DE102007023723A1

DE102007023723A1 - Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken multifiler Fäden

Info

Publication number: DE102007023723A1
Application number: DE102007023723A
Authority: DE
Inventors: Michael SCHRÖTER
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-11-27
Also published as: ATE515587T1; WO2008141940A1; EP2148948B1; CN101680137A; EP2148948A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken multifiler Fäden in einem Schmelzspinnprozess, wobei zumindest zwei im Abstand zueinander angeordnete Galetten mit drehbaren Führungsmänteln und einem zwischen den Galetten angeordneten Heizmittel vorgesehen sind. Die Fäden werden mit einer oder mehreren Umschlingungen an den Führungsmänteln der Galetten geführt und in ihren zwischen den Galetten gespannten Fadenstücken durch das Heizmittel beheizt. Um eine möglichst von der Umgebung unbeeinflusste Energieübertragung zu erhalten, wird erfindungsgemäß das Heizmittel durch mehrere nebeneinander angeordnete Infrarotstrahlungskörper gebildet, die sich im Wesentlichen parallel zu den Führungsmänteln der Galetten erstrecken und die in dem durch die gespannten Fadenstücke begrenzten Freiruam zwischen den Führungsmänteln der Galetten angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken multifiler Fäden in einem Schmelzspinnprozess gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Herstellung von multifilen Fäden in einem Schmelzspinnprozess ist es bekannt, die frisch gesponnenen multifilen Fäden aus der Spinneinrichtung abzuziehen und je nach Fadentyp eine mehr oder weniger hohe Verstreckung sowie eventuelle weitere Behandlung durchzuführen, um den multifilen Faden am Ende der Behandlung zu einer Spule aufwickeln zu können. Zum Abziehen und Verstrecken der multifilen Fäden werden üblicherweise Galetten verwendet, die einen angetriebenen Führungsmantel aufweisen, an dessen Umfang die Fäden mit einer Teilumschlingung geführt sind. In Abhängigkeit von der gewünschten Verstrecking bzw. der für die Verstreckung erforderlichen Streckkräfte werden die Führungsmäntel der Galetten einfach oder mehrfach von dem Faden umschlungen. Hierbei wird insbesondere der Verstreckvorgang in den multifilen Fäden durch eine Temperierung der Fäden unterstützt. Um die multifilen Fäden vor dem Verstrecken zu erwärmen, sind grundsätzlich Systeme bekannt, bei welchen die Erwärmung der Fäden durch separate Heizmittel oder unmittelbar durch beheizte Führungsmäntel der Galetten erfolgen.
So ist beispielsweise aus der US 5,137,670 eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei welcher ein Heizmittel im Fadenlauf zwischen zwei Galetten angeordnet ist. Das Heizmittel ist als eine beheizte Platte ausgebildet, an deren Oberfläche mit geringem Abstand der Faden geführt ist. Hierbei wird der Faden durch Wärmeaustausch in Form von Wärmekonvektion und Wärmeleitung temperiert. Hierzu ist die heiße Platte auf eine Temperatur im Bereich von 250°C bis 500°C erwärmt.
Derartige Systeme besitzen den Nachteil, dass der Abstand zwischen dem Faden und der beheizten Platte den Wärmeaustausch wesentlich beeinflusst. So werden die Filamente in dem Fadenverbund je nach Lage, ob sie der Heizplatte zugewandt oder ob sie sich auf der abgewandten Seite des Fadens befinden, ungleichmäßig temperiert.
