DE19652498A1

DE19652498A1 - Spinnvorrichtung zum Herstellen eines synthetischen Fadens und Verfahren zum Kühlen eines Filamentbündels

Info

Publication number: DE19652498A1
Application number: DE19652498A
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Meise; Detlev Schulz
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1996-01-04
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1997-07-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spinnvorrichtung zum Herstellen eines synthetischen Fadens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zum Kühlen eines Filamentbündels.

Eine solche Spinnvorrichtung ist durch die DE 41 04 404 A1 bekannt. In dieser Spinnvorrichtung zum Herstellen eines synthetischen Fadens wird ein Filamentbündel gesponnen, dessen einzelne Filamente in jeder Querschnittsebene des Bündels innerhalb einer Kreisfläche liegen. Unterhalb einer Spinndüse, aus der die Filamente heraustreten, ist eine Blaskammer ausgebildet. Die Blaskammer weist eine längs des Filamentbündellaufs ausgerichtete Blaswand auf. Durch die Blaswand tritt eine Luftströmung aus, die auf das Filam entbündel gerichtet ist. Der Luftstrom tritt auf der ande ren Seite durch eine poröse Wand des Blaskastens wieder aus. Das Filamentbündel wird durch den quer zur Laufrich tung des Bündels strömenden Luftstrom gekühlt.

Für die Qualität des Fadens ist unter anderem die Abkühlung der Filamente eines Filamentbündels von Bedeutung. So ist durch die DE 195 13 941 A1 eine Spinnvorrichtung zum Her stellen eines synthetischen Fadens bekannt, bei der zur Erzielung einer gleichmäßigen Abkühlung aller Filamente eine Reflektorwand innerhalb der Blaskammer vorgesehen ist. Die Reflektorwand ist auf der der Blaswand gegenüberliegenden Seite des Filamentbündels angeordnet. Sie erstreckt sich zu mindest über eine Teillänge der Blaswand. Die Reflektorwand hat eine kreis-, parabel- oder ellipsenförmigenn Außenkontur, wodurch die Luftströmung zum Filamentbündel hin reflektiert wird.

Die Kühlung eines Filamentbündels mit einer relativ hohen Filamentdichte ist problematisch, da benachbarte Filament stränge sich hinsichtlich ihrer Kühlwirkung beeinflussen. Die Beeinflussung geschieht dadurch, daß sich aufgrund der vom Faden mitgerissenen Kühlluft Turbulenzen am Rande des Fila mentstranges ausbilden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Spinnvorrichtung zum Herstellen eines synthetischen Fadens so weiterzuentwickeln, daß die Kühlung eines Filam entbündels verbessert, insbesondere vergleichmäßigt wird. Ferner soll ein Verfahren zum gleichmäßigen Kühlen eines Filamentbündels angegeben werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Spinnvorrichtung zum Herstellen eines synthetischen Fadens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kühlen eines Filamentbündels ist Gegenstand des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Spinn vorrichtung und des Verfahrens sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Spinnvorrichtung zum Herstellen wenig stens eines synthetischen Fadens zeichnet sich dadurch aus, daß die lichte Weite zwischen den Seitenwänden der Blaskam mer in Strömungsrichtung abnimmt. Die Seitenwände, die das Filamentbündel mit Abstand zu diesem seitlich begrenzen, verengen den Strömungsquerschnitt der Kühlluft. Der sich in Strömungsrichtung der Kühlluft verengende Strömungsquerschnitt hat zur Folge, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Kühl fluids zunimmt. Durch die zunehmende Strömungsgeschwindigkeit wird die Ausbildung einer turbulenten Strömung an den Sei tenwänden verhindert. Hierdurch wird eine gleichmäßige Kühl wirkung an den einzelnen hintereinander liegenden Filamenten erzielt. Die steigende Strömungsgeschwindigkeit hat auch den Vorteil, daß auch die am weitesten von der Blaswand ent fernt liegenden Filamente gut gekühlt werden.

Zur Vermeidung von Turbulenzen innerhalb des Luftstromes nimmt die lichte Weite zwischen den Seitenwänden in Strö mungsrichtung vorzugsweise stetig ab. Die Abnahme der lich ten Weite zwischen den Seitenwänden erfolgt dadurch, daß die Seitenwände keilförmig zueinander angeordnet sind.

Um die Kühlwirkung der hinteren Filamente weiter zu verbes sern, wird vorgeschlagen, jede Seitenwand so auszubilden, daß diese in Strömungsrichtung betrachtet zunächst einen geraden Abschnitt und einen sich an diesen Abschnitt an schließenden gekrümmten Abschnitt aufweist. Der gekrümmte Abschnitt ist vorzugsweise im Endbereich der Seitenwand ausgebildet. Hierbei ist es auch möglich, die gegenüber liegenden gekrümmten Abschnitte zu einer Reflektorwand halb schalenförmig zusammenzuführen. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn zwischen der Seitenwand und der Reflektorwand eine trennbare Verbindung besteht, damit die Blaskammer zugängliche bleibt. Desweiteren ist eine individuelle Ein stellung der Reflektorwand möglich.

Zur Reduzierung der Herstellungskosten wird vorgeschlagen, die Seitenwände gleich auszubilden.

Um eine gleichmäßige Kühlwirkung innerhalb des Filamentbün delquerschnitts zu erzielen, sind die Seitenwände symmetrisch zueinander und zu dem Filamentbündel angeordnet.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kühlen eines Filam entbündels wird vorgeschlagen, daß ein Luftstrom mit stetig steigender Strömungsgeschwindigkeit ein Filamentbündel im wesentlichen quer zum Filamentbündellauf durchströmt. Bevor zugt wird eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei der die Strömungsgeschwindigkeit ab dem Eintritt des Luftstroms in das Filamentbündel steigt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung und des Verfahrens werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Spinnvorrichtung in der Vorderansicht,

Fig. 2 eine Spinnvorrichtung in der Ansicht von un ten,

Fig. 3 eine Spinnvorrichtung mit vier Spinndüsen in der Ansicht von unten und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Spinnvor richtung in der Ansicht von unten.

Ein Spinnbalken 4 wird durch einen nicht dargestellten Extruder mit einer schmelzflüssigen Polymerschmelze, z. B. aus Polyester oder Polyamid beschickt. Die Polymerschmelze wird durch die Düsenlöcher 10 einer Spinndüse 3 zu Filamen ten 2 ausgepreßt. Die Filamente 2 bilden ein Filamentbündel 1, das eine Blaskammer durchläuft und an einer Präpera tionsdüse 11 zu einem Faden 14 zusammengefaßt wird. Der Faden 14 verläßt die Blaskammer 5 durch eine Austrittsöff nung 13. Mit 12 ist eine Zuführleitung zu der Präparations düse 11 bezeichnet.

Die Düsenlöcher 10 der Spinndüse 3 sind beispielhaft in der Fig. 2 und 3 dargestellt. Die äußeren Düsenlöcher 10 der Spinndüse 3 sind symmetrisch auf einem Kreisumfang angeord net. Das Bündel 1 der Filamente 2 bildet folglich in sei nem Außenumriß etwa einen Kegel mit kreisförmiger Grund fläche.

Die aus der Spinndüse 3 austretenden Filamente 2 werden durch die Blaskammer 5 geleitet. Die Blaskammer 5 ist unterhalb der Spinndüse 3 angeordnet. In dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Blaskammer 5 unmittelbar unter der Spinndüse 3 angeordnet. Die Blaskammer 5 wird durch eine Blaswand 6 von einem Luftsammelschacht 8 getrennt. Der Luftsammelschacht 8 wird durch ein Luftzufuhr rohr 7 mit Luft von geringem Überdruck beschickt.

Die Blaswand 6 erstreckt sich längs des Filamentbündels 1. Die Blaswand 6 ist vorzugsweise porös ausgebildet, so daß eine möglichst gleichmäßige Luftströmung zu dem Filamentbün del 1 erzielbar ist. Dieser Luftstrom ist auf das Filam entbündel 1 bzw. die Mehrzahl von Filamentbündeln (Fig. 3) gerichtet.

Jedes Filamentbündel 1 ist durch zwei im Abstand zueinander und zum Filamentbündel angeordnete Seitenwände 15, 16 umge ben. Die Seitenwände 15, 16 sind symmetrisch zu dem Filament bündel 1 angeordnet. Die lichte Weite W zwischen den Seitenwänden 15, 16 nimmt in Strömungsrichtung S ab. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, erstrecken sich die Seitenwände 15, 16 von der Blaswand 6 weg.

Die Spinnvorrichtung kann auch mehrere Spinndüsen 3 auf weisen. In der Fig. 3 ist eine Ansicht von unten einer Vorrichtung dargestellt, die vier Spinndüsen aufweist. Jedes Filamentbündel weist jeweils ein Paar Seitenwände 15, 16 auf, die keilförmig zueinander verlaufen. Die Seitenwände 15, 16 sind mit einer der Blaswand 6 gegenüberliegenden luftdurchlässigen Wand 9 verbunden. Die Wand 9 bildet eine Tür, durch die der Luftstrom mit geringem Strömungswider stand strömt.

In der Fig. 4 ist ein weiteres vorteilhaftes Ausführungs beispiel einer Vorrichtung zum Herstellen eines synthetischen Fadens dargestellt. Die Vorrichtung nach Fig. 4 unterschei det sich von der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungs form dadurch, daß die Seitenwände 15, 16 jeweils zunächst einen geraden Abschnitt 17 aufweisen, der in einen nach innen gekrümmten Abschnitt 18 übergeht. Der gekrümmte Ab schnitt 18 ist im Endbereich der Seitenwand 15 bzw. 16 ausgebildet.

Bei dieser Anordnung besteht die Möglichkeit, die gegenüber liegenden gekrümmten Abschnitte 18 zu einer halbschalenförmi gen Reflektorwand zusammenzuführen. Um die reflektierte Luft entsprechend einstellen zu können, müßte die Reflektorwand unabhängig von den Seitenwänden einstellbar sein.

Die Spinnvorrichtung arbeitet wie folgt:
Die Filamente 2, die aus der Spinndüse 3 heraustreten, werden abgezogen und in der Präparationsdüse 11 zu einem Faden 14 zusammengefaßt. Die Filamente 2 durchlaufen die Blaskammer 5, in der sie gekühlt werden. Zur Kühlung der Filamente 2 wird über das Luftzufuhrrohr 7 in den Luftsam melschacht 8 Luft hineinbefördert. Die in den Luftsammel schacht 8 einströmende Luft durchströmt die poröse Blaswand 6. Die aus der Blaswand 6 herausströmende Luft, die im wesentlichen quer zur Filamentbündellaufrichtung strömt, durchströmt das Filamentbündel 2, wobei die Luft während des Durchströmens des Filamentbündels Wärme vom Filamentbün del aufnimmt. Der Luftstrom ist seitlich durch die Seiten wände 15, 16 begrenzt. Die Seitenwände 15, 16 verlaufen keilförmig, so daß die lichte Weite W in Strömungsrichtung der Luft abnimmt. Mit der Abnahme der lichten Weite zwi schen den Seitenwänden 15, 16 steigt die Strömungsgeschwin digkeit der Luft, und mit steigender Strömungsgeschwindigkeit der Luft wird eine verbesserte Kühlwirkung der Filamente 2 erzielt, so daß auch weiter hinten liegende Filamente noch gleichmäßig gekühlt werden können.

Bezugszeichenliste

1 Filamentbündel
2 Filamente
3 Spinndüse
4 Spinnbalken
5 Blaskammer
6 Blaswand
7 Luftzufuhrrohr
8 Luftsammelschacht
9 gegenüberliegende Wand (Tür)
10 Düsenlöcher
11 Präparationsdüse
12 Zufuhrleitung
13 Austrittsöffnung
14 Faden
15, 16 Seitenwand
17 gerader Abschnitt
18 gekrümmter Abschnitt

Claims

1. Spinnvorrichtung zum Herstellen eines synthetischen Fadens (14), der durch ein Filamentbündel (1) gebildet ist, mit einer Spinndüse (3), aus der die Filamente (2) des Filamentbündels (1) austreten, und mit einer unterhalb der Spinndüse (3) angeordneten Blaskammer (5), die eine längs des Filamentbündellaufs luftdurch lässige Blaswand (6) und Seitenwände (15, 16) aufweist, wobei in die Blaskammer durch die Blaswand (6) ein Luftstrom, der quer zum Filamentbündellauf gerichtet ist, einströmt und durch die Seitenwände (15, 16) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite (W) zwischen den Seitenwände (15, 16) in Strömungsrichtung des Luftstromes abnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite (W) stetig abnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (15, 16) einen keilförmigen Zwischen raum bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung jede Seitenwand (15, 16) einen geraden Abschnitt (17) und einen sich an den Abschnitt (17) anschließenden gekrümmten Abschnitt (18) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Abschnitt (18) einen Endbereich der Sei tenwand (15, 16) bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende gekrümmte Abschnitte (18) zu einer halbschalenförmigen Reflektorwand zusammengeführt sind, wobei zwischen den Seitenwänden (15, 16) und der Re flektorwand eine Trennfuge ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (15, 16) gleich ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (15, 16) symmetrisch zu dem Filament bündel (1) angeordnet sind.

9. Verfahren zum Kühlen eines Filamentbündels (1), bei dem ein Luftstrom (L) mit stetig steigender Strömungsge schwindigkeit ein Filamentbündel (1) im wesentlichen quer zum Filamentbündellauf durchströmt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Strömungsge schwindigkeit ab Eintritt des Luftstromes (L) in das Filamentbündel (1) steigt.