EP3519617A1 - Verfahren und vorrichtung zum abkühlen eines synthetischen fadens - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum abkühlen eines synthetischen fadens

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EP3519617A1
EP3519617A1 EP17704776.8A EP17704776A EP3519617A1 EP 3519617 A1 EP3519617 A1 EP 3519617A1 EP 17704776 A EP17704776 A EP 17704776A EP 3519617 A1 EP3519617 A1 EP 3519617A1
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EP
European Patent Office
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cooling
groove
thread
yarn
cooling groove
Prior art date
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EP17704776.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3519617B1 (de
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Philip JUNGBECKER
Tobias MÜNSTERMANN
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP3519617A1 publication Critical patent/EP3519617A1/de
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Publication of EP3519617B1 publication Critical patent/EP3519617B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/003—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass by contact with at least one stationary surface, e.g. a plate
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/001—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass in a tube or vessel

Definitions

  • the invention relates to a method for cooling a synthetic thread according to the preamble of claim 1 and to a cooling device for carrying out the method according to the preamble of claim 6.
  • a method for crimping the multifilament threads has been used for decades, which is also known in the art as so-called false twist texturing.
  • a partially drawn yarn which was previously produced in a melt spinning process, is crimped within a texturing zone of a texturing machine.
  • a false twist is generated, which propagates counter to the thread running direction.
  • the thread is heated to a temperature in the range of 200 ° C.
  • the thereby achieved plastic state of the thread material causes the swirl memorizes in individual filaments of the thread.
  • the thread is then immediately cooled to a temperature of about 80 ° C.
  • the cooling of the thread is preferably carried out by an air-cooled cooling rail, on whose surface the thread is guided with contact.
  • Such cooling rails basically have the disadvantage that relatively long cooling distances are required in order to obtain sufficient cooling of the thread.
  • methods and devices are known in which the cooling of the thread is carried out with the aid of a cooling liquid in order to realize the shortest possible cooling sections.
  • a generic method and a generic device are known for example from EP 0 403 098 A2.
  • a heat sink is provided with a cooling groove having a plurality of recessed Nuttaschen in the groove bottom of the cooling groove.
  • the cooling groove is coupled via a capillary with a coolant reservoir, so that a cooling liquid is introduced continuously into the cooling groove.
  • the heated thread is guided by contact through the cooling groove and cooled by the cooling liquid. Subsequently, the thread is guided over a subsequent cooling rail.
  • the heat sink forms a relatively short cooling section, wherein the excess cooling liquid is collected at the end of the heat sink and returned to a tank.
  • WO 0138620 A1 discloses a method for cooling a synthetic thread in the texturing zone, in which a cooling liquid is fed to the thread by means of a metering pump, the metering pump being dependent on is regulated by a thread monitored liquid order.
  • the liquid application to the yarn is in this case measured by an electrical resistance on a yarn section after cooling.
  • Another object of the invention is to develop the generic method and the generic cooling device for cooling a synthetic thread such that in particular a plurality of threads can be cooled in parallel under the same conditions.
  • the invention is based on the recognition that the amount of the cooling liquid and the mass of the thread must be in a certain relation to each other, on the one hand to obtain the desired cooling effect and on the other hand to minimize a coolant excess at the end of the cooling. It must be ensured that the coolant is safely supplied to the thread.
  • the inventive method therefore provides that the cooling liquid through a metering in the groove bottom of the Cooling groove is supplied in response to a yarn titer of the yarn with a flow rate in the range of 0.05 ml / min to 5 ml / min. Depending on the yarn denier of the yarn so that a desired cooling of the yarn can be realized without a larger excess amount of cooling liquid is obtained after cooling.
  • the thread is guided over a path length of the cooling section in the range from 100 mm to 300 mm.
  • the method variant has proved successful, in which the cooling liquid is distributed within the cooling groove via a plurality of successive Nuttaschen in the groove base, wherein the yarn is guided with contact via a plurality of web pockets formed webs.
  • the method variant is particularly advantageous in which the thread is passed through a plurality of yarn guides, which are upstream of the cooling groove and downstream, the cooling groove between the yarn guides a in Thread running direction has curved groove bottom.
  • the angles at which the thread runs into and out of the cooling groove can therefore be set particularly accurately and reproducibly.
  • a separate application Adjustment within the machine or the texturing zone is not required due to the thread guide.
  • the development of the method according to the invention is provided, in which a vapor caused by the wetted thread is collected and sucked off at the cooling groove. Taking into account that a multiplicity of threads are treated in parallel next to one another within a texturing machine, catching and removing the steam is particularly advantageous.
  • a suction connection of the suction device can be formed at the lowest point of the cooling groove in the outlet region in order to remove residues of cooling fluid not yet consumed in addition to the steam.
