-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verstrecken
eines synthetischen Fadens, wobei der Faden durch eine Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen einer Abzugsgalette und einer Streckgalette verstreckt
wird.
-
Die
Vorrichtung und das Verfahren sind aus der
DE 31 46 054 A1 bekannt,
um einen frisch gesponnenen Faden vor dem Aufwickeln zu verstrecken.
Dabei wird der Faden von einer Abzugsgaletteneinheit aus der Spinnzone
abgezogen und zwischen der Abzugsgaletteneinheit und einer folgenden
Streckgaletteneinheit verstreckt. Zum Aufbau der Verstreckspannung
werden die Galetteneinheiten mit einer Geschwindigkeitsdifferenz
betrieben, wobei die Streckgaletteneinheit eine höhere Umfangsgeschwindigkeit
aufweist als die Abzugsgaletteneinheit. Damit wird eine für das Verstrecken
des Fadens erforderliche hohe Fadenspannung zwischen den Galetteneinheiten
erzeugt. Die Fadenspannung bei Auflauf auf die Abzugsgaletteneinheit sowie
die Fadenspannung bei Ablauf von der Streckgaletteneinheit liegt
dabei deutlich unterhalb der Streckspannung. Diese Spannungsdifferenzen
müssen
jeweils von den Galetteneinheiten überbrückt werden. Dabei tritt das
Problem auf, daß im Übergangsbereich
insbesondere beim Ablauf des Fadens von der Abzuggaletteneinheit
und beim Auflauf des Fadens auf die Streckgaletteneinheit eine Relativbewegung
zwischen dem Faden und der Galettenoberfläche entsteht. Dieser sogenannte
Schlupf führt
dazu, daß die
wirksame Strecklänge
des Fadens zwischen Fadenablauf und Fadenauflauf undefiniert ist. Das
wiederum führt
zu ungleichmäßigen Verstreckungen
im Faden.
-
Aus
der
EP 0 644 957 B1 wird
zur Vermeidung des Schlupfes vorgeschlagen, den Faden in der Abzuggaletteneinheit über verschiedene
Durchmesserstufen zu führen.
Damit ist zwar ein Entgegenwirken des Schlupfes möglich, jedoch
erfordern das Verfahren und die Vorrichtung eine exakte Anpassung der
Durchmesserstufen an die Fadenspannung. Aufgrund der Durchmesserstufen
trifft der Faden auf einer Oberfläche mit veränderter Umfangsgeschwindigkeit.
Damit ist eine gleichmäßige Förderung
des Fadens nicht möglich.
-
Weiterhin
ist aus der
US 3,020,621
A eine Abzugsrolle für
die Herstellung von Filamentstrukturen wie beispielsweise Garnen
bekannt. Dabei wird ein Rollenpaar verwendet, von denen eine Rolle
eine unelastische feste Oberfläche
mit hohem Reibwert an einer Seite und einer relativ niedrigen Oberflächenreibung
an einem anderen Ende, wobei beide Ende im Wesentlichen gleiche
Querschnitte aufweisen.
-
Aus
der
DE 689 26 346
T2 ist ein Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Herstellung
von hochleistungsfähigem,
mehrfädigem
Garn für
Reifencort und technische Anwendungen aus Polyester bekannt. Das
ersponnene Filament wird dabei unter Kühlung mit einer Geschwindigkeit
von 1.000 bis 4.000 m/min einem ersten Lieferwerk zugeführt, dass man
ein teilorientiertes Garn erhält.
Anschließend wird
das Filament zwischen dem Lieferwerk und einem ersten Streckwerk
in einer dazwischenliegenden Streckzone teilweise verstreckt. Im
Weiteren werden noch ein zweites Streckwerk und ein Konditionierwerk
zur Bearbeitung des Filaments verwendet. Die dabei verwendeten Galetten
sind an ihrer Oberfläche
matt ausgestaltet und weisen einen arythmetischen Mittelwert ihrer
Oberflächenrauhigkeit
R
a von 0,89 bis 3,05 μm auf.
