WO2000061842A1 - Kühlsystem für filamentbündel - Google Patents

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WO2000061842A1
WO2000061842A1 PCT/EP2000/003067 EP0003067W WO0061842A1 WO 2000061842 A1 WO2000061842 A1 WO 2000061842A1 EP 0003067 W EP0003067 W EP 0003067W WO 0061842 A1 WO0061842 A1 WO 0061842A1
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WO
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shaft
cooling system
air
filament bundles
filament
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Application number
PCT/EP2000/003067
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz-Dieter Beeck
Original Assignee
Lurgi Zimmer Aktiengesellschaft
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Publication date
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Priority to AT00926823T priority patent/ATE268394T1/de
Priority to US09/936,701 priority patent/US6652255B1/en
Priority to EP00926823A priority patent/EP1173634B1/de
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/088—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
    • D01D5/092—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes in shafts or chimneys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S425/00—Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
    • Y10S425/115—Lubricator

Definitions

  • the present invention relates to a cooling system for filament bundles, which are spared by at least two spinning nozzle units made of polymer melt arranged next to one another and are drawn off from a take-off system at a speed of> 1000 m / min, the filament bundles being cooled by a rectified air flow.
  • a completely different cooling concept is based on the cooling of the filaments by a rectified accompanying air flow within a protective tube per bundle of filaments, the air flow by blowers and the like. the like and / or is generated by the suction caused by the filament advancement (US Patents 5,688,458; 5,360,589; 5,340,517).
  • the air consumption can be reduced and the uniformity of the filaments improved.
  • US Pat. No. 3,611,485 the freshly spun filament bundle is to be cooled in an air flow which is always free and uncontrolled and which is only filled up with fresh air to the extent that losses occur through the controllable outlet.
  • EP patent 0 682 720 also wants to carry the ambient air at the same speed as the filaments, in order to reach the solidification point of the thread later and thereby to be able to increase the take-off speed. This is combined with economy, i.e. H. higher production speed with the same quality or higher quality with the same speed. This is to be achieved by means of a cylindrical protective tube with suction device that is expanded in the lower area. Air speeds that are in the order of the filament withdrawal speed can be produced in this way, but not one
  • the object of the invention is to provide a cooling system for filament bundles, which serves to protect the not yet solidified filaments and their gentle cooling and at the same time ensures the simplest possible handling and high economy.
  • the cooling system is suitable for all Dare Polymers processed by Schelzspi ⁇ nen, especially for textile polyester filaments, which are spinned at the high winding speed
  • the invention is based on the assumption that an air column in itself flows at a (nearly) constant speed in a cylindrical tube, even if the air layers slow down in a parabolic flow profile from the inside to the outside. This is meaningless for the solidified thread, which itself runs at a constant speed, but not for the still soft, stretching filaments, the speed of which increases until the solidification has occurred. If we now consider a conical tube, there is also a parabolic flow professional 1 (slowing down from the inside to the outside). But this profile is much more pronounced at the narrow end than at the wide beginning, ie the speed of the air flow is not constant, but increases. And this applies not only to standard cylindrical tubes, but also to tubes with a rectangular cross-section.
  • the idea of the invention is further based on the fact that, instead of individual, conical tubes for each individual thread, a tapering rectangular channel for all threads together can fulfill the task of generating a supporting accompanying air flow at the most suitable speed to the threads.
  • the rectangular cross-section in particular in connection with dividing walls between the individual filament bundles, permits a more uniform cooling of all individual filaments of the filament bundles than, for example, an oval cross-section.
  • the width of the first part of the shaft (A) should remain constant so that the individual filament bundles can be drawn off in parallel and under the same conditions. This can be supported by additional mudguards between the individual spinneret positions.
  • shaft B has a slightly tapered cross section or a strongly tapered cross section.
  • the width of the shaft B remains unchanged over the entire shaft height and compared to shaft A.
  • the depth of the shaft B should be dimensioned at the lower end in such a way that false air and turbulence are prevented on the one hand, but touching the shaft walls on the other the filaments are excluded. This is achieved by a slight inclination of the front and / or rear wall of the shaft B in accordance with a slight taper.
  • the shaft B is additionally tapered to the side so that the threads can be guided further in a space-saving manner.