  • the cooling device comprises a metering device for supplying the cooling liquid, wherein the metering device comprises a metering means for generating a delivery rate of cooling liquid in the range of 0.05 ml / min. to 5 ml / min. having.
  • Such dosing agents are preferably carried out by dosing pumps, which generate a continuous uniform flow of the cooling liquid and can supply the cooling groove.
  • the cooling groove is designed on the heat sink with a length in the range of 100 mm to 300 mm.
  • the cooling groove in the groove bottom has a plurality of recessed Nuttaschen, which are each separated by a guide web in the groove bottom.
  • the guide webs between the Nuttaschen on the groove bottom of the cooling groove with an equal web width and / or be designed with different sized web widths to make the yarn guide and the wetting of the yarn within the cooling groove.
  • the development of the device according to the invention is particularly advantageous in which the cooling groove is preceded by at least one thread guide and a thread guide downstream and in which the cooling groove has a groove base curved in the thread running direction.
  • the development of the device according to the invention is provided, in which the cooling body is assigned to the cooling groove, a suction device.
  • the suction device is preferably designed such that, in addition to the vapors, the fluid residues of the cooling fluid possibly forming in the outlet region are also removed from the cooling groove. This can avoid environmental stress in a texturing machine.
  • the method according to the invention for cooling a synthetic thread in a texturing zone of a texturing machine will be explained in more detail below with reference to some embodiments of the device according to the invention with reference to the attached figures. It represents
  • FIG. 1 shows schematically a view of a texturing zone of a texturing machine with integrated cooling device according to the invention for cooling a thread
  • FIG. 2 shows schematically the embodiment of the cooling device according to the invention for cooling the yarn from FIG. 1
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the embodiment of FIG. 2
  • Fig. 4 shows schematically a sectional view of another embodiment of the cooling device according to the invention
  • FIG. 5 schematically shows a sectional view of a further embodiment of the cooling device according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a view of a section of a texturing machine, in particular a texturing zone.
  • the texturing machine has an infeed point 4, in which a supply bobbin 2 is held with a thread 3.
  • the filament 3 was previously made in a melt-spinning process as a partially drawn filament (POY).
  • POY partially drawn filament
  • the presentation point 4 is assigned a first delivery mechanism 1.1.
  • the delivery mechanism 1.1 is formed in this embodiment by a multiple looped godet unit.
  • the first delivery mechanism 1.1 forms a thread entry into the so-called texturing zone, which extends up to a second delivery mechanism 1.2.
  • the second delivery mechanism 1.2 is likewise formed by a godet unit which is looped around several times.
  • the type of delivery mechanisms 1.1 and 1.2 is exemplary in this case. In principle, it is also possible to use so-called clamping delivery mechanisms for thread guidance, in which the thread is guided in a clamping gap between a driven shaft and a pressure roller and / or a pressure belt.
  • a cooling device 6 and a false twist unit 7 is arranged in the direction of yarn travel.
  • the cooling device 6 is formed by the device according to the invention and is shown individually in FIGS. 2 and 3.
  • FIGS. 2 and 3 The embodiment of the cooling device 6 according to the invention shown in FIGS. 2 and 3 is shown schematically in a longitudinal sectional view in FIG. 2 and in a cross-sectional view in FIG. Unless an explicit reference is made to one of the figures, the following description applies to both figures.
  • the embodiment of the cooling device 6 has an elongated heat sink 10.
  • a cooling groove 1 1 extends on an upper side of the heat sink 10.
  • the cooling groove 11 extends up to the front ends of the heat sink 10, wherein an inlet yarn guide 8 is associated with a yarn inlet 24 and an outlet yarn guide 9 is associated with the cooling groove 11 on a yarn outlet 25 are.
  • the cooling groove 1 1 has a curved groove base 17, whose curvature is characterized by a radius R.
  • the cooling groove extending at the groove base 17 between the yarn inlet 24 and the yarn outlet 25 is marked with a length L in FIG. In the region of the thread inlet 24 opens a metering opening 12 in the groove bottom 17 of the cooling groove 1 1.
  • the metering port 12 is connected via a metering 12.1 and a supply line 26 with a metering device 13.
  • the metering device 13 has in this embodiment, a dosing 14, which is connected to a container 20. In the container 20, a cooling liquid is held.
  • the dosing means 14 is preferably designed as a metering pump and is driven by a motor 15.
  • the motor 15 is controlled by a control unit 16 which is connected to a machine control unit, not shown here.
  • the groove bottom 17 a plurality of recessed Nuttaschen 18, which are separated from each other in the groove base 17 by a plurality of guide webs 19.
  • a suction device 21 is arranged above the cooling groove 1 1.
  • the suction device 21 is arranged above the cooling groove 1 1.
