EP3695031B1 - Spinnvorrichtung und verfahren zum anspinnen einer spinnvorrichtung - Google Patents

Spinnvorrichtung und verfahren zum anspinnen einer spinnvorrichtung Download PDF

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EP3695031B1
EP3695031B1 EP18779732.9A EP18779732A EP3695031B1 EP 3695031 B1 EP3695031 B1 EP 3695031B1 EP 18779732 A EP18779732 A EP 18779732A EP 3695031 B1 EP3695031 B1 EP 3695031B1
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EP
European Patent Office
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spinning
torsion
molded bodies
curtain
rotation
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Franz Alfred Dürnberger
Karl Ladner
Martin Lauber
Daniel Reischl
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Lenzing AG
Original Assignee
Lenzing AG
Chemiefaser Lenzing AG
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    • D01D5/02—Starting the formation
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    • B65H2701/313—Synthetic polymer threads
    • B65H2701/3132—Synthetic polymer threads extruded from spinnerets

Definitions

  • the invention relates to a spinning device and a method for spinning a spinning device for the continuous extrusion of shaped bodies from a spinning solution, as well as a spinning device for carrying out the method, in which process the shaped bodies are extruded as a loose spinning curtain from the spinning solution through spinnerets of the spinning device, the shaped bodies of the loose spinning curtain are combined into a shaped body bundle after extrusion, and the shaped body bundle is fed in a further step to a take-off member of the spinning device in order to start a continuous extrusion of the shaped bodies.
  • Spinning devices of the type mentioned at the beginning and the spinning processes carried out with them are known from the prior art for the production of shaped bodies, for example fibers, filaments, films, etc.
  • the processes mentioned are used for the production of spun staple or continuous fibers.
  • the spinning solution is forced through a large number of spinnerets.
  • the extruded moldings Before the further treatment of the extruded moldings in subsequent process steps, such as washing, pressing, drying, etc., which do not take place in the spinning device itself, the extruded moldings must be continuously transported out of the spinning device, for example via a take-off element. In order to be able to feed the shaped bodies to such a take-off element, they must first be combined into a bundle.
  • this first part of a spinning process is referred to as a spinning process or process for spinning ("spin-up", "lace-up") of a spinning device.
  • Spinning the spinning device represents one first process stage of a spinning process, which is intended to enable or initiate a continuous extrusion of shaped bodies in the spinning process.
  • the piecing process therefore includes all process steps of a spinning process which are necessary between the end of a first continuous extrusion and a subsequent continuous extrusion, for example after the spinning device has stopped or after spinning errors, such as the tearing off of some moldings below the spinnerets, have occurred.
  • Spinning devices for facilitating the piecing process are also known from the prior art. This is how it shows EP 0 574 870 A1 a spinning device in which the extruded shaped bodies are combined into a shaped body bundle as a spinning curtain after exiting the spinnerets. This is achieved by using a spinning funnel in the spinning bath of the spinning bath container, which narrows downward in cross-section and has a narrowed lower outlet opening. If the spinning curtain is guided through the spinning funnel, a bundle of shaped bodies is created when the shaped bodies exit the spinning funnel, thus facilitating further handling of the shaped bodies in the spinning device during piecing.
  • spinning funnels are disadvantageously arranged deep in the spinning bath container, which means that they are not easy to handle by the operator.
  • the EP 0 746 642 B1 describes a spinning device to eliminate the aforementioned disadvantages, wherein a bundling element for bundling the shaped bodies is provided in the form of a deflection element in the spinning bath container.
  • a bundling element for bundling the shaped bodies is provided in the form of a deflection element in the spinning bath container.
  • CN 103147182 A discloses the use of a rotating device with a rotatable torsion means for bundling filaments extruded from the spinnerets of a spinning device by torsion of these filaments into a shaped body bundle.
  • the present invention has therefore set itself the task of making a piecing process of the type described above simpler and more reproducible in terms of process engineering.
  • the invention solves the problem with regard to the piecing process in that the shaped bodies are combined into the shaped body bundle by torsion of the spinning curtain about a torsion axis.
  • the continuous extrusion of the shaped bodies and the bundling into a homogeneous shaped body bundle can be significantly improved, which is particularly beneficial to the reliability of the piecing process.
  • torsion of the spinning curtain the individual shaped bodies are twisted with one another around a common point of contact, so that the compact bundle of shaped bodies is created at the point of contact.
  • the torsion of the spinning curtain i.e. the twisting of the individual shaped bodies around the common point of contact, can also be particularly advantageous for a low error rate when bundling the shaped bodies, since almost all of the shaped bodies are reliably in the Bundles can be combined.
  • the moldings can also build up and the spinning curtain can inflate during spinning due to insufficiently rapid removal of the shaped bodies after they have been extruded from the spinnerets.
  • the spinning curtain inflates, individual shaped bodies in the spinning curtain can stick together, which has a particularly disadvantageous effect on the integrity and homogeneity of the shaped body bundle.
  • the torsion of the spinning curtain can overcome these disadvantages, in particular by not only creating a compact shaped body bundle, but the torsion can also ensure a continuous, easily controllable removal of the shaped bodies from the spinnerets, which reliably prevents the shaped bodies from piling up and the spinning curtain from inflating can.
  • a particularly simple and reliable process sequence for spinning a spinning device can thus be provided. This advantageously also leads to a more uniform and stable spinning process.
  • the invention can also be particularly distinguished if the spinning process is a lyocell process and the shaped bodies are cellulosic shaped bodies, in particular cellulosic fibers, which are produced from a spinning solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide through spinnerets the spinning device are extruded.
  • the torsion of the spinning curtain can already take place in the air gap between the spinnerets and the spinning bath, which creates better accessibility and thus a significantly simpler process.
  • shaped bodies can be understood to mean both continuous fibers or filaments as well as films and tubes. Such shaped bodies can, for example, subsequently be processed into staple fibers, nonwovens, yarns, textiles, or three-dimensional objects such as microspheres.
  • the torsion of the spinning curtain to the bundle of shaped bodies can be carried out particularly easily if the torsion axis runs essentially parallel to the extrusion direction of the extruded shaped bodies. If the torsion axis also runs through the center of the spinning curtain, it can be ensured that the torsion of the spinning curtain is uniform and symmetrical on all shaped bodies works. A particularly homogeneous bundle of shaped bodies without internal tensions can thus be created during piecing, which can further reduce the tendency to piecing errors. A particularly reliable and reproducible piecing process can thus be provided.
  • the speed of torsion of the spinning curtain can be adapted and coordinated to the required parameters of the spinning device by means of the rotation speed of the torsion means, thus ensuring particularly stable spinning conditions during piecing.
  • the desired withdrawal speed of the shaped bodies from the spinnerets and thus the desired shaped body properties can be adjusted by the rotation speed of the rotating device, which can reliably prevent the formation of spinning errors.
  • the reproducibility of the piecing process can thus be further increased.
  • the use of a rotation device for torsion of the spinning curtain can contribute to the physical relief of the operator of the spinning device, which further simplifies the implementation of the method.
  • the rotation device is positioned below the spinning curtain so that the ends of the shaped bodies come to rest on the stationary torsion means after their extrusion, the operators of the spinning device can be significantly relieved, especially in the initial phase of piecing. This is particularly the case when the torsion means of the rotation device is gradually accelerated in its rotation speed until a final speed is reached after the ends of the shaped bodies have been deposited. It is also conceivable that the rotation speed is continuously accelerated after the moldings have been deposited. It is also noted that the acceleration of the torsion agent can take place in linear or nonlinear acceleration profiles in order to optimize the torsion of the shaped bodies according to their properties.
  • the method according to the invention can therefore be characterized by a lower tendency to piecing errors and by the fine motor and physical relief of the operator, as well as by high reproducibility.
  • the torsion means is formed by a rotatable turntable and the axis of rotation of the turntable runs essentially parallel to the direction of extrusion of the shaped bodies.
  • the torsion of the spinning curtain can be made even more reliable if the ends of the shaped bodies adhere to holding elements of the turntable.
  • the holding elements can take the ends of the shaped bodies with them in their rotational movement and twist the shaped bodies around one another around a common point of contact in the spinning curtain and thus cause the torsion of the spinning curtain.
  • the torsion of the spinning curtain creates an area of attack on the bundle of shaped bodies, a particularly advantageous and simple handling of the bundle of shaped bodies can be made possible in the spinning process.
  • an attack area By forming an attack area on the shaped body bundle, this can be easily and reliably manipulated and further processed in subsequent process steps.
  • the defined attack area enables automated, mechanical handling and manipulation of the shaped body bundle. If the attack area is also created in the area of the smallest diameter of the twisted bundle of shaped bodies, particularly reliable handling of the bundle of shaped bodies can be achieved.
