DE10214479A1

DE10214479A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stapelfasern

Info

Publication number: DE10214479A1
Application number: DE2002114479
Authority: DE
Inventors: Matthias Schemken; Horst Kropat
Original assignee: Neumag GmbH and Co KG
Current assignee: SAURER GMBH & CO. KG, 41069 MOENCHENGLADBACH, DE
Priority date: 2002-03-30
Filing date: 2002-03-30
Publication date: 2003-10-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Stapelfasern, bei welchen in einem ersten Prozeßschritt ein Spinnkabel aus geschmolzenen Filamentsträngen gebildet wird und bei welchen in einem zweiten Prozeßschritt das Spinnkabel abgezogen, behandelt und zu Stapelfasern geschnitten wird. Zur Speicherung des in dem ersten Prozeßschritt hergestellten Spinnkabels wird erfindungsgemäß das Spinnkabel zu einem Wickel aufgewickelt. Damit wird eine gegenüber der herkömmlichen Kannenablage wesentlich höhere Packungsdichte erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stapelfasern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Zur Herstellung von Stapelfasern ist es bekannt, daß zunächst in einem ersten Prozeßschritt eine Mehrzahl von Filamentsträngen aus einer Polymerschmelze gesponnen werden und nach dem Abkühlen zu einem Spinnkabel zusammengeführt werden. Die Spinnkabel werden zur Speicherung in einer Kanne abgefegt. Dabei ist es erforderlich, daß die Kanne durch aufwendige Hilfseinrichtungen während des Ablegens des Spinnkabels eine Bewegung ausführt, so daß einerseits eine ausreichend Fülldichte innerhalb der Kanne erreicht wird und andererseits ein nachträgliches Abziehen des Spinnkabels aus der Kanne heraus in einem zweiten Prozeßschritt möglich wird. Hierzu wird in dem zweiten Prozeßschritt mehrere Kannen in ein Kanngatter gestellt, so daß mehrere Spinnkabel parallel nebeneinander aus den jeweiligen Kannen abgezogen werden könne. Die Spinnkabel werden zu einem Tow zusammengeführt, um nach einer oder mehreren Behandlungsschritten mittels einer Schneidvorrichtung in kurze Abschnitte, den sogenannten Spapelfasern geschnitten zu werden.

Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung basieren darauf, daß das Spinnkabel als mehr oder weniger loses Bündel in einer Kanne gespeichert wird. Um dabei ein Verheddern des Spinnkabels sowie einen störungsfreien Abzug innerhalb des zweiten Prozeßschrittes zu ermöglichen, können die Spinnkabel mit nur relativ geringer Ablagegeschwindigkeit in die Kanne geführt werden. Daraus resultiert wiederum eine geringe Packungsdichte des abgelegten Spinnkabels innerhalb der Kanne.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, bei welchem oder bei welcher das Spinnkabel im ersten Prozeßschritt mit möglichst hoher Packungsdichte gespeichert und anschließend im zweiten Prozeßschritt störungsfrei abgezogen werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß das Aufnehmen, Speichern und Bereitstellen der Spinnkabel beim Übergang vom ersten Prozeßschritt zum zweiten Prozeßschritt auf einfache Art und Weise mit einfachen Mitteln ausführbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst.

Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 sowie vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den Ansprüchen 11 bis 20 definiert.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei den bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung die erreichte Packungsdichte während der Ablage des Spinnkabels im wesentlichen von der Fallgeschwindigkeit des Spinnkabels bestimmt ist. Die Fallgeschwindigkeit, die sich aufgrund der Erdbeschleunigung und der Masse des Spinnkabels einstellt, läßt sich nur durch Fördermittel erhöhen. Demgegenüber geht die Erfindung einen völlig entgegengesetzten Weg, indem das Spinnkabel nicht wie bisher zur Ablage gefördert, sondern zur Ablage gezogen und dabei zu einem Wickel aufgewickelt wird. Somit lassen sich unabhängig von der Dicke des Spinnkabels und von der Abzugsgeschwindigkeit hohe Packungsdichten erzielen. Dabei kann das Spinnkabel sowohl mit einer Parallelwicklung oder mit eine Kreuzwicklung aufgewickelt werden. Bei einem Wickeldurchmesser von ca. 1,5 m und einer Wickelbreite von ca. 1 m könnte eine Menge von Spinnkabeln von ca. 1,5 t in einem Wickel aufgenommen werden. Demgegenüber würde eine Rundkanne mit dem Durchmesser 1,5 m und 1 m Höhe lediglich eine Menge von ca. 0,4 t speichern können.