  • the suction hood 23 is connected to a vacuum source 22, so that the vapors caused by the cooling liquid during cooling of the yarn can be collected and removed.
  • the vacuum source 22, which could be designed as a blower, can advantageously be operated with a plurality of adjacent suction hoods 23.
  • suction device 21 could also be below the cooling groove be arranged to record in particular residual fluids at the yarn outlet in addition to be able to dissipate.
  • a twist is mechanically generated for texturing a thread by the false twist unit 7 on the thread, so that the filaments of the thread 3 to rotate.
  • This twist runs counter to the thread running direction and is usually stopped by a so-called spin stop at the inlet of the texturing.
  • the twisted yarn 3 is heated in the heater 5 to a temperature of about 200 ° C.
  • the thread 3 is fed to the cooling device 6 via the inlet thread guide 8.
  • the dosing means 13 For cooling the twisted yarn, the dosing means 13 generates a predetermined flow rate of cooling liquid which is introduced continuously via the nozzle opening 12 into the cooling groove 11. In this case, the flow rate is in the range of 0.05 ml / min.
  • the fluid intake for cooling makes it more difficult for the cooling groove to form a specific length of the track in the range from 100 mm to 300 mm, depending on the yarn titer.
  • the yarn could be sufficiently cooled within a cooling distance of 225 mm.
  • the cooling liquid water was used, which could be added to the water, for example, a small amount of oil, for example, 1% as needed.
  • the amount of the cooling liquid was about 4 ml / min. It has been found that the twisted yarn can be efficiently cooled with an amount of cooling liquid in the range of 5 to 15% of the thread weight. This allowed the residual fluid to be minimized at the end of the cooling process.
  • the method according to the invention and the device according to the invention are therefore characterized in particular by the fact that, with minimal use of cooling liquid, sufficient cooling of the thread takes place in the texturing process.
  • the groove bottom 17 of the cooling groove 1 1 is formed in the heat sink 10 with uniform Nuttaschen 18, so that the guide webs 19 between the Nuttaschen each have an equal web width.
  • an embodiment of the cooling device according to the invention is shown in Fig. 4, in which the guide webs 19 are designed with different web widths.
  • the embodiment of FIG. 4 is otherwise identical to the embodiment of FIG. 2, wherein the suction device 21 and the metering device 13 are not shown here.
  • the guide webs 19 are designed to be much wider in the outlet region than in the other areas of the cooling groove 1 1.
  • FIG. 5 an embodiment of the cooling device according to the invention is shown, in which the cooling groove 1 1 in the groove bottom 17 no Nuttaschen 18 has. Again, the illustration of Absaugeinrich- device 21 and the metering device 13 was omitted. The thread 3 is felt in this case with a continuous contact with the groove bottom 17 of the cooling groove 1 1.
  • the cooling liquid which is introduced into the cooling groove 11 via the metering opening 12, is distributed uniformly at the groove walls of the cooling groove 11 and is evaporated to the yarn outlet 25 or taken up by the thread and carried along.
  • the metering channel opens 12.1 with an inclination in the direction of yarn flow in the cooling groove 1 1.
  • the flow of the cooling liquid is already aligned in the direction of yarn travel and favors the distribution in the cooling groove 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Kühlvorrichtung zum Abkühlen eines synthetischen Fadens innerhalb einer Texturierzone einer Texturiermaschine. Hierzu wird eine Kühlflüssigkeit in eine Kühlnut eines Kühlkörpers eingeleitet, die sich im Nutgrund der Kühlnut verteilt. Der erwärmte Faden wird mit Kontakt durch die Kühlnut geführt. Um am Ende der Kühlung einen Überschuss an Kühlflüssigkeit zu vermeiden, wird die Kühlflüssigkeit durch eine Dosieröffnung im Nutgrund der Kühlnut in Abhängigkeit von einem Fadentiter des Fadens mit einer Fördermenge im Bereich von 0,05 ml/min. bis 5 ml/min. zugeführt, wobei die Fördermenge an Kühlflüssigkeit durch ein steuerbares Dosiermittel erzeugt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen eines synthetischen Fadens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkühlen eines synthetischen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Kühlvorrich- tung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Zur Veredlung von gesponnenen synthetischen Fäden wird über Jahrzehnte ein Verfahren zum Kräuseln der multifilen