  • the area of the smallest diameter of the bundle of shaped bodies is located essentially at the apex of the spinning curtain, which means that the attack area can be easily, in particular machine-recognized, for example for fully automatic manipulation of the bundle of shaped bodies.
  • Such a bundle of shaped bodies can be characterized by particularly reliable handling conditions, in particular reliable machine grippability, in further process steps.
  • a particularly simple piecing process can be created if an automatic gripping device grips the bundle of shaped bodies and feeds it to the take-off element of the spinning device.
  • An automatic gripping device can be, for example, a gripper on a manipulator arm, which automatically grips the molded body bundle after torsion, transports it to the extraction element by moving the manipulator arm and provides it in the extraction element (for example by clamping, clamping, fastening, etc.).
  • the gripping device advantageously grips the molded body bundle at the formed attack area and can thus ensure a high level of process reliability.
  • the method can also have a particularly advantageous effect if the shaped body bundle is only provided in the withdrawal member after the rotation device has reached a final speed.
  • the final speed of the rotation device can be determined by the desired molding properties or by the required withdrawal speed of the moldings from the spinnerets.
  • the manipulator arm which provides the bundle of molded bodies in the take-off member, should advantageously be matched to the extrusion of the molded bodies, in particular to the take-off speed of the molded bodies, in terms of both movement speed and movement profile.
  • the piecing process according to the invention allows the aforementioned piecing errors to be avoided and accordingly a piecing process with high reproducibility can be created, which can also run fully automatically and can offer significant relief in the process for the operator of the spinning system compared to known methods.
  • the piecing process can be made more reliable if the molded body bundle is cut off after gripping by the automatic gripping device.
  • the bundle of shaped bodies is trimmed below the attack area, so that the lower part of the bundle of shaped bodies deposited on the rotation device is separated.
  • the feeding of the The trimmed bundle of molded bodies to the trigger member can thus be made significantly easier.
  • the invention also relates to a piecing device for piecing a spinning device, with a bundling device for bundling shaped bodies extruded from the spinnerets of the spinning device, which bundling device has a rotating device with at least one means rotatable about an axis of rotation, the rotatable means being designed such that the shaped bodies can be combined into the shaped body bundle via the means.
  • the invention has therefore further set itself the task of improving a piecing device of the type mentioned above in such a way that the method for spinning the spinning device - in particular the bundling of the spinning curtain into a shaped body bundle - can be carried out easily and reproducibly using the piecing device and with little effort can.
  • the invention solves the problem with regard to the piecing device in that the rotatable means is designed as a torsion means, in particular as a turntable, for torsion of the molded bodies and the axis of rotation of the torsion means is essentially parallel to the extrusion direction of the molded bodies.
  • the piecing device has a bundling device for bundling the extruded moldings into a bundle of moldings
  • the rotatable means is designed as a torsion means for torsion of the moldings and the axis of rotation of the torsion means is essentially parallel to the direction of extrusion of the moldings
  • a particularly stable and simple piecing device can be used a spinning device can be created, which can further simplify a method for spinning the spinning device.
  • the rotation device with the torsion means can in particular be designed to receive ends of the extruded moldings from the loose spinning curtain, so that the ends of the moldings can be placed on the torsion means and a torsion of the spinning curtain is generated via the rotational movement of the torsion means.
  • the rotational movement of the torsion means and the associated torsion of the spinning curtain to form a bundle of shaped bodies can thus replace the difficult step of bundling the shaped bodies with a device that is particularly simple in terms of construction.
  • the extruded moldings can be torsioned in a particularly simple manner. This is particularly the case if the turntable is designed to be rotatable essentially parallel to the extrusion direction of the shaped bodies extruded from the spinnerets.
  • a rotation device can be created for torsion of the loose spinning curtain consisting of extruded moldings about a torsion axis parallel to the extrusion direction of the moldings, which can produce a compact bundle of moldings in a particularly stable and reliable manner. The reliability and stability of the spinning device can thus be further increased overall. This is particularly the case when the torsion means is designed to torsion the extruded moldings about a common torsion axis and the torsion axis of the moldings coincides with the rotation axis of the torsion means.
  • the spinning device according to the invention can be particularly suitable for spinning a spinning device for extruding cellulosic shaped bodies from a spinning solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide.
  • the reliability of the piecing device can be further increased if the torsion means has holding elements to increase the adhesion between moldings and torsion means. This is particularly true if the holding elements are designed as hooks.
  • the piecing device also has at least one manipulator arm and at least one end effector on the manipulator arm, with at least one end effector forming the bundling device, a stable spinning device can be created which enables simple and reproducible piecing.
  • the piecing device can in particular carry out the piecing of the spinning device fully automatically in order to relieve the physical and motor load on the operators of the spinning device. While in the known spinning devices mentioned at the beginning a great deal of force is required in order to provide the shaped body bundle extruded from the spinnerets in a take-off member of the spinning device during spinning, the operators can be greatly relieved of the workload due to the comparatively low amount of force required in the spinning device according to the invention.
  • the spinning device according to the invention can be characterized by particularly easy handling and a high level of safety in operation.
  • the handling of the spinning device can be further simplified if the spinning device has a first manipulator arm with a first end effector, the first end effector having a gripper for gripping a bundle of shaped bodies.
  • the gripper on the first manipulator arm can be designed such that it can reliably grasp the bundle of shaped bodies and feed it to a take-off element of the spinning device.
  • the transport of the shaped body bundle from the spinnerets to the take-off member can be carried out by moving the first manipulator arm, in particular along freely selectable trajectories in space.
  • the comparatively physically demanding and difficult to reproduce steps of manually threading the bundle of shaped bodies can be dispensed with. This not only represents a special physical relief for the operators of the spinning device, but can also contribute greatly to increasing the safety against operating errors of the spinning device.
  • the piecing device also has a second manipulator arm with a second end effector, the second end effector having the bundling device, a particularly flexible piecing device can be created with a bundling device, which bundling device is thus designed to be displaceable between a use position and a rest position if necessary.
  • the spinning device can therefore react flexibly to the requirements of the process: for example, the bundling device can be moved to a rest position when not in use and thus undesirable hindrances caused by the bundling device in the spinning device can be avoided.
  • the rotation device can therefore be moved in and out between the spinnerets and the spinning bath container depending on the process status. A more reliable spinning device can thereby be created.
  • a structurally simple bundling device can also be created if it is formed by the rotation device.
  • the handling of the bundle of shaped bodies by the piecing device can be further improved if the piecing device also has a cutting device for cutting off the bundle of shaped bodies.
  • the cutting device can be provided on the first manipulator arm and in particular can be operatively connected to the gripper in such a way that the cutting of the shaped body bundle takes place automatically after a successful gripping process of the gripper.
  • the invention has also set itself the task of making a spinning device of the type mentioned at the beginning more reliable and of making the spinning of the spinning device easier.
  • the invention solves the problem by a spinning device for the continuous extrusion of shaped bodies, in particular for the extrusion of cellulosic shaped bodies from a spinning solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide, having at least one spinning bath container containing the spinning bath, spinnerets assigned to the spinning bath container for extruding the shaped bodies from the spinnerets into the Spinning bath, with a piecing device for piecing the spinning device according to one of claims 9 to 14.
  • a rotation device with a rotatable torsion means can also be distinguished according to the invention if it is used to bundle shaped bodies extruded from the spinnerets of a spinning device by torsion of these shaped bodies using the torsion means to form a shaped body bundle.
  • the torsion means can be, for example, a turntable.
  • the axis of rotation of the torsion means is essentially parallel to the extrusion direction of the extruded moldings and the torsion means is designed to be freely rotatable with respect to the spinning device, independently of the spinning device.
  • the aforementioned rotation device can be distinguished if it is used to carry out the piecing method according to the invention according to claims 1 to 8.
  • a spinning device 1 is shown in different stages of spinning.
  • Fig. 1 shows the spinning device 1 with the loose spinning curtain 2 made of extruded shaped bodies 3 before spinning, ie before the shaped bodies 3 were combined in a bundling device 5 to form a shaped body bundle 4, as shown in FIG Fig. 2 is visible.
  • the spinning device 1 also has a spinning solution 6, which is extruded through a plurality of spinnerets 7 to form the shaped bodies 3.
  • the spinning solution 6 is preferably a solution that contains water, cellulose and a tertiary amine oxide.
  • a mixture of water and a tertiary amine oxide is preferably used as the spinning bath 9.
  • Fig. 4 again shows the spinning device 1 after spinning.
  • the shaped bodies 3 are therefore combined into a shaped body bundle 4 by the bundling device 5 and the shaped body bundle 4 is continuously conveyed by a take-off member 10 of the spinning device 1, whereby a continuous extrusion of shaped bodies 3 from the spinnerets 7 takes place.
