrung bildet, durch welche jeweils zwischen den Fäden 2.1 bis 2.5 ein Behandlungsabstand eingestellt wird. Die Fäden 2.1 bis 2.5 werden hierzu über die Fadenführer 40 aus der Spinnteilung heraus auf die Fadenführerleiste 40.1 zu dem Behandlungsabstand zusammengeführt.

Der Fadenführerleiste 41 ist die Fadensammei Vorrichtung 37 zugeordnet, durch welche die Fadenschar bei Fadenbruch zusammengeführt und über eine Absau- gung abgeführt werden. Die Fadensammeivorrichtung 37 besitzt ein bewegliches Führungsmittel und eine Absaugung, um bei Fadenbruch die Fäden 2.1 bis 2.5 einsammeln zu können. Derartige Einrichtung sind allgemein bekannt und beispielsweise in der EP 1 049 823 Bl beschrieben.

Die Behandlungseinrichtung 34 umfaßt zumindest eine Ablaufgalette 14, die unmittelbar der Aufspulmaschine 35 vorgeordnet ist. Die Ablaufgalette 14 ist dabei im Bereich einer Stirnseite der Aufspulmaschine angeordnet, wobei die Spinneinrichtung 27 und die Ablaufgalette 14 quergerichtet zu einer Längsachse der Aufspulmaschine angeordnet sind. Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 1 527 217 bekannt, so dass auf deren Inhalt hier ausdrücklich Bezug genommen wird.

Neben der Ablaufgalette 14 weist die Behandlungseinrichtung 34 eine vorgeordnete zweite Galette auf, die in diesem Beispiel als Abzugsgalette 36 bezeichnet ist. Die Abzugsgalette 36 zieht die Fäden 2.1 bis 2.5 aus der Spinneinrichtung 27 ab. Die Abzugsgalette 36 und die Ablaufgalette 14 werden jeweils durch einen Galettenantrieb 42 angetrieben. Hierbei können die Umfangsgeschwindigkeiten der Abzugsgalette 36 und der Ablaufgalette 14 in Abhängigkeit vom Prozess und Fadentyp mit einer Differenz eingestellt sein. Die Fäden 2.1 bis 2.5 werden in einem S-förmigen Fadenlauf mit dem vorbestimmten Behandlungsabstand zwi- sehen den Fäden parallel über den Umfang der Abzugsgalette 36 und der Ablaufgalette 14 geführt. Unterhalb der Behandlungseinrichtung 34 ist die Aufspulmaschine 35 angeordnet. Die Aufspulmaschine 35 weist insgesamt fünf Spulstellen 1.1 bis 1.5 auf, die nebeneinander in der Aufspulmaschine ausgebildet sind. In jeder der Spulstellen 1.1 bis 1.5 wird jeweils einer der Fäden 2.1 bis 2.5 zugeführt und zu einer Spule gewickelt. Der Aufbau der Spulstellen 1.1 bis 1.5 ist identisch ausgebildet, so dass der grundsätzliche Aufbau anhand der zu einer Bedienseite erstgelegnen Spulstelle 1.1 beschrieben wird.

Die Spulstelle 1.1 weist ein Changiermittel 4 auf, durch welches ein zugeführter Faden 2.1 innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt wird. Das Changiermittel 4 könnte beispielsweise durch eine Kehrgewindechangierung, bei welcher ein Changierfadenführer innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt wird, oder einer Flügelchangierung mit mehren gegensinnig angetriebenen Flü- gelspitzen, die den Faden ziehend hin- und herfuhren. Dem Changiermittel 4 ist ein Kopffadenführer 3.1 vorgeordnet, welcher die Spitze eines sogenannten Changierdreiecks bildet. Der Kopffadenführer 3.1 bildet den Einlauf in die Spulstelle 1.1.

Zum Aufwickeln des Fadens 2.1 in der Spulstelle 1.1 ist eine Spulhülse 9 am Umfang einer angetriebenen Spulspindel 6.1 aufgespannt. Die Spulspindel 6.1 erstreckt sich dabei über alle benachbarten Spulstellen 1.2, 1.3, 1.4 und 1.5, so dass in jeder der Spulstellen 1.1 bis 1.5 die zugefuhrten Fäden 2.1 bis 2.5 gleichzeitig gewickelt werden.