Um derartige Ungleichmäßigkeiten in der Temperierung von multifilen Fäden zu verbessern, sind Systeme bekannt, bei welchen der multifile Faden mit Kontakt an einer beheizten Oberfläche temperiert werden. So ist beispielsweise aus der US 5,902,503 eine Galette bekannt, bei welcher der Führungsmantel durch innenliegende Infrarotstrahlungselemente beheizt wird. Hierbei wird die Energie der Infrarotstrahlungselemente durch elektromagnetische Wellen dem Führungsmantel der Galette zugeführt und erwärmt. Zur Temperierung des Fadens wird dieser mit mehreren Umschlingungen am Umfang des Führungsmantel geführt, wobei der durch eine Vielzahl von Filamenten gebildete Fadenverbund aufgespreizt wird. Bei derartigen Systemen ist jedoch darauf zu achten, dass die Oberflächentemperatur der beheizten Oberfläche möglichst die Zieltemperatur des temperierten Fadens aufweist, um Materialschädigungen zu vermeiden. Somit sind bei hohen Fadenlaufgeschwindigkeiten größere Heizstrecken erforderlich, um den Faden aufzuheizen. Derartige Heizstrecken lassen sich daher nur durch eine Mehrzahl von Umschlingungen bei entsprechend lang auskragenden Galetten realisieren.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken multifiler Fäden der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei welcher die multifilen Fäden ohne Kontakt intensiv beheizbar sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken multifiler Fäden bereitzustellen, bei welcher eine Mehrzahl von Fäden möglichst gleichmäßig ohne Kontakt beheizt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Energietransport zwischen dem Heizmittel und den multifilen Fäden ausschließlich durch eine elektromagnetische Wellenstrahlung erfolgt. Dieser Energietransport ist unabhängig vom Abstand und der Umgebung des multifilen Fadens zum Heizmittel hin. Um eine hohe Strahlungsdichte in dem Fadenlauf zwischen den Galetten für die Erwärmung der multifilen Fäden zu erhalten, sind erfindungsgemäß mehrere Infrarotstrahlungskörper nebeneinander angeordnet, wobei die Infrarotstrahlungskörper sich parallel zu den Führungsmänteln der Galetten erstrecken und in dem durch die gespannten Fadenstücke begrenzten Freiraum zwischen den Führungsmänteln der Galetten angeordnet sind. Somit lässt sich der gesamte Zwischenraum zwischen den Führungsmänteln der Galetten vorteilhaft nutzen, um mit einer Mehrzahl von Infrarotstrahlungskörpern eine hohe Strahlungsdichte an Infrarotstrahlen zu erzeugen und damit die Fadenschar zu erwärmen.
Rein physikalisch betrachtet, erzeugt das aus der US 5,137,670 bekannte Heizmittel in Form einer heißen Platte mit einer Oberflächentemperatur bis 500°C ebenfalls eine Wärmestrahlung, die jedoch aufgrund ihrer Wellenlänge nicht geeignet sind, um multifile Fäden aus einem Polymerwerkstoff zu temperieren. Es ist bekannt, dass die Absorption für die Infrarotstrahlungen bei Polymerwerkstoffen im Wellenlängenbereich von 2,5 μm bis 4 μm am größten ist. Ein derartiges Wellenspektrum lässt sich jedoch ohne Probleme durch Infrarotstrahlungskörper erzeugen.
Um bei der Herstellung von verstreckten multifilen Fäden Fadengeschwindigkeiten im Bereich von oberhalb 3.000 m/min. realisieren zu können, wird gemäß ei ner vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch die Infrarotstrahlungskörper eine zwischen den Führungsmänteln von den Fäden durchlaufende Heizstrecke gebildet, die eine Länge von mindestens 500 mm aufweist. Grundsätzlich lassen sich durch die Anzahl und Wahl der Infrarotstrahlungskörper auch größere Längen im Bereich von > 800 mm realisieren.
Die bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Infrarotstrahlungskörper innerhalb der Heizstrecke mit gleicher oder unterschiedlicher Strahlleistung betreibbar sind, lassen sich vorteilhaft Temperaturprofile innerhalb der Heizstrecke realisieren. So läßt sich beispielsweise bei unterschiedlichen Strahlleistungen einfacher Umschlingung der Galetten der Einlauf der Heizstrecke für eine höhere Temperierung des Fadens einstellen, die dann durch eine verringerte Strahlleistung zum Ende der Heizstrecke hin vermindert wird.
Die Infrarotstrahlungskörper werden bevorzugt durch Heizröhren gebildet, die zu einem Heizmodul miteinander verbunden sind und zu zwei Seiten hin eine Wärmestrahlung erzeugen, wobei das Heizmodul in einer durch die Achsen der Galetten aufgespannten Mittelebene angeordnet sind. Damit lassen sich bei mehrfacher Umschlingung der Führungsmäntel die zwischen den Führungsmänteln gespannten Fadenstücke sowohl an einer Oberseite als auch an einer Unterseite durch die Heizröhren beheizen.
Aufgrund geringer Aufheizzeiten und schneller Schaltmöglichkeiten sind die Heizröhren bevorzugt mit einem Carbonheizleiter ausgestattet, um die Infrarotstrahlung in dem Wellenlängenbereich von 2 μm bis 4 μm zu erzeugen. Hierbei lassen sich die Carbonheizleiter auf eine Temperatur von oberhalb 1.000°C in wenigen Sekunden aufheizen.