Um eine kontinuierliche Herstellung der Stapelfaser zu ermöglichen, wird in dem zweiten Prozeßschritt der Wickel zum abziehen des Spinnkabels an einem Wickelgatter gehalten, wobei mehrere Spinnkabel von mehreren Wickeln gleichzeitig aus dem Wickelgatter abgezogen und zu einem Tow zusammengeführt werden. Hierbei läßt sich das Spinnkabel in Abhängigkeit von der Wicklung sowohl seitlich als auch über Kopf vom Wickel abziehen. Aufgrund großer Speichermengen der Wickel sind lange kontinuierliche Bearbeitungszeiten zur Herstellung der Stapelfaser möglich. Dabei lassen sich sogar durch Hinzufügen von Reservewickel innerhalb des zweiten Prozeßschrittes eine kontinuierliche Bearbeitung ohne Umstellungsunterbrechungen erreichen.

Die Wickel werden nach Fertigstellung vorzugsweise durch eine Transporteinrichtung automatisiert zwischen dem ersten Prozeßschritt und dem zweiten Prozeßschritt geführt. Dabei lassen sich die Wickel sowohl aus der Aufwickelvorrichtung also auch in das Wickelgatter automatisch beispielsweise durch Roboter führen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß dem Anspruch 4 und dem Anspruch 13 zeichnet sich besonders dadurch aus, daß jedes durch eine Spinndüse gesponnenes Spinnkabel individuell geführt, behandelt und zu einem Wickel aufgewickelt werden kann. Hier ist eine gegenseitige Beeinflussung der Spinnkabel sowohl bei Störung in der Spinnlinie als auch beim Anlegen in beispielsweise den Abzugswerken innerhalb des ersten Prozeßschrittes ausgeschlossen. Damit wird eine flexible Herstellung von Spinnkabeln möglich.

Die den Spinndüsen zugeordneten Abzugswerke und Aufwickeleinrichtungen sind vorzugsweise unabhängig voneinander steuerbar, so daß die Spinnkabel unabhängig voneinander abgezogen werden und unabhängig voneinander aufgewickelt werden. Damit können sogar vorteilhaft Spinnkabel im ersten Prozeßschritt mit unterschiedlichen Spinntitern hergestellt werden. So können beispielsweise die Abzugswerke individuell mit unterschiedlichen Abzugsgeschwindigkeiten betrieben werden. Desweiteren lassen sich Instandhaltungsarbeiten sowie die Reparaturen einzelner Abzugswerke und Wickeleinrichtungen ohne Unterbrechung der benachbarten Spinnlinie durchführen.

Es ist jedoch auch möglich, daß benachbarte Spinnkabel innerhalb des ersten Prozeßschrittes parallel gleichzeitig zu Wickeln aufgewickelt werden. Dabei ist eine Aufwickeleinrichtung eingesetzt, die mehrere mittels gemeinsamer Antriebe gesteuerte Wickelstellen aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise zur Ausfülung des ersten Prozeßschrittes mit einer Spinneinrichtung ausgeführt, bei welcher die Spinndüse, das Abzugswerk und die Aufwickeleinrichtung zur Erzeugung und Aufwicklung eines der Spinnkabel eine steuerbare Spinnposition bilden. Es ist jedoch auch möglich, daß lediglich Gruppen von Spinnpositionen zusammengefaßt und gemeinsam gesteuert werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ermöglicht, daß die durch mehrere Spinndüsen extrudierten Filamentstränge zu einem Spinnkabel zusammengefügt werden und daß die den Gruppen von Spinndüsen zugeordneten Spinnkabel parallel einzeln zu Wickeln aufgewickelt werden. Hierzu ist einer Gruppe von Spinndüsen jeweils ein Abzugswerk und eine Aufwickeleinrichtung zugeordnet.

Grundsätzlich werden hierbei zwei Varianten unterschieden, bei einer ersten Variante lassen sich die Filamentstränge unmittelbar nach dem Spinnen und Abkühlen zu dem Spinnkabel zusammenfassen. Damit erfolgt ein gemeinsames Abziehen und Führen der Spinnkabel innerhalb des ersten Prozeßschrittes.

Bei einer zweiten Variante werden die Filamentstränge erst kurz vor dem Aufwickeln zu dem Spinnkabel zusammengeführt. Damit lassen sich die Filamentstränge zunächst unabhängig voneinander abziehen, und führen. Diese Verfahrensvariante ist insbesondere zur Herstellung von Mehrkomponentenspinnkabeln geeignet. Dabei ist jeder Spinndüse ein Abzugswerk zugeordnet.

Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 19 zeichnet sich dadurch aus, daß im wesentlichen in dem ersten Prozeßschritt keine wesentlichen Umlenkungen der Filamentstränge bzw. der Spinnkabel erfolgt. Hierzu sind die Spinndüsen, die Abzugswerke und die Aufwickeleinrichtungen etagenmäßig übereinander angeordnet.

Dabei ist besonders von Vorteil, wenn die Abzugswerke und die Aufwickeleinrichtungen nebeneinander in einer Aufstellebene angeordnet sind. Damit ist eine Bedienung und Überwachung aller einzelnen steuerbarer Abzugswerke und Aufwickeleinrichtungen auch durch eine Bedienperson ausführbar.

Durch die Erfindung können mehrere Spinnkabel parallel nebeneinander mit hoher Flexibilität in einem ersten Prozeßschritt gesponnen und aufgewickelt werden, um anschließend in einem zweiten Prozeßschritt parallel aus einem Wickelgatter abgezogen, zusammengefaßt und zu Stapelfasern geschnitten werden. Gegenüber dem bekannten Herstellungsverfahren zeichnet sich die Erfindung besonders dadurch aus, daß die Spinnkabel mit hoher Packungsdichte gespeichert werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind grundsätzlich geeignet, um jegliche Arten von Stapelfasern herzustellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der ertindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 2 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 3 schematisch eine Ansicht einer Spinneinrichtung zur Ausführung des er- Sten Prozeßschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens
Fig. 4 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spinneinrichtung zur Austbhrung des ersten Prozeßschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel weist zur Durchführung eines ersten Prozeßschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Spinneinrichtung 1 und zur Durchführung eines zweiten Prozeßschrittes eine Behandlungseinrichtung 3 auf. Die Spinneinrichtung 1 und die Behandlungseinrichtung 3 sind über eine Transporteinrichtung 2 miteinander verbunden.
Die Spinneinrichtung 1 weist zum Schmelzspinnen eines Spinnkabels 11 mehrere Spinndüsen 6.1, G.2 und 6.3 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Spinndüsen beispielhaft. Derartige Spinneinrichtungen können eine Vielzahl von Spinndüsen aufweisen. Jeder Spinndüse 6.1, 6.2 und 6.3 ist jeweils eine Spinnpumpe 5.1, 5.2 und 5.3 zugeordnet. Die Spinnpumpen 5.1 bis 5.3 sind über einen Schmelzeverteiler 21 mit einem Extruder 4 verbunden.
Die Spinndüsen 6. 1 bis 6.3 sind ringförmig ausgebildet, um eine Vielzahl von Filamentsträngen in einer kreisförmigen Anordnung zu extrudieren. Unterhalb der Spinndüsen G. 1 bis 6.3 ist konzentrisch zu den Spinndüsen jeweils eine ßlaskerze 7.1, 7.2 und 7.3 angeordnet. Die Blaskerzen 7.1 bis 7.3 sind jeweils an einer Kühlluftzufuhr (hier nicht dargestellt) angeschlossen, um einen Kühlluftstrom zur Kühlung der Filamentstränge zu erzeugen.
Unterhalb der Blaskerzen 7.1 bis 7.3 ist jeweils eine Präparationseinrichtung 8.1 bis 8.3 vorgesehen, um die Filamentstränge jeweils zu bündeln.
In Laufrichtung der Filamentstränge ist unterhalb der Präparationseinrichtungen 8.1 bis 8.3 ein Abzugswerk 9 angeordnet. Das Abzugswerk 9 weist mehrere nebeneinander angeordnete Walzen auf. Die Walzen sind angetrieben. Im Einlaufbereich des Abzugswerkes 9 sind vorzugsweise Präparationswalzen vorgesehen, durch welche die Filamentbündel 12.1 bis 12.3 zu einem Spinnkabel 11 zusammengeführt werden.
Dem Abzugswerk 9 ist eine Aufwickeleinrichtung 10 nachgeordnet, durch welche das Spinnkabel 11 zu einem Wickel 13 aufgewickelt wird. Der Wickel 13 ist hierzu an einem antreibbaren Spulenhalter der Aufwickeleinrichtung 10 gehalten.
Mitteis der Spinneinrichtung 1 wird in einem ersten Prozeßschritt ein Spinnkabel 11 schmelzgesponnen. Hierzu wird ein thermoplastischer Kunststoff durch den Extruder 4 aufgeschmolzen und den Spinnpumpen 5.1 bis 5.3 zugeführt. Die Spinnpumpen 5.1 bis 5.3 führen die Kunststoffschmelze unter Druck zu den zugeorndeten Spinndüsen 6. 