Zum Ablegen des Fadens 2.1 auf der Oberfläche der Spule 8.1 in der Spulstelle 1.1 ist eine Andrückwalze 5 zwischen dem Changiermittel 4 und der Spulspindel 6.1 angeordnet. Die Andrückwalze 5 erstreckt sich ebenfalls über die gesamte Länge der Spulstellen 1.1 bis 1.5. Der Faden 2.1 wird nach Teilumschlingung am Umfang der Andrückwalze 5 auf der Oberfläche der Spule 8.1 abgelegt. In den Spulstellen 1.1 bis 1.5 sind die Kopffadenführer 3.1 bis 3.5 jeweils durch frei drehbar gelagerte Führungsrollen 11.1 bis 11.5 gebildet. Die Führungsrollen 11.1 bis 11.5 sind in den Spulstellen 1.1 bis 1.5 jeweils mit ihren Rollenachsen orthogonal zu der Spulspindel 2.1 ausgerichtet. Dabei werden die Führungsrollen 11.1 bis 11.5 an einem Träger 12 gehalten, welcher mit einem Maschinengestell 10 verbunden ist. Die Lagerung der Führungsrollen 11.1 bis 11.5 ist bevorzugt durch eine reibungsarme Luftlagerung gebildet, um keinen zusätzlichen Aufbau von Fadenspannung an den Fäden zu erhalten.

Das Maschinengestell 10 dient zur Aufnahme und Befestigung der Changiermittel 4, der Andrückwalze 5 und der Spulspindel 6.1. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Andrückwalze 5 über eine Schwinge 13 schwenkbar an dem Maschinengestell 10 gehalten. Die Spulspindel 6.1 ist auskragend in einem Spulrvolver 7 gelagert, welcher drehbar in einem Maschinengestell 10 gehalten ist. Der Spulre- volver 7 hält um 180° versetzt zu der Spulspindel 6.1 eine zweite Spulspindel 6.2, um eine kontinuierliche Aufwicklung der Fäden in den Spulstellen 1.1 bis 1.4 ausführen zu können. Dem Spulrevolver sowie den Spulspindeln 6.1 und 6.2 sind jeweils Antriebe (hier nicht dargestellt) zugeordnet.

Zur Verteilung der Fäden 2.1 bis 2.5 ist die Ablaufgalette 14 unmittelbar den Kopffadenführern 3.1 bis 3.5 zugeordnet. Die Kopffadenführer 3.1 bis 3.5 bilden dabei eine vertikal ausgerichtete Zulaufebene 44. Demgegenüber ist die Ablaufgalette 14 in einer horizontal ausgerichteten Ablaufebene 43 oberhalb der Kopffadenführer 3.1 bis 3.5 angeordnet, wobei die Achse der Ablaufgalette 14 quer zur Längsachse der Aufspulmaschine 35 bzw. quer zur Spulspindel 6.1 ausgerichtet ist. Die Ablaufgalette 14 ist im Bereich der Stirnseite der Aufspulmaschine 35 gehalten, so dass die Fäden 2.1 bis 2.5 bei Ablauf von der Ablaufgalette 14 seitlich neben den Kopffadenführern 3.1 bis 3.5 geführt werden.

Zur weiteren Erläuterung der Verteilung der Fäden 2.1 bis 2.5 von der Behandlungseinrichtung 34 zu der Aufspulmaschine 35 ist in Fig. 3 ein Teilausschnitt einer Draufsicht dargestellt, in welcher nur die für die Verteilung der Fäden maßgeblichen Einrichtungsgegenstände wie die Ablaufgalette 14 und die Kopffaden- fuhrer 3.1 bis 3.5 gezeigt sind.