Zur Führung der multifilen Fäden mit mehrfacher Umschlingung, um beispielsweise höhere Abzugskräfte oder Streckkräfte erzeugen zu können, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Führungs mantel einer der Galetten durch einen Elektromotor anzutreiben, wobei der Führungsmantel der zugeordneten Galette frei drehbar gelagert ist und gegenüber dem Führungsmantel der angetriebenen Galette eine Neigung zur Fadenverlegung aufweist.
Hierbei kann der Führungsmantel der frei laufenden Galette im Vergleich zu dem Führungsmantel der angetriebenen Galette einen kleineren oder gleich großen Durchmesser aufweisen.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Führungsmäntel beider Galetten durch separate Elektromotoren anzutreiben. Je nach Verwendungszweck können die Führungsmantel durch die Elektromotoren mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten oder mit einer zwischen den Führungsmänteln erzeugen Geschwindigkeitsdifferenzen betrieben werden.
Um eine möglichst kompakte Anordnung der Galetten und des Heizmittels zu erhalten, hat sich insbesondere die Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher ein Galettenträger zum Halten beider Galetten vorgesehen ist, welcher ebenfalls das zwischen den Galetten angeordnete Heizmittel trägt.
Hierzu wird der Galettenträger bevorzugt durch zwei mit Abstand zueinander angeordneten Längsträgern gebildet, an welchen die Führungsmäntel beider Galetten zu beiden Stirnseiten hin drehbar gelagert sind und welche mit dem Heizmittel zu einem Galettenmodul kombiniert sind. Derartige Galettenmodule stellen eine Baueinheit dar, die flexibel in einem Schmelzspinnprozess einsetzbar sind.
Durch die kompakte Anordnung lassen sich derartige Galettenmodule vorzugsweise mit horizontal ausgerichteter Anordnung der Galetten und des Heizmittels in einer oberen Plattform einer Aufspulmaschine integrieren. Somit sind kompakte Anordnungen in einem Schmelzspinnprozess realisierbar, die die Bedienbarkeit der Aufspulmaschine und des Galettenmoduls aus einer Bedienebene heraus ermöglicht.
Zum Verstrecken der multifilen Fäden werden bevorzugt mehrere Galetten eingesetzt, so dass eine Weiterbildung der Erfindung vorsieht, dass den beiden Galetten mehrere weitere Galetten zugeordnet sind, die zwischen sich ein weiteres Heizmittel aufweisen. Das Heizmittel wird ebenfalls durch mehrere nebeneinander angeordnete Infrarotstrahlungskörper gebildet, die sich im wesentlichen parallel zu den Führungsmänteln der Galetten erstrecken und die in dem durch die gespannten Fadenstücke begrenzten Freiraum zwischen den Führungsmänteln der Galetten angeordnet sind. Damit lassen sich insbesondere auch Temperierungen zu einer sogenannten Relaxation oder Schrumpfbehandlung der Fäden ausführen.
Bei einer Mehrzahl von Galetten und Heizmitteln werden diese bevorzugt als separate Galettenmodule kombiniert und zu einem Streckfeld übereinander angeordnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist je nach Schmelzspinnprozess und Garntyp sowohl geeignet, um sogenannte vororientierte POY-Garne oder voll verstreckte FDY-Garne herzustellen. Nachfolgend wird anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar
1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
2 schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus 1
3 schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
4 schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus 3
5 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung oberhalb einer Aufspulmaschine
6 schematisch eine Querschnittsansicht eines weitern Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
In 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in mehreren Ansichten dargestellt. In 1 ist die Vorrichtung in einer Querschnittsansicht und in 2 in einer Draufsicht gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Das Ausführungsbeispiel weist zwei Galettenduo mit den Galetten 1.1 und 1.2 sowie die darunter angeordneten Galetten 1.3 und 1.4 auf. Die Galette 1.1 weist einen Führungsmantel 2.1 auf, der auskragend drehbar über eine Galettenachse 11.1 an einem Galettenträger 4.1 gelagert ist. die Galettenachse 11.1 ist drehfest mit dem Führungsmantel 2.1 gekoppelt und wird über einen Galettenantrieb 14.1 angetrieben.