  • the air is suctioned off, the air being able to be returned to the spin position in order to be brought in again close to the thread at an already tempered temperature (because it has been circulated). If necessary, further amounts of air are sucked in through the upper open gap between the spinneret units and the first shaft (A). Further thread guides can be attached at the transition from the second shaft (B) to the end shaft (C).
  • the idea of the invention further assumes that the solidified thread, which is drawn off from the winding machine at a constant, high speed, has an automatically moving air jacket around it. This drag air cannot be prevented, but it can be used. So instead of narrowing the thread exit and the O 00/61842
  • FIG. 1 schematically shows a cooling system according to the invention, on the left a section through the thread path from the spinneret unit to the winding and on the right the view of an exemplary structure with six thread paths.
  • Fig. 2 shows on the left the thread running in a conventional cooling shaft with cross-flow blowing and the vertical speed profile of the total air and on the right in the diagram the Filame ⁇ tgeschwi ⁇ digke t and the speed of the direct accompanying air of the thread.
  • 3 shows on the left the thread run in a cooling shaft according to the invention with direct current guidance and the vertical speed curve of the total air and in the diagram on the right the filament speed and the speed of the direct accompanying air of the thread.
  • 4 shows an example according to the invention for six threads in a three-dimensional representation.
  • a process structure according to the invention is shown purely schematically.
  • the thread path (3a, 3) from the spinning nozzle unit (1) to the winding (2) and on the right the view for an exemplary construction with six spinning nozzle units (1) is shown.
  • the width of the first shaft (A) is constant, ie the two side walls (4) are straight and parallel to one another, and the tapering takes place only via the front and rear walls (5a, 5b) of the shaft.
  • the thread path (3a) is slightly stretched from the vertical so that the start-up can be ensured in the preparation oiler (6).
  • the front and back walls (5a, 5b) of the shaft are evenly inclined towards the middle of the thread, so that the bevel must be asymmetrical.
  • the right side of the view shows the individual protective or separating plates (7) which create identical conditions between the individual filament bundles (3a) which are drawn off parallel to one another in this area.
  • the preparation oilers (6) which must be adjustable in height for different titres, and then the first thread guides (8) directly before the transition to the next shaft (B). Since the filament bundles (3) are wound up separately in the present example, only a small one takes place
  • the second thread guides (14) are attached can also be omitted if necessary.
  • the air suction (11) can also be carried out from shaft C further down in the discharge direction.
  • the shaft (C) is constant in cross section, but is kept very narrow so that the constant air flow that arises prevents the inflow of false air, and extends to shortly before the first extraction godet (17) or, in the case of godetless spiders, shortly before the subsequent spinning element Example of the winder (2).
  • the distance between filament bundles and the walls (15a, 15b) of shaft (C) is preferably 1 to 4 cm.
  • Fig. 2 shows schematically on the left the thread path (3a, 3) in a conventional cooling shaft and the vertical speed course of the total air, which flows in transversely blown in only very slowly downwards.
  • the filament speed which increases from the injection speed (VI) to the winding speed (V2), is entered on the right in the diagram, in order then to remain constant. Almost in parallel, the speed of the direct accompanying air, generated only by the suction of the thread, takes its course.
  • FIG. 3 shows on the left the schematic thread path (3a, 3) in chutes A and B of a cooling system according to the invention and the vertical speed profile of those guided in direct current
  • Fig. 4 shows another, inventive example for six filament bundles (3) wound together in a three-dimensional representation.
  • the width of the first shaft (A) is constant and designed according to the spinning arrangement. Separating sheets (7) are positioned between the individual filament bundles (3a), so that the same space is available for each of these thread bundles (3a).
  • the height of the shaft (A) is usually 1.8 to max. 2.2, corresponding to the level of the Spinnbuh ⁇ e.
  • the two side walls (4) are straight and parallel to each other and the taper from a total of 10 ° to max. 30 ° takes place only laterally, the front and rear wall (5a, 5b) of the shaft.
  • the front wall (5a) is designed to be foldable, the hinges of the hinged doors (19) being provided for a vertical opening.
  • the doors (19) have viewing windows (20) in the area of the oiler arrangement (6) for process monitoring on the 01er (6) and the first thread guide (8).
  • the left door (19) is shown open.