Die Kopffadenführer 3.1 bis 3.5 werden jeweils durch die Führungsrollen 11.1 bis 11.5 gebildet, die frei drehbar jeweils an einer Achse 15 gelagert sind. Die Führungsrollen 11.1 bis 11.5 sind an dem Träger 12 gehalten, wobei die Führungsrollen 11.1 bis 11.5 jeweils einen identischen Abstand zu den hier nicht dargestellten Changiermittel aufweisen. Die Kopffadenführer 3.1 bis 3.5 bilden eine vertikal ausgerichtete Zulaufebene 44, in welcher die Fäden 2.1 bis 2.5 hineingeführt werden. Hierzu müssen die parallel zu der Ablaufebene 43 geführten Fäden vom Umfang der Ablaufgalette 14 je nach Lage der Fäden ausgelenkt werden. Die Ablaufebene 42 entspricht der zeichnungsebene von Fig. 3 bzw. einer Parallelebene hierzu. In dem Ausführungsbeispiel werden die Fäden 2.1 bis 2.5 in der Reihenfolge an dem Galettenmantel der Ablaufgalette 14 geführt, dass der erste Faden 2.1 an dem freien auskragenden Ende der Ablaufgalette 14 gehalten ist und in der Reihenfolge der Bezugszeichen parallel nebeneinander gehalten, so dass der Faden 2.5 an dem lagerseitigen Ende der Ablaufgalette 14 geführt ist. Bei der Verteilung der Fäden 2.1 bis 2.5 auf die einzelnen Spulstellen ist es erforderlich, dass nach Ablauf von der Ablaufgalette 14 die Fäden um einen Auslenkwinkel α zur Zulaufebene 44 hin ausgelenkt werden müssen. Der Auslenkwinkel α stellt dabei einen Winkel des die Ablaufebene 43 projezierten Dreiecks dar, der sich zwischen dem Faden und einer Mantellinie der Ablaufgalette 14 einstellt. Für die Auslenkung des Fadens 2.1 zu der Führungsrolle 11.1 ist der Auslenkwinkel α beispielhaft eingetragen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zulaufebene 44, in welcher die Kopffadenführer 3.1 bis 3.5 angeordnet sind, im wesentlichen mittig zu dem Führungsbereich der Fäden an dem Mantel der Ablaufgalette 14 angeord- net. So lässt sich der mittlere Faden 2.3 ohne Auslenkung unmittelbar in der Zulaufebene 44 führen. In Abhängigkeit vom Abstand der Fäden 2.2, 2.3 und 2.5 zur Zulaufebene 44 erfolgt eine Auslenkung der Fäden in die Zulaufebene 44 zu den entsprechenden Kopffadenführern 3.2, 3.3 und 3.5.

Um bei der Auslenkung der Fäden insbesondere der Auslenkung der äußeren Fä- den 2.1 und 2.5 einen stabilen Ablaufpunkt am Umfang der Ablaufgalette 14 zu gewährleisten, ist nur einer begrenzte Auslenkung möglich. Es hat sich herausgestellt, dass bei Auslenkungswinkeln α im Bereich von maximal 15° keine wesentlichen Fadenverschiebungen am Umfang der Abzugsgalette 14 ergeben. Bei größeren Auslenkwinkeln tritt dagegen eine Verlagerung der Ablaufpunkte insbeson- dere der äußeren Fäden auf, die unmittelbar zu einem Zusammenführen und Kontakt der Fäden am Umfang der Ablaufgalette 14 führt.

Um die Anhaftung der durch ein Präparationsmittel angefeuchteten Fäden an der Galettenoberfläche der Ablaufgalette 14 zu verbessern, ist die Oberfläche der Ab- laufgalette 14 am Mantel mit einer Rauhigkeit versehen, die im Bereich von einem Mittenrauhwert R_a von 0,2 μm bis 0,8 μm liegt. Damit werden stabile Fadenführungen innerhalb der Behandlungseinrichtung ermöglicht, die sogar Fadenabstände A während der Behandlung der Fäden von 2 mm ermöglichen. Damit wäre der Einsatz auch von handelsüblichen Aufspulmaschinen möglich, um eine Viel- zahl von Fäden unmittelbar von einer Ablaufgalette 14 aufnehmen zu können. Üblicherweise werden die Fadenabstände zwischen den in der Behandlungseinrichtung parallel geführten Fäden in einen Bereich von 2 mm bis 8 mm gewählt. Aus der in Fig. 3 dargestellten Darstellung ist ersichtlich, dass sowohl die Anzahl der Fäden als auch der Fadenabstand zwischen den Fäden sowie der Abstand der Kopffadenführer 3.1 bis 3.4 vom Ablaufpunkt der Ablaufgalette 14 einen maßgeblichen Einfluß auf den jeweiligen Auslenkwinkel haben. Insoweit lassen sich in Abhängigkeit vom Herstellungsprozess und Fadentyp jeweils optimierte Kombinationen wählen.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung ist besonders geeignet, um vororientierte Fäden zu sogenannten POY-Garnen herzustellen. Durch die im wesentli- chen ohne Fadenführungselemente ausgeführte Verteilung der Fäden von der Behandlungseinrichtung 34 zu der Aufspulmaschine 35 lassen sich die Fäden mit geringen Fadenspannungen aufwickeln und führen. Durch die Ausbildung der Kopffadenführer als Führungsrollen wird selbst die erforderliche Umlenkung der Fäden in die Zulaufebene sehr reibungsarm ausgeführt. So ist die Vorrichtung sowohl für sehr feine Titer als auch für grobe Fadentiter geeignet.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Teilausschnitte einer Draufsicht gezeigt, wobei das Ausführungsbeispiel iden- tisch zu den vorhergehenden Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, so dass auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen wird und an dieser Stelle nur die Unterschiede aufgezeigt werden.

