DE2639889C2 - Spinnkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spinnkopf mit einer im wesentlichen rechteckigen Metallfolie, die unter Vorspannung an gekrümmten Anlageflächen im Gehäuseunterteil anliegt und im Bereich einer Ausnehmung im Gehäuseunterteil eine Vielzahl von Spinnöffnungen aufweist.

Ein solcher Spinnkopf ist aus der DT-OS 19 42 197 bekannt. Die an die Stelle der Düsenplatte oder Düseneinsätze konventioneller Spinnköpfe tretende Metallfolie wird bei dieser bekannten Konstruktion zwischen dem eigentlichen Spintidüsenkörper bzw. einer daran montierten Klemmplatte und einem damit verschraubbaren Deckel unter Aufbau einer Vorspannung in leicht gewölbter Form eingespannt. Um eine sichere und dichte Befestigung dieser Metallfolie zu erhalten, wird der sie gegen den Spinndüsenkörper pressende Deckel ringsum mittels zahlreicher Schraubverbindungen fest angezogen. Vorzugsweise wird die Metallfolie ringsum mit einer sickenförmigen Vertiefung versehen, in welche ein Dichtungsring od. dgl. eingelegt werden kann. Dieser bekannte Spinnkopf weist einige erhebliche Nachteile auf. Bedingt durch die Notwendigkeit, die rechteckigen Metallfolien ringsum druckfest zu verspannen, sind ringsum Flanschverschraubungen durchzuführen, die einerseits von der Konstruktion her einen großen Platzbedarf, andererseits beim Auswechseln der Metallfolie einen großen Zeitbedarf erfordern. Weiterhin sind diese bekannten Spinnköpfe nur für die Anwendung relativ niedriger Spinndrücke geeignet wie sie beispielsweise beim Verspinnen von Polyacrylnitril-Lösungen herrschen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine auch bei hohen Spinndrücken und hohen Temperaturen, wie sie beim Schmelzspinnen auftreten, sicher arbeitende Spinndüse zur Verfugung zu stellen, die einen geringen spezifischen Platzbedarf aufweist und schnell auszuwechseln ist

Diese Aufgabe wird bei einem Spinnkopf der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anlageflächen für die Metallfolien durch die Wände von parallel zur Unterseite des Gehäuses verlaufenden zylindrischen Bohrungen gebildet werden, wobei die Bohrungen zur Unterseite des Gehäuses hin offene Ausnehmungen aufweisen.

Der Querschnitt der Bohrungen ist in der Regel kreisförmig, weil dieser fertigungstechnisch am einfachsten herzustellen >st und sowohl festigkeitsmäßig als auch druckmäßig eine optimale Lage der sich den Bohrungswänden anpassenden Metallfolien gewährleistet.

Unter »Metallfolien« im Sinne vorliegender Erfindung sollen dünne Bleche aus metallischen Werkstoffen verstanden werden, die bei üblichen Spinntemperaturen, die bis zu etwa 300°C reichen können, hinreichend hohe Festigkeiten aufweisen und sich insbesondere nicht plastisch verformen. Nach ihrem Biegen und Einschieben in die zylindrischen Bohrungen sollen die Metallfolien im Bereich der Durchdringungen eine gute Steifigkeit erhalten. Die Dicke derartiger Metallfolien soll im Hinblick auf eine leichte Biegbarkeit (für das Einschieben der Metallfolie in die Bohrungen) den Wert von etwa 0,5 bis 1,0 mm in der Regel nicht überschreiten. Bevorzugt werden Metallfolien mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm, vorzugsweise von weniger als 0,2 mm. In Metallfolien mit derartigen Dickenabmessungen lassen sich nach fototechnischen, elektrochemischen, elektroerosiven oder ähnlichen Verfahren mit geringen Kosten praktisch beliebig dimensionierte und beliebig profilierte Spinnöffnungen hineinarbeiten.

Der Krümmungsradius der Wände der zylindrischen Bohrungen soll bevorzugt kleiner als 25 mm, vorzugsweise kleiner als 15 mm sein, um hohe Biegebeanspruchungen der Metallfolien zu gewährleisten. Dadurch wird eine gute Abdichtung im Bereich der Ausnehmungen für den Fadendurchtritt sowie eine ausreichende Steifigkeit gegen Durchbiegung in der Zylinderachse erreicht

Zur Erleichterung des Auswechselns der Metallfolien sind bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spinnkopfes in die Bohrungen Hohlzylinder mit Ausnehmungen eingesetzt, an deren Innenwände die Metallfolien anliegen. Durch Auswechseln dieser Einheiten ist eine einfache Anpassung der Ausnehmungen und Spinnöffnungsanordnung an bestimmte Titer möglich.