Fäden genutzt, das in der Fach- weit auch als sogenanntes Falschdralltexturieren bekannt ist. Hierzu wird ein teilverstrecktes Garn, das zuvor in einem Schmelzspinnprozess erzeugt wurde, innerhalb einer Texturierzone einer Texturiermaschine gekräuselt. An dem Faden wird dabei mechanisch ein Falschdrall erzeugt, der sich entgegen der Fadenlaufrichtung fortpflanzt. In diesem gedrallten Zustand wird der Faden auf eine Temperatur im Bereich von 200°C erwärmt. Der dabei erreichte plastische Zustand des Fadenmaterials führt dazu, dass sich der Drall in einzelnen Filamenten des Fadens einprägt. Zur Fixierung dieser Fadenstruktur wird der Faden anschließend unmittelbar auf eine Temperatur von ca. 80°C abgekühlt. Somit bleibt die Kräuselung in dem Faden er- halten und bewirkt die gewünschte Veredelung. Die Abkühlung des Fadens wird dabei bevorzugt durch eine luftgekühlte Kühlschiene ausgeführt, an deren Oberfläche der Faden mit Kontakt geführt wird. Derartige Kühlschienen besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass relativ lange Kühlstrecken erforderlich sind, um eine ausreichende Abkühlung des Fadens zu er- halten. Im Stand der Technik sind daher Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei welcher die Abkühlung des Fadens mit Hilfe einer Kühlflüssig- keit durchgeführt wird, um möglichst kurze Kühlstrecken realisieren zu können. Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung sind beispielsweise aus der EP 0 403 098 A2 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung zum Abkühlen eines syntheti- sehen Fadens ist ein Kühlkörper mit einer Kühlnut vorgesehen, der im Nutgrund der Kühlnut mehrere vertiefte Nuttaschen aufweist. Die Kühlnut ist über eine Kapillare mit einem Kühlflüssigkeitsreservoir gekoppelt, so dass eine Kühlflüssigkeit kontinuierlich in die Kühlnut eingeleitet wird. Der erwärmte Faden wird mit Kontakt durch die Kühlnut geführt und durch die Kühlflüssigkeit gekühlt. Anschließend wird der Faden über eine nachfolgende Kühlschiene geführt.
Bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung bildet der Kühlkörper eine relativ kurze Kühlstrecke, wobei die überschüssige Kühl- flüssigkeit am Ende des Kühlkörpers aufgefangen und zu einem Tank zurückgeführt wird. Unter Berücksichtigung, dass in herkömmlichen Textu- riermaschinen mehrere hundert Texturierzonen parallel nebeneinander betrieben werden, führt die Rückgewinnung der Kühlflüssigkeit zu einem erheblichen zusätzlichen Aufwand.
Um den Überschuss der Kühlflüssigkeit beim Abkühlen des Fadens zu minimieren, ist aus der WO 0138620 AI ein Verfahren zum Abkühlen eines synthetischen Fadens in der Texturierzone bekannt, bei welchem eine Kühl- flüssigkeit mittels einer Dosierpumpe dem Faden zugeführt wird, wobei die Dosierpumpe in Abhängigkeit von einem am Faden überwachten Flüssigkeitsauftrag geregelt wird. Der Flüssigkeitsauftrag an dem Faden wird hierbei durch einen elektrischen Widerstand an einem Garnabschnitt nach der Kühlung gemessen. Damit lassen sich zwar größere Überschussmengen an Kühlflüssigkeit vermeiden, jedoch mit dem Nachteil, dass Zustände mit unzureichender Kühlung des Fadens durch zu wenig Kühlflüssigkeit eintreten können. Diese Zustände führen direkt zur Verschlechterung der Kräuselgleichmäßigkeit. Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung zum Abkühlen eines synthetischen Fadens innerhalb einer Texturierzone einer Texturiermaschine bereitzustellen, mit welchem bzw. mit welcher eine gleichmäßige Abkühlung des Fadens ohne wesentlichen Kühlflüssigkeitsüberschuss ausführbar ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Kühlvorrichtung zum Abkühlen eines synthetischen Fadens derart weiterzubilden, dass insbesondere eine Vielzahl von Fäden parallel unter gleichen Bedingungen abkühlbar sind.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Abkühlen eines synthetischen Fadens gemäß dem Anspruch 1 sowie mit einer Kühlvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Menge der Kühlflüssigkeit und die Masse des Fadens in einer bestimmten Relation zueinander stehen müssen, um einerseits den gewünschten Kühleffekt zu erhalten und um andererseits ein Kühlflüssigkeitsüberschuss am Ende der Kühlung zu minimieren. Hierbei ist zu gewährleisten, dass die Kühlflüssigkeit dem Faden sicher zugeführt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht daher vor, dass die Kühlflüssigkeit durch eine Dosieröffnung im Nutgrund der Kühlnut in Abhängigkeit von einem Fadentiter des Fadens mit einer Fördermenge im Bereich von 0,05 ml/min bis 5 ml/min zugeführt wird. Je nach Fadentiter des Fadens ist damit eine gewünschte Abkühlung des Fadens realisierbar ohne dass nach der Kühlung eine größere Überschussmenge an Kühlflüssigkeit anfällt.