  • the tapering in the second shaft (B) is freely selectable, but is predominantly to the side and as short as possible so that the threads (3) can be continued to save space, i.e. here the dimensioning results more or less from the structural conditions of the system. In general, an angle of 2 to 30 ° between the front and rear wall (9a, 9b) and from 30 to 120 ° between the two side walls (10) is appropriate.
  • the LucasaDsaugu ⁇ g (11) takes place shortly before the end of the shaft (B) uoer an adapted 10
  • Pipe system The return of the air to the air position is not shown here.
  • the subsequent end shaft (C) is kept constant in cross section, but it should be as narrow as possible, and also as long as possible.
  • a single door (21) is provided here, which extends into the area at the transition of the second shaft (B) so that the second thread guides (14) can be operated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

Kühlsystem für Filamentbündel, welche durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Spinndüseneinheiten (1) aus Polymerschmelze ersponnen und von einem Abzugsystem (17) abgezogen werden, wobei die Filamentbündel (3a, 3) in einem dreiteiligen Schacht (A, B, C) durch einen gleichgerichteten Luftstrom abgekühlt werden, und wobei sich der Querschnitt der einzelnen Schachtteile (A und B) derart verjüngt, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in etwa dem gleichen Umfang zunimmt wie die Abzugsgeschwindigkeit der Filamentbündel (3a, 3).

Description

Kühl System für Filamentbündel
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl System für Filamentbündel, welche durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Spinndüseneinheiten aus Polymerschmelze ersponπen und mit einer Geschwindigkeit von > 1000 m/min von einem Abzugsystem abgezogen werden, wobei die Filamentbündel durch einen gleichgerichteten Luftstrom abgekühlt werden.
Polymerschmelzspiππverfahren. bei denen gleichzeitig mehrere Filamentbündel ersponneπ, vorverstreckt, abgekühlt, präpariert und nach eventuellen weiteren Arbeitsschritteπ aufgespult werden, sind bekannt. In konventionellen Spinnanlagen werden die frisch ersponnenen, weichen Polymerf lamente kurz nach ihrem Austritt aus der Spinndüseneinheit durch eine Querstromanblasung abgekühlt. Bis zu ihrer Erstarrung erhöht sich die Geschwindigkeit der Fiiamente von der Spiπngeschwiπdigkeit an der Düse bis auf die Aufspulgeschwindigkeit, d. h. auf dieser Strecke werden die Fiiamente verstreckt. Gleichzeitig ist dies die Strecke während der die Fiiamente gegen äußere Einwirkungen am empfindlichsten sind. US-Patent 3 551 949 (= DE-A 1 956 860) beschreibt einen Blasschacht mit Querstromaπblasung für ein einzelnes Filamentbündel, wobei durch geneigte Seitenwände Luft-Turbulenzen reduziert werden.
Gemäß US-Patent 3 684416 (= DE-A 1 962 946) läßt sich der Platzbedarf von Blasschächteπ mit Querstromanblasung für mehrere Filamentbündel dadurch mindern, daß die Trennwände zwischen den einzelnen Filameπtbündeln verformbar sind. 00/61842
Ein völlig anderes Kühlkonzept basiert auf der Abkühlung der Fiiamente durch einen gleichgerichteten Begleitluftstrom innerhalb von je einem Schutzrohr pro Filamentbündel, wobei der Luftstrom durch Gebläse u. dgl . und/oder durch den durch die Filamentfortbewegung verursachten Sog erzeugt wird (US-Patente 5,688,458; 5,360,589; 5,340,517). Durch trichterförmige Ausbildung des Bodens des ansonsten zylinderförmigen Schutzrohres läßt sich gemäß dem EP-Patent 0396 646 der Luftverbrauch reduzieren und die Gleichmäßigkeit der Fiiamente verbessern. Laut US-Patent 3 611 485 soll das frisch ersponnene Filamentbündel in einem stets frei und unkontrolliert umlaufenden Luftstrom abgekühlt werden, der nur soweit durch Frischluft aufgefüllt wird, wie durch den regelbaren Ausgang Verluste entstehen. Auch hier ist nur ein Kamin pro Spinndüse vorgesehen. Im US-Patent 3 707 593 wird ein Spinnprozeß beschrieben, der nur für Vlies-Herstellung (non-woven) geeignet ist: In einem druckdichten Spinnrohr werden die frisch ersponnene Fiiamente mittels der zum Abzug dienenden Druckluft abgekühlt, wobei in einem zylindrischen Rohr ohne Zwischenwände auch mehrere ilamentbündel abgekühlt werden können.