Die zur Unterseite des Gehäuses hin offenen Ausnehmungen der Bohrungen können beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß die Bohrungen derart angesetzt werden, daß ein Teil des Bohrquerschnitts außerhalb des Gehäuses liegt, also über die Unterseite S des Gehäuses herausragt Es ist auch möglich, die Bohrungen nahe der Unterseite des Gehäuses zu fertigen und dann von der Unterseite her parallel zu den Bohrungen L^ngsnuten so tief einzufräsen, daß sie die Bohrungen unter Bildung von offenen Ausnehmungen durchdringen. Vorzugsweise aber werden die Ausnehmungen durch quer jai den Bohrungen und parallel zueinander in die Unterseite des Gehäuses eingearbeitete Nuten gebildet

Die endseitige Abdichtung der zylindrischen Bohrungen kann beispielsweise erfolgen, indem man die Stirnseiten des Gehäuses unter Verwendung von Dichtungsringen oddgL mit Deckeln versieht welche mit dem Gehäuse verschraubt sind. Eine bevorzugte Ausfühiiingsform des erfindungsgemäßen Spinnkopfes sieht vor, daß die Bohrungen seitlich mundende Schmelzedurchtrittskanäle sowie endseiti^e Aufbohrungen aufweisen und jeweils mittels eines durch eine dieser Aufbohrungen gesteckten Bolzen und einer von der Gegenseite her mit diesem verschraubten Mutter über gegen das Gehäuse gepreßte Dichtungen verschlossen sind. Bei dieser Version übernimmt der Bolzen zugleich die Funktion eines Verdrängerkörpers, der von der Sclnmelze umströmt wird und weitgehend die Bildung von Strömungstoträumen verhindert.

Es wird bevorzugt diesen Bolzen temperaturregelbar auszubilden, d. h. ihn mit Heiz- oder Kühlmitteln auszustatten, die eine Beeinflussung der Schmelzetemperatur kurz vor dem Schmelzeaustritt ermöglichen.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Gehäuse derart zweiteilig ausgebildet, daß die Metallfolie bzw. der sie umgebende Hohlzylinder in Sackbohrungen der beiden Gehäusehälften eingeschoben sind.

Die Erfii.Jung wird arhand der Zeichnung mit einigen Ausführungsbeispielen erläutert In der Zeichnung ist

Fig. I ein Schnitt durch ein mit zwei zylindrischen Bohrungen versehenes Gehäuse,

F i g. 2 der Schnitt längs A -B in F i g. 1,

Fig.3 der Schnitt längs C-D in Fig. 2 mit einer mittels eiiies als Verdrängerkörper wirkenden Bolzens abgedichteten zylindrischen Bohrung,

Fig.4 ein Schnitt durch die mit Bolzen abgedichtete zylindrische Bohrung in F i g. 3 mit eingelegter Metallfolie,

Fig.5 und Fig.6 Ausschnitte aus einer mit Spinnöffnjngen versehenen Metallfolie,

Fig. 7 die ausschnittsweise Unteransicht eines erfin-(Jur.gsgemäßen Spinnkopfes,

F i g. 8 ein vergrößerter Ausschnitt aus einer Metallfolie mit einer profilierten Spinnöffnung,

F i g. 9 ein Schnitt durch einen zweiteiligen Spinnkopf, bei dem die Metallfolie in Sackbohrungon sitzen,

Fig. 10 der Längsschnitt durch einen zur Aufnahme der Metallfolie geeigneten Hohlzylinder,

F i g. 11 den Schnitt längs E-Fm F i g. 10 und

Fig. 12 ein mit dem Hohlzylinder gemäß Fig. 10 und 11 ausgestatteter, seitlich beschickter Spinnkopf

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäO verwendbares Gehäuse 1 dargestellt welches eine Bohrung 2 zur Aufnahme einer Siebpackung, zylindrische Bohrungen 3 zur Aufnahme der Me /.!!folien sowie Schmelzcdurchtrittskanälc 4 aufweist. Von der Unterseite des Gehäuses I her sind quer zu den zylindrischen Bohrungen 3 verlaufende Ausnehmungen 5, hier Nuten mit rechteckigem Querschnitt eingearbeitet welche die Bohrungen 3 stellenweise durchdringen.