-
Schließlich ist
aus der
US 3,323,191
A ein Prozess zum Aufwickeln von Garn bekannt wobei Rollen
mit niedrigen und hohen Oberflächenreibwerten
verwendet werden.
-
Demgemäß ist es
Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, daß ein Faden bei im wesentlichen
konstanter Strecklänge
gleichmäßig verstreckt
wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Aufbau von inneren
Spannungen im Faden vor und nach der Verstreckung zu vermeiden.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren
mit den Merkmalen nach Anspruch 13 gelöst.
-
Die
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Faden vom Einlauf auf
die Galette bis zum Auslauf von der Galette den Anforderungen entsprechend
geführt
wird. Durch die Unterteilung der Galette in mehrere axial hintereinander
liegende umlaufende Oberflächenzonen
mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten
wird die Haftung zwischen dem Faden und der Galettenoberfläche vorteilhaft
beeinflußt.
So läßt sich
in den Zonen, die zum Aufbau einer Fadenspannung dienen, eine möglichst
glatte, mit sehr geringen Oberflächenrauhigkeiten
ausgeführte Oberflächenzone
ausbilden. Das führt
zu einer entsprechenden guten Anhaftung zwischen dem Faden und der
Galettenoberfläche,
so daß eine
Relativbewegung zwischen dem Faden und der Galettenoberfläche nicht
möglich
ist. Ein Rutschen des Fadens auf der Oberfläche findet nicht statt. Beim
Verstrecken des Fadens durch Galetteneinheiten werden die Galetten
auch vorzugsweise zur thermischen Behandlung des Fadens eingesetzt.
Die Erfindung besitzt nun den Vorteil, daß in den Oberflächenzonen,
in denen der Faden temperiert wird, eine relativ rauhe Oberfläche mit
entsprechend großer
Oberflächenrauhigkeit
vorliegt. Damit können
Ausgleichsbewegungen vom Faden aufgrund innerer Spannungen gegenüber der
Galette ausgeführt
werden. Dies ermöglicht
eine besonders schonende Beeinflussung des Fadens durch die Abzugsgalette
bzw. die Streckgalette. Erfindungsgemäß ist die Streckgalette dazu in
drei Oberflächenzonen
aufgeteilt. Dabei ist zwischen der Auflaufzone und der Ablaufzone
eine mittlere Oberflächenzone
vorgesehen, die die größte Oberflächenrauhigkeit
der Galettenoberfläche
aufweist. Damit ist ein erfindungsgemäßes Führen des Fadens möglich. Der
Faden ist durch die relativ glatten Oberflächen der Auflaufzone und der
Ablaufzone zwischen der ersten und der letzten Umschlingung an der
Galette eingespannt. Die Fadenspannungen am Einlauf und am Auslauf
sind unabhängig
voneinander im wesentlichen schlupffrei von der Galette erzeugbar
bzw. aufnehmbar. Die Mittelzone der Galette ist ausschließlich zur
Wärmebehandlung
des Fadens vorgesehen. Dementsprechend ist die Oberflächenrauhigkeit
derart groß gewählt, daß eine Relativbewegung
zwischen Faden und Galettenoberfläche möglich ist.
-
Bei
einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die
Streckgalette im Bereich des Fadenauflaufs eine als Auflaufzone
bezeichnete Oberflächenzone
auf, die gegenüber
der benachbarten Oberflächenzone
eine deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit
aufweist. Diese Ausbildung besitzt den Vorteil, daß die Verstreckkräfte schlupffrei
von der Streckgalette aufgenommen werden. Dabei ist es möglich, daß nur eine
Umschlingung oder mehrere Umschlingungen in der Auflaufzone der
Streckgalette geführt
werden. In der benachbarten Oberflächenzone der Streckgalette
wird der Faden mm Relaxieren thermisch behandelt. Aufgrund der rauhen
Oberfläche
sind Ausgleichbewegungen, beispielsweise durch Schrumpf verursachte Ausgleichbewegungen,
möglich.