Das Verfahren des EP-Patentes 0 682 720 will darüber hinaus die Umgebungsluft mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Fiiamente mitführen, um so den Erstarrungspunkt des Fadens später zu erreichen und dadurch die Abzugsgeschwindigkeit erhöhen zu können. Dies wird mit der Wirtschaftlichkeit, d. h. höhere Produktionsgeschwindigkeit bei gleicher Qualität oder höhere Qualität bei gleicher Geschwindigkeit begründet. Erreicht werden soll dies durch ein im unteren Bereich erweitertes zylindrisches Schutzrohr mit Absaugvorrichtung. Erzeugen lassen sich so zwar Luftgeschwiπdigkeiten, die in der Größenordnung der Fi lament-Abzugsgeschwindigkeit liegen, nicht aber ein
Geschwindigkeitsprofi 1, welches die durch die Vorverstreckung des noch nicht erstarrten Fi la entbuπdels bedingte Geschwindigkeitszunahme berücksichtigt.
Einzelne Fadeπschutzrohre sind teurer als ein gemeinsamer Kanal für mehrere Faden und besonders nachteilig ist deren Handhabung: Jeder einzelne Faden muß beim Auflegen auf die Spulmaschine durch sein ihm zugehöriges Schutzrohr manuell hindurchgefuhrt werden. Dies ist bei der Ausgestaltung nach EP-Patent 0 682 720 besonders schwierig durch die enge Öffnung am unteren Ende, die das Ansaugen von Falschluft verhindern soll. Wegen der Enge der Rohre wird der Praparationsauftrag auch erst nach dem Austritt aus dem Rohr auf den Faden aufgebracht. Dies ist ein Nachteil gegenüber den Verfahren mit Querstromanblasung, die sofort nach der Abkühlung der einzelnen Fiiamente den Fadenschluß anstreben und erst nach der Ölung Fadenfuhrerelemente einsetzen. Besonders nachteilig und kostenintensiv ist aber, daß die Luftabsaugung für jedes einzelne Fadenschutzrohr installiert, betrieben und geregelt werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Kuhlsystem für Filamentbündel zu schaffen, welches dem Schutz der noch nicht erstarrten Fiiamente und deren behutsamer Abkühlung dient und gleichzeitig eine möglichst einfache Handhabung und hohe Wirtschaftlichkeit sichert.
Die Losung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemaß durch ein Kuhlsystεm gemäß den Angaben der Patentansprüche.
Das Kuhlsystem eignet sich für alle durch Sch elzspiπnen verarbeitDare Polymers, insbesondere für textile Polyesterfi lamente, die rrrt hohe" Aufspulgeschwindigkei t ersponnen werden Der Erfiπdungsgedaπke geht davon aus, daß in einem zylindrischen Rohr eine Luftsäule an sich mit (fast) konstanter Geschwindigkeit strömt, auch wenn die Luftschichten in einem parabelförmigen Strömungsprofil von innen nach außen langsamer werden. Dies ist für den erstarrten Faden, der selbst mit konstanter Geschwindigkeit läuft, bedeutungslos, nicht aber für die noch weichen, sich streckenden Fiiamente, deren Geschwindigkeit solange zunimmt, bis die Erstarrung eingetreten ist. Betrachtet man nun ein konisches Rohr, so liegt auch hier ein parabelförmiges Strömungsprofi 1 (von innen nach außen langsamer werdend) vor. Aber dieses Profil ist am engen Ende wesentlich stärker ausgeprägt als am weiten Anfang, d. h. die Geschwindigkeit des Luftstromes ist nicht konstant, sondern nimmt zu. Und dies gilt nicht nur für übliche zylindrische Rohre, sondern auch für Rohre mit rechteckigem Querschnitt.