Im Ausiührungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 ist das Gehäuse rund. Wenn in einem Spinnkopf mehr als zwei zylindrische Bohrungen vorgesehen sind, wird zweckmäßigerweise ein rechteckiges Gehäuse verwendet

Bei der in F i g. t bis 3 dargestellten Ausführungsform weisen die zylindrischen Bohrungen 3 endseitige Aufbohrungen 3' auf. Sie dienen, wie in Fig.3 oben dargestellt ist, zur Aufnahme eines Bolzens 7 und einer Mutter 8, die, nachdem die Metalifolie 6 in die zylindrische Bohrung 3 geschoben und Fixiert worden ist, gegeneinander verschraubt und dabei über Dichtungen fest gegen dus Gehäuse 1 gepreßt werden. Mutter 8 ist mittels Stift 9, welcher in Nut 3" eingreift gesichert. Durch geeignete Formgebung des Bolzens 7 läßt sich die Schmolzeströmung in den zylindrischen Bohrungen 3 beeinflussen, insbesondere das A'.. ireten von Schmelzeioiräumen verhindern.

Bei der unteren Bohrung 3 in Fig.3 sind die Ausnehmungen 5 für den Fadendurchtritt zu sehen.

In F i g. 4 ist ausschnittsweise ein ähnlicher Spinnkopf wie in F i g. 1 bis 3 dargestellt, bei dem die Ausnehmungen 5 herausgefräst worden sind. Fig.4 soll die erfindungswesentliche Zuordnung von zylindrischer Bohrung 3, welche von den Ausnehmungen 5 stellenweise durchdrungen ist, und Metallfolie ä, die im Bereich dieser Ausnehmungen Spinnöffnungen 10 aufweist verdeutlichen. Die Abmessungen der Metallfolie 6 und der Spinnöffnungen sind deshalb nicht maßstabsgerecht gewählt worden.

Fig.5 zeigt eine Metallfolie 6 mit in drei parallelen Reihen angeordneten Spinnöffnungen 10 von kreisrundem Querschnitt. Der Durchmesser der Spinnöffnungen 10 beträgt beispielsweise 0,25 mm, die Teilung »a« etwa 1,5 bis 2 mm.

Die in F i g. 6 dargestellte Metallfolie 6 eignet sich für einen Spinnkopf, der, wie in F i g. 7 dargestellt von der U::ierseite des Gehäuses 1 her quer zu den zylindrischen Bohrungen und parallel zueinander verlaufenden Ausnehmungen 5 aufweist. Im Bereich dieser Ausnehmungen 5 weist die Metallfolie 6 Spinnöffnungen 10 auf.

Fig.8 zeigt ausschnittsweise eine Metalifolie 6 mit Y-förmiger Spinnöffnung 11. Es ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Metallfolie, daß man Spinnöffnungen praktisch beliebig komplizierter Formen und beliebiger Größe auf einfache und sehr preiswerte Art herstellen kann. So ist es auch möglich, Profil-Spinnöffnungen aus mehreren Schlitzen und/oder feinsten Bohrungen zusammenzusetzen.

D'Tch geeignete Dimensionierung der zylindrischen Bohrungen 3 sowie durch Verwendung geeigneter Werkstoffe für n'.e Metallfolien 6 IaBt sich eine Vorspannkraft erzeugen, die auf die Wandung der zylindrischen Bohrung 3 einen hinreichend hohen Druck ausübt, damit die Düse vor dem Anspinnen nicht undicht ist. Bei Beaufschlagung mit vollem Schmelzedruck wird die Metallfolie 6 gegen das Gehäuse 1 gepreßt und dichtet selbsttätig ab. Die selbsttätige Dichtung wird durch die Beibehaltung stegförmiger Abstützung noch verbessert, wie sie in Fig. f zwischen den Ausnehmungen 5 zu sehen sind. Auf diese Weise lassen sich verhältnismäßig lange Reihen von Spinnöffnungen 10 mit einer einzigen Metallfolie verwirklichen, und es kann der beim Schmelzspinnen übliche hohe Druck vom Gehäuse aufeenommen werden.