Da beim ersten Kontakt zwischen der Kühlflüssigkeit und dem erwärmten Faden eine relativ starke Verdampfung der Kühlflüssigkeit eintritt, erfolgt die Benetzung des zu kühlenden Fadens innerhalb einer Kühlstrecke am Nutgrund der Kühlnut. Der Faden wird hierzu gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung über eine Streckenlänge der Kühlstrecke im Bereich von 100 mm bis 300 mm geführt. Somit ist eine vergleichmäßigte Benetzung und Abkühlung des Fadens möglich. Hierbei hat sich insbesondere die Verfahrensvariante bewährt, bei welcher die Kühlflüssigkeit sich innerhalb der Kühlnut über eine Mehrzahl von hintereinander liegenden Nuttaschen im Nutgrund verteilt, wobei der Faden mit Kontakt über mehrere zwischen Nuttaschen ausgebildeten Stegen geführt wird. Damit lässt sich der Kühleffekt an dem Faden noch steigern, so dass relativ kurze Kühlstrecken realisierbar sind.
Um innerhalb der Texturierzone eine definierte Fadenführung und gleichmäßige Kontaktierung des Fadens in der Kühlnut zu halten, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher der Faden durch mehrere Fadenführer geführt wird, die der Kühlnut vorgeordnet und nachgeordnet sind, wobei die Kühlnut zwischen den Fadenführern eine in Fadenlaufrichtung gekrümmten Nutgrund aufweist. Damit können insbesondere die Winkel, mit denen der Faden in die Kühlnut läuft und herausgeführt wird, besonders genau und reproduzierbar eingestellt werden. Eine gesonderte An- passung innerhalb der Maschine bzw. der Texturierzone ist aufgrund der Fadenführer nicht erforderlich.
Um die Umgebung möglichst frei von den auftretenden Dämpfen zu halten, ist die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, bei welchem ein durch den benetzten Faden verursachter Dampf an der Kühlnut aufgefangen und abgesaugt wird. Unter Berücksichtigung, dass innerhalb einer Texturiermaschine eine Vielzahl von Fäden parallel nebeneinander behandelt wird, ist ein Auffangen und Abführen des Dampfes besonders vorteilhaft.
Besonders vorteilhaft lässt sich ein Absauganschluss der Absaugeinrichtung am tiefsten Punkt der Kühlnut im Auslassbereich ausbilden, um neben dem Dampf auch noch nicht verbrauchte Reste an Kühlfluid abzuführen.
Zur Durchführung des Verfahrens weist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung eine Dosiereinrichtung zur Zuführung der Kühlflüssigkeit auf, wobei die Dosiereinrichtung ein Dosiermittel zur Erzeugung einer Fördermenge an Kühlflüssigkeit im Bereich von 0,05 ml/min. bis 5 ml/min. aufweist. Derartige Dosiermittel werden bevorzugt durch Dosierpumpen ausgeführt, die einen kontinuierlichen gleichmäßigen Förderstrom der Kühlflüssigkeit erzeugen und der Kühlnut zuführen können.
Das Aufbringen der Kühlflüssigkeit auf den Faden innerhalb der Kühlnut erfolgt über eine gewisse Kühlstrecke. Hierzu ist die Kühlnut an dem Kühlkörper mit einer Länge im Bereich von 100 mm bis 300 mm ausgeführt. Zur Intensivierung der Kühlung ist desweiteren vorgesehen, dass die Kühlnut im Nutgrund eine Mehrzahl von vertieften Nuttaschen aufweist, die jeweils durch einen Führungssteg im Nutgrund voneinander getrennt sind. Hierbei können die Führungsstege zwischen den Nuttaschen am Nutgrund der Kühlnut mit einer gleichgroßen Stegbreite und / oder mit unterschiedlich großen Stegbreiten ausgeführt sein, um die Fadenführung und die Benetzung des Fadens innerhalb der Kühlnut vorzunehmen. Damit der Faden reproduzierbar mit gleichmäßigen Kontakt im Nutgrund der Kühlnut führbar ist, ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders vorteilhaft, bei welcher der Kühlnut zumindest ein Fadenführer vorgeordnet und ein Fadenführer nachgeordnet ist und bei welcher die Kühlnut einen in Fadenlaufrichtung gekrümmten Nutgrund auf- weist.
