CN1936121A - 用于熔纺和牵拉长丝的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于熔纺和牵拉长丝的设备,包括:一纺丝装置、一冷却装置、一牵拉装置和一卷绕装置。设置在卷绕装置前面的牵拉装置具有至少一个将长丝从纺丝装置中拉出的牵拉导丝辊和一个沿长丝流程设置在牵拉导丝辊后面的拉伸导丝辊。为了得到尽可能节省能量的用于驱动两个导丝辊的驱动装置,按本发明,所述驱动装置通过一电动机和一电制动器构成,其中电动机配设于要通过一较高驱动力矩驱动的导丝辊而电制动器配设于另一导丝辊。

Description

用于熔纺和牵拉长丝的设备
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于熔纺和牵拉长丝的设备。
背景技术
此类的设备例如由DE10343460A已知。
在已知的设备中,首先借助纺丝装置由聚合物熔体挤压出长丝,由牵拉装置进行牵拉并且由卷绕装置卷绕成卷筒。牵拉装置具有牵拉导丝辊和沿长丝流程后置的拉伸导丝辊,它们通过驱动装置驱动以便调定规定的速差。驱动装置为此具有两台电动机,它们配设于这两个导丝辊。电动机的控制通过共同的驱动控制器进行,其中电动机之一是未受调节的异步电动机,它由于其转速滑差现象而导致速差的预调节。由此,已知的设备特别适合用于在牵拉导丝辊和拉伸导丝辊之间需要较低速差的设备。由此通过已知的设备只能够制造部分拉伸的长丝,其中基本上只是精确地控制导丝辊之一的圆周速度。
发明内容
现在本发明提出的目的是,改进已知设备的驱动方案,以便除了低的控制花费外尽可能地优化导丝辊的驱动。
本发明的另一目的是,创建一种开头所述类型的设备,它特别是能够用于以尽可能低的能量花费牵拉多根长丝。
该目的按照本发明通过具有权利要求1的特征的设备来实现。
本发明有利的扩展结构由从属权利要求的特征及特征组合限定。
本发明基于这样的认识,即,沿长丝流程依次设置的导丝辊在长丝部分缠绕时在纺丝装置与卷绕装置之间的路段中以不同的驱动力矩被驱动。这样,在制造所谓的POY长丝时,在牵拉导丝辊与拉伸导丝辊之间调定一个非常低的差速,从而牵拉导丝辊与拉伸导丝辊相比以一个显著较高的驱动力矩被驱动。在此本发明规定,其中驱动装置由电动机和电制动器构成。电动机作为主驱动器配设于其中一个导丝辊,该导丝辊以较高的驱动力矩在长丝流程内被驱动。在长丝流程中共同参与(mitbeteiligte)的第二导丝辊在其上方仅通过长丝摩擦被驱动。为了调节两个导丝辊之间的差速,另一个导丝辊配设有电制动器,使得两个导丝辊能够以确定的圆周速度被驱动。由此电制动器作为辅助驱动器,它与主驱动器共同以确定的彼此关系驱动两个导丝辊。
对于以非常低的部分拉伸产生长丝的情况,本设备能以按照有利的扩展结构实施,其中,牵拉导丝辊配设有电动机和拉伸导丝辊配设有电制动器。在此,在牵拉导丝辊上实现主驱动,使得与纺丝装置相比能够够建立高的长丝张力。
对于在长丝上产生较高的拉伸的情况,也可以优选在拉伸导丝辊上实现主驱动,从而按照优选的扩展结构,拉伸导丝辊配设有电动机而牵拉导丝辊配设有电制动器。
为了匹配主驱动器与辅助驱动器,驱动装置优选具有一中央的控制单元,它通过驱动控制器与电动机连接且通过制动控制器与电制动器连接。由此能够灵活地设定和调节不同的运行状态。
为了在导丝辊之间尽可能保持恒定的速差,驱动装置具有一个或多个配设于导丝辊的转速传感器,它们与控制装置或与各控制器相连。由此,导丝辊之一的驱动的反馈或者导丝辊之一的制动的反馈是可能的,从而可以调节一个预定的额定转速并且可以使其保持恒定。
因为在导丝辊之间调定的差速基本上用于建立拉伸,按本发明有利的扩展结构可选择地实施导丝辊的驱动和制动,其中驱动装置具有长丝张力传感器,它沿长丝流程设置在导丝辊之间并且与控制装置相连。