In diesem Fall besteht die Galette aus zwei Oberflächenzonen,
wobei der Faden im Bereich der rauheren Oberflächenzone von der Galette abläuft.
-
Eine
besonders bevorzugte Ausführung
der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Streckgalette im Bereich
des Fadenablaufs eine als Ablaufzone bezeichnete Oberflächenzone
mit im Verhältnis
zur benachbarten Oberflächenzone
sehr glatten Oberfläche
aufweist. Damit wird vorteilhaft ein ruhiger Fadenlauf gewährleistet.
Insbesondere werden Rückwirkungen
einer nachgeschalteten Aufwickeleinrichtung vermieden. Die durch
eine Aufwickeleinrichtung bedingte Fadenspannungsschwankung kann
sich nur bis zum Fadenablauf fortpflanzen. Die Weiterbildung ermöglicht einen
stabilen Prozeßverlauf
auch bei relativ hohen Fadengeschwindigkeiten.
-
Bei
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an
der Abzuggalette eine Ablaufzone mit relativ glatter Oberfläche vorgesehen. Dadurch
wird der Faden quasi zwischen einem Fadenablaufpunkt auf der Abzugsgalette
und einem Fadenauflaufpunkt auf der Streckgalette eingespannt und
verstreckt. Diese Ausbildung führt
zu einer besonders gleichmäßigen und
reproduzierbaren Verstreckung des Fadens.
-
Um
ein schlupffreies Abziehen des Fadens beispielsweise aus einer Spinnzone
zu gewährleisten,
ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 besonders vorteilhaft.
-
Die
Ausbildung der Erfindung gemäß Anspruch
7 ist insbesondere geeignet, um den Faden vor dem Verstrecken zu
erwärmen.
Hierzu ist die Abzugsgalette erhitzt, so daß der Faden in der Mittelzone
auf eine bestimmte Temperatur im wesentlichen spannungsfrei erwärmt werden
kann.
-
Bei
einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Oberflächenzonen werden die Oberflächenrauhigkeiten
vorzugsweise in Abhängigkeit
von der jeweiligen Fadenspannung festgelegt. Das heißt, je höher die
Fadenspannung, desto kleiner die Oberflächenrauhigkeit. Beim Verstrecken
eines Fadens aus Polyester mit einem Fadentiter von 50 dtex und
einer Anzahl von 24 Filamenten wurde die Fadenspannung vor der Abzugsgalette
mit 11 cN gemessen. Die Fadenspannung in der Streckzone betrug 52
cN und hinter der Streckgalette 8 cN. Hierbei wurde eine beheizte
Abzugsgalette und eine beheizte Streckgalette eingesetzt. Die Abzugsgalette
wies eine Oberflächentemperatur
von 90°C
und die Streckgalette eine Oberflächentemperatur von 135°C auf. Entsprechend
den gemessenen Fadenspannungen wurden die Oberflächenrauhigkeiten der einzelnen
Zonen derart ausgeführt,
daß die
Abzugsgalette eine Auflaufzone mit Ra = 0,5 μm, eine Mittelzone mit Ra = 0,8 μm und eine
Ablaufzone mit Ra = 0,1 μm
aufwies. Die Oberflächenzonen
der Streckgalette waren mit den Oberflächenrauhigkeiten in der Auflaufzone
Ra = 0,1 μm,
in der Mittelzone Ra = 0,8 μm
und in der Ablaufzone mit Ra = 0,3 μm ausgebildet. Hierbei wurden
insgesamt acht Fäden
gleichzeitig über
die Galetten geführt.
Selbst bei hohen Aufwickelgeschwindigkeiten von größer 5.000
m/min konnte ein sehr stabiler Fadenlauf beim Verstrecken erzielt
werden.
-
Die
Galetteneinheiten werden dabei vorteilhaft durch eine frei drehbare
Oberlaufwalze und eine Galette gebildet.