Mit Abstand zu der Galette 1.1 ist an dem Galettenträger 4.1 die zweite Galette 1.2 angeordnet. Die Galette 1.2 weist einen Führungsmantel 2.2 auf, der drehfest mit der Galettenachse 11.2 gekoppelt ist. Die Galettenachse 11.2 ist mit einem auskragenden Ende in dem Galettenträger 4.1 frei drehbar gelagert. Der Führungsmantel 2.2 der Galette 1.2 ist zudem im Abstand angeordneten Führungsmantel 2.1 der Galette 1.1 mit einer leichten Neigung versehen (vgl. 1), um eine den Führungsmantel 2.1 zugeführte Fadenschar 3 aus mehreren synthetischen multifilen Fäden in mehreren Umschlingungen um die Führungsmäntel 2.1 und 2.2 zu führen.
In dem Freiraum zwischen den Führungsmänteln 2.1 und 2.2 ist ein Heizmittel 5.1 angeordnet. Das Heizmittel 5.1 wird durch mehrere Infrarotstrahlungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 und 6.5 gebildet. Die Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 sind in einer Mittelebene zwischen den Führungsmänteln 2.1 und 2.2 gehalten, die durch die Galettenachsen 11.1 und 11.2 aufgespannt ist.
Die Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 sind identisch ausgebildet, so dass der Aufbau der Infrarotstrahlungskörper an dem Beispiel des Infrarotstrahlungskörpers 6.1 erläutert wird. Die Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 weisen jeweils eine Heizröhre 8 auf, in welcher ein Carbonheizleiter 9 angeordnet ist. Die Heizröhre 8, die sich als Doppelröhre ausgebildet ist, weist ein freies Ende im Bereich der auskragenden Stirnseiten der Führungsmäntel 2.1 und 2.2 auf. Mit dem gegenüberliegenden Ende ist die Heizröhre 8 an einem Anschlussträger 28 gehalten, der an dem Galettenträger 4.1 befestigt ist. Über den Anschlussträger 28 und eine Leitung 29 erfolgt die elektrische Anbindung der Heizröhre 8 an eine hier nicht dargestellte elektrische Versorgungs- und Steuereinheit. Der Anschlussträger 28 hält alle Heizröhren 8 der Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 und bildet ein Heizmodul 7, das als eine Baueinheit auswechselbar an dem Galettenträger 4.1 gehalten ist.
In dem Heizmodul 7 sind die Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 zu einer Heizstrecke kombiniert. Dabei geben die Heizröhren 8 der Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 ihre Infrarotstrahlen zu einer Oberseite 32 und zu einer Unterseite 30 ab. Die parallel zu den Infrarotstrahlungskörpern 6.1 bis 6.5 sich an den Enden der Heizstrecke erstreckenden Führungsmäntel 2.1 und 2.2 der Galetten 1.1 und 1.2 sind in ihrem Durchmesser größer ausgebildet, als die Durchmesser der Heizröhren 8 so dass die an den Führungsmänteln 2.1 und 2.2 geführte Fadenschar 3 jeweils mit den zwischen den Führungsmänteln 2.1 und 2.2 gespannten Fadenstücke oberhalb bzw. unterhalb der Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 geführt sind. Im Betrieb werden somit die Fadenstücke der Fadenschar 3 auf der Oberseite 32 und auf der Unterseite 30 der Infrarotstrahlung ausgesetzt. Die durch die Carbonheizleiter 9 in den Heizröhren 8 erzeugten elektromagnetischen Wellenstruktur sind insbesondere auf das Polymermaterial des Fadens abgestimmt, so dass in dem Material der Filamente möglichst viele Strahlen absorbiert werden, um eine Er wärmung der Fäden zu erhalten. Die durch die Heizröhren 8 erzeugte Infrarotstrahlung weist hierzu vorzugsweise ein Spektrum von Wellenlängen im Bereich von 2 bis 4 μm auf.
Dem ersten Galettenduo mit den Galetten 1.1 und 1.2 ist ein zweites Galettenduo mit den Galetten 1.3 und 1.4 nachgeordnet. Die Galetten 1.3 und 1.4 sind identisch zu den Galetten 1.1 und 1.2 ausgebildet, wobei die Führungsmäntel 2.3 und 2.4 auskragend drehbar an einem zweiten Galettenträger 4.2 gehalten sind. Die Galette 1.3 ist über einen zweiten Galettenantrieb (nicht dargestellt) angetrieben, wobei die Umfangsgeschwindigkeit des Führungsmantels 2.3 gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit des Führungsmantels 2.1 der Galette 1.1 größer gewählt ist, um zwischen den Galetten 1.1 und 1.3 eine Verstreckung der Fadenschar 3 zu erhalten.