Die Ablaufgalette 14 weist zur Führung der Fäden 2.1 bis 2.5 jeweils pro Faden eine Führungsrille 47 auf, die radial umlaufend am Umfang der Ablaufgalette 14 ausgebildet ist. Die Fäden 2.1 bis 2.5 werden jeweils im Nutgrund der Führungsrillen 47 geführt. Damit lassen sich auch sehr enge Fadenabstände A von beispielsweise 2 mm sicher am Umfang der Ablaufgalette 14 einhalten.

Nach Ablauf der Fäden 2.1 bis 2.5 von der Ablaufgalette 14 werden diese in die Zulaufebene 14 zu den einzelnen Führungsrollen 11.1 bis 11.5 geführt. Dabei sind insbesondere die Führungsrollen, die den äußeren Fäden 2.1 und 2.5 zugeordnet sind, in ihrer Stellung derart angeordnet, dass die Rollenachse 15 der Führungsrolle 11.1 bis 11.5 relativ zur Achse der Abzugsgalette 14 eine Neigung aufweist, um die zulaufenden Fäden möglichst gerade aufnehmen zu können. So weist die Rollenachse 15 der Führungsrolle 11.1 einen Neigungswinkel P₁ auf, der einen im wesentlichen geradlinigen Zulauf des Fadens 2.1 zu der Führungsrolle ermöglicht. Die Führungsrolle 11.5 weist demgegenüber einen Neigungswinkel ß₂ auf, der aufgrund der entgegengesetzten Auslenkung des Fadens 2.5 entgegengesetzt aus- gebildet ist. Aufgrund der geringeren Auslenkung des Fadens 2.5 ist der Neigungswinkel ß₂ im Betrag her kleiner ausgebildet als der Neigungswinkel P₁ der Führungsrolle 11.1, die den stärker ausgelenkten Faden 2.1 aufiiimmt. Aufgrund der geringen Auslenkung sind die Führungsrollen 11.2 bis 11.4 ohne Neigung parallel zur Galettenachse der Ablaufgalette gehalten. Um die Neigungswinkel ßi und ß₂ der Führungsrollen 11.1 und 11.5 vom Betrag her gleich groß auszuführen, lässt sich die Ablaufgalette 14 auch derart anordnen, dass die durch die Kopffadenführer 3.1 bis 3.5 aufgespannte Zulaufebene 44 asymmetrisch zu dem Führungsbereich der Fäden am Umfang der Galetten liegt.