1 bis 6.3, wobei die Spinndüsen 6.1 bis 6.3 jeweils eine Vielzahl von Düsenbohrungen aufweisen, so daß aus jeder Düsenbohrung ein Filamentstrang extrudiert wird. Derartige Spinndüsen können hier bei einer Anzahl von Düsenbohrungen von %8000 aufweisen. Die Filamentstränge werden gemeinsam durch das Abzugswerk 9 von den Spinndüsen 6.1 bis 6.3 abgezogen. Dabei werden die Filamentstränge abgekühlt, präpariert und zu den Filamentbundeln 12.1, 12.2 und 12.3 gebündelt. Die Filamentbündel 12.1 bis 12.3 werden vor Einlauf in das Abzugswerk zu einem Spinnkabel 11 zusammengeführt. Von dem Abzugswerk 9 gelangt das Spinnkabel 11 zu der Aufwickeleinrichtung 10, durch welches das Spinnkabel 11 zu dem Wickel 13 gewickelt wird. Das Spinnkabel 11 kann dabei parallel oder als Kreuzwicklung aufgewickelt werden. Dabei kann das Spinnkabel 11 oder die Aufwickeleinrichtung 10 hin und herbewegt werden, um eine Belegung des Wickels 13 über der gesamten Wickelbreite zu ermöglichen. In Fig. 1 ist die Situation gezeigt, bei welcher die Aufwickeleinrichtung 10 mittels einer hier nicht dargestellten Hilfseinrichtung hin- und hergeführt wird, so daß das Spinnkabel in einer Parallelwicklung in den Wickel 13 aufgenommen wird.
Nachdem der Wickel 13 einen Enddurchmesser von beispielsweise 1,5 m erreicht hat, erfolgt ein Wickelwechsel in der Aufwickeleinrichtung. Dabei wird der Vollwickel 16 mittels der Transporteinrichtung 2 aufgenommen und zur Behandlungseinrichtung 3 gebracht.
In Fig. 1 ist die Transporteinrichtung 2 durch eine Führungsbahn 24 und einen fahrbaren Doffer 14 dargestellt.
Die von der Transporteinrichtung 2 bereitgestellten Vollwickel werden in der Behandlungseinrichtung 3 an einem Wickelgatter 15 aufgenommen. Das Wickelgatter 15 enthält mehrere Wickelhalter, wobei in Fig. 1 beispielhaft 3 Wickelhalter 23.1, 23.2. und 23.3 gezeigt sind. Auf den Wickelhaltern 23.1 bis 23.3 sind jeweils Vollwickel 16.1 bis 16.3 aufgesteckt. Neben den Vollwickeln 16.1 bis 16.3 sind jeweils Reservewickel 29.1 bis 29.3 an den Wickelhaltern 23.1 bis 23.3 angeordnet, deren Spinnkabel mit den Spinnkabeln der Vollwickel verbunden sind.
Die Behandlungseinrichtung 3 enthält mehrere Behandlungsmittel, die zu einer Faserstraße angeordnet sind, durch welche die Spinnkabel in mehreren Stufen behandelt und zuletzt zu Stapelfasern geschnitten werden. In Fig. 1 sind als Behandlungsmittel beispielhaft ein Streckwerk 17, eine Fixiervorrichtung 18, eine Kräuselvorrichtung 19 und eine Schneidvorrichtung 20 schematisch dargestellt.
Durch die Behandlungseinrichtung 3 wird der zweite Prozeßschritt des erlindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt. Dabei werden die Spinnkabel 11.1, 11.2 und 11.3 gemeinsam durch das Streckwerk 17 über den Umlenkrollen 24.1 bis 24.4 abgezogen und vor Einlauf in das Streckwerk 17 zu einem Tow 30 zusammengeführt. Das Tow 30 durchläuft die Faserstraße wobei in dem Streckwerk 17 eine Verstreckung des Tow 30 stattfindet. Hierzu sind vorzugsweise mehrere beheizte und unbeheizte Walzen vorgesehen. Nach dem Verstrecken wird das Tow durch eine Fixiervorrichtung 18 geführt, wobei eine oder mehrere thermische Behandlungen vor oder zwischengeschaltet sein können. Nach der Fixierung gelangt das Tow in eine Kräuseleinrichtung 19, die vorzugsweise nach dem Stauchkräuselprinzip eine Kräuselung in dem Tow 30 erzeugt. Anschließend gelangt das gekräuselte Tow 30 in die Schneidvorrichtung 20, durch welche das Tow 30 in Stapelfasern mit vorbestimmter Länger geschnitten werden. Die erzeugten Stapelfasern können danach beispielsweise pneumatisch zu einer Ballenpresse geführt werden, um die Stapelfasern zu einem Ballen zu kompaktieren. Damit ist der zweite Prozeßschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens beendet.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so daß nachfolgend nur die Unterschiede beschrieben werden. Die Bauteile gleicher Funktion haben hierbei identische Bezugszeichen erhalten.
Die Vorrichtung setzt sich wiederum aus einer Spinneinrichtung 1, einer Transporteinrichtung 2 und einer Behandlungseinrichtung 3 zusammen. Die Spinneinrichtung 1 enthält mehrere Spinnpositionen zur Herstellung mehrerer Spinnkabel. Bei dem Ausführungsbeispiel sind drei Spinnpositionen 25.1, 25.2 und 25.3 gezeigt, wobei jede der Spinnpositionen 25.1, 25.2 und 25.3 zur Herstellung eines Spinnkabels identisch aufgebaut ist. Insoweit werden die Einrichtungen der Spinnpositionen 25.1 bis 25.3 nachfolgend nur anhand einer Spinnposition 25.1 erläutert.
Jede der Spinnpositionen 25.1 bis 25.3 enthält eine Spinndüse G, die auf der Unterseite eine Vielzahl von Düsenbohrungen in einer ringförmigen Anordnung aufweist. An dieser Stelle sei erwähnt, daß alle schmelzeführenden Bauteile durch zusätzliche Mittel beheizt ausgebildet sind. Der Spinndüse G ist ein Spinnpumpe 5 zugeordnet, die über den Schmelzeverteiler 21 mit dem Extruder 4 verbunden ist.