Der Erfindungsgedanke geht des weiteren davon aus, daß statt einzelner, konischer Rohre für jeden einzelnen Faden, auch ein sich verjüngender rechteckiger Kanal für alle Fäden gemeinsam die Aufgabe erfüllen kann, einen unterstützenden Begleitluftstrom mit möglichst angepaßter Geschwindigkeit zu den Fäden zu erzeugen. Der rechteckige Querschnitt, insbesondere in Verbindung mit Trennwänden zwischen den einzelnen Filamentbündeln, erlaubt eine gleichmäßigere Abkühlung sämtlicher Einzelfilamente der Filamentbündel als zum Beispiel ein ovaler Querschnitt. Dabei ist es im Prinzip gleich, wo und wie die Verjüngung stattfindet. Vorzugsweise sollte aber der erste Teil des Schachtes (A) in der Breite konstant bleiben, damit die einzelnen Filamentbündel parallel und unter gleichen Bedingungen abgezogen werden können. Dies kann durch zusätzliche Schutzbleche zwischen den einzelnen Spinndüsenposi tioπen noch unterstützt werden. Hier ist bis zum unteren Ende des ersten Schachtes (A) auch Raum genug für die übliche Position des Präparationsölers, der zudem in der Höhe verstellbar sein kann, um die Vorteile der Erfindung auch für unterschiedliche Titer nutzen zu können. Direkt vor dem Übergang zum folgenden Schacht (B) ist zunächst ein Fadeπführer untergebracht.
Je nachdem, ob die einzelnen Filamentbündel einzeln oder zu mehreren zusammengefaßt aufgewickelt werden sollen, hat Schacht B einen geringfügig in der Tiefe verjüngten oder einen stark verjüngten Querschnitt. Bei einzeln aufzuwickelnden, nebeneinander angeordneten Filamentbündeln bleibt die Breite des Schachtes B unverändert über die gesamte Schachthöhe und gegenüber Schacht A. Die Tiefe des Schachtes B sollte am unteren Ende so bemessen sein, daß einerseits Falschluft und Turbulenzen unterbunden werden, andererseits aber Berührungen der Schachtwandungen durch die Fiiamente ausgeschlossen sind. Dies wird durch eine leichte Neigung der Vorder- und/oder Rückwand des Schachtes B entsprechend einer geringfügigen Verjüngung erreicht. Bei zusammengefaßt aufzuwickelnden Filamentbündeln erfolgt zusätzlich eine seitliche Verjüngung des Schachtes B, damit die Fäden platzsparend weiter geführt werden können. Kurz vor dem Ende dieses zweiten Schachtes (B) wird die Absaugung der Luft vorgenommen, wobei die Luft bis zur Spinπpositioπ zurückgeführt werden kann, um bereits temperiert (weil im Kreis gefahren) nahe am Faden erneut eingebracht zu werden. Weitere Luftmengen werden, soweit nötig, durch den oberen offenen Spalt zwischen Spiπndüseπeinheiteπ und dem ersten Schacht (A) angesaugt. Am Übergang des zweiten Schachtes (B) zum Eπdschacht (C) können weitere Fadeπführer angebracht sein.
Der Erfiπdungsgedanke geht des weiteren davon aus, daß der erstarrte Faden, der von der Aufspulmaschiπe mit konstanter, hoher Geschwindigkeit abgezogen wird, um sich herum einen automatisch mitlaufenden Luftmantel hat. Diese Schleppluft kann nicht verhindert, aber genutzt werden. Statt also den Fadenaustritt zu verengen und die O 00/61842
gesamte Luft aus dem Kanal abzusaugen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, nach dem Austritt aus dem Schacht (B) einen im Querschnitt konstant, aber sehr eng bleibenden Endschacht (C) anzuschließen, in dem die Fäden möglichst lange verbleiben sollen. Die hier entstehende konstante Luftströmung verhindert nicht nur das Einströmen von Falschluft, sondern unterstützt noch durch die vorerwähnte Schleppluft den Sog auf die Luftzuströmung und entlastet so die Kosten für die Erzeugung der Saugluft.
Der prozeßtechπische Nutzeffekt der Erfindung liegt vor allem in der Möglichkeit, höhere Spiπngeschwindigkeiten als bei konventionellen Verfahren mit rein mechanischen Mittel zu erreichen. Auch wird die Aufgabe gegenüber dem bekannten EP-Patent 0682 720 besser und kostengünstiger gelöst.
Die weitere Beschreibung erfolgt anhand der Zeichnungen, wobei: Fig. 1 zeigt schematisch ein erfinduπgsgemäßes Kühlsystem, links einen Schnitt durch den Fadenlauf von der Spinndüseneinheit bis zur Aufspulung und rechts die Ansicht auf einen beispielhaften Aufbau mit sechs Fadenläufen.