  • the spinning device 1 has a piecing device 11 for carrying out the method for spinning the spinning device 1, the piecing device 11 having a bundling device 5, a first manipulator arm 12 and a second manipulator arm 13.
  • a first end effector 14 is provided on the first manipulator arm 12, which end effector 14 is designed as a gripper 16.
  • the gripper 16 is designed in such a way that it can enclose and grip the molded body bundle 4 in a non-positive manner.
  • the gripper 16 is also movably and controllably connected to the first manipulator arm 12. In conjunction with the free mobility of the manipulator arm 12, the gripper 16 can move the gripped bundle of molded bodies 4 along almost any trajectories.
  • the piecing device 11 also has a rotation device 17, which causes the torsion of the shaped bodies 3 in the loose shaped body curtain 2.
  • the rotation device 17 has a rotatable torsion means 18, which is preferably designed as a turntable 31, the torsion means 18 or the turntable 31 being provided as an end effector 15 on the second manipulator arm 13 and taking over the function of the bundling device 5.
  • the axis of rotation 19 of the torsion means 18 and thus the torsion axis 20 of the spinning curtain 2 runs in particular parallel to the extrusion direction 32 of the shaped bodies 3 in the loose spinning curtain 2.
  • Fig. 5 shows a detailed view of the rotation device 17 of the piecing device 11.
  • holding elements 24 in the form of hooks 25 are provided on the torsion means 18, or in particular on the turntable 31.
  • the shaped body ends 23 can thereby adhere reliably to the hooks 25 and cause the spinning curtain 2 to torsion via the rotational movement of the torsion means 18.
  • the torsion means 18 as a bundling device 5 can be extended and retracted between the spinnerets 7 and the spinning bath container 8 by means of the second manipulator arm 13, whereby the bundling device 5 can be moved from a rest position 21 to a use position 22 as required.
  • the bundling device 5 can thus remain in the rest position 21 during the continuous extrusion of the shaped bodies 3 and does not represent an obstacle between the spinnerets 7 and the spinning bath container 8. If it is necessary to spin the spinning device 1 again, the bundling device 5 can be moved into the position of use 22 and enable a spinning method according to the invention.
  • Fig. 1 shows the spinning device 1 in the first process step of spinning.
  • the shaped bodies 3 are extruded from the spinnerets 7 as a loose spinning curtain 2.
  • the bundling device 5 in particular the torsion means 18 or the turntable 31, is positioned between the spinnerets 7 and the spinning bath container 8 so that the ends 23 of the extruded moldings 3 come to rest on the torsion means 18.
  • the molded body ends 23 adhere to the holding elements 24, or hooks 25, of the torsion means 18 designed as a turntable 31 and thus increase the adhesion between the molded body 3 and the torsion means 18, so that undesirable sliding of the molded bodies 3 on the torsion means 18 is prevented.
  • the torsion means 18 is preferably too
  • the process begins at a standstill, but can also be set in rotation before the molded body ends 23 hit the torsion means 18. After the shaped body ends 23 hit the torsion means 18, the rotation speed of the torsion means 18 is increased until a predetermined final speed is reached. This can be done step by step or continuously according to a predetermined acceleration profile.
  • the spinning curtain 2 is twisted about the torsion element 20, which preferably runs parallel to the extrusion direction 32 of the shaped bodies 3 and through the center of the spinning curtain 2.
  • the final speed of the torsion means 18 of the rotation device 17 determines the desired withdrawal speed of the shaped bodies 3 from the spinnerets 7 for the piecing process and thus, for example, the desired fiber titer during piecing.
  • the diameter 28 of the shaped body bundle 4 can be influenced by the rotation speed. Diameters 28 of 1 to 20 cm, or in particular of 3 to 12 cm, have proven to be particularly preferred in the process, since such diameters 28 enable simple and reliable handling of the shaped body bundle 4 by a gripper 16.
  • the torsion of the spinning curtain 2 creates an attack area 29 on the shaped body bundle 4, which is preferably located in the area of the smallest diameter 28 of the shaped body bundle 4.
  • the torsion of the spinning curtain 2 also leads to the formation of a vertex 30 on the twisted spinning curtain 2, with the smallest diameter 28 of the shaped body bundle 4 being located essentially at the vertex 30.
  • Fig. 2 is the spinning device 1 according to Fig. 1 shown after the torsion means 18 has been moved from its rest position 21 to its use position 22 via the second manipulator arm 13 and positioned between the spinnerets 7 and the spinning bath container 8.
  • the spinning curtain 2 was then generated as described above in a second process step by the rotation of the torsion means 18 and thus the shaped body bundle 4 was created.
  • Fig. 3 The spinning device 1 is also shown after the shaped body bundle 4 has been produced by torsion of the spinning curtain 2.
  • the shaped body bundle 4 is now gripped by the gripper 16 on the first manipulator arm 12 of the piecing device 11 in order to subsequently provide the shaped body bundle 4 in a take-off member 10 of the spinning device 1.
  • Fig. 4 represents the last process step, whereby first the molded body bundle 4, which is reliably held by the gripper 16, is guided through the spinning bath 9 around a deflection element 26 in the spinning bath container 8 by means of the first manipulator arm 12. Subsequently, the shaped body bundle 4 is led out of the spinning bath container 8 again and threaded into the take-off element 10, which in particular consists of a row of take-off godets 27 one behind the other. After threading the bundle of shaped bodies 4 in the take-off member 10, a continuous extrusion of the shaped bodies 3 from the spinnerets 7 is possible and the spinning process is thus successfully completed.

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  • Artificial Filaments (AREA)
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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Spinnvorrichtung und ein Verfahren zum Anspinnen einer Spinnvorrichtung zur kontinuierlichen Extrusion von Formkörpern aus einer Spinnlösung, sowie eine Anspinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei welchem Verfahren die Formkörper als loser Spinnvorhang aus der Spinnlösung durch Spinndüsen der Spinnvorrichtung extrudiert werden, die Formkörper des losen Spinnvorhangs nach der Extrusion zu einem Formkörperbündel zusammengefasst werden, und das Formkörperbündel in einem weiteren Schritt einem Abzugsorgan der Spinnvorrichtung zugeführt wird um eine kontinuierliche Extrusion der Formkörper zu starten.
    • Stand der Technik
  • Spinnvorrichtungen der eingangs erwähnten Art und die damit durchgeführten Spinnverfahren sind aus dem Stand der Technik für die Herstellung von Formkörpern, beispielsweise Fasern, Filamenten, Folien, etc. bekannt. Insbesondere in der Textilindustrie werden genannte Verfahren zur Herstellung von gesponnenen Stapel- oder Endlosfasern verwendet. Zur Extrusion der Formkörper wird dabei die Spinnlösung durch eine Vielzahl von Spinndüsen gedrückt.
  • Vor der weiteren Behandlung der extrudierten Formkörper in nachfolgenden Verfahrensschritten, wie beispielsweise Waschen, Pressen, Trocknen, etc., welche nicht in der Spinnvorrichtung selbst erfolgen, müssen die extrudierten Formkörper beispielsweise über ein Abzugsorgan kontinuierlich aus der Spinnvorrichtung heraustransportiert werden. Um die Formkörper einem solchen Abzugsorgan zuführen zu können, müssen diese zunächst zu einem Bündel zusammengefasst werden.
  • Im Allgemeinen wird erwähnt, dass dieser erste Teil eines Spinnverfahrens als Anspinnverfahren bzw. Verfahren zum Anspinnen ("spin-up", "lace-up") einer Spinnvorrichtung bezeichnet wird. Das Anspinnen der Spinnvorrichtung stellt einen ersten Verfahrensabschnitt eines Spinnverfahrens dar, welcher eine kontinuierliche Extrusion von Formkörpern im Spinnverfahren ermöglichen bzw. initieren soll. Das Anspinnverfahren umfasst demnach alle Verfahrensschritte eines Spinnverfahrens, welche zwischen dem Ende einer ersten kontinuierlichen Extrusion und einer nachfolgenden kontinuierlichen Extrusion notwendig sind, beispielsweise nach einem Stillstand der Spinnvorrichtung oder nachdem Spinnfehler, etwa das Abreißen einiger Formkörper unterhalb der Spinndüsen, aufgetreten sind.