-
Es
hat sich gezeigt, daß eine
weitere Erhöhung
der Fadenlaufruhe dadurch erreicht werden kann, daß vor Ablauf
des Fadens von der Abzugsgalette der Faden in der letzten Umschlingung
durch einen Fadenführer
geführt
wird. Der Fadenführer
ist hierbei zwischen der Uberlaufwalze und der Abzugsgalette angeordnet.
Insbesondere bei der Fadenführung
mehrerer parallel verlaufender Fäden über die Abzugsgalette
kann damit ein enger Fadenabstand benachbarter Fäden zueinander beim Verstrecken realisiert
werden. Die Anordnung des Fadenführers außerhalb
der Streckzone besitzt zudem den Vorteil, daß die Fadenführung im
Bereich geringer Fadenspannung und geringer Fadengeschwindigkeit
und damit geringer mechanischer Belastung vorgenommen wird.
-
Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
-
Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der 1 bis 3 beschrieben.
-
Es
zeigen:
-
1 schematisch
eine Spinnvorrichtung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
-
2 schematisch
die Streckgaletteneinheit aus der Vorrichtung aus 1;
-
3 schematisch
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
In 1 ist
schematisch eine Spinnvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Verstrecken (Verstreckeinrichtung) eines Fadens gezeigt. Die
Spinnvorrichtung weist zur Herstellung eines Fadens eine Spinneinrichtung 1,
die der Spinneinrichtung 1 nachgeschaltete Verstreckeinrichtung 2 sowie
eine zum Aufwickeln des Fadens vorgesehene Aufwickeleinrichtung 3 auf.
-
In
der Spinneinrichtung 1 wird ein Faden 14 aus einem
thermoplastischen Material gesponnen. Das thermoplastische Material
wird durch einen Extruder 4 aufgeschmolzen und über eine
Schmelzeleitung 7 zu einer Spinnpumpe 8 gefördert. Die
Spinnpumpe 8 fördert
den Schmelzestrom zu einem beheizten Spinnkopf 9. An der
Unterseite des Spinnkopfs 9 befindet sich eine Spinndüse 10.
Aus der Spinndüse 10 tritt
die Schmelze in Form von feinen Filamentsträngen 11 aus. Die Filamente
durchlaufen eine unterhalb der Spinndüse angeordnete Kühlvorrichtung 12.
In der Kühlvorrichtung 12 werden
die Filamente durch einen Luftstrom gekühlt. Der Luftstrom kann hierbei – wie in 1 gezeigt – durch
eine quer oder radial zur Filamentschar gerichtete Anblasung erzeugt
werden oder aber durch eine am Ausgang der Kühleinrichtung angeordnete Saugeinrichtung. Unmittelbar
unter halb der Kühlvorrichtung 12 ist
eine Präparationsvorrichtung 13 angeordnet,
die die Filamente zu einem Faden 14 zusammenführt. Der
Faden 14 wird durch eine Abzugsgaletteneinheit 15 der Verstreckeinrichtung 2 aus
der Spinnzone abgezogen. Die Abzugsgaletteneinheit 15 besteht
aus einer Abzugsgalette 17 und einer verschränkt zu der
Abzugsgalette 17 angeordneten Überlaufwalze 18. Die Abzugsgaletteneinheit 15 ist
mehrfach von dem Faden 14 umschlungen. Hierbei wird die
Abzugsgalette 17 durch einen Galettenantrieb mit einer
voreinstellbaren Geschwindigkeit angetrieben. Diese Abzugsgeschwindigkeit
ist um ein Vielfaches höher
als die natürliche
Austrittsgeschwindigkeit der Filamente 11 aus der Spinndüse 10.
Die Überlaufwalze 18 ist
frei drehbar.
-
Von
der Abzugsgalette 17 gelangt der Faden zu einer Streckgaletteneinheit 16.
Die Streckgaletteneinheit besteht aus einer Streckgalette 19 und
einer Überlaufwalze 20.
Die Streckgalette 19 ist mit einer höheren Geschwindigkeit angetrieben
als die zuvor beschriebene Abzugsgalette 17. Dadurch wird der
Faden zwischen den beiden Galetten 17 und 19 verstreckt.