Die an dem Galettenträger 4.2 gehaltene zweite Galette 1.4 ist mit ihrem Führungsmantel 2.4 frei drehbar gelagert. Hierzu weist der Führungsmantel 2.4 der Galette 1.4 eine leichte Neigung gegenüber dem Führungsmantel 2.3 auf, um an dem Galettenduo eine Mehrfachumschlingung der Fadenschar 3 führen zu können.
Die Führungsmäntel 2.3 und 2.4 sind vertikal unterhalb der Führungsmäntel 2.1 und 2.2 angeordnet, wobei die Galettenträger 4.1 und 4.2 derart versetzt zueinander angeordnet sind, so dass die von dem Führungsmantel 2.2 an einem auskragenden Ende des Führungsmantels 2.2 ablaufende Fadenschar 3 unmittelbar auf ein Lagerende des Führungsmantels 2.3 trifft.
In dem Freiraum zwischen den Führungsmänteln 2.3 und 2.4 ist ein zweites Heizmittel 5.2 angeordnet. Das Heizmittel 5.2 ist im Aufbau identisch zu dem Heizmittel 5.1, so dass an dieser Stelle keine weiteren Erläuterung erfolgt. Die Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 des zweiten Heizmittels 5.2 bilden eine zweite Heizstrecke zwischen den Galetten 1.3 und 1.4. Die Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 sind hierzu ebenfalls als ein Heizmodul 7 über einen Anschlussträger 28 an dem Galettenträger 4.2 befestigt.
Das zweite Heizmittel 5.2 befindet sich in einer Mittelebene zwischen den Führungsmänteln 2.3 und 2.4, so dass die Fadenstücke der Fadenschar 3 an einer Oberseite 30 und einer Unterseite 29 mit gleichmäßigem Abstand und ohne Kontakt zu den Infrarotstrahlungskörpern 6.1 bis 6.3 geführt werden.
Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Fadenschar 3 zwischen den Galetten 1.1 und 1.3 verstreckt. Hierzu werden die Fäden der Fadenschar 3 zunächst durch das erste Heizmittel 5.1 auf eine Verstrecktemperatur aufgeheizt. Nach dem Verstrecken erfolgt durch das zweite Heizmittel 5.2 zwischen den Galetten 1.3 und 1.4 eine Nachbehandlung beispielsweise zur Schrumpfauslösung.
Insoweit ist die in 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besonders geeignet, um in einem Schmelzspinnprozess ein vollverstrecktes Garn herzustellen.
Die bauliche Anordnung der Galetten 1.1 bis 1.4 sowie die zwischen den Galetten angeordneten Heizmitteln 5.1 und 5.2 ist beispielhaft. Grundsätzlich können die Führungsmäntel eines Galettenduos in unterschiedlicher Größe oder in gleicher Größe ausgebildet sein. Desweiteren lassen sich die Anzahl der Infrarotstrahlungskörper, die parallel zu den Führungsmänteln angeordnet sind, frei wählen. Hierbei können auch Heizröhren eingesetzt werden, die nur zu einer Seite eine Infrarotstrahlung erzeugen. So lassen sich beispielsweise nur die Fadenstücke an der Oberseite oder nur die Fadenstücke an der Unterseite zwischen den Galetten temperieren. Zudem ist die Länge der Heizstrecke wählbar. Je nach Anzahl der Infrarotstrahler sind die Längen im Bereich von 500 mm bis 1.000 mm oder darüber möglich.
In den 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in mehreren Ansichten dargestellt. 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht und in 4 ist die Vorrichtung in einer Draufsicht gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Das Ausführungsbeispiel nach 3 und 4 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2, so dass nachfolgend nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorhergehenden Beschreibung genommen wird.