  • So zeigt die WO 94/28218 A1 beispielsweise eine Spinnvorrichtung der eingangs erwähnten Art, wobei der aus den Spinndüsen extrudierte Spinnvorhang durch eine bodenseitige Öffnung des Spinnbadbehälters geführt wird. Die bodenseitige Öffnung wirkt dabei reduzierend auf den Durchmesser des Spinnvorhangs, wodurch die Formkörper zu einem Formkörperbündel zusammengefasst werden. Das Anspinnen sowie die Manipulation des Spinnvorhangs werden allerdings durch die sehr hohen Tauchtiefen der dabei offenbarten Spinnbadbehälter wesentlich erschwert. Derartige Spinnvorrichtungen leiden daher an der geringen Reproduzierbarkeit des Anspinnverfahrens sowie an der hohen Anfälligkeit gegenüber Anspinnfehlern, welche keine zufriedenstellende kontinuierliche Extrusion der Formkörper ermöglichen und oftmals ein erneutes Anspinnen notwendig machen.
  • Aus dem Stand der Technik sind ebenso Spinnvorrichtungen zur Erleichterung des Anspinnverfahrens bekannt. So zeigt die EP 0 574 870 A1 eine Spinnvorrichtung, bei welcher die extrudierten Formkörper nach dem Austritt aus den Spinndüsen als Spinnvorhang zu einem Formkörperbündel zusammenfasst werden. Dies wird durch den Einsatz eines Spinntrichters im Spinnbad des Spinnbadbehälters erreicht, welcher sich nach unten im Querschnitt verengt und eine untere verengte Austrittsöffnung aufweist. Wird der Spinnvorhang durch den Spinntrichter geführt, so wird beim Austritt der Formkörper aus dem Spinntrichter ein Formkörperbündel geschaffen und somit die weitere Handhabung der Formkörper in der Spinnvorrichtung während des Anspinnens erleichtert. Derartige Spinntrichter sind jedoch nachteilig tief im Spinnbadbehälter angeordnet, wodurch eine einfache Handhabung durch den Bediener nicht gegeben ist. Zudem zeigen derartige Spinnvorrichtungen den Nachteil, dass stets hohe Mengen an Spinnbadflüssigkeit durch den Spinntrichter im Spinnbadbehälter strömen müssen um eine zufriedenstellende Funktion zu gewährleisten, was jedoch zu turbulenten Strömungen im Spinnbad führt und die Prozessbedingungen während der kontinuierlichen Extrusion der Formkörper nachteilig beeinflusst.
  • Die EP 0 746 642 B1 beschreibt zur Behebung zuvor genannter Nachteile eine Spinnvorrichtung, wobei ein Bündelungselement zur Bündelung der Formkörper in Form eines Umlenkelements im Spinnbadbehälter vorgesehen ist. Derartige Vorrichtungen vermeiden zwar die zuvor erwähnten turbulenten Strömungen im Spinnbad, das Anspinnverfahren wird dadurch jedoch deutlich erschwert, da eine initiale, händische Bündelung des Spinnvorhangs zu einem Formkörperbündel durch den Bediener notwendig ist, um die Formkörper im Umlenkelement vorzusehen. Dieses erfordert jedoch nachteilig einen hohen Kraftaufwand vom Bediener. Zudem ist ein derartiges Anspinnverfahren sehr anfällig gegenüber Anspinnfehlern, insbesondere gegenüber einer unvollständigen Bündelung des Spinnvorhangs.
  • CN 103147182 A offenbart die Verwendung einer Rotationsvorrichtung mit einem rotierbaren Torsionsmittel zur Bündelung von aus den Spinndüsen einer Spinnvorrichtung extrudierten Filamenten durch Torsion dieser Filamente zu einem Formkörperbündel.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Anspinnverfahren der eingangs beschriebenen Art verfahrenstechnisch einfacher und reproduzierbarer zu gestalten.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe hinsichtlich des Anspinnverfahrens dadurch, dass die Formkörper durch Torsion des Spinnvorhangs um eine Torsionsachse zu dem Formkörperbündel zusammengefasst werden.
  • Werden die Formkörper durch Torsion des Spinnvorhangs um eine Torsionsachse zu dem Formkörperbündel zusammengefasst, so kann die kontinuierliche Extrusion der Formkörper und die Bündelung zu einem homogenen Formkörperbündel deutlich verbessert werden, was der Zuverlässigkeit des Anspinnverfahrens besonders zuträglich ist. Bei der Torsion des Spinnvorhangs werden die einzelnen Formkörper um einen gemeinsamen Berührungspunkt miteinander verdreht, so dass am Berührungspunkt das kompakte Formkörperbündel entsteht. Die Torsion des Spinnvorhangs, also das Verdrehen der einzelnen Formkörper um den gemeinsamen Berührungspunkt, kann zudem besonders vorteilhaft für eine geringe Fehlerquote bei der Bündelung der Formkörper wirken, da zuverlässig nahezu alle Formkörper in dem Bündel zusammengefasst werden können. Dies kann zudem unter deutlich geringerem Kraftaufwand erfolgen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zum Anspinnen von Spinnvorrichtungen kann es außerdem durch ungenügend schnellen Abtransport der Formkörper nach deren Extrusion aus den Spinndüsen insbesondere zu einem Aufstauen der Formkörper und damit zum einem Aufblähen des Spinnvorhangs während des Anspinnens kommen. Bei der Aufblähung des Spinnvorhangs wiederum können einzelne Formkörper im Spinnvorhang miteinander verkleben, was sich besonders nachteilig auf die Integrität und Homogenität des Formkörperbündels auswirkt. Die Torsion des Spinnvorhangs kann diese Nachteile überwinden, indem insbesondere nicht nur ein kompaktes Formkörperbündel geschaffen wird, sondern die Torsion auch für einen kontinuierlichen, gut steuerbaren Abtransport der Formkörper aus den Spinndüsen sorgen kann, was einem Aufstauen der Formkörper und einem Aufblähen des Spinnvorhangs zuverlässig vorbeugen kann. Ein besonders einfacher und zuverlässiger Verfahrensablauf für das Anspinnen einer Spinnvorrichtung kann somit bereitgestellt werden. Dies führt vorteilhaft auch in weiterer Folge zu einem gleichmäßigeren und stabileren Spinnverfahren.
  • Die Erfindung kann sich zudem besonders auszeichnen, wenn es sich bei dem Spinnverfahren um ein Lyocell-Verfahren handelt, und es sich bei den Formkörpern um cellulosische Formkörper, insbesondere cellulosische Fasern, handelt, welche aus einer Spinnlösung enthaltend Wasser, Zellulose und tertiäres Aminoxid durch Spinndüsen der Spinnvorrichtung extrudiert werden. Bei einem solchen Verfahren kann die Torsion des Spinnvorhangs nämlich bereits im Luftspalt zwischen Spinndüsen und Spinnbad erfolgen, wodurch eine bessere Zugänglichkeit und somit ein deutlich einfacheres Verfahren geschaffen wird.
  • Im Allgemeinen wird festgehalten, dass unter Formkörper sowohl Endlosfasern bzw. Filamente als auch Folien und Schläuche verstanden werden können. Solche Formkörper können beispielsweise in weiterer Folge zu Stapelfasern, Vliesen, Garnen, Textilien, oder dreidimensionalen Objekten wie z.B. Mikrokugeln verarbeitet werden.
  • Die Torsion des Spinnvorhangs zu dem Formkörperbündel kann besonders einfach erfolgen, wenn die Torsionsachse im Wesentlichen parallel zur Extrusionsrichtung der extrudierten Formkörper verläuft. Verläuft die Torsionsachse zudem durch den Mittelpunkt des Spinnvorhangs, so kann sichergestellt werden, dass die Torsion des Spinnvorhangs auf alle Formkörper gleichmäßig und symmetrisch wirkt. Ein besonders homogenes Formkörperbündel ohne innere Spannungen kann damit im Zuge des Anspinnens geschaffen werden, welches die Neigung zu Anspinnfehlern weiter reduzieren kann. Ein besonders zuverlässiges und reproduzierbares Anspinnverfahren kann somit bereitgestellt werden.
  • Werden die Formkörper des Spinnvorhangs mit ihren Enden auf einem rotierbaren Torsionsmittel einer Rotationsvorrichtung abgelegt, welches Torsionsmittel durch seine Rotation die Torsion des Spinnvorhangs bewirkt, so kann eine besonders reproduzierbare und gleichmäßige Torsion des Spinnvorhangs sichergestellt werden. Insbesondere kann die Geschwindigkeit der Torsion des Spinnvorhangs durch die Rotationsgeschwindigkeit des Torsionsmittels an die geforderten Parameter der Spinnvorrichtung angepasst und abgestimmt und somit besonders stabile Spinnverhältnisse während des Anspinnens sichergestellt werden. So können etwa die gewünschte Abzugsgeschwindigkeit der Formkörper von den Spinndüsen und somit die gewünschten Formkörpereigenschaften (wie etwa die Dicke des Formkörperbündels, etc.) durch die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsvorrichtung eingestellt werden, was der Ausbildung von Spinnfehlern zuverlässig vorbeugen kann. Die Reproduzierbarkeit des Anspinnverfahrens kann somit weiter erhöht werden. Zudem kann die Verwendung einer Rotationsvorrichtung zur Torsion des Spinnvorhangs zur körperlichen Entlastung des Bedieners der Spinnvorrichtung beitragen, was die Durchführung des Verfahrens weiter vereinfacht.