Die Abzugsgalette 17 und die Streckgalette 19 sind
beheizbar ausgeführt.
Die Streckgalette 19 ist in mehrere Oberflächenzonen
unterteilt – wie nachfolgend
noch genauer beschrieben wird.
-
Der
Faden 14 wird mittels der Aufwickeleinrichtung 3 aus
der Streckzone abgezogen und tritt über einen Kopffadenführer 22 in
eine Aufwickelzone ein. Von dem Kopffadenführer 22 gelangt der
Faden 14 in das Changierdreieck und die am Ende des Changierdreiecks
angeordnete Changiervorrichtung 23. Die Changiervorrichtung 23 kann
hierbei als Flügelchangierung
oder als Kehrgewindewellenchangierung ausgeführt sein. In beiden Fällen wird
der Faden 14 mittels Changierfadenführer innerhalb eines Changierhubes
hin- und hergeführt.
Dabei umschlingt der Faden eine im Fadenlauf hinter der Changiereinrichtung 23 angeordnete
Andrückwalze 24.
Die Andruckwalze 24 liegt auf der Oberfläche der Spule 25 an.
Die Spule 25 wird auf einer Hülse gebildet, die auf der Spulspindel 26 aufgespannt
ist. Die Spulspindel 26 wird durch einen Spindelmotor 27 angetrieben.
-
Die
in 1 dargestellte Spinnvorrichtung ist insbesondere
geeignet, um vollverstreckte Fäden herzustellen.
Hierbei ist in der Verstreckeinrichtung 2 die Streckgalette
erfindungsgemäß mit mehreren
axial hintereinanderliegenden umlaufenden Oberflächenzonen mit unterschiedlichen
Oberflächenrauhigkeiten
ausgeführt.
In 2 ist hierzu schematisch eine Draufsicht der Streckgaletteneinheit 16 aus 1 dargestellt.
Die Streckgaletteneinheit besteht aus der Streckgalette 19,
die an einem Ende mit dem Galettenantrieb 28 verbunden
ist. Im Abstand zu der Streckgalette 19 ist die Überlaufwalze 20 angeordnet,
die an einem Ende 3 drehbar in dem Lagerblock 29 gelagert
ist. Gegenüber
der in 1 gezeigten Situation ist in 2 der
Fadenlauf zur Streckgalette und von der Streckgalette weg um 90° verschwenkt dargestellt.
Die Streckgalette 19 besitzt einen zylindrischen Mantel,
der in mehrere Oberflächenzonen aufgeteilt
ist. Am Lagerende der Streckgalette 19 ist eine Auflaufzone 30,
danach in axialer Richtung eine Mittelzone 31 und am freien
Ende der Streckgalette 19 eine Ablaufzone 32 ausgebildet.
Die Auflaufzone 30 besitzt eine Oberflächenrauhigkeit R1, die Mittelzone
eine Oberflächenrauhigkeit
R3 und die Ablaufzone eine Oberflächenrauhigkeit R2. Hierbei
ist die Oberflächenrauhigkeit
R3 der Mittelzone 31 größer als
die Oberflächenrauhigkeit
R1 der Auflaufzone 30 und auch größer als die Oberflächenrauhigkeit
R2 der Ablaufzone 32. Die Oberflächenrauhigkeit R1 der Auflaufzone 30 ist
im Verhältnis
zu der am Faden 14 erzeugten Fadenspannung T1 derart ausgebildet, daß im wesentlichen
keine Relativbewegung zwischen dem Faden 14 und der Oberfläche der
Streckgalette 19 stattfindet. Ebenso ist in der Ablaufzone 32 die
Oberflächenrauhigkeit
R2 in Abhängigkeit
von der Fadenspannung T2 hinter der Streckgalette gewählt. Die
Streckgalette 19 ist beheizbar ausgeführt.
-
Der
Faden 14, der von der Abzugsgalette 17 herkommt,
läuft auf
die Streckgalette 19 in der Auflaufzone 30 auf.