Unterhalb der Spinndüse G ist eine Blaskerze 9 im wesentlich konzentrisch zu der Spinndüse 6 angeordnet. Die Blaskerze 9 ist an einer hier nicht dargestellten Luftzuführung angeschlossen, die über die Spinndüse G mit der Blaskerze 7 verbunden ist. Die Blaskerze 7 besitzt einen luftdurchlässigen porösen Mantel, so daß ein über die Luftzuführung in das innere der Blaskerze eingeleitetes Kühlmedium, vorzugsweise Kühlluft, radial aus den Mantel der Blaskerze 7 strömt. Unterhalb der Blaskerze 7 ist eine Walzenpräparationseinrichtung 26 angeordnet. Die Walzenpräprationseinrichtung 26 bildet vorzugsweise mehrere in Laufrichtung hintereinander angeordnete Präparationswalzen, durch welche die Filamentstränge zu einem Spinnkabel 11 zusammengeführt werden. Der Walzenpräparationvorrichtung 26 ist ein Abzugswerk 9 mit mehreren Abzugswalzen nachgeordnet. Das Abzugswerk 9 weist mehrere Abzugswalzen auf, die versetzt in horizontaler Linie neben einander angeordnet sind. Die Abzugswalzen sind angetrieben. Die Abzugswerke 9 der Spinnposition 25.1 bis 25.3 sind als unabhängige Baueinheiten ausgebildet und über separate Antriebe unabhängig voneinander steuerbar.
Am Ende der Spinnpositionen 25.1 bis 25.3 ist jeweils eine Aufwickeleinrichtung 10 vorgesehen, um das Spinnkabel 11 zu einem Wickel 13 aufzuwickeln. Hierzu ist der Aufwickeleinrichtung 10 eine Verlegevorrichtung 27 vorgeordnet, um das Spinnkabel 11 jeweils entlang der Wickelbreite des Wickels 13 zu führen, so daß eine gleichmäßige Verteilung des Spinnkabels 11 auf den Wickel 13 erzeugbar ist.
Die Funktionweise der in Fig. 2 gezeigten Spinneinrichtung 1 unterscheidet sich somit zu der Funktionweise des vorhergehenden Ausführungsbeispiel dadurch, daß mehrere Spinnkabel 11.1 bis 11.3 parallel nebeneinander schmelzgesponnen und aufgewickelt werden. Hierzu wird in jeder der Spinnpostionen 25.1 bis 25.3 die durch die Spinndüse 6 extrudierten Filamentstränge mittels der Walzenpräparationseinrichltung 26 zu einem Spinnkabel 11 zusammengeführt. Somit entstehen drei Spinnkabel 11 parallel nebeneinander die jeweils durch die zugeordneten Abzugswerke 9 abgezogen und der Aufwickeleinrichtung 10 zugeführt werden. Durch die Verlegeeinrichtung 27 wird das Spinnkabel 11 vor Auflauf auf den Wickel 13 langsam hin und hergeführt. Nachdem der Wickel 13 einen Enddurchmesser von beispielsweise 1,5 m erreicht hat, erfolgt ein Wechsel der Wickel 13. Der Vollwickel wird entsprechend den vorhergehenden Ausführungsbeipiel nach Fig. 1 durch die Transporteinrichtung 2 zur Behandlungseinrichtung 3 geführt.
Die Behandlungseinrichtung 3 ist gegenüber den vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 derart ausgebildet, daß die Wickel 13 in dem Wickelgatter 15 durch die Wickelhalter 23.1 bis 23.3 derart gehalten sind, daß ein über Kopfabzug der Spinnkabel möglich wird. Die nachfolgende Behandlung des Tows ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so daß auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen wird.
Bei den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zur Speicherung des schmelzgesponnenen Spinnkabels jeweils ein Wickel erzeugt. Damit läßt sich eine vorteilhafte hohe Packungsdichte bei geringen Außenabmaße der Wickel erzeugen. Unabhängig von der Wicklungsart können derartige Wickel in einem Durchmesserbereich von ca. 1,5 m und einer Wickelbreite von 1 in hergestellt werden. Die Packungsdichte einer derartigen Wickelgröße erlaubt dabei eine Speicherung von insgesamt 1,5 t Spinnkabel.
Damit lassen sich lange, ununterbrochene Bearbeitungszeiten in dem zweiten Prozeßschritt zur Herstellung der Stapelfaser erreichen. Durch hinzufügen von Reservewickeln in den Gattergestellen können dadurch auch ununterbrochene Bearbeitungszeiten in der Faserstraße realisiert werden. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders zur Steigerung der Produktivität zur Herstellung von Stapelfasern besonders geeignet.