  • Wird die Rotationsvorrichtung unterhalb des Spinnvorhangs positioniert, so dass die Enden der Formkörper nach deren Extrusion auf dem stillstehenden Torsionsmittel zu liegen kommen, so können die Bediener der Spinnvorrichtung speziell in der initialen Phase des Anspinnens deutlich entlastet werden. Dies insbesondere dann, wenn das Torsionsmittel der Rotationsvorrichtung nach Ablage der Enden der Formkörper schrittweise in ihrer Rotationsgeschwindigkeit bis zum Erreichen einer Endgeschwindigkeit beschleunigt wird. Ebenso ist auch vorstellbar, dass die Rotationsgeschwindigkeit nach Ablage der Formkörper stufenlos beschleunigt wird. Zudem wird festgehalten, dass die Beschleunigung des Torsionsmittels in linearen oder nichtlinearen Beschleunigungsprofilen erfolgen kann, um die Torsion der Formkörper entsprechend deren Eigenschaften zu optimieren. In der initialen Phase ist eine sehr zügige Handhabung des neu extrudierten Spinnvorhangs von großer Bedeutung, da sich Fehler bei der Handhabung in dieser Phase auf die vermehrte Bildung von Spinnfehlern auswirken können, welche ein erneutes Anspinnen nötig machen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich also durch geringere Neigung zu Anspinnfehlern und durch die feinmotorische und körperliche Entlastung der Bediener, als auch durch hohe Reproduzierbarkeit auszeichnen.
  • Die zuvor genannten Vorteile können verfahrenstechnisch besonders einfach erreicht werden, wenn das Torsionsmittel durch einen rotierbaren Drehteller ausgebildet ist und die Rotationsachse des Drehtellers im Wesentlichen parallel zur Extrusionsrichtung der Formkörper verläuft.
  • Die Torsion des Spinnvorhangs kann noch zuverlässiger gestaltet werden, wenn die Enden der Formkörper an Halteelementen des Drehtellers anhaften. Die Halteelemente können nämlich mit der Rotation des Drehtellers die Enden der Formkörper in ihrer Drehbewegung mitnehmen und die Formkörper um einen gemeinsamen Berührungspunkt im Spinnvorhang umeinander verdrehen und somit die Torsion des Spinnvorhangs bewirken.
  • Wird durch die Torsion des Spinnvorhangs ein Angriffsbereich am Formkörperbündel geschaffen, so kann in dem Anspinnverfahren eine besonders vorteilhafte und einfache Handhabung des Formkörperbündels ermöglicht werden. Durch die Ausbildung eines Angriffsbereichs am Formkörperbündel kann dieses nämlich in nachfolgenden Verfahrensschritten einfach und zuverlässig manipuliert und weiterverarbeitet werden. Zudem wird durch den definierten Angriffsbereich die automatisierte, maschinelle Handhabung und Manipulation des Formkörperbündels ermöglicht. Wird der Angriffsbereich zudem im Bereich des geringsten Durchmessers des tordierten Formkörperbündels geschaffen, so kann eine besonders zuverlässige Handhabung des Formkörperbündels erreicht werden. Durch die Torsion des Spinnvorhangs zu einem Formkörperbündel befindet sich der Bereich des geringsten Durchmessers des Formkörperbündels im Wesentlichen am Scheitelpunkt des Spinnvorhangs, wodurch eine einfache, insbesondere maschinelle Erkennbarkeit des Angriffsbereichs, etwa zur vollautomatischen Manipulation des Formkörperbündels, gegeben ist.
  • Wird zudem ein Angriffsbereich am Formkörperbündel mit einem Durchmesser von 1 bis 20 cm, insbesondere von 3 bis 12 cm, geschaffen, so kann das Anspinnverfahren in seiner Reproduzierbarkeit weiter erhöht werden. Ein solches Formkörperbündel kann sich nämlich durch besonders zuverlässige Handhabungsverhältnisse, insbesondere einer zuverlässigen maschinellen Greifbarkeit, in weiteren Verfahrensschritten auszeichnen.
  • Ein besonders einfaches Anspinnverfahren kann geschaffen werden, wenn eine automatische Greifvorrichtung das Formkörperbündel greift und dem Abzugsorgan der Spinnvorrichtung zuführt. Eine automatische Greifvorrichtung kann dabei etwa ein Greifer an einem Manipulatorarm sein, welcher das Formkörperbündel nach der Torsion automatisch greift, über Verlagerung des Manipulatorarms zum Abzugsorgan transportiert und es in dem Abzugsorgan vorsieht (etwa durch Einspannen, Einklemmen, Befestigen, etc.). Die Greifvorrichtung greift dabei das Formkörperbündel vorteilhafterweise an dem ausgebildeten Angriffsbereich und kann somit eine hohe Verfahrenssicherheit gewährleisten. Bei dem Verfahren kann sich zudem besonders vorteilhaft auswirken, wenn das Formkörperbündel erst nach dem Erreichen einer Endgeschwindigkeit der Rotationsvorrichtung im Abzugsorgan vorgesehen wird. Dadurch wird nämlich ermöglicht, dass einerseits das Formkörperbündel vollständig ausgebildet ist und die nötigen Eigenschaften zur Weiterverarbeitung aufweist und andererseits, dass die gewünschten Eigenschaften der extrudierten Formkörper (beispielsweise der gewünschte Fasertiter) erreicht werden. Die Endgeschwindigkeit der Rotationsvorrichtung kann dabei durch die gewünschten Formkörpereigenschaften bzw. durch die benötigte Abzugsgeschwindigkeit der Formkörper aus den Spinndüsen bestimmt werden. Der Manipulatorarm, der das Formkörperbündel im Abzugsorgan vorsieht, sollte dabei vorteilhafterweise sowohl in Bewegungsgeschwindigkeit und Bewegungsprofil auf die Extrusion der Formkörper, insbesondere auf die Abzugsgeschwindigkeit der Formkörper, abgestimmt sein. Zu rasche Bewegungen oder ungünstige Abzugswinkel im Bewegungsverlauf können wiederum zu Anspinnfehlern führen, insbesondere dazu, dass Formkörper im Spinnvorhang reißen, wodurch das Anspinnen erneut durchgeführt werden muss. Durch das erfindungsgemäße Anspinnverfahren können zuvor genannte Anspinnfehler vermieden werden und demgemäß ein Anspinnverfahren mit hoher Reproduzierbarkeit geschaffen werden, welches zudem vollautomatisch ablaufen kann und eine signifikante Erleichterung im Verfahrensablauf für den Bediener der Spinnanlage gegenüber bekannten Verfahren bieten kann.
  • Das Anspinnverfahren kann weiter zuverlässiger gestaltet werden, wenn das Formkörperbündel nach dem Greifen durch die automatische Greifvorrichtung abgeschnitten wird. Vorteilhafterweise wird das Formkörperbündel dabei unterhalb des Angriffsbereichs beschnitten, so dass der untere an der Rotationsvorrichtung abgelegte Teil des Formkörperbündels abgetrennt wird. Das Zuführen des beschnittenen Formkörperbündels an das Abzugsorgan kann somit deutlich erleichtert werden.
  • Die Erfindung betrifft zudem eine Anspinnvorrichtung zum Anspinnen einer Spinnvorrichtung, mit einer Bündelungsvorrichtung zur Bündelung von aus den Spinndüsen der Spinnvorrichtung extrudierten Formkörpern, welche Bündelungsvorrichtung eine Rotationsvorrichtung mit zumindest einem um eine Drehachse rotierbaren Mittel aufweist, wobei das rotierbare Mittel derart ausgebildet ist, dass die Formkörper über das Mittel zu dem Formkörperbündel zusammengefasst werden.
  • Die Erfindung hat sich daher weiter die Aufgabe gestellt, eine Anspinnvorrichtung der zuvor erwähnten Art dahingehend zu verbessern, dass das Verfahren zum Anspinnen der Spinnvorrichtung - insbesondere die Bündelung des Spinnvorhangs zu einem Formkörperbündel - unter Verwendung der Anspinnvorrichtung einfach und reproduzierbar und mit geringem Kraftaufwand durchgeführt werden kann.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe hinsichtlich der Anspinnvorrichtung dadurch, dass das rotierbare Mittel als Torsionmittel, insbesondere als Drehteller, zur Torsion der Formkörper ausgebildet ist und die Drehachse des Torsionsmittels im Wesentlichen parallel zur Extrusionsrichtung der Formkörper ist.