Nach einer Teilumschlingung in der Auflaufzone 30 läuft der
Faden 14 von der Streckgalette 19 zur Überlaufwalze 20 und
von der Überlaufwalze 20 zur
Streckgalette 19 zurück.
Dabei trifft der Faden 14 auf die Mittelzone 31 der
Streckgalette. Diese Umschlingung führt der Faden 14 nun
mehrmals aus. Hierbei wird er durch den beheizten Mantel der Streckgalette 19 erwärmt. In
der letzten Umschlingung zwischen der Überlaufwalze 20 und
der Streckgalette 19 läuft
der Faden auf die Ablaufzone 32 der Streckgalette 19.
Nach einmaliger Teilumschlingung läuft der Faden 14 von
der Streckgalette 19 aus der Ablaufzone 32 ab.
-
Bei
dieser Ausbildung der Streckgalette wird der Faden 14 entsprechend
den Prozeßanforderungen
besonders schonend geführt.
Die Fadenspannung T1 vor der Streckgalette 19 wird bereits
in der ersten Umschlingung durch die Streckgalette 19 aufgebaut.
Hierbei ist die Oberflächenrauhigkeit
R1 der Auflaufzone 30 derart gering ausgeführt, daß eine sehr
gute Anhaftung des Fadens 14 an der Galettenoberfläche vorliegt.
Dieser Bereich wird vorzugsweise durch Polieren hergestellt. Ebenso
kann die im Verhältnis
zu der Fadenspannung T1 wesentlich kleinere Fadenspannung T2 in
der Ablaufzone 32 der Streckgalette 19 aufgenommen
werden. Um einen Schlupf zwischen dem Faden und der Galettenoberfläche zu vermeiden,
kann die Oberflächenrauhigkeit
R2 entsprechend der niedrigeren Fadenspannung etwas größer ausgeführt werden
als die Oberflächenrauhigkeit
R1 der Auflaufzone 30. Die Mittelzone 31 weist
die größte Oberflächenrauhigkeit
R3 auf, um eine möglichst
spannungsfreie Relaxationsbehandlung des Fadens zu ermöglichen.
Hierbei sind Relativbewegungen zwischen dem Faden 14 und
der Galettenoberfläche
gewünscht.
-
Die
in 2 gezeigte Streckgaletteneinheit läßt sich
auch vorteilhaft mit einer nicht beheizten Abzugsgaletteneinheit
kombinieren. Hierbei besitzt die Abzugsgalette eine gleichmäßige Oberflächenrauhigkeit.
Es ist jedoch auch möglich,
die Abzugsgalette in dem Fall im Fadenablauf mit einer Ablaufzone zu
versehen, die eine im Verhältnis
zur benachbarten Oberflächenzone
geringere Oberflächenrauhigkeit aufweist.
-
In 3 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
gezeigt, die mehrere parallel laufende Fäden gleichzeitig verstreckt.
Bei der nachfolgenden Beschreibung sind die Bauteile gleicher Funktion
mit identischen Bezugszeichen angegeben.
-
Die
Verstreckeinrichtung besteht aus der Abzugsgaletteneinheit 15 und
der Streckgaletteneinheit 16. Die Streckgaletteneinheit 16 ist – wie bereits
zuvor in 2 dargestellt – aufgebaut.
Insoweit wird auf die Beschreibung zu der 2 Bezug
genommen. Die Abzugsgaletteneinheit 15 besteht aus der
Abzugsgalette 17 und der Überlaufwalze 18, die
beide verschränkt
zueinander angeordnet sind. Die Überlaufwalze 18 ist
in einem Lagerblock 34 frei drehbar gelagert. die Abzugsgalette 17 ist
an einem Ende mit dem Galettenantrieb 33 verbunden. Durch
den Galettenantrieb 33 wird die Abzugsgalette 17 gleichmäßig angetrieben.