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spinneinrichtung zur Durchführung des ersten Prozeßschrittes, wie sie beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 2 einsetzbar wäre. Der Autbau der in Fig. 3 gezeigten Spinneinrichtung ist im wesentlichen identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so daß auf die vorgenannte Beschreibung Bezug genommen wird und anschließend nur die Unterschiede aufgezeigt werden. Die Spinneinrichtung weist beispielhaft zwei Spinnpositionen 25.1 und 25.2 auf. In jeder der Spinnpositionen 25.1 und 25.2 wird jeweils ein Spinnkabel aus den extrudierten Filamentsträngen einer Spinndüse 6 gebildet. Die Spinnkabel 11.1 und 11.2 werden über die den Spinndüsen 6 zugeordneten Abzugswerlce 9 abgezogen und eine Aufwickeleinrichtung 10 zugeführt. Die Aufwickeleinrichtung 10 enthält zwei Wickelstellen 28.1 und 28.2. In jeder Wickelstelle wird gleichzeitig parallel jedes der Spinnkabel 11.1 und 11.2 zu den Wickeln 13.2 und 13.2. Die Wickel 13.1 und 13.2 sind hierzu an einem Spulenhalter der Aufwickeleinrichtung 10 gehalten und werden mit einer im wesentlichen konstanten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Der Aufwickeleinrichtung 10 ist eine Verlegevorrichtung 27 vorgeordnet, durch welche die Spinnkabel 11. 1 und 11.2 innerhalb der jeweilig zugeordneten Wickelbreiten der Wickel 13.1 und 13.2 geführt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spinneinrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist ebenfalls geeignet, um in der erfindungemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzt zu werden. Der Aufbau der Spinneinrichtung entspricht im wesentlichen den vorhergehenden Ausführungsbeispielen so das auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen wird. Bauteile gleicher Funktion haben identische Bezugszeichen erhalten. Nachfolgend werden nur die Unterschiede aufgezeigt.
Die in Fig. 4 dargestellte Spinneinrichtung weist zwei Spinnpositionen 25.1 und 25.2 auf, uni zwei Spinnkabel 11.1 und 11.2 herzustellen. Jede der Spinnpositionen ist identisch aufgebaut, so daß die Einrichtungen zum Schmelzspinnen und Herstellen der jeweiligen Spinnkabel 11.1 und 11.2 anhand einer Spinnposition 25.1 erläutert werden. Jede Spinnposition 25.1 und 25.2 besitzt zwei Spinndüsen 6.1 und 6.2, denen die Spinnpumpen 5.1 und 5.2 zugeordnet sind. Die Spinnpumpen 5.1 und 5.2 sind an einem Schmelzeverteiler 21 angeschlossen. Unterhalb der Spinndüsen 6.1 und 6.2 ist jeweils konzentrisch eine Blaskerze 7.1 und 7.2 angeordnet, deren Luftzuführung über die Spinndüse 6.1 und 6.2 erfolgt. Unterhalb der Blaskerze 7.1 und 7.2 ist jeweils eine Präparationseinrichtung 8.1 und 8.2 vorgesehen, durch welche die durch die Spinndüsen 6.1 und 6.2 extrudierten Filamentsträlig° gebündelt werden. Jeder der Filamentbündel 12.1 und 12.2 wird durch jeweils ein Abzugswerk 9.1 und 9.2 von den Spinndüsen 6.1 und 6.2 abgezogen. Die Abzugswerke 9.1 und 9.2 weisen hierzu mehrere nebeneinander angetriebene Walzen auf Den beiden Abzugswerken 9.1 und 9.2 ist eine Walzenpräparationseinrichtung 26 nachgeordnet: Durch die Walzenpräparationseinrichtung 26 werden die Filamentbündel 12.1 und 12.2 zu dem Spinnkabel 11.1 zusammengeführt. Anschließend gelangt das Spinnkabel 11.1 zu der Aufwickeleinrichtung 10, in welcher das Spinnkabel 11.1 zu dem Wickel 13.1 aufgenommen wird. Der Aufwickeleinrichtung 10 ist die Verlegevorrichtung 27 vorgeordnet.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Spinneinrichtung zur Durchführung des ersten Prozeßschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im besonderen geeignet um Spinnkabel aus Mehrkomponentenfilamenten herzustellen. Dabei besteht die Möglichkeit, das jeder Spinnpumpe separat ein Schmelzestrom zugeführt wird.
Die in den Fig. 1 bis Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiele sind in ihrem Aufbau beispielhaft. So können insbesondere in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und Fig. 2 zusätzliche Behandlungsmittel sowie ähnliche Ausbildungsvarianten ausgeführt sein. Die Erfindung umschließt alle Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Stapelfasern, bei welchen aus einer Vielzahl von Filamentsträngen gebildete Spinnkabel zur Zwischenspeicherung zwischen einem ersten Prozeßschritt und einem zweiten Prozeßschritt als Wickel aufgenommen wird. Bezugszeichenliste 1 Spinneinrichtung
2 Transporteinrichtung
3 Behandlungseinrichtung
4 Extruder
5, 5.1, 5.2, 5.3 Spinnpumpe
6, 6.1, 6.2, 6.3 Spinndüse
7, 7.1, 7.2, 7.3 Blaskerze
8, 8.1, 8.2, 8.3 Präparationseinrichtung
9, 9.1, 9.2 Abzugswerk
10 Aufwickeleinrichtung
11, 11.1, 11.2, 11.3 Spinnkabel
12.1, 12.2, 12.3 Filamentbündel
13, 13.1, 13.2 Wickel
14 Doffer
15 Wickelgatter
16, 16.1, 16.2, 16.3 Vollwickel
17 Streckwerk
18 Fixiervorrichtung
19 Kräuselvorrichtung
20 Schneidevorrichtung
21 Schmelzeverteiler
22 Führungsbahn
23.1, 23.2, 23.3 Wickelhalter
24.1, 24.2, 24.3 Umlenkrollen
25.1, 25.2, 25.3 Spinnpositionen
26 Walzenpräparationseinrichtung
27 Verlegevorrichtung
28 l 28. % Wickelstellen
29.1, 29.2, 29.3 Reservewickel
30 Tow