作为其中一个导丝辊的主驱动器,导丝辊电动机可以由异步或同步电动机构成。在此,电制动器优选设计成涡流制动器,其中基本上无接触地进行制动,从而导丝辊的驱动转速可非常精确地调整。
为此涡流制动器具有两个对置的线圈,它们以其极端共同作用于一旋转的金属盘上。在此,金属盘旋转固定地与导丝辊之一的导丝辊轴上的一个端部连接。
由于充分利用通过长丝产生的驱动功率,按本发明的设备优选适合用于牵拉多根长丝。就这点而言,优选应用本发明的扩展结果,其中多根长丝配设于牵拉装置,这些长丝共同部分缠绕地在牵拉导丝辊和拉伸导丝辊上导引。
本发明的设备以及本发明的方法特别适合于制造合成长丝作为所谓的POY丝线。在此可以使用聚合物如聚酯、聚酰胺或者聚丙烯。
附图说明
本发明的其他优点下面借助本发明设备的几个实施例参考附图进行详细描述。在附图中:
图1示意地示出本发明设备的第一实施例;
图2示意地示出本发明设备的另一实施例;
图3示意地示出电制动器的实施例。
具体实施方式
图1示意地示出本发明设备的第一实施例的视图。为了进行熔纺,本发明的设备具有一纺丝装置1。在按图1的实施例中,纺丝装置1由一纺丝头3和一设置在纺丝头3底面上的纺丝喷嘴4构成。纺丝头3在此包含未示出的纺丝泵和分配管道,它们配设于多根长丝。为此纺丝头3选择加热。聚合物熔体通过熔体进口2输给纺丝头3。
在纺丝头3底面上纺丝喷嘴4具有许多喷嘴孔,聚合物熔体在压力下通过它们挤出。由此在喷嘴4的底面上排出许多线状的单丝,它们形成单丝束5。
直接在纺丝喷嘴4下方设置一冷却装置6,用于冷却新近挤出的丝束。冷却装置6具有一在单丝束5旁设置的喷吹壁7,它与一喷吹室8相连。在喷吹室8中通过一在这里未示出的鼓风机吹入冷却空气,它通过喷吹壁7定向并作为冷却气流作用于单丝束5。
在冷却装置6下方设置一上油装置9以及一导丝器32,通过它们将长丝束5合并成一根长丝10。
沿长丝流程接着一牵拉装置11,它一牵拉导丝辊12和一拉伸导丝辊13构成。牵拉导丝辊12和拉伸导丝辊13沿长丝流程依次设置并且被长丝10S形地缠绕。为了驱动牵拉导丝辊12和拉伸导丝辊13,设置一驱动装置14,它具有一用作为主驱动器的电动机15和一用作为辅助驱动器的电制动器16。电动机15配设于牵拉导丝辊12。沿长丝流程设置在牵拉导丝辊12后面的拉伸导丝辊13配设电制动器16以便进行驱动。电动机15的控制通过一驱动控制器17进行,它与一中央的控制单元19相联。电制动器16通过制动控制器18进行控制,它同样与中央控制单元19相连。制动控制器18具有一与转速传感器20的连接,该转速传感器直接配设于拉伸导丝辊13。
为了接纳和储存长丝10,在牵拉装置11后面设置一卷绕装置21。在卷绕装置21中长丝被卷绕成一卷筒22,它在一旋转的筒管锭子23上形成。
在图1所示的实施例中,长丝10通过牵拉导丝辊12和拉伸导丝辊13从纺丝装置1中拉出。在此,牵拉导丝辊12和拉伸导丝辊13通过驱动装置14以圆周速度速差进行驱动。在此,主驱动通过电动机15进行,电动机直接驱动牵拉导丝辊12。牵拉导丝辊12的牵拉速度通过控制单元19发送给驱动控制器17,从而驱动控制器17以固定的额定频率控制电动机15。在该实施例中,电动机15设计成同步电动机。在牵拉导丝辊12的长丝输送以及卷绕装置21中的长丝卷绕的作用下,通过在拉伸导丝辊13圆周上引导的长丝10在拉伸导丝辊13上作用摩擦力,它导致自动地驱动拉伸导丝辊13。为了把拉伸导丝辊13的独立的驱动装置调节到预定的圆周速度,拉伸导丝辊13配有一电制动器16作为辅助驱动器。为相应制造过程预定的各圆周速度之间的速差在中央控制单元19中转换成控制指令给制动控制器18。制动控制器18这样控制电动机16,使得在拉伸导丝辊13的驱动轴上达到预定的转速。为了设定和调节预定的额定转速,拉伸导丝辊13配有一转速传感器20,它把转速信号直接输给制动控制器18。由此保持在拉伸导丝辊上调定一个预定的额定转速,从而长丝10在确定的张力下且必要时以轻的拉伸地由卷绕装置20卷取。