In Fig. 9 ist eine bevorzugte zweiteilige Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spinnkopfes dargestellt. Die beiden Gehäusehälften 12; 13 sind über nicht dargestellte Schraubverbindungen aneinandergepreßt. Ähnlich wie bei dem in F i g. 3 dargestellten Spinnkopf weisen die zylindrischen Bohrungen, hier als Sackbohrungen 14; 15 ausgebildet, Ausnehmungen 5 für den Fadendurchtritt auf. Sie decken sich mit den Spinnöffnungen 10 der Metallfolie 6. die in die Sackbohrungen 14; 15 eingeschoben und endseitig gegen diese abgedichtet ist. Diese Version ist dichtungstechnisch sehr günstig.

Bei den bisher aufgezeigten Lösungen sind die Metallfolien 6 stets direkt in die in das Gehäuse 1 eingearbeiteten zylindrischen Bohrungen 3 geschoben worden. Es ist aber auch möglich, die Metallfolie 6 in einen einfach und billig herzustellenden Hohlzylinder 16 einzuschieben, wie er in Fig. 10 und 11 dargestellt ist.

und diese Einheit in die vorbereitete zylindrisch« Bohrung 3 des Spinnkopfes einzuschieben.

In einem solchen llohlzylinder 16, der an einei Stirnseite verschlossen sein kann, lassen sich sein einfach die Ausnehmungen 5' für den Fadendurchtrit hineinarbeiten, so daß am Gehäuse 1 selbst groDflächi ge, einfacher als milenförmige Ausnehmungen herzu stellende Öffnungen 17 vorgesehen werden können vergleiche F-'ig. 12. Das dort abgebildete Gehäuse 1 besitzt einen Schmelzeverteilcrkanal 18, von dem air Stichleitungen 19 die einzelnen Spinnstellen versorgen Die Schmelze wird dabei stirnseitig dem Hohlzylindei 16 mit Ausnehmungen 5' und eingeschobener Metallfo lie 6 zugeführt, der in die zylindrische Bohrung : eingeschoben und mittels einer Andrückschraube 2( gegen die Zulaufscilc des Gehäuses 1 gedruckt und dor über eine Dichtung abgedichtet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Spinnkopf mit einer im wesentlichen rechteckigen Metallfolie, die unter Vorspannung an ge- s krümmten Anlageflächen im Gehäuseunterteil anliegt und im Bereich einer Ausnehmung im Gehäuseunterteil eine Vielzahl von Spinnöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen für die Metallfolien (6) durch die Wände von parallel zur Unterseite des Gehäuses (1) verlaufenden zylindrischen Bohrungen (3; 14; 15) gebildet werden, wobei die Bohrungen (3; 14; 15) zur Unterseite des Gehäuses hin offene Ausnehmungen (5; 17) aufweisen.

2. Spinnkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrungen (3; 14; 15) Hohlzylinder (16) mit Ausnehmungen (5') eingesetzt sind, an deren Innenwände die Metallfolien (6) anliegen.

3. Spinnkopf nach Anspruch '., dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (5) durch quer zu den Bohrungen (3; 14; 15) und parallel zueinander in die Unterseite des Gehäuses eingearbeitete Nuten gebildet werden.

4. Spinnkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Wände der zylindrischen Bohrungen (3; 14; 15) bzw. der Hohlzylinder (16) kleiner als 25 mm, vorzugsweise kleiner als 15 mm ist.

5. Spinnkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (3; 14; 15) seitlich mündende Schmeizedurchtrittskanäle (4) sowie endseitige Aufbohryngen (3') aufweisen und jeweils mittels eines durch eine uieser Aufbohrungen (3') gesteckten Bolzens (7) und einer von der Gegenseite her mit diesem verschraubten Mutter (8) über gegen das Gehäuse (1) gepreßte Dichtungen verschlossen sind.

6. Spinnkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (7) temperaturregelbar ausgebildet ist.

7. Spinnkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12; 13) derart zweiteilig ausgebildet ist, daß die Metallfolie (6) bzw. der sie umgebende Hohlzylinder (16) in Sackbohrungen (14, 15) der beiden Gehäusehälften (12 und 13) eingeschoben sind.