In Fig. 5 und 6 sind weitere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vor- richtung gezeigt, bei welcher im wesentlichen die Behandlungseinrichtungen durch unterschiedliche Galettensysteme gebildet sind. Der Aufbau und die Anordnung der Spinneinrichtung sowie der Aufspulmaschine sind im wesentlichen identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3, so dass nachfolgend nur die Unterschiede zu den Behandlungseinrichtungen erläutert werden.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Behandlungseinrichtung durch eine Abzugsgaletteneinheit 45 und eine Streckgaletteneinheit 46 gebildet. Die Abzugsgaletteneinheit 45 weist zwei Galetten 24.1 und 24.2 auf, die jeweils über einen separaten Galettenantrieb (hier nicht dargestellt) angetrieben sind. Die Abzugsgaletteneinheit 45 wird durch die Ablaufgalette 14 und eine der Ablaufgalette 14 zugeordnete dritte Galette 24.3 gebildet. Die Ablaufgalette 14 und die Galette 24.3 werden ebenfalls unabhängig voneinander angetrieben. Die Abzugsgaletteneinheit 45 und die Streckgaletten- einheit 46 werden jeweils mehrfach von einer Fadenschar umschlungen, wobei die Abzugsgaletteneinheit 45 die Fadenschar auf der oberhalb der Behandlungseinrichtung 34 angeordneten Spinneinrichtung 27 abzieht. Zwischen der Abzugsgaletteneinheit 45 und der Streckgaletteneinheit 46 ist eine Differenzgeschwindigkeit angetrieben, so dass die Fadenschar zwischen der Galette 24.1 und der Ablaufgalette 14 verstreckt werden. Hierzu sind die Galetten 24.1 und 24.2 der Abzugsgaletteneinheit 45 vorzugsweise beheizt ausgebildet. Nach dem Verstre- cken werden die Fäden 2.1 bis 2.5 unmittelbar von der Ablaufgalette 14 zu den Kopffadenführern der Aufspulmaschine 35 geführt. Die Ablaufgalette 14 ist hierzu oberhalb der Aufspulmaschine in einer horizontal ausgerichteten Ablaufebene 43 angeordnet. Die Ablaufgalette 14 wird hierbei im mittleren Bereich der Spul- stellen 1.1 bis 1.5 gehalten. Nach Ablauf und Auslenkung der Fäden von der Ablaufgalette 14 werden die Fäden 2.1 bis 2.5 in die Kopffadenführer 3.1 bis 3.5 der Aufspulmaschine 35 geführt. Die Kopffadenführer 3.1 bis 3.5 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch Fadenführer gebildet, die eine Öse zur Führung der Fäden aufweisen. Den Kopffadenführern 3.1 bis 3.5 sind unmittelbar die Chan- giermittel zur Hin- und Herführung und Verlegung der Fäden nachgeordnet.

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemäßen Vorrichtung ist besonders geeignet, um voll verstreckte Fäden herzustellen. Dabei werden die Fäden vor dem Aufwickeln zwischen der Ablaufgalette 14 und der Galette 24.3 durch die Verwirbelungseinrichtung 38 verwirbelt. Die Fäden werden hierzu parallel nebeneinander über die Abzugsgaletteneinheit 45 und der Streckgalette- neinheit 46 geführt, wobei der eingestellte Fadenabstand im Bereich von 2 mm bis 5 mm ausgebildet ist. Insoweit werden selbst bei mehrfacher Umschlingung der Galetten kompakte Baugrößen erreicht.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Ablaufgalette 14 der Behandlungseinrichtung 34 sowohl zum Abzug der Fäden 2.1 bis 2.5 aus der Spinneinrichtung als auch zur Verteilung der Fäden in die Aufspulmaschine 35 genutzt. Die Ablaufgalette 14 ist in ihrer Ausbildung und Anordnung identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3, wobei in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Ablaufgalette 14 eine zweite Galette zugeordnet ist. Die zweite Galette 24.1 und die Ablaufgalette 14 werden von der Fadenschar mehrfach umschlungen, wobei in der letzten Fadenumschlingungen zwischen der Galetten 24.1 und der Ablaufgalette 14 eine Verwirbelungseinrichtung 38 angeordnet ist. Durch die Mehrfachumschlingung der Ablaufgalette 14 und der zugeordneten Galette 24.1 sind größere Abzugskräfte zum Abziehen der Fäden 2.1 bis 2.5 aus der Spinneinrichtung erzeugbar. Dabei kann die Ablaufgalette 14 und / oder die zweite Galette 24.1 beheizbar ausgebildet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, die zweite Galette 24.1 durch eine nicht angetriebene frei drehbare Überlaufrolle zu ersetzen.

Die in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im Aufbau und Wahl der einzelnen Prozessaggregate beispielhaft. Die Erfindung erfasst auch ähnliche Vorrichtung, die sich im Aufbau und Wahl der einzelnen Prozessaggregate zwar unterscheiden, aber die zwischen einer letzten Ablaufgalette und dem Kopffadenführer einer Aufspulmaschine gänzlich auf Fadenführungsmittel verzichtet, wobei die Ablaufgalette im wesentlichen quer gerichtet zu der Längsachse der Aufspulmaschine gehalten ist.