Die Abzugsgalette ist in mehrere Oberflächenzonen gleichen Durchmessers
unterteilt. Hierbei ist an der Antriebsseite eine Auflaufzone 35,
eine in axiale Richtung benachbarte Mittelzone 36 und eine
am freien Ende der Abzugsgalette ausgebildete Ablaufzone 37 ausgebildet.
Die Auflaufzone 35 weist eine Oberflächenrauhigkeit R1, die Mittelzone 36 eine
Oberflächenrauhigkeit
R3 und die Ablaufzone eine Oberflächenrauhigkeit R2 auf.
-
Die
Fäden 14 – es sind
drei Fäden
dargestellt – werden
von der Abzugsgalette 17 beispielsweise aus einer Spinnzone
abgezogen. Dabei treffen die Fäden 14 zunächst in
der Auflaufzone 35 auf die Abzugsgalette 17. Nach
einmaliger Umschlingung verlassen die Fäden 14 die Galettenoberfläche und
gelangen zur Überlaufrolle 18.
Nach Umschlingung der Überlaufrolle 18 werden
die Fäden
wieder über
die Abzugsgalette 17 geführt. Dabei treffen die Fäden auf
die Galettenoberfläche
der Mittelzone 36. Nach Teilumschlingungen treffen die
Fäden 14 auf
die Ablaufzone 37 der Abzugsgalette 17. Nach Umschlingung
der Ablaufzone 37 verlassen die Fäden 14 die Abzugsgalette 17 und
treffen auf die in Fadenlauf nachgeordnete Streckgalette 19.
Hierbei treffen die Fäden
auf die Auflaufzone 30 der Streckgalette 19. Die
Fäden 14 werden
sodann in mehreren Umschlingungen über die Überlaufwalze 20 und
die Streckgalette 19 geführt. Dabei durchlaufen die
Fäden 14 nacheinander
die Mittelzone 31 und die Ablaufzone 32 auf der Streckgalette.
Die Streckgalette 19 wird im Vergleich zur Abzugsgalette 17 mit
einer höheren Umfangsgeschwindigkeit
durch den Galettenantrieb 28 angetrieben. Dadurch baut
sich zwischen der Ablaufzone 37 der Abzugsgalette 17 und
der Auflaufzone 30 der Streckgalette 19 eine Verstreckspannung T2
auf, die zum Verstrecken der Fäden 14 führt. Die Oberflächenrauhigkeit
R2 der Ablaufzone 37 der Abzugsgalette und die Oberflächenrauhigkeit
R4 der Auflaufzone der Streckgalette 19 sind dabei derart gewählt, daß keine
wesentliche Relativbewegung zwischen den Fäden und den Galettenoberflächen stattfindet.
Vorzugsweise ist die Oberflächenrauhigkeit
R2 der Ablaufzone 37 der Abzugsgalette 17 gleich
groß der
Oberflächenrauhigkeit
R4 der Auflaufzone 30 der Streckgalette 19. Vor
Ablauf von der Abzugsgalette 17 werden die Fäden 14 in
der Mittelzone 36 der Abzugsgalette 17 erwärmt. Der
Abzug der Fäden 14 erfolgt
dabei durch die Auflaufzone 35 der Abzugsgalette 17,
die aufgrund ihrer Oberflächenrauhigkeit
einen im wesentlichen schlupffreien Abzug gewährleistet.
-
In
der in 3 dargestellten Vorrichtung werden die Fäden vor
Verlassen der Abzugsgalette 17 durch einen Fadenführer 5 geführt. Der
Fadenführer 5 ist
hierzu zwischen der Überlaufwalze 18 und
der Abzugsgalette 17 angeordnet. Dabei werden die Fäden 14 in
der letzten Umschlingung in der Galetteneinheit geführt. Durch
diese Maßnahme
lassen sich die Fäden
auch bei höheren
Fadenlaufgeschwindigkeiten mit engem Abstand zueinander sicher über die Galetteneinheiten
führen.
Die Anordnung des Fadenführers 5 vor
der Streckzone besitzt den Vorteil, daß der Faden in einem Bereich
mit geringer Fadenspannung und geringer Fadengeschwindigkeit geführt werden
kann.