Bei dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Galetten 1.1 und 1.2 zu einem Galettenmodul 16 kombiniert. Jede der Galetten 1.1 und 1.2 weist einen drehbaren Führungsmantel 2.1 und 2.2 auf. Der Führungsmantel 2.1 der Galette 1.1 ist drehfest mit einer Galettenachse 11.1 verbunden, die zu einer Stirnseite über ein hinteres Lager 13.1 in einem Längsträger 10.1 und mit einem vorderen Lager 12.1 in einem zweiten gegenüberliegenden Längsträger 10.2 gelagert ist. Die Galettenachse 11.1 ist an dem hinteren Lager 13.1 mit einem Elektromotor 14.1 zum Antrieb des Führungsmantel 2.1 gekoppelt. Der Führungsmantel 2.2 der Galette 1.2 ist an den Längsträgern 10.1 und 10.2 durch die Lagerungen 12.2 und 13.2 frei drehbar gehalten. Der Führungsmantel 2.2 wird dabei mit einer leichten Schräge in Relation zu dem Führungsmantel 2.1 der Galette 1.1 gehalten, um eine Fadenschar in mehrfacher Umschlingung führen zu können.
In dem durch die Führungsmäntel 2.1 und 2.2 einerseits und durch die Längsträger 10.1 und 10.2 andererseits gebildeten Freiraum ist das Heizmittel 5.1 angeordnet. Das Heizmittel 5.1 ist identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ausgeführt, so dass zu der vorhergehenden Beschreibung Bezug genommen wird. Alternativ lässt sich das durch die Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.5 gebildete Heizmodul 7 jedoch mit jedem der Längsträger 10.1 und 10.2 verbinden.
Das in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet ein Galettenmodul 16, das als eine Baueinheit, vorzugsweise zu mehreren in einem Schmelzspinnprozess übereinander angeordnet werden können, um eine Mehrzahl von mutlifilen Fäden abzuziehen und zu verstrecken. Ebenso können derartige Galettenmodule zum Nachbehandeln eines bereits verstreckten Fadens genutzt werden. Wesentlich hierbei ist, dass die Fadenschar ohne Kontakt zwischen den Galetten durch eine Infrarotstrahlung erwärmt wird.
Derartige Galettenmodule, wie es in 3 und 4 dargestellt ist, lassen sich bevorzugt mit Aufspulmaschinen kombinieren, um möglichst kompakte und bedienungsfreundliche Einheiten zur Herstellung von schmelzgesponnenen Fäden zu erhalten. So ist in 5 ein Ausführungsbeispiel einer Einbausituation derartiger Galettenmodule gezeigt. Die Galettenmodule 16.1 und 16.2, die identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 3 und 4 ausgeführt sind, sind unmittelbar mit einem Modulträger 31 an einer oberen Plattform 18 einer Aufspulmaschine 17 angeordnet. Die Aufspulmaschine 17 weist ein Maschinengestell 15 auf, das die obere Platte 18 bildet und die die Einrichtungsgegenstände für insgesamt vier Spulstellen 21.1 bis 21.4 aufweist, um eine aus vier Fäden bestehende Fadenschar 3 gleichzeitig zu Spulen 26 aufzuwickeln. Hierzu ist in jeder Spulstelle 21.1 bis 21.4 eine Umlenkrolle 20, eine Changiereinrichtung 23, eine sich über alle Spulstellen erstreckende Andrückwalze 24 sowie zwei abwechselnd in einem Wickelbereich geführte Spulspindel 22.1 und 22.2 vorgesehen, an denen die Spulen 26 gleichzeitig gewickelt sind.
Um die Spulspindeln 22.1 und 22.2 abwechselnd in den Wickelbereich zu führen, ist ein Spulenrevolver 25 vorgesehen, der durch Drehung die Spulspindeln 22.1 und 22.2 abwechselnd aus dem Wickelbereich in einen Wechselbereich führt.
Im Übergangsbereich zwischen den Galettenmodulen 16.1 und 16.2, die die Fäden der Fadenschar 3 vor dem Aufwickeln verstrecken ist eine Ablaufgalette 19 vorgesehen, die an einem stirnseitigen Ende der Aufspulmaschine 17 gehalten ist.
Hierbei wird die Fadenschar 3 über die Ablaufgalette 19 geführt und zu den einzelnen Umlenkrollen 20 der Spulstellen 21.1 bis 21.2 verteilt.