Fig. 2 zeigt links den Fadenlauf in einem konventionellen Kühlschacht mit Querstromanblasung und den vertikalen Geschwindigkeitsverlauf der Gesamtluft und rechts im Diagramm die Filameπtgeschwiπdigke t und dazu die Geschwindigkeit der unmittelbaren Begleitluft des Fadens. Fig. 3 zeigt links den Fadenlauf in einem erfindungsgemäßen Kühlschacht mit Gleichstromführung und den vertikalen Geschwiπdigkeitsverlauf der Gesamtluft und im Diagramm rechts die Filamentgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit der unmittelbaren Begleitluft des Fadens. Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Beispiel für sechs Fäden in dreidimensionaler Darstellung. In Fig. 1 wird ein erfindungsgemäßer Verfahrensaufbau rein schematisch dargestellt. Links im Schnitt wird der Fadenlauf (3a, 3) von der Spiπndüseneinheit (1) bis zur Aufspulung (2) und rechts dazu die Ansicht für einen beispielhaften Aufbau mit sechs Spinndüseneinheiten (1) gezeigt. Der erste Schacht (A) ist in der Breite konstant, d. h. die beiden Seitenwände (4) sind gerade und parallel zueinander ausgeführt, und die Verjüngung findet nur über die Vorder- und Rückwand (5a, 5b) des Schachtes statt. Der Fadenlauf (3a) ist leicht aus der Senkrechten verspannt, damit im Präparationsöler (6) der Anlauf gewährleistet werden kann. Vorder- und Rückwand (5a, 5b) des Schachtes sind zur Fadenmitte gleichmäßig geneigt, so daß die Schrägung asymmetrisch erfolgen muß. Rechts in der Ansicht sind die einzelnen Schutz- bzw. Treπnbleche (7) gezeigt, die identische Bedingungen zwischen den einzelnen Filamentbündeln (3a), die in diesem Bereich parallel zueinander abgezogen werden, schaffen. Am unteren Ende des ersten Schachtes (A) sind zunächst die Präparationsöler (6), die für unterschiedliche Titer in der Höhe verstellbar sein müssen, und danach die ersten Fadenführer (8) direkt vor dem Übergang zum nachfolgenden Schacht (B) untergebracht. Da die Filamentbündel (3) im vorliegenden Beispiel separat aufgewickelt werden, erfolgt nur eine geringe
Verjüngung des Schachtes B über dessen Vorder- und Rückwand (9a, 9b) . Die Breite des Schachtes (B) bleibt hingegen konstant, die Seitenwände (10) also parallel zueinander. Die Luftabsaugung (11) erfolgt kurz vor dem Ende des zweiten Schachtes (B) mittels Sauggebläse (11a), und die Luft wird dann bis zu den Spinndüseneinheiten (1) zurückgeführt, um bereits temperiert (weil im Kreis gefahren) nahe am Faden über einen Einblasring (12) eingebracht und gleichmäßig auf die Spinndüseneinheiten (1) verteilt zu werden. Weitere Luftmeπgeπ werden am oberen offenen Anfang des ersten Schachtes (A) durch den Spalt (13) angesaugt, soweit nötig. Am Übergang des zweiten Schachtes (B) zum Endschacht (C) sind die zweiten Fadenführer (14) angebracht, die gegebenenfalls auch entfallen können. Grundsätzlich kann die Luftabsauguπg (11) auch in Abzugsrichtung weiter unten aus Schacht C vorgenommen werden. Jedoch ist die Gefahr unerwünschter Falschluftansaugung um so größer, je geringer der Abstand zwischen Luftabsauguπg (11) und dem Austrittsende (18) von Schacht C ist. Der Schacht (C) ist im Querschnitt konstant, aber sehr eng gehalten, damit die hier entstehende konstante Luftströmung das Einströmen von Falschluft verhindert, und reicht bis kurz vor die erste Abzugsgalette (17) oder bei galettenlose Spinnen bis kurz vor das nachfolgende Spinnelement, zum Beispiel der Wickler (2). Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen Filamentbündeln und den Wandungen (15a, 15b) von Schacht (C) 1 bis 4 cm.