-
Bei
der Ausführung
der Oberflächenzonen hat
sich für
die Mittelzone eine Oberflächenrauhigkeit im
Bereich von Rz = 4,5 bis 10 μ als besonders zweckmäßig erwiesen.
Damit ist eine ausreichende Ausgleichbewegung zwischen dem Faden
und der Galettenoberfläche
möglich.
Die Auslaufzone und die Ablaufzone der Galetten werden mit einer
Oberflächenrauhigkeit
im Bereich von Rz = < 4,5 μ, vorzugsweise Rz < 2,5 μ ausgeführt.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung
zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß die Wirkmechanismen von Relaxation
und Verstreckung des Fadens voneinander getrennt sind. Das hat den
Vorteil zur Folge, daß der
Faden mit höherem
Spannungsniveau auf der Galette geführt werden kann. Damit ist
ein stabiler Fadenlauf auch bei höheren Fadengeschwindigkeiten
möglich.
Desweiteren werden Rückwirkungen auf
benachbarte Aggregate bzw. Prozeßstufen, wie beispielsweise
die Aufwicklung, vermieden. Diese Vorteile können bereits mit einer Verstreckeinrichtung
erreicht werden, bei welcher die Abzugsgalette und die Streckgalette
jeweils zwei Oberflächenzonen mit
unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten
aufweisen. Die Abzugsgalette besitzt hierbei eine Auflaufzone und
eine Ablaufzone, wobei die Auflaufzone gegenüber der Ablaufzone mit einer
größeren Oberflächenrauhigkeit
ausgeführt
ist. Die Streckgalette ist ebenfalls mit einer rauhen Auflaufzone
und einer glatten Ablaufzone ausgebildet.
-
Grundsätzlich ist
die Ausbildung der Galetten in mehreren axial hintereinander liegenden
Oberflächenzonen
mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten
nicht nur auf zylindrische Galetten beschränkt. Diese Ausführung ist
auch bei konischen oder gestuften Galetten anwendbar. Zur Unterstützung der
Effekte ist es weiterhin auch möglich,
die Überlaufwalze
mit unterschiedlichen Oberflächenzonen
zu versehen. Dabei läßt sich
die Oberflächenwalze
vorteilhaft auch durch eine zweite Galette ersetzen, so daß die Galetteneinheit
aus zwei verschränkt zueinander
angeordneten Galetten besteht.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung
sind insbesondere zur Herstellung von sogenannten vollverstreckten Fäden (FDY)
geeignet. Hierbei können
die synthetischen Fäden
aus Polypropylen, Polyamid oder Polyester bzw. einem Co-Polymer
dieser Polymere hergestellt sein.
-
- 1
- Spinneinrichtung
- 2
- Verstreckeinrichtung
- 3
- Aufwickeleinrichtung
- 4
- Extruder
- 5
- Fadenführer
- 7
- Schmelzeleitung
- 8
- Spinnpumpe
- 9
- Spinnkopf
- 10
- Spinndüse
- 11
- Filamente
- 12
- Kühlvorrichtung
- 13
- Präparationsvorrichtung
- 14
- Faden
- 15
- Abzugsgaletteneinheit
- 16
- Streckgaletteneinheit
- 17
- Abzugsgalette
- 18
- Überlaufwalze
- 19
- Streckgalette
- 20
- Überlaufrolle
- 21
- Verwirbelungsdüse
- 22
- Kopffadenführer
- 23
- Changiervorrichtung
- 24
- Andruckwalze
- 25
- Spule
- 26
- Spulspindel
- 27
- Spindelantrieb
- 28
- Galettenantrieb
- 29
- Lagerblock
- 30
- Auflaufzone
- 31
- Mittelzone
- 32
- Ablaufzone
- 33
- Galettenantrieb
- 34
- Lagerblock
- 35
- Auflaufzone
- 36
- Mittelzone
- 37
- Ablaufzone