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Stapelfasern, bei welchem in einem ersten Prozeßschritt ein Spinnkabel aus schmelzgesponnenen Filamentsträngen gebildet und gespeichert wird und bei welchem in einem zweiten Prozeßschritt das gespeicherte Spinnkabel abgezogen, behandelt und zu den Stapelfasern geschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Spinnkabel zum Speichern in dem ersten Prozeßschritt zu einem Wickel aufgewickelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickel zum Abziehen des Spinnkabels 111 dem zweiten Prozeßschritt an einem Wickelgatter gehalten ist und daß mehrere Spinnkabel von mehreren Wickeln gleichzeitig abgezogen und zu einem Tow zusammengeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickel nach Fertigstellung durch eine Transporteinrichtung automatisiert zwischen dem ersten Prozeßschritt und dem zweiten Prozeßschritt geführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels einer Spinndüse extrudierten Filamentstränge zu dem Spinnkabel zusammengeführt werden und daß die einer Mehrzahl von Spinndüsen zugeordneten Spinnkabel parallel einzeln zu Wickeln aufgewickelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnkabel unabhängig voneinander durch separate Abzugswerke abgezogen werden und daß die Spinnkabel unabhängig voneinander aufgewickelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnkabel unabhängig voneinander durch separate Abzugswerke abgezogen werden und daß die Spinnkabel parallel gleichzeitig aufgewickelt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels mehrerer Spinndüse extrudierten Filamentstränge zu dem Spinnkabel zusammengeführt werden und daß die einer Gruphe von Spinndüsen zugeordnete Spinnkabel parallel einzeln zu Wickel aufgewickelt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet; daß die Spinnkabel durch Zusammenfassen der Filamentstränge unmittelbar nach dem Abkühlen und vor dem Abziehen der Filamentstränge gebildet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnkabel durch Zusammenfassen der Filamentstränge unmittelbar nach dem Abziehen der Filamentstränge und vor dem Aufwickeln der Spinnkabel gebildet werden.