  • Weist die Anspinnvorrichtung eine Bündelungsvorrichtung zur Bündelung der extrudierten Formkörper zu einem Formkörperbündel auf, und ist das rotierbare Mittel als Torsionmittel zur Torsion der Formkörper ausgebildet und ist die Drehachse des Torsionsmittels im Wesentlichen parallel zur Extrusionsrichtung der Formkörper, so kann eine besonders standfeste und einfache Anspinnvorrichtung für eine Spinnvorrichtung geschaffen werden, welche besonders ein Verfahren zum Anspinnen der Spinnvorrichtung weiter vereinfachen kann. Die Rotationsvorrichtung mit dem Torsionsmittel kann dabei insbesondere zur Aufnahme von Enden der extrudierten Formkörper aus dem losen Spinnvorhang ausgebildet sein, so dass die Enden der Formkörper auf dem Torsionsmittel abgelegt werden können und über die Drehbewegung des Torsionsmittels eine Torsion des Spinnvorhangs erzeugt wird. Die Drehbewegung des Torsionsmittels und damit verbundene Torsion des Spinnvorhangs zu einem Formkörperbündel kann somit den schwierigen Schritt der Bündelung der Formkörper durch eine konstruktiv besonders einfache Vorrichtung ersetzen.
  • Ist das Torsionsmittel als Drehteller ausgebildet, so kann die Torsion der extrudierten Formkörper auf konstruktiv besonders einfache Weise erfolgen. Dies insbesondere dann, wenn der Drehteller im Wesentlichen parallel zur Extrusionsrichtung der aus den Spinndüsen extrudierten Formkörper rotierbar ausgebildet ist. Dabei kann nämlich eine Rotationsvorrichtung zur Torsion des aus extrudierten Formkörpern bestehenden losen Spinnvorhangs um eine Torsionsachse parallel zur Extrusionsrichtung der Formkörper geschaffen werden, welche besonders standfest und zuverlässig ein kompaktes Formkörperbündel erzeugen kann. Die Zuverlässigkeit und Standfestigkeit der Spinnvorrichtung kann somit insgesamt weiter erhöht werden. Dies insbesondere dann, wenn das Torsionsmittel zur Torsion der extrudierten Formkörper um eine gemeinsame Torsionsachse ausgebildet ist und die Torsionsachse der Formkörper mit der Rotationsachse des Torsionsmittels zusammenfällt.
  • Im Allgemeinen wird zudem erwähnt, dass sich die erfindungsgemäße Anspinnvorrichtung besonders bevorzugt zum Anspinnen einer Spinnvorrichtung zur Extrusion cellulosischer Formkörper aus einer Spinnlösung enthaltend Wasser, Zellulose und tertiäres Aminoxid eignen kann.
  • Die Anspinnvorrichtung kann in ihrer Zuverlässigkeit weiter erhöht werden, wenn das Torsionsmittel Halteelemente zur Erhöhung der Haftung zwischen Formkörpern und Torsionsmittel aufweist. Dies insbesondere wenn die Halteelemente als Haken ausgebildet sind.
  • Weist die Anspinnvorrichtung zudem zumindest einen Manipulatorarm und jeweils zumindest einen Endeffektor am Manipulatorarm auf, wobei zumindest ein Endeffektor die Bündelungsvorrichtung ausbildet, so kann eine standfeste Spinnvorrichtung geschaffen werden, welche ein einfaches und reproduzierbares Anspinnen ermöglicht. Die Anspinnvorrichtung kann dabei insbesondere das Anspinnen der Spinnvorrichtung vollautomatisch durchführen, um die Bediener der Spinnvorrichtung körperlich und motorisch zu entlasten. Während in den eingangs erwähnten, bekannten Spinnvorrichtungen ein großer Kraftaufwand notwendig ist, um beim Anspinnen das aus den Spinndüsen extrudierte Formkörperbündel in einem Abzugsorgan der Spinnvorrichtung vorzusehen, so können die Bediener durch den vergleichsweise geringen benötigten Kraftaufwand in der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung stark entlastet werden. Zudem kann sich die erfindungsgemäße Spinnvorrichtung durch eine besonders einfache Handhabung und hohe Sicherheit in der Bedienung auszeichnen.
  • Die Handhabung der Spinnvorrichtung kann weiter vereinfacht werden, wenn die Anspinnvorrichtung einen ersten Manipulatorarm mit einem ersten Endeffektor aufweist, wobei der erste Endeffektor einen Greifer zum Greifen eines Formkörperbündels aufweist. Der Greifer am ersten Manipulatorarm kann dabei derart ausgebildet sein, dass dieser das Formkörperbündel zuverlässig erfassen und einem Abzugsorgan der Spinnvorrichtung zuführen kann. Der Transport des Formkörperbündels von den Spinndüsen zum Abzugsorgan kann durch Verlagerung des ersten Manipulatorarms, insbesondere entlang frei wählbaren Trajektorien im Raum erfolgen. Es kann dabei in einem Verfahren zum Anspinnen der Spinnvorrichtung auf die vergleichsweise körperlich anstrengenden und schwer reproduzierbaren Schritte des manuellen Einfädelns des Formkörperbündels verzichtet werden. Dies stellt nicht nur eine besondere körperliche Entlastung für die Bediener der Spinnvorrichtung dar, sondern kann auch in hohem Maße zur Erhöhung der Sicherheit gegenüber Bedienfehlern der Spinnvorrichtung beitragen.
  • Weist zudem die Anspinnvorrichtung einen zweiten Manipulatorarm mit einem zweiten Endeffektor auf, wobei der zweite Endeffektor die Bündelungsvorrichtung aufweist, so kann eine besonders flexible Anspinnvorrichtung mit einer Bündelungsvorrichtung geschaffen werden, welche Bündelungsvorrichtung somit bei Bedarf zwischen einer Gebrauchsstellung und einer Ruhestellung verlagerbar ausgebildet ist. Die Anspinnvorrichtung kann demnach auf die Anforderungen des Verfahrens flexibel reagieren: beispielsweise kann die Bündelungsvorrichtung bei Nichtgebrauch in eine Ruhestellung verlagert werden und somit unerwünschte Behinderungen durch die Bündelungsvorrichtung in der Spinnvorrichtung vermieden werden. Die Rotationsvorrichtung ist damit je nach Verfahrensstand zwischen Spinndüsen und Spinnbadbehälter ein- und ausfahrbar. Eine zuverlässigere Spinnvorrichtung kann hiermit geschaffen werden. Eine konstruktiv einfache Bündelungsvorrichtung kann zudem geschaffen werden, wenn diese durch die Rotationsvorrichtung ausgebildet wird.
  • Die Handhabung des Formkörperbündels durch die Anspinnvorrichtung kann weiter verbessert werden, wenn die Anspinnvorrichtung zudem eine Schneidevorrichtung zum Abschneiden des Formkörperbündels aufweist. Besonders bevorzugt kann die Schneidevorrichtung am ersten Manipulatorarm vorgesehen sein und insbesondere mit dem Greifer derart wirkverbunden sein, dass das Abschneiden des Formkörperbündels nach einem erfolgreichen Greifvorgang des Greifers automatisch erfolgt.
  • Die Erfindung hat sich weiter die Aufgabe gestellt, eine Spinnvorrichtung der eingangs erwähnten Art zuverlässiger zu gestalten und das Anspinnen der Spinnvorrichtung zu erleichtern.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Spinnvorrichtung zur kontinuierlichen Extrusion von Formkörpern, insbesondere zur Extrusion cellulosischer Formkörper aus einer Spinnlösung enthaltend Wasser, Zellulose und tertiäres Aminoxid, aufweisend zumindest einen Spinnbad enthaltenden Spinnbadbehälter, dem Spinnbadbehälter zugeordnete Spinndüsen zur Extrusion der Formkörper aus den Spinndüsen in das Spinnbad, mit einer Anspinnvorrichtung zum Anspinnen der Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14.