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel lässt sich die Spinneinrichtung mit einem Spinnschacht unmittelbar oberhalb der Galettenmodule 16.1 und 16.2 anordnen, so dass eine geringe Bauhöhe der Spinneinrichtung erreicht wird. Die Galettenmodule 16.1 und 16.2 sind mit einem der Längsträger 10.1 oder 10.2 an dem Modulträger 31 befestigt, so dass die aus einem Spinnschacht geführten Fäden der Fadenschar 3 in einfacher Art und Weise durch eine manuell geführte Saugpistole an den Galetten der Galettenmodule 16.1 und 16.2 anlegbar ist.
Das in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird bevorzugt zur Herstellung von vollverstreckten Fäden genutzt. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von vororientierten Fäden zu nutzen.
So ist in 6 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei welchem die Fadenschar mit einer Teilumschlingung an den Galetten geführt wird. Das Ausführungsbeispiel in 6 ist schematisch in einer Seitenansicht gezeigt.
An einem Galettenträger 4, der beispielsweise dem Galettenträger des Ausführungsbeispiels nach 1 und 2 ähnelt, sind zwei Galetten 1.1 und 1.2 in Abstand zueinander angeordnet. Die Galette 1.1 weist einen Führungsmantel 2.1 und die Galette 1.2 den Führungsmantel 2.2 auf. Beide Führungsmäntel 2.1 und 2.2 werden durch hier nicht dargestellte Elektromotoren angetrieben. In dem Freiraum zwischen den Führungsmänteln 2.1 und 2.2 ist ein Heizmittel 5 vorgesehen, das insgesamt durch vier Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.4 gebildet ist. Die Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.4 sind parallel zu den Führungsmänteln 2.1 und 2.2 ausgerichtet und als Heizröhren 8 an einem Anschlussträger 28 gehalten. Die Heizröhren 8 weisen eine zu einer Oberseite 32 gewandten Strahlungsausgang auf, so dass das zwischen den Führungsmänteln 2.1 und 2.2 gespannte Fadenstück der Fadenschar 3 durch die Infrarotstrahlung der Infrarotstrahlungskörper 6.1 bis 6.4 erwärmt wird.
Um die nötige Umschlingung der Fadenschar 3 an den Galetten 1.1 und 1.2 zum Abziehen und Verstrecken zu erhalten, sind den Führungsmänteln 2.1 und 2.2 jeweils eine Umlenkrolle 27.1 und 27.2 zugeordnet, die den Auflauf auf die Galette 1.1 und den Ablauf von der Galette 1.2 hin zur höheren Umschlingung beeinflussen. Die Umlenkrollen 27.1 und 27.2 sind dabei bevorzugt verstellbar ausgebildet, so dass der Grad der Umschlingung an den Galetten 1.1 und 1.2 wählbar ist.
Die in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Führungsmäntel der Galetten unbeheizt sind. Die Erwärmung der Fäden erfolgt kontaktlos ausschließlich durch eine Energieübertragung in Form elektromagnetischer Wellen. Durch die Abstimmung der Wellenlänge der Infrarotstrahlen auf das Fadenmaterial und aufgrund der Mehrzahl nebeneinander angeordneter Infrarotstrahlungskörper wird eine hohe Strahlungsdichte erzeugt, die auch bei kurzen Heizstrecken und hohen Fadengeschwindigkeiten zu einer intensiven Erwärmung der Fäden führt.