Bezugszeichenliste

1.1 ... 1.5 Spulstelle

2.1 ... 2.5 Faden

3 Kopffadenführer

4 Changiermittel

5 Andrückwalze

6.1 , 6.2 Spulspindel

7 Spulrevolver

8.1 ... 8.5 Spule

9 Spulhülse

10 Maschinengestell

11. 1 ... 11.5 Führungsrolle

12 Träger

13 Schwinge

14 Ablaufgaletten

15 Rollenachse

24 Galette

25 Überlaufrolle

27 Spinneinrichtung

28 Spinnbalken

29 Schmelzezuführung

30. 1, 30.2 ... 30.5 Spinndüse

31 Kühlschacht

32 Anblasung

33 Fallschacht

34 Behandlungseinrichtung

35 Aufspulmaschine

36 Abzugsgalette

37 Fadensammeivorrichtung 38 Verwirbelungseinrichtung

39 Präparationsvorrichtung

40 Fadenführer

41 F adenruhrerleiste

5 42 Galettenantreib

43 Ablaufebene

44 Zulaufebene

45 Abzugsgaletteneinheit

46 Streckgaletteneinheit io 47 Führungsrillen

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln von syntheti- sehen Fäden mit einer Spinneinrichtung (27), einer Behandlungseinrichtung (34) und einer Aufspulmaschine (35), wobei die Behandlungseinrichtung (34) eine Ablaufgalette (14) zur Führung der Fäden (2.1 - 2.5) vor Einlauf und Verteilung der Fäden in eine Mehrzahl von Spulstellen (1.1 - 1.5) der Aufspulmaschine (35) auf- weist, die oberhalb der Aufspulmaschine (35) angeordnet ist und die Fäden parallel nebeneinander laufend am Umfang führt, wobei die Ablaufgalette (14) quer zu einer Spulspindel (6.1) der Aufspulmaschine (35) angeordnet ist und wobei die Aufspulmaschine eine Mehrzahl von Kopffadenführern (3.1 - 3.5) aufweist, die den Spulstellen (1.1 - 1.5) vorgeordnet sind und die in einer vertikal ausgerichteten Zulaufebene (44) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopffadenführer (3.1 - 3.5) unmittelbar im Fadenlauf der Ablaufgalette (14) derart nachgeordnet sind, dass bei Auslenkung der Fäden (2.1 - 2.5) von der Ablaufgalette (14) in die Zulaufebene (44) ein Auslenkwinkel (2) von maximal 15° nicht überschritten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Ablaufgalette (14) eine Rauhigkeit im Bereich eines Mittenrauhwertes (R₃) von 0,2 μm bis 0,8μm aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufgalette (14) ein Führungsmittel (41, 47) zur Führung einer Mehrzahl parallel laufender Fäden (2.1 - 2.5) zugeordnet ist, durch welches zwischen den Fäden einen Fadenabstand im Bereich von 2mm bis 8mm bestimmt ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel durch mehrere reihenfόrmig nebeneinander angeordnete Fadenführer (41) gebildet ist, die im Fadenlauf vor der Ablaufgalette (14) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel durch eine Mehrzahl von radialen Führungsrillen (47) am Umfang der Ablaufgalette (14) gebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kopffadenführer (3.1 - 3.5) aufgespannte Zulaufebene (44) die Achse der Ablaufgalette (14) im mittleren Führungsbereich der Fadenführung schneidet.

7. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinrichtung (34) mehrere angetriebene Galetten (24.1, 24.2, 36, 14) zum Führen und Verstrecken der Fäden aufweist, wobei der Ablaufgalette (14) zumindest eine zweite Galette (24.1, 36) im Fadenlauf zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verwirblungseinrichtung (38) zwischen der Ablaufgalette (14) und der zugeordneten Galette (36, 24.1) angeordnet ist, durch welche die Fäden parallel nebeneinander synchron verwirbelt werden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopffadenführer (3.1 - 3.5) in der Aufspulmaschine (35) durch jeweils eine frei drehbare Führungsrolle (11.1 - 11.5) gebildet sind, deren Rollenachsen (15) im wesentlich ortho- gonal zu einer Spulspindel (6.1) der Aufspulmaschine (35) ausgerichtet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenachsen (15) der Führungsrollen (11.1 - 11.5) in Abhängigkeit vom jeweiligen Auslenkwinkel (2) des zugeordneten Fadens (2.1 - 2.5) eine Neigung (ß) relativ zur Achse der Ablaufgalette (14) aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrollen (11.1 - 11.5) jeweils am Umfang eine nut- förmige Führungsbahn aufweisen, in welcher der zulaufende Faden geführt ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Hilfsführungseinrichtungen vorgesehen sind, durch welche Fadenführungen während eines

Prozessbeginns, einer Prozessunterbrechung und/oder eines Spulenwechsels in der Aufspulmaschine ausführbar sind.