在图1所示的实施例中,熔纺出的长丝基本上在从纺丝装置中拉出时在形成于纺丝装置1与牵拉导丝辊12之间的拉伸区内拉伸。牵拉导丝辊12和拉伸导丝辊13之间的差速调节为这样低,使得长丝张力显著降低,以便将长丝10卷绕成卷筒22。在制造聚酯丝时,长丝张力沿长丝流程在牵拉导丝辊12之前测得为60cN。在长丝10的继续前行中,在牵拉导丝辊12与拉伸导丝辊13之间的第二拉伸区内形成降低的40cN的长丝张力,并且在长丝从拉伸导丝辊13上退绕下来后形成进一步降低的35cN的长丝张力。
对于在POY纺丝过程中要以较高的部分拉伸来生产长丝的情况,优选采用图2中所示的牵拉装置11实施例。在图2中示意地示出该牵拉装置11,其中前置的纺丝装置1后置的卷绕装置21与上述按图1的实施例相同,从而在此省略对其的说明和描述。
在按图2中实施例的牵拉装置11中,驱动装置14的主驱动器配设于拉伸导丝辊13。借此在拉伸导丝辊13上产生高的驱动力矩,从而长丝10不仅在牵拉导丝辊12与纺丝装置1之间形成的第一拉伸区内而且在牵拉导丝辊12与拉伸导丝辊13之间形成的第二拉伸区内被拉伸。拉伸导丝辊13的主驱动器设计成电动机15,它在本实施例中是异步电动机。为了控制该异步电动机15,设有驱动控制器17,它与转速传感器20结合,以便在电动机15上调定一确定的额定频率。牵拉导丝辊12配设辅助驱动器,作为电制动器16。电制动器16通过制动控制器18进行控制。制动控制器18和驱动控制器17两者都与中央控制单元19相联。中央控制单元19与一长丝张力传感器24相连,它沿长丝流程设置在牵拉导丝辊12与拉伸导丝辊13之间。
通常,在一个纺丝装置中同时平行并排纺造多根长丝。为此需要同时从纺丝装置中拉出这些长丝。在图2中,因此牵拉导丝辊12和拉伸导丝辊13配设多根长丝,它们平行并排地分别以S形的缠绕地在两个导丝辊12和13上进行引导。为了使每根长丝1在相同的条件下进行拉伸,拉伸导丝辊13通过构成为主驱动器的电动机15驱动。为了在拉伸主驱动装置13上调定一个由中央控制单元19预定的圆周速度,电动机15以一额定频率通过驱动控制器17进行控制。在此,通过转速传感器20进行反馈,以便调节额定转速,该转速传感器将其转速信号提供给驱动控制器17。
为了在牵拉导丝辊12与拉伸导丝辊13之间调定一个预定的速差,为一根在牵拉导丝辊12与拉伸导丝辊13之间引导的长丝11配设长丝张力传感器24。在所述长丝11之一上测得的长丝张力传送给控制单元19。在控制单元19内通过存储的额定长丝张力进行额定值与实际值比较,存储的额定长丝张力与预定的速差对应。在额定长丝张力与实际长丝张力之间有偏差时产生一控制指令,它被输给制动控制器18。制动控制器18以这样的方式和方法控制电制动器16,使得实际长丝张力以所期望的方式改变,从而在长丝上作用有对于过程所需的额定长丝张力。
在图2中所示的牵拉装置11的实施例现在特别适合于产生纺造出的长丝的较高的部分拉伸。
为了得到通过制动而自行驱动的牵拉导丝辊或拉伸导丝辊的精密调整,电制动器优选设计成涡流制动器。在图3中示意地示出这种涡流制动器25的构造。可以构成为拉伸导丝辊13或牵拉导丝辊12的导丝辊具有一导丝辊托架31,在其上支承一导丝辊轴26。在导丝辊轴26的长悬伸的端部上固定一导丝辊外壳30,在其圆周上导引长丝。在导丝辊轴26的相对置的端部上,在导丝辊托架31的相对侧设置一金属盘27,它与涡流制动器25配合作用。为此涡流制动器25具有两个电线圈绕组28.1和28.2,它们分别以一个极端29.1和29.2相对置。金属盘27在极端29.12和9.2之间的间隙处突伸。
电线圈绕组28.1和28.2通过制动控制器18被施加电流。由此可无接触地在金属盘27上产生制动力,其使得能够对导丝辊的预定转速进行精密调整。