Fig. 2 zeigt schematisch links den Fadenlauf (3a, 3) in einem konventionellen Kühlschacht und den vertikalen Geschwiπdigkeitsverlauf der Gesamtluft, die quer eingeblaseπ nach unten hin nur sehr langsam strömt. Rechts im Diagramm ist die Filamentgeschwindigkeit eingetragen, die von der Einspritzgeschwindigkeit (VI) bis auf d,ιe Aufspulgeschwindigkeit (V2) zunimmt, um dann konstant zu bleiben. Fast parallel dazu nimmt die Geschwindigkeit der unmittelbaren Begleitluft, nur durch den Sog des Fadens erzeugt, ihren Verlauf.
Im Vergleich dazu zeigt die Fig. 3 links den schematischen Fadenlauf (3a, 3) im Schacht A und B eines erfindungsgemäßen Kühl Systems und den vertikalen Geschwiπdigkeitsverlauf der im Gleichstrom geführten
Gesamtluft. Hier wird, durch die Absauguπg erzwungen, die vertikal bewegte Luft durch die Verjüngung des Kühlschachtes A insgesamt beschleunigt. Der Geschwmdigkei tsverlauf des Filamentes und die Gescnwiπdigkei t der unmittelbaren Begleitluft des Fadens wird im Diagramm rechts dargestellt. Weil schon eine beschleunigte Luftbewegung vorliegt, braucnt der Faden (3a, 3) seine unmittelbare Begleitluft nicht so extrem zu beschleunigen, wie bei konventioneller Fadeπkuhluπg. D. h., die Filamentgeschwmdigkeit des nicht erstarrten Polymers (3a) wird nicht so stark gebremst wie beim Stand der Technik üblich, und der Erstarrungspunkt der Fiiamente bzw. der erste Fadenfuhrer (8) liegt weiter weg von der Spinnduseneiπheit (1). Durch diese sanfte Verstreckung, in einem längeren Zeitraum als üblich, kann die Abzugsgeschwindigkeit erhöht werden, ohne daß es zum Fadenbruch kommt.
Fig. 4 zeigt ein anderes, erfmdungsgemaßes Beispiel für sechs gemeinsam aufgewickelte Filamentbündel (3) in dreidimensionaler Darstellung. Der erste Schacht (A) ist in der Breite konstant und entsprechend der Spinnaπordnuπg ausgelegt. Zwischen den einzelnen Filamentbündeln (3a) sind Trennbleche (7) positioniert, so daß für jedes dieser Fadenbundel (3a) der gleiche Raum zur Verfugung steht. Oie Hohe des Schachtes (A) wird in der Regel 1,8 bis max. 2,2 betragen, entsprechend der Etagenhohe der Spinnbuhπe. Die beiden Seiteπwaπde (4) sind gerade und parallel zueinander ausgeführt und die Verjüngung von insgesamt 10° bis max. 30° findet nur seitlich übe, die Vorder- und Ruckwand (5a, 5b) des Schachtes statt. Die Vorderwand (5a) ist klappbar ausgeführt, wobei die Scharniere der Flügeltüren (19) für eine vertikal senkrechte Öffnung vorgesehen sind. Die Türen (19) haben im Bereich der Oleranordπung (6) Sichtfenster (20) zur Prozeßuberwachung am 01er (6) und ersten Fadenfuhrer (8). In der Zeichnung ist die linke Tur (19) geöffnet dargestellt. Die Verjüngung im zweiten Schacht (B) ist zwar frei wahlbar, erfolgt jedoch vorwiegend seitlich und möglichst kurz bauend, damit die Faden (3) platzsparend weiter gefuhrt werden können, d. h. hier ergibt sicn die Dimensiomerung mehr oder weniger aus αeπ baulichen Gegebenheiten der Anlage. Im allgemeinen ist ein Winkel von 2 bis 30° zwischen Vorder- und Ruckwand (9a, 9b) und von 30 bis 120° zwischen beiden Seiteπwanden (10) angemessen. Die LuftaDsauguπg (11) erfolgt kurz vor dem Ende des Schachtes (B) uoer ein angepaßtes 10
Rohrsystem. Die Rückführung der Luft bis zur Spmnposition ist hier nicht gezeigt. Der anschließende Endschacht (C) ist im Querschnitt konstant gehalten, aber er sollte so eng, wie noch handhabbar, und auch so lang wie möglich sein. Hier ist eine einzelne Tur (21) vorgesehen, die bis in den Bereich am Übergang des zweiten Schachtes (B) reicht, damit die zweiten Fadenfuhrer (14) bedient werden können.