10. Vorrichtung zur Herstellung Voll Stapelfasern mit einer Spinneinrichtung (1) zum Schmelzspinnen und Speichern eines Spinnkabels (11) in einem ersten Prozeßschritt und mit einer Behandlungsein- richtung (2) zum Abziehen, Behandeln und Schneiden des Spinnkabels (11) zu den Stapelfasern in einem zweiten Prozeßschritt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung des Spinnkabels (1 l) eine Aufwickelvorrichtung (10) vorgesehen ist, durch welches das Spinnkabel (11) zu einem Wickel (13) aufgewickelt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungseinrichtung (2) ein Wickelgatter (15) mit mehreren Wickelhaltern (23.1, 23.2, 23.3) zur Aufnahme mehrerer Vollwickel (16.1, 16.2, 16.3) aufweist, wobei der Vollwickel (16.1, 16.2, 16.3) an dem Wickelhalter (23.1, 23.2, 23.3) zum Abziehen des Spinnkabels (11) drehbar gehalten ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transporteinrichtung (2) zum Führen der Vollwickel (16) zwischen der Spinneinrichtung (1) und der Behandlungseinrichtung (3) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinneinrichtung (1) mehrere Spinndüsen (6) zum Extrudieren einer Vielzahl von Filamentsträngen aufweist und daß jeder der Spinndüsen (6) jeweils ein von mehreren Abzugswerken (9) und eine von mehreren Aufwickelvorrichtungen (10) zugeordnet ist, wobei die jeweils durch eine der Spinndüsen (6) extrudierten Filamentstränge gebildeten Spinnkabel (11) parallel einzeln zu Wickeln (13) aufgewickelt werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugswerke (9) und die Aufwickeleinrichtung (10) unabhängig voneinander steuerbar ausgebildet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinndüse (6), das Abzugswerk (9) und die Aufwickeleinrichturig (10) zur Erzeugung und Aufwicklung eines der Spinnkabel (11) eine Spinnposition (25) bilden und daß die Spinnpositionen (25) und/oder Gruppen von Spinnpositiouen (25) unabhängig voneinander steuerbar ausgebildet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelvorrichtung (10) mehrere Wickelstellen (28.1, 28.2) aufweist, wobei in jeder der Wickelstellen (28.1, 28.2) eines der Spinnkabel (11) gewickelt wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinneinrichtung mehrere Spinndüsen (6.1, 6.2) zum Extrudieren einer Vielzahl von Filamentsträngen aufweist und daß zumindest zwei Spinndüsen (6.1, 6.2) jeweils ein von mehreren Abzugswerken (9.1, 9.2) und eine von mehreren Aufwickelvorrichtungen (10.1, 102) zugeordnet ist, wobei die jeweils durch zwei Spinndüsen (6.1, 6.2) extrudierten Filamentstränge gebildeten Spinnkabel (11) parallel abgezogen und einzeln zu Wickeln (13) aufgewickelt werden.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinneinrichtung mehrere Spinndüsen (6.1, 6.2) zum Extrudieren einer Vielzahl von Filamentsträngen aufweist und daß zumindest zwei Spinndüsen (6.1, 6.2) jeweils eine von mehreren Aufwickelvorrichtungen (10) zugeordnet ist, wobei die jeweils durch zwei Spinndüsen (6.1, 6.2) extrudierten Filamentstränge gebildeten Spinnkabel (11) parallel einzeln zu Wickeln (13) aufgewickelt werden.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinndüsen (6), die Abzugswerke (9) und die Aufwickeleinrichtungen (10) etagenmäßig übereinander angeordnet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugswerke (9) und die Aufwickeleinrichtungen (10) nebeneinander in einer Aufstellebene angeordnet sind.