Zum Auffangen und Abführen der Dämpfe ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, bei welcher dem Kühlkörper an der Kühlnut eine Absaugeinrichtung zugeordnet ist. Die Absaugeinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass neben den Dämpfen auch die im Auslassbereich sich möglicherweise bildenden Fluidreste des Kühlfluids aus der Kühlnut abgeführt werden. Damit lassen sich Umgebungsbelastungen in einer Texturiermaschine vermeiden. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abkühlen eines synthetischen Fadens in einer Texturierzone einer Texturiermaschine wird nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es stellen dar
Fig. 1 schematisch eine Ansicht einer Texturierzone einer Texturierma- schine mit integrierter erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zum Abkühlen eines Fadens
Fig. 2 schematisch das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zum Abkühlen des Fadens aus Fig. 1
Fig. 3 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2
Fig. 4 schematisch eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
Fig. 5 schematisch eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung In der Fig. 1 ist schematisch eine Ansicht von einem Ausschnitt einer Tex- turiermaschine, insbesondere eine Texturierzone schematisch dargestellt. Die Texturiermaschine weist hierzu eine Vorlagestelle 4 auf, in welcher eine Vorlagespule 2 mit einem Faden 3 gehalten ist. Der Faden 3 wurde zuvor in einem Schmelzspinnverfahren als ein teilverstreckter Faden (POY) hergestellt. Der Vorlagestelle 4 ist ein erstes Lieferwerk 1.1 zugeordnet. Das Lieferwerk 1.1 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine mehrfach umschlungene Galetteneinheit gebildet. Das erste Lieferwerk 1.1 bildet einen Fadeneinlauf in die sogenannte Texturierzone, die sich bis zu einem zweiten Lieferwerk 1.2 erstreckt. Das zweite Lieferwerk 1.2 ist ebenfalls durch eine mehrfach umschlungene Galetteneinheit gebildet. Die Art der Lieferwerke 1.1 und 1.2 ist hierbei beispielhaft. Grundsätzlich können auch sogenannte Klemmlieferwerke zur Fadenführung eingesetzt werden, bei welchem der Faden in einem Klemmspalt zwischen einer angetriebenen Welle und einer Andruckrolle und / oder einem Andruckriemen geführt ist. Innerhalb der sich zwischen den Lieferwerken 1.1 und 1.2 erstreckenden Texturierzone ist in Fadenlaufrichtung eine Heizvorrichtung 5, eine Kühlvorrichtung 6 und ein Falschdrallaggregat 7 angeordnet. Die Kühlvorrich- tung 6 wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gebildet und ist in Fig. 2 und Fig. 3 einzeln dargestellt.
Das in Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 6 ist in Fig. 2 schematisch in einer Längsschnittansicht und in Fig. 3 in einer Querschnittsansicht gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 6 weist einen länglichen Kühlkörper 10 auf. An einer Oberseite des Kühlkörpers 10 erstreckt sich eine Kühlnut 1 1. Die Kühlnut 1 1 erstreckt sich bis zu den Stirnenden des Kühlkörpers 10, wobei an einem Fadeneinlauf 24 ein Ein- lauffadenführer 8 und auf einem Fadenauslauss 25 ein Auslassfadenführer 9 der Kühlnut 1 1 zugeordnet sind. Die Kühlnut 1 1 weist einen gekrümmten Nutgrund 17 auf, dessen Krümmung durch einen Radius R gekennzeichnet ist. Die sich am Nutgrund 17 erstreckende Kühlstrecke zwischen dem Fadeneinlauf 24 und dem Fadenauslauf 25 ist mit einer Streckenlänge L in Fig. 2 gekennzeichnet. Im Bereich des Fadeneinlaufs 24 mündet eine Dosieröffnung 12 in dem Nutgrund 17 der Kühlnut 1 1. Die Dosieröffnung 12 ist über einen Dosierkanal 12.1 und einer Zuleitung 26 mit einer Dosiereinrichtung 13 verbunden. Die Dosiereinrichtung 13 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein Dosiermittel 14 auf, das mit einem Behälter 20 verbunden ist. In dem Behälter 20 ist eine Kühlflüssigkeit gehalten. Das Dosiermittel 14 ist vorzugsweise als eine Dosierpumpe ausgeführt und wird über einen Motor 15 angetrieben. Der Motor 15 wird über ein Steuergerät 16 gesteuert, das mit einer hier nicht dargestellten Maschinensteuereinheit verbunden ist.
In einem sich zwischen der Dosieröffnung 12 und dem Fadenauslauf 25 erstreckenden Abschnitt der Kühlnut 1 1 weist der Nutgrund 17 eine Mehrzahl von vertieften Nuttaschen 18 auf, die im Nutgrund 17 durch eine Mehrzahl von Führungsstegen 19 voneinander getrennt sind.
Wie insbesondere aus der Darstellung in Fig. 3 hervorgeht, bilden die Nuttaschen 18 im Nutgrund 17 Vertiefungen, in welchen sich Ansammlungen der Kühlflüssigkeiten bilden können. Der Faden 3 wird an der Oberfläche der Führungsstege 19 mit Kontakt geführt.