Claims

11
Patentansprüche:
1. Kühlsystem für Filamentbündel, welche durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Spiππdüseπeinheiten (1) aus Polymerschmelze ersponπeπ und mit einer Geschwindigkeit von
> 1000 m/min von einem Abzugsystem abgezogen werden, wobei die Filamentbündel durch einen gleichgerichteten Luftstrom abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem aus folgenden Teilen besteht: - unmittelbar unterhalb der Spinndüseneinheiten (1) Mittel (12, 13) zum Zuführen von Luft, daran anschließend ein Schacht A mit rechteckigem Querschnitt, konstanter Breite zwischen den Schacht- Seitenwäπden (4) und sich in Abzugsrichtung verjüngender Tiefe zwischen Schacht-Vorder- und -Rückwand (5a, 5b), wobei die Filamentbündel (3a) durch den Schacht A abgezogen werden und nahe dem Austritt aus Schacht A zunächst über einen Präparationsöler (6) und danach durch einen ersten Fadenführer (8) geführt werden, - ein an Schacht A anschließender Schacht B mit rechteckigem
Querschnitt und sich in Abzugsrichtuπg verjüngender Tiefe und wahlweise verjüngender Breite, wobei die Filamentbündel (3) durch den Schacht B abgezogen werden, ein an Schacht B anschließender Schacht C mit rechteckigem, konstantem Querschnitt, welcher bis nahe an das Abzugssystem
(17) reicht, wobei die Filamentbündel (3) durch den Schacht C dem Abzugssystem (17) zugeführt werden, und nahe dem Austritt aus Schacht B Mittel (11) zum Abführen von Luft. 12
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schachtes A zwischen jeweils zwei Filamentbündeln (3a) je eine Trennwand (7) angeordnet ist, welche über die gesamte Tiefe des Schachtes A parallel zu dessen Seitenwänden (4) verläuft.
Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Vorder- und Rückwand (5a, 5b) des Schachtes A in einem Winkel von 10 bis 30° zueinander angeordnet sind, wobei beide Wände (5a, 5b) gleichmäßig zur Achse der Filamentbündel (3a) geneigt sind.
4. Kühlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen Vorder- und Rückwand (5a, 5b) variabel einstellbar ist, wobei die Einstellung derart erfolgt, daß innerhalb des Schachtes A die Strömungsgeschwindigkeit der zugeführten Luft in etwa im gleichen Umfang zunimmt wie die Geschwindigkeit der Filamentbündel (3a).
5. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Filamentbündeln (3) und den Wandungen (15a, 15b, 16) von Schacht C 1 bis 4 cm beträgt.
6. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt von Schacht B in der Tiefe und in der Breite verjüngt, wobei die Filamentbündel (3) nahe dem Austritt aus Schacht B durch einen zweiten Fadenführer (14) geführt werden.
7. Kühlsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Vorder- und Rückwand (9a, 9b) des Schachtes B in einem Winkel von 2 bis 30° und die beiden Seitenwände (10) in einem Winkel von 30 bis 120° zueinander verlaufen.
8. Kuhlsystem nach einem der AπsQruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderwand (5a) des Schachtes A und/oder die Vorderwand (15a) des Schachtes C geöffnet werden kann.
9. Kuhlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Zufuhren von Luft aus einem zur Umgebungsluft offenen Spalt (13) zwischen Schacht A und den Spinnduseπemheiten (1) besteht, und das Mittel zum Abfuhren von Luft aus mindestens einer von Schacht B abzweigenden Leitung (11) mit Absauggeblase (11a) besteht.
10. Kuhlsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Zufuhren von Luft zusätzlich einen in den Spalt (13) mundenden, die mindestens zwei Spinπduseπeinheiten (1) u geDenden Blasπng (12) umfaßt, wobei die mittels des mindestens einem Absauggeblase (11a) abgeführte Luft zu dem Blasring (12) ruckgefuhrt und gleichmäßig auf die mindestens zwei Spinndusenemheiten (1) verteilt wird.
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