1.1, 1.2, 1.3, 1.4: Galette
2.1, 2.2, 2.3, 2.4: Führungsmantel
3: Fadenschar
4, 4.1, 4.2: Galettenträger
5, 5.1, 5.2: Heizmittel
6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5: Infrarotstrahlungskörper
7: Heizmodul
8: Heizröhre
9: Carbonheizleiter
10.1, 10.2: Längsträger
11.1, 11.2: Galettenachse
12.1, 12.2: vordere Lagerung
13.1, 13.2: hintere Lagerung
14.1, 14.2: Elektromotor
15: Maschinengestell
16, 16.1, 16.2: Galettenmodul
17: Aufspulmaschine
18: Plattform
19: Ablaufgalette
20: Umlenkrolle
21.1, 21.2, 21.3, 21.4: Spulstelle
22.1, 22.2: Spulspindel
23: Changiereinrichtung
24: Andrückwalze
25: Spulrevolver
26: Spule
27.1, 27.2: Umlenkrolle
28: Anschlußträger
29: Leitung
30: Unterseite
31: Modulträger
32: Oberseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5137670 [0003, 0011]
- US 5902503 [0005]

Claims

Vorrichtung zum Abziehen und Verstrecken multifiler Fäden in einem Schmelzspinnprozess mit zumindest zwei im Abstand zueinander angeordnete Galetten (1.1, 1.2) mit drehbaren Führungsmänteln (2.1, 2.2) und mit einem zwischen den Galetten (1.1, 1.2) angeordneten Heizmittel (5.1), wobei die Fäden mit einer oder mit mehreren Umschlingung an den Führungsmäntel (2.1, 2.2) der Galetten (1.1, 1.2) geführt sind und wobei die Fäden an ihren zwischen den Galetten (1.1, 1.2) gespannten Fadenstücken durch das Heizmittel (51) beheizt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel (5.1) durch mehrere nebeneinander angeordnete Infrarotstrahlungskörper (6.1–6.5) gebildet sind, die sich im wesentlichen parallel zu den Führungsmäntel (2.1, 2.2) der Galetten (1.1, 1.2) erstrecken und die in dem durch die gespannten Fadenstücke begrenzten Freiraum zwischen den Führungsmänteln (2.1, 2.2) der Galetten (1.1, 1.2) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlungskörper (6.1–6.5) zwischen den Führungsmänteln (2.1, 2.2) zu einer von den Fäden durchlaufenden Heizstrecke angeordnet ist, die eine Länge von > 500 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlungskörper (6.1–6.5) innerhalb der Heizstrecke mit gleicher oder unterschiedlicher Strahlleistung betreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlungskörper (6.1–6.5) durch Heizröhren (8) gebildet sind, die zu einem Heizmodul (7) miteinander verbunden sind und zu zwei Seiten hin eine Wärmestrahlung erzeugen, und dass das Heizmodul (7) in einer durch die Achsen (11.1, 11.2) der Galetten (1.1, 1.2) aufgespannten Mittelebene angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizröhren (8) zur Erzeugung der Infrarotstrahlung jeweils einen Carbonheizleiter (9) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsmantel (2.1) einer der Galetten (1.1) durch einen Elektromotor (14.1) angetrieben ist, wobei der Führungsmantel (2.2) der zugeordnete Galette (1.2) frei drehbar gelagert ist und gegenüber dem Führungsmantel (2.1) der angetriebenen Galette (1.1) eine Neigung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsmantel (2.2) der freilaufenden Galette (1.2) im Vergleich zu dem Führungsmantel (2.1) der angetriebenen Galette (1.1) einen kleineren oder gleich großen Durchmesser aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmäntel (2.1, 2.2) beider Galetten (1.1, 1.2) durch sepa rate Elektromotoren (14.1, 14.2) angetrieben werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Galettenträger (4.1) zum Halten beider Galetten (1.1, 1.2) vorgesehen ist, welcher das zwischen den Galetten (1.1, 1.2) angeordnete Heizmittel (5.1) trägt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Galettenträger durch zwei mit Abstand zueinander angeordneten Längsträger (10.1, 10.2) gebildet ist, an welchen die Führungsmäntel (2.1, 2.2) beider Galetten (1.1, 1.2) zu beiden Stirnseiten hin drehbar gelagert sind und welche mit dem Heizmittel (5.1) zu einem Galettenmodul (16) kombiniert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Galetten (1.1, 1.2) und das Heizmittel (5.1) in horizontal ausgerichteter Anordnung zu dem Galettenmodul (16.1) angeordnet sind und dass das Galettenmodul (16.1, 16.2) an einer oberen Plattform (18) einer Aufspulmaschine (17) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Galetten (1.1, 1.2) mehrere weitere Galetten (1.3, 1.4) zugeordnet sind, wobei zumindest ein weiteres Heizmittel (5.2) zwischen den Galetten (1.3, 1.4) vorgesehen ist, dass durch mehrere nebeneinander angeordnete Infrarotstrahlungskörper (6.1–6.5) gebildet ist, die sich im wesentlichen parallel zu den Führungsmäntel (2.3, 2.4) der Galetten (1.3, 1.4) erstrecken und die in dem durch die gespannten Fadenstücke begrenzten Freiraum zwischen den Führungsmänteln (2.3, 2.4) der Galetten (1.3, 1.4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Galetten (1.1–1.4) und die Heizmittel (5.1, 5.2) durch mehrere Galettenträger (4.1, 4.2) jeweils zu separaten Galettenmodulen (16.1, 16.2) kombiniert sind und dass die Galettenmodule (16.1, 16.2) übereinander angeordnet sind.