Wie aus den Darstellungen in Fig. 2 und Fig. 3 hervorgeht, ist oberhalb der Kühlnut 1 1 eine Absaugeinrichtung 21 angeordnet. Die Absaugeinrichtung
21 weist eine Saughaube 23 auf, die sich über die gesamte Länge und Breite der Kühlnut 1 1 am Kühlkörper 10 erstreckt. Die Saughaube 23 ist mit einer Unterdruckquelle 22 verbunden, so dass die beim Abkühlen des Fadens durch die Kühlflüssigkeit verursachten Dämpfe aufgefangen und abgeführt werden können. Die Unterdruckquelle 22, die als ein Gebläse ausgeführt sein könnte, lässt sich vorteilhaft mit mehreren benachbarten Saughauben 23 betreiben.
An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass es ich hierbei um ein konstruktives Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung handelt. So könnte die Absaugeinrichtung 21 auch unterhalb der Kühlnut angeordnet sein, um insbesondere Restflüssigkeiten am Fadenauslass zusätzlich aufnehmen und abführen zu können.
Wie aus der Darstellung in Fig. 1 hervorgeht, wird zum Texturieren eines Fadens durch das Falschdrallaggregat 7 an dem Faden mechanisch ein Drall erzeugt, so dass die Filamente des Fadens 3 sich verdrehen. Dieser Drall läuft entgegen der Fadenlaufrichtung zurück und wird in der Regel durch einen sogenannten Drallstopp am Einlauf der Texturierzone gestoppt. Der gedrallte Faden 3 wird so in der Heizvorrichtung 5 auf eine Temperatur von ca. 200°C erwärmt. Um den erwärmten Faden zur Kräuselfixierung abzukühlen, wird der Faden 3 über den Einlauffadenführer 8 der Kühlvorrichtung 6 zugeführt. Zur Kühlung des gedrallten Fadens erzeugt das Dosiermittel 13 eine vorbestimmte Fördermenge an Kühlflüssigkeit, die kontinuierlich über die Düsenöffnung 12 in die Kühlnut 1 1 eingeleitet wird. Hier- bei wird die Fördermenge derart im Bereich von 0,05 ml/min. bis 5 ml/min. eingestellt, dass einerseits eine ausreichende Abkühlung des Fadens und andererseits keine wesentliche Überschussmenge an Kühlflüssigkeit nach Verlassen der Kühlnut 1 1 an dem Faden entstehen. Durch den gedrallten Zustand des Fadens 3 erschwert sich die Flüssigkeitsaufnahme zur Kühlung so dass die Kühlnut in Abhängigkeit vom Fadentiter eine bestimmte Streckenlänge im Bereich von 100 mm bis 300 mm bildet.
In einem Versuch mit einem Polyesterfaden mit einem Fadentiter von 300 den konnte der Faden innerhalb einer Kühlstrecke von 225 mm ausreichend gekühlt werden. Als Kühlflüssigkeit wurde Wasser verwendet, wobei je nach Bedarf dem Wasser eine geringe Menge an Öl beispielsweise 1% beigefügt werden könnte. Die Menge der Kühlflüssigkeit lag bei ca. 4 ml/min. Es wurde festgestellt, dass der gedrallte Faden mit einer Menge an Kühlflüssigkeit im Bereich von 5 bis 15 % des Fadengewichtes effizient kühlbar ist. Damit konnten die Flüssigkeitsreste am Ende des Kühlvorganges minimiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsge- mäße Vorrichtung zeichnen sich daher besonders dadurch aus, dass mit minimalem Einsatz von Kühlflüssigkeit eine ausreichende Abkühlung des Fadens in dem Texturierprozess erfolgt. Aufwändige Auffang und Aufbereitungen von Restflüssigkeiten ist nicht erforderlich. Zudem ist durch die Fadenführer 8 und 9 am Fadeneinlauf 24 und am Fadenauslauf 25 der Kühlvorrichtung 6 eine Voreinstellung der Fadenführung möglich, so dass eine reproduzierbare und in parallelen Bearbeitungsstellen identische Fadenführung ausführbar ist. Aufwändige Einstellungsarbeiten innerhalb der Texturiermaschine und der Texturierzone können dadurch entfallen.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Nutgrund 17 der Kühlnut 1 1 in dem Kühlkörper 10 mit gleichmäßigen Nuttaschen 18 ausgebildet, so dass die Führungsstege 19 zwischen den Nuttaschen jeweils eine gleichgroße Stegbreite aufweisen. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Stegbreiten der Führungsstege 19 im Nutgrund 17 unterschiedlich lang auszuführen. Hierzu ist in Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung dargestellt, bei welcher die Führungsstege 19 mit unterschiedlichen Stegbreiten ausgeführt sind. Das Aus- führungsbeispiel nach Fig. 4 ist ansonsten identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, wobei die Absaugeinrichtung 21 und die Dosiereinrichtung 13 hier nicht dargestellt sind. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Führungsstege 19 im Auslaufbereich wesentlich breiter ausgeführt als in den übrigen Bereichen der Kühlnut 1 1. Durch die Nuttaschen 18 im Nutgrund 17 der Kühlnut 1 1 lässt sich die Zuführung der Kühlflüssigkeit zu dem Faden intensivieren, so dass relativ kurze Kühlstrecken an dem Kühlkörper 10 und damit kurze Kühlnuten 1 1 realisierbar sind. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Kühlnut 1 1 ohne Nuttaschen auszu- führen.