  • Eine Rotationsvorrichtung mit einem rotierbaren Torsionsmittel kann sich außerdem erfindungsgemäß auszeichnen, wenn diese zur Bündelung von aus den Spinndüsen einer Spinnvorrichtung extrudierten Formkörpern durch Torsion dieser Formkörper mittels des Torsionsmittels zu einem Formkörperbündel verwendet wird. Dabei kann es sich bei dem Torsionsmittel etwa um einen Drehteller handeln. Zudem ist dabei besonders vorteilhaft, wenn die Drehachse des Torsionsmittels im Wesentlichen parallel zur Extrusionsrichtung der extrudierten Formkörper ist und das Torsionsmittel unabhängig von der Spinnvorrichtung in Bezug auf diese frei rotierbar ausgebildet ist. Insbesondere kann sich die zuvor genannte Rotationsvorrichtung auszeichnen, wenn diese zur Durchführung des erfindungsgemäßen Anspinnverfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8 verwendet wird.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine teilweise aufgerissene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anspinnen der Spinnvorrichtung,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anspinnen der Spinnvorrichtung während eines ersten Verfahrensschritts,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens während eines weiteren Verfahrensschritts,
    Fig. 4
    eine teilweise aufgerissene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung nach Abschluss des Anspinnverfahrens, und
    Fig. 5
    eine teilweise Draufsicht auf eine Rotationsvorrichtung der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Gemäß den Fig. 1 bis 4 ist eine Spinnvorrichtung 1 in unterschiedlichen Stadien des Anspinnens gezeigt. Fig. 1 zeigt die Spinnvorrichtung 1 mit dem losen Spinnvorhang 2 aus extrudierten Formkörpern 3 vor dem Anspinnen, d.h. bevor die Formkörper 3 in einer Bündelungsvorrichtung 5 zu einem Formkörperbündel 4 zusammengefasst wurden, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Die Spinnvorrichtung 1 weist ferner eine Spinnlösung 6 auf, welche durch eine Vielzahl von Spinndüsen 7 zu den Formkörpern 3 extrudiert werden. Die Spinnlösung 6 ist dabei bevorzugterweise eine Lösung, die Wasser, Cellulose und ein tertiäres Aminoxid enthält. Unterhalb der Spinndüsen 7 ist ein Spinnbadbehälter 8 vorgesehen, welcher ein Spinnbad 9 enthält. Als Spinnbad 9 kommt bevorzugterweise eine Mischung aus Wasser und einem tertiärem Aminoxid zur Anwendung.
  • Fig. 4 zeigt wiederum die Spinnvorrichtung 1 nach dem Anspinnen. Die Formkörper 3 sind demnach durch die Bündelungsvorrichtung 5 zu einem Formkörperbündel 4 zusammengefasst und das Formkörperbündel 4 wird durch ein Abzugsorgan 10 der Spinnvorrichtung 1 kontinuierlich befördert, wodurch eine kontinuierliche Extrusion von Formkörpern 3 aus den Spinndüsen 7 stattfindet.
  • Wie in Fig. 1 weiter zu erkennen ist, weist die Spinnvorrichtung 1 zur Durchführung des Verfahrens zum Anspinnen der Spinnvorrichtung 1 eine Anspinnvorrichtung 11 auf, wobei die Anspinnvorrichtung 11 eine Bündelungsvorrichtung 5, einen ersten Manipulatorarm 12 und einen zweiten Manipulatorarm 13 aufweist. Am ersten Manipulatorarm 12 ist ein erster Endeffektor 14 vorgesehen, welcher Endeffektor 14 als Greifer 16 ausgebildet ist. Der Greifer 16 ist dabei derart beschaffen, dass dieser das Formkörperbündel 4 kraftschlüssig umschließen und greifen kann. Der Greifer 16 ist zudem beweglich und steuerbar mit dem ersten Manipulatorarm 12 verbunden. In Verbindung mit der freien Beweglichkeit des Manipulatorarms 12 kann der Greifer 16 das gegriffene Formkörperbündel 4 entlang nahezu beliebiger Trajektorien bewegen.
  • Die Anspinnvorrichtung 11 weist zudem eine Rotationsvorrichtung 17 auf, welche die Torsion der Formkörper 3 in dem losen Formkörpervorhang 2 bewirkt. Die Rotationsvorrichtung 17 weist hierzu ein rotierbares Torsionsmittel 18 auf, welches bevorzugt als Drehteller 31 ausgebildet ist, wobei das Torsionsmittel 18 bzw. der Drehteller 31 als Endeffektor 15 am zweiten Manipulatorarm 13 vorgesehen ist und die Funktion der Bündelungsvorrichtung 5 übernimmt. Die Rotationsachse 19 des Torsionsmittels 18 und somit die Torsionsachse 20 des Spinnvorhangs 2 verläuft insbesondere parallel zur Extrusionsrichtung 32 der Formkörper 3 im losen Spinnvorhang 2.
  • Fig. 5 zeigt eine Detailansicht auf die Rotationsvorrichtung 17 der Anspinnvorrichtung 11. Um eine zuverlässige Torsion des Spinnvorhangs 2 zu gewährleisten sind am Torsionsmittel 18, bzw. insbesondere am Drehteller 31 Halteelemente 24 in Form von Haken 25 vorgesehen. Die Formkörperenden 23 können dadurch an den Haken 25 zuverlässig anhaften und den Spinnvorhang 2 über die Drehbewegung des Torsionsmittels 18 in Torsion versetzen.
  • Das Torsionsmittel 18 als Bündelungsvorrichtung 5 ist mittels des zweiten Manipulatorarms 13 zwischen den Spinndüsen 7 und dem Spinnbadbehälter 8 aus- und einfahrbar, wodurch die Bündelungsvorrichtung 5 je nach Bedarf von einer Ruhestellung 21 in eine Gebrauchsstellung 22 verlagerbar ist. So kann die Bündelungsvorrichtung 5 während der kontinuierlichen Extrusion der Formkörper 3 in der Ruhestellung 21 verbleiben und kein Hindernis zwischen Spinndüsen 7 und Spinnbadbehälter 8 darstellen. Wird ein erneutes Anspinnen der Spinnvorrichtung 1 notwendig, so kann die Bündelungsvorrichtung 5 in die Gebrauchsstellung 22 verlagert werden und ein erfindungsgemäßes Anspinnverfahren ermöglichen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Anspinnen der Spinnvorrichtung 1 ist schematisch in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Fig. 1 zeigt die Spinnvorrichtung 1 bei dem ersten Verfahrensschritt des Anspinnens. Die Formkörper 3 werden als loser Spinnvorhang 2 aus den Spinndüsen 7 extrudiert. In einem weiteren Schritt - wie in der Figur 2 schematisch dargestellt - wird die Bündelungsvorrichtung 5, insbesondere das Torsionsmittel 18 bzw. der Drehteller 31, zwischen den Spinndüsen 7 und dem Spinnbadbehälter 8 so positioniert, dass die Enden 23 der extrudierten Formkörper 3 auf dem Torsionsmittel 18 zu liegen kommen. Die Formkörperenden 23 haften an den Halteelementen 24, bzw. Haken 25, des als Drehteller 31 ausgebildeten Torsionsmittels 18 an und erhöhen so die Haftung zwischen Formkörper 3 und Torsionsmittel 18, so dass ein ungewünschtes Gleiten der Formkörper 3 auf dem Torsionsmittel 18 verhindert wird. Das Torsionsmittel 18 ist bevorzugterweise zu Beginn des Verfahrens im Stillstand, kann aber auch bereits vor dem Auftreffen der Formkörperenden 23 auf dem Torsionsmittel 18 in Rotation versetzt werden. Nach dem Auftreffen der Formkörperenden 23 auf dem Torsionsmittel 18 wird die Rotationsgeschwindigkeit des Torsionsmittels 18 solange erhöht, bis eine vorbestimmte Endgeschwindigkeit erreicht wird. Dies kann etwa schrittweise oder stufenlos nach einem vorgegebenen Beschleunigungsprofil erfolgen. Durch die Rotation des Torsionsmittels 18 wird der Spinnvorhang 2 um die Torsionsache 20, welche bevorzugterweise parallel zur Extrusionsrichtung 32 der Formkörper 3 und durch den Mittelpunkt des Spinnvorhangs 2 verläuft, tordiert. Die Endgeschwindigkeit des Torsionsmittels 18 der Rotationsvorrichtung 17 bestimmt die gewünschte Abzugsgeschwindigkeit der Formkörper 3 aus den Spinndüsen 7 für den Anspinnvorgang und somit beispielsweise den gewünschten Fasertiter während des Anspinnens. Zudem kann durch die Rotationsgeschwindigkeit der Durchmesser 28 des Formkörperbündels 4 beeinflusst werden. Als besonders bevorzugt haben sich in dem Verfahren Durchmesser 28 von 1 bis 20 cm, bzw. insbesondere von 3 bis 12 cm, herausgestellt, da derartige Durchmesser 28 eine einfache und zuverlässige Handhabung des Formkörperbündels 4 durch einen Greifer 16 ermöglichen. Durch die Torsion des Spinnvorhangs 2 wird am Formkörperbündel 4 ein Angriffsbereich 29 geschaffen, welcher sich vorzugsweise im Bereich des geringsten Durchmessers 28 des Formkörperbündels 4 befindet. Die Torsion des Spinnvorhangs 2 führt zudem zur Ausbildung eines Scheitelpunkts 30 am tordierten Spinnvorhang 2, wobei sich der geringste Durchmesser 28 des Formkörperbündels 4 im Wesentlichen am Scheitelpunkt 30 befindet.