上述实施例的构造和应用场合是示例性的。从而使牵拉导丝辊和拉伸导丝辊的主驱动能够相互交换和组合。同样能够使牵拉导丝辊和拉伸导丝辊被长丝多重缠绕。通过外壳直径的不同选择,也可以例如使两个导丝辊以相同的速度驱动,从而没有速差作用。同样,图1和2中所示的导丝辊可以配设有可自由旋转的过绕辊,以便以多重缠绕地引导长丝。此外,在长丝热处理的情况下,至少其中一个导丝辊可以配设有加热装置,通过它加热外壳。
为了调整通过长丝摩擦被驱动的导丝辊的驱动转速,电制动器也可以含有机械装置,以便利用由摩擦产生的制动力。
附图标记表
1纺丝装置     20转速传感器
2熔体进口     21卷绕装置
3纺丝头       22筒管
4纺丝喷嘴     23筒管锭子
5单丝束       24长丝张力传感器
6冷却装置     25涡流制动器
7喷吹壁       26导丝辊轴
8喷吹室       27金属盘
9上油装置     28.1,28.2线圈
10长丝        29.1,29.2极端
11牵拉装置    30导丝辊外壳
12牵拉导丝辊  31导丝辊托架
13拉伸导丝辊  32导丝器
14驱动装置
15电动机
16电制动器
17驱动控制器
18制动控制器
19控制单元

Claims (9)

1.一种用于熔纺和牵拉长丝(10)的设备,包括:一纺丝装置(1)、一冷却装置(6)、一牵拉装置(11)和一卷绕装置(21),其中,设置在卷绕装置(21)前面的牵拉装置(11)具有至少一个将长丝(10)从纺丝装置(1)中拉出的牵拉导丝辊(12)和一个沿长丝流程设置在牵拉导丝辊(12)后面的拉伸导丝辊(13),以及,所述两个导丝辊(12,13)配设有一驱动装置(14),其特征在于,所述驱动装置(14)包括一电动机(15)和一电制动器(16),其中电动机(15)配设于要通过一较高驱动力矩驱动的导丝辊(12,13)而电制动器(16)配设于另一导丝辊(12,13)。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述电动机(15)配设于牵拉导丝辊(12)而电制动器(16)配设于拉伸导丝辊(13)。
3.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述电动机(15)配设于拉伸导丝辊(13)而电制动器(16)配设于牵拉导丝辊(12)。
4.如权利要求1至3之一所述的设备,其特征在于,所述驱动装置(14)具有一中央控制单元(19),它与一配设于电动机(15)的驱动控制器(17)相连和与一配设于电制动器(16)的制动控制器(18)相连。
5.如权利要求4所述的设备,其特征在于,所述驱动装置(14)具有多个配设于导丝辊(12,13)的转速传感器(20),它们与控制装置(19)或与控制器(17,18)相连。
6.如权利要求4所述的设备,其特征在于,所述驱动装置(14)具有一长丝张力传感器(24),它沿长丝流程设置在导丝辊(12,13)之间并且与控制装置(19)相连。
7.如权利要求1至6之一所述的设备,其特征在于,所述电动机(15)通过一异步或同步电动机构成,并且所述电制动器(16)设计成一涡流制动器(25)。
8.如权利要求7所述的设备,其特征在于,所述涡流制动器(25)具有两个相对置的线圈(28.1,28.2),它们以其极端(29.1,29.2)共同地作用于一旋转的金属盘(27),并且所述金属盘(27)旋转固定地与其中一个导丝辊(12,13)的一导丝辊轴(26)连接。
9.如权利要求1至8之一所述的设备,其特征在于,多根长丝配设于所述牵拉装置(11),所述长丝共同部分缠绕地在牵拉导丝辊(12)和拉伸导丝辊(13)上导引。
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