In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung dargestellt, bei welcher die Kühlnut 1 1 im Nutgrund 17 keine Nuttaschen 18 aufweist. Auch hier wurde auf die Darstellung der Absaugeinrich- tung 21 und der Dosiereinrichtung 13 verzichtet. Der Faden 3 wird in diesem Fall mit einer ununterbrochenen Kontaktierung am Nutgrund 17 der Kühlnut 1 1 gefühlt. Die Kühlflüssigkeit, die über die Dosieröffnung 12 in die Kühlnut 1 1 eingeleitet wird, verteilt sich hierbei gleichmäßig an den Nutwandungen der Kühlnut 1 1 und wird bis zum Fadenauslauf 25 ver- dampft oder vom Faden aufgenommen und mitgeführt.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mündet der Dosierkanal 12.1 mit einer Neigung in Fadenlaufrichtung in die Kühlnut 1 1. Damit ist der Förderstrom der Kühlflüssigkeit bereits in Fadenlaufrichtung ausgerichtet und begünstigt die Verteilung in der Kühlnut 1 1.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Abkühlen eines synthetischen Fadens innerhalb einer Texturierzone einer Texturiermaschine, bei welchem eine Kühlflüssig- keit in eine Kühlnut eines Kühlkörpers eingeleitet wird, bei welchem sich die Kühlflüssigkeit im Nutgrund der Kühlnut verteilt und bei welchem der erwärmte Faden mit Kontakt durch die Kühlnut geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit durch eine Dosieröffnung im Nutgrund der Kühlnut in Abhängigkeit von einem Fadentiter des Fadens mit einer Fördermenge im Bereich von 0,05 ml/ min bis 5 ml/min zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Faden in einer Kühlstrecke am Nutgrund der Kühlnut mit einer Streckenlänge im Bereich von 100 mm bis 300 mm geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit sich innerhalb der Kühlnut über eine Mehrzahl von hintereinander liegenden Nuttaschen im Nutgrund verteilt, wobei der Faden mit Kontakt über mehrere zwischen den Nuttaschen ausgebildete Stege geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden durch mehrere Fadenführer geführt wird, die der Kühlnut vorgeordnet und nachgeordnet sind, wobei die Kühlnut zwischen den Fadenführern einen in Fadenlaufrichtung gekrümmten Nutgrund aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch den benetzten Faden verursachter Dampf an der Kühlnut aufgefangen und abgesaugt wird.
6. Kühlvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Kühlkörper (10), der eine längliche Kühlnut (1 1) zur Führung des Fadens (3) aufweist, wobei die Kühlnut (1 1) über eine Dosieröffnung (12) im Nutgrund (17) mit einer Dosiereinrichtung (13) zur Zuführung einer Kühlflüssigkeit verbunden ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (13) ein steuerbares Dosiermittel (14) zur Erzeugung einer Fördermenge an Kühlflüssigkeit im Bereich von 0,05 ml/min bis 5 ml/min aufweist.
7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlnut (1 1) an dem Kühlkörper (10) eine Länge (L) im Bereich von
100 mm bis 300 mm aufweist.
8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlnut (1 1) im Nutgrund (17) eine Mehrzahl von vertieften Nutta- sehen (18) aufweist, die jeweils durch einen Führungssteg (19) im Nutgrund (17) voneinander getrennt sind.
9. Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstege (19) zwischen den Nuttaschen (18) am Nutgrund (17) mit einer gleichgroßen Stegbreite und/oder mit unterschiedlich großen
Stegbreiten ausgeführt sind.
10. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlnut (1 1) zumindest ein Fadenführer (8) vorge- ordnet und ein Fadenführer (9) nachgeordnet ist und dass die Kühlnut (1 1) einen in Fadenlaufrichtung gekrümmten Nutgrund (17) aufweist. 1. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass dem Kühlkörper (10) an der Kühlnut (1 1) eine Absaugeinrichtung (21) zum Auffangen und Abführen von Dämpfen zugeordnet ist.
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