DE4014413A1

DE4014413A1 - Anlage fuer die herstellung einer spinnvliesbahn aus verstreckten kunststoff-filamenten

Info

Publication number: DE4014413A1
Application number: DE19904014413
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Ing Balk
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 1990-05-04
Filing date: 1990-05-04
Publication date: 1991-11-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Herstellung einer Spinnvliesbahn aus verstreckten Kunststoff-Filamen ten, - mit einem Spinnkopf mit einer Mehrzahl von Spinn düsenbohrungen, aus dem ein einerseits breiter, anderer seits zumindest einreihiger Vorhang von Filamenten aus thermoplastifiziertem Kunststoff austritt, einer Kühlkam mer, die an den Spinnkopf anschließt und in der der Vor hang aus den Filamenten von mit Hilfe einer Kühlanlage gekühlter Kühlluft quer zur Vertikalen angeströmt wird, einer an die Kühlluftkammer angeschlossenen Prozeßluft kammer, in der der Vorhang aus den in der Kühlkammer ge kühlten Filamenten von ungekühlter Prozeßluft angeströmt wird, einer Verstreckdüse, die sich über die Breite des Vorhanges von Filamenten erstreckt, einem Ablageband, welches als Siebband ausgeführt ist, und einer Luftabsaug einrichtung, wobei die Verstreckdüse in vertikaler Rich tung einen venturiartigen Düsenquerschnitt aufweist und die Luftabsaugeinrichtung unter Zwischenschaltung des Ablagebandes und, an einer Seite, unter Zwischenschaltung von fernerhin der abgelegten Spinnvliesbahn ausreichend dicht an die Verstreckdüse angeschlossen ist. - Es ver steht sich, daß die Luftströme über Strömungsgleichrichter in die beschriebenen Kammern eingeführt werden. Die Kühl luft ist bezüglich des Mengenstromes so eingerichtet, daß die Filamente eine ausreichende Kühlung erfahren. Die Prozeßluft ist erforderlich, um die aerodynamischen Verhältnisse für die Verstreckung der Filamente einzurich ten. In der Verstreckdüse wird die Verstreckkraft erzeugt, die an den einzelnen Filamenten angreift. Die Verstreckung selbst beginnt, sobald die Filamente die Spinndüsenboh rungen verlassen. Stets muß darauf geachtet werden, daß störende Verwirbelungen der Filamente, die auf unkontrol lierten Turbulenzen der Kühlluft bzw. der Prozeßluft im Weg der Filamente zwischen Spinnkopf und Ablageband auf treten, verhindert werden.

Bei der aus der Praxis bekannten Anlage des eingangs be schriebenen Aufbaus, von der die Erfindung ausgeht (vgl. auch DE 37 13 862), ist die Kühlkammer eine bis auf die Austrittsseite für den Vorhang aus den Filamenten und den Kühllufteintritt geschlossene Kammer, in die die Kühl luft so einströmt, daß sie unter dem Einfluß der Luftab saugeinrichtung mit dem Vorhang der Filamente zur Ver streckdüse hin abströmt. Es wird mit zwei Kühlluftströmen gearbeitet, die im Gegenstrom aufeinander gerichtet sind und sich gleichsam in dem Vorhang treffen. Die zur Ver streckdüse abströmende Kühlluft passiert die Prozeßluft kammer, in die im übrigen zwei Prozeßluftströme im Gegen strom einführbar sind. Die Verstreckung wird über die Saugkraft gesteuert, mit der die Luftabsaugeinrichtung arbeitet. Man spricht von einer sogenannten Saugver streckung. Das ist wesentlich wirksamer sowie mit höherem Verstreckungsgrad und genauer möglich, als mit älteren Maßnahmen (US 43 40 563, US 44 05 297), bei denen lediglich eine Kühlkammer vorgesehen ist, die Prozeßluftkammer also fehlt und in der Verstreckdüse eine Beschleunigung der Kühlluft lediglich über einen Venturieffekt nach Maßgabe des Überdruckes der Kühlluft in der Kühlluftkammer gegen über der Umgebungsluft erreichbar ist. Das ist gleichsam eine Druckverstreckung. Demgegenüber hat sich die eingangs beschriebene bekannte Anlage bewährt, sie ist jedoch verbesserungsfähig, wenn es darauf ankommt, Spinnvliesbah nen zu erzeugen, die in engen Grenzen vorgebbare physika lische Parameter aufweisen. Diese Verbesserung ist Aufgabe der Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Anlage durch die Kombination der folgenden Merkmale gekennzeich net:

a) Die Kühlkammer ist von der Kühlluft von einer Seite zur anderen offenen Seite durchströmbar,
b) in die Prozeßluftkammer sind zwei Prozeßluftströme im Gegenstrom einführbar,
c) zwischen der Kühlkammer und der Prozeßluftkammer ist eine zumindest über die Breite des Vorhanges der Filamente erstreckte Luftstrom-Trenneinrich tung angeordnet, welche die Kühlluft von der Prozeßluft trennt und den Vorhang der Filamente passieren läßt,

wobei der Förder-Mengenstrom der Luftabsaugeinrichtung steuerbar oder regelbar ist und ein Saugverstreckungsgrad der Filamente über den Förder-Mengenstrom der Luftabsaug einrichtung steuerbar oder regelbar ist. - Bezeichnet man die Maßnahmen für die Kühlung der Filamente als Kühlsystem und die sich anschließenden Maßnahmen, einschließlich der Prozeßluftkammer, als Verstrecksystem, so ist für die Erfindung wesentlich, daß das Kühlsystem einerseits, das Verstrecksystem andererseits in funktioneller Hinsicht voneinander getrennt sind. Gekoppelt sind beide Systeme durch den durchlaufenden Vorhang der Filamente. Demgegen über ist bei der eingangs beschriebenen bekannten Ausfüh rungsform eine entsprechende, saubere funktionelle Tren nung nicht verwirklicht. Daraus resultieren für die physi kalischen Parameter in der fertigen Spinnvliesbahn Band breiten, die erfindungsgemäß wesentlich reduziert werden können.

Die erfindungsgemäße Anlage kann auf verschiedene Weise weiter ausgebildet und optimierend gestaltet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch ge kennzeichnet, daß die Kühlkammer für eine Abkühlung der Filamente des Vorhanges bis in den thermoelastischen Bereich eingerichtet ist. Die Prozeßluftkammer arbeitet zweckmäßigerweise mit Prozeßluftströmen, die eine über der Temperatur der Filamente in der Prozeßluftkammer liegende abgestimmte und beeinflußbare Konditionierungstemperatur aufweisen. Konditionierungstemperatur bezeichnet diejenige Temperatur, die unter Berücksichtigung der in Laufrichtung der Filamente gemessenen Höhe der Prozeßluftkammer sowie unter Berücksichtigung der Konditionierungsluft menge, ausreicht, um sicherzustellen, daß alle Fila mente des Vorhanges beim Austritt aus der Prozeßluftkammer praktisch die gleiche Temperatur aufweisen, was jedoch nicht durch weitere Kühlung geschieht. Dazu trägt ein weiterer Vorschlag der Erfindung bei, der dadurch gekenn zeichnet ist, daß die Prozeßluftkammer in bezug auf die Symmetrieverhältnisse, einschließlich der Prozeßluftzufüh rung, und die Prozeßluftströme in bezug auf die Strömungs parameter so eingerichtet sind, daß sich in der Prozeß luftkammer eine über die Vorhangbreite erstreckte, mittige Prozeßluft-Staufläche ausbildet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist fernerhin die Luftstrom-Trenneinrichtung zwischen der Kühlkammer und der Prozeßluftkammer als Spaltdrossel aus geführt, die zwei gegeneinander gerichtete drosselspalt bildende Elemente aufweist, wobei die drosselspaltbilden den Elemente gegeneinander verstellbar sind. Der statische Druck in der Prozeßluftkammer ist zweckmäßigerweise auf einen etwas höheren Wert einstellbar als in der Kühlkam mer, so daß ein Übertritt von Kühlluft in die Prozeßluft kammer nicht möglich ist. Um die Arbeitsparameter der erfindungsgemäßen Anlage einzustellen, kann es zweckmäßig sein, die Anordnung so zu treffen, daß die Spaltweite des Düsenquerschnittes der Verstreckdüse steuerbar oder regelbar ist. In der Verstreckdüse sind nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung, vorzugsweise im Bereich des engsten