  • In der Fig. 2 ist die Spinnvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 dargestellt, nachdem das Torsionsmittel 18 über den zweiten Manipulatorarm 13 von seiner Ruhestellung 21 in seine Gebrauchsstellung 22 verlagert und dieses zwischen Spinndüsen 7 und Spinnbadbehälter 8 positioniert wurde. Der Spinnvorhang 2 wurde danach wie oben beschrieben in einem zweiten Verfahrensschritt durch die Rotation des Torsionsmittels 18 erzeugt und sohin das Formkörperbündel 4 geschaffen.
  • In Fig. 3 ist weiterhin die Spinnvorrichtung 1 gezeigt, nachdem das Formkörperbündel 4 durch Torsion des Spinnvorhangs 2 erzeugt wurde. Das Formkörperbündel 4 wird nun durch den Greifer 16 am ersten Manipulatorarm 12 der Anspinnvorrichtung 11 gegriffen, um das Formkörperbündel 4 in weiterer Folge in einem Abzugsorgan 1 0 der Spinnvorrichtung 1 vorzusehen.
  • Fig. 4 stellt dabei den letzten Verfahrensschritt dar, wobei zuerst das vom Greifer 16 zuverlässig gehaltene Formkörperbündel 4 mittels des ersten Manipulatorarms 12 durch das Spinnbad 9 um ein Umlenkorgan 26 im Spinnbadbehälter 8 geführt wird. In weiterer Folge wird das Formkörperbündel 4 wieder aus dem Spinnbadbehälter 8 herausgeführt und in dem Abzugsorgan 10, welches insbesondere aus einer Hintereinanderreihung von Abzugsgaletten 27 besteht, eingefädelt. Nach dem Einfädeln des Formkörperbündels 4 im Abzugsorgan 10 ist eine kontinuierliche Extrusion der Formkörper 3 aus den Spinndüsen 7 möglich und das Anspinnverfahren somit erfolgreich abgeschlossen.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Anspinnen einer Spinnvorrichtung (1) zur kontinuierlichen Extrusion von Formkörpern (3) aus einer Spinnlösung (6), insbesondere zur Extrusion von cellulosischen Formkörpern (3) aus einer Spinnlösung (6) enthaltend Wasser, Zellulose und tertiäres Aminoxid, bei dem
    - die Formkörper (3) als loser Spinnvorhang (2) aus der Spinnlösung (6) durch Spinndüsen (7) der Spinnvorrichtung (1) extrudiert werden,
    - die Formkörper (3) des losen Spinnvorhangs (2) nach der Extrusion zu einem Formkörperbündel (4) zusammengefasst werden, und
    - das Formkörperbündel (4) in einem weiteren Schritt einem Abzugsorgan (10) der Spinnvorrichtung (1) zugeführt wird, um eine kontinuierliche Extrusion der Formkörper (3) zu starten,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (3) durch Torsion des Spinnvorhangs (2) um eine Torsionsachse (20) zu dem Formkörperbündel (4) zusammengefasst werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsachse (20) im Wesentlichen parallel zur Extrusionsrichtung (32) der Formkörper (3), insbesondere durch den Mittelpunkt des Spinnvorhangs (2), verläuft.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (3) des Spinnvorhangs (2) mit ihren Enden (23) auf einem rotierbaren Torsionsmittel (18) einer Rotationsvorrichtung (17) abgelegt werden, welches Torsionsmittel (18) durch seine Rotation die Torsion des Spinnvorhangs (2) bewirkt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsvorrichtung (17) so unterhalb des Spinnvorhangs (2) positioniert wird, dass die Enden (23) der Formkörper (3) nach deren Extrusion auf dem stillstehenden Torsionsmittel (18) zu liegen kommen, und dass das Torsionsmittel (18) nach Ablage der Enden (23) der Formkörper (3) in ihrer Rotationsgeschwindigkeit bis zum Erreichen einer Endgeschwindigkeit beschleunigt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionsmittel (18) durch einen rotierbaren Drehteller (31) ausgebildet ist und dass die Rotationsachse (19) des Drehtellers (31) im Wesentlichen parallel zur Extrusionsrichtung (32) der Formkörper (3) verläuft.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (23) der Formkörper (3) an Halteelementen (24) des Drehtellers (31) anhaften und dass die Halteelemente (24) mit der Rotation des Drehtellers (31) eine Torsion des Spinnvorhangs (2) bewirken.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Torsion des Spinnvorhangs (2) ein Angriffsbereich (29) am Formkörperbündel (4), insbesondere im Bereich des geringsten Durchmessers (28) des tordierten Formkörperbündels (4), geschaffen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Greifvorrichtung (16), insbesondere ein Greifer (16) an einem Manipulatorarm (12), das Formkörperbündel (4) - vorzugsweise nach Erreichen einer Endgeschwindigkeit des Torsionsmittels (18) - im Angriffsbereich (29) greift und einem Abzugsorgan (10) der Spinnvorrichtung (1) zuführt.
  9. Anspinnvorrichtung zum Anspinnen einer Spinnvorrichtung (1), mit einer Bündelungsvorrichtung (5) zur Bündelung von aus den Spinndüsen (7) der Spinnvorrichtung (1) extrudierten Formkörpern (3) zu einem Formkörperbündel (4), welche Bündelungsvorrichtung (5) eine Rotationsvorrichtung (17) mit zumindest einem um eine Drehachse (19) rotierbaren Mittel (18) aufweist, wobei das rotierbare Mittel (18) derart ausgebildet ist, dass die Formkörper (3) über das Mittel (18) zu dem Formkörperbündel (4) zusammengefasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierbare Mittel (18) als Torsionmittel (18), insbesondere als Drehteller (31), zur Torsion der Formkörper (3) ausgebildet ist und dass die Drehachse (19) des Torsionsmittels (18) im Wesentlichen parallel zur Extrusionsrichtung (32) der Formkörper (3) ist.
  10. Anspinnvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionsmittel (18) zur Torsion der extrudierten Formkörper (3) um eine gemeinsame Torsionsachse (20) ausgebildet ist und dass die Torsionsachse (20) der Formkörper (3) mit der Rotationsachse (19) des Torsionsmittels (18) zusammenfällt.
  11. Anspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionsmittel (18) Halteelemente (24) zur Erhöhung der Haftung zwischen Formkörpern (3) und Torsionsmittel (18) aufweist, wobei die Halteelemente (24) insbesondere als Haken (25) ausgebildet sind.
  12. Anspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspinnvorrichtung (11) einen ersten Manipulatorarm (12) mit einem ersten Endeffektor (14) aufweist, wobei der erste Endeffektor (14) einen Greifer (16) zum Greifen eines Formkörperbündels (4) aufweist.
  13. Anspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspinnvorrichtung (11) einen zweiten Manipulatorarm (13) mit einem zweiten Endeffektor (15) aufweist, wobei der zweite Endeffektor (15) die Bündelungsvorrichtung (5) aufweist.
  14. Anspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bündelungsvorrichtung (5), insbesondere über den zweiten Manipulatorarm (13), zwischen einer Ruhestellung (21) und einer Gebrauchsstellung (22) verlagerbar ausgebildet ist.
  15. Spinnvorrichtung zur kontinuierlichen Extrusion von Formkörpern (3), insbesondere zur Extrusion cellulosischer Formkörper (3) aus einer Spinnlösung (6) enthaltend Wasser, Zellulose und tertiäres Aminoxid, aufweisend zumindest einen Spinnbad (9) enthaltenden Spinnbadbehälter (8), dem Spinnbadbehälter (8) zugeordnete Spinndüsen (7) zur Extrusion der Formkörper (3) aus den Spinndüsen (7) in das Spinnbad (9), mit einer Anspinnvorrichtung (11) zum Anspinnen der Spinnvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14.
  16. Verwendung einer Rotationsvorrichtung (17) zum Anspinnen einer Spinnvorrichtung (1), wobei die Rotationsvorrichtung (17) ein in Bezug auf die Spinnvorrichtung (1) rotierbares Torsionsmittel (18), insbesondere einen Drehteller (31), zur Bündelung von aus den Spinndüsen (7) der Spinnvorrichtung (1) extrudierten Formkörpern (3) durch Torsion dieser Formkörper (3) mittels des Torsionsmittels (18) zu einem Formkörperbündel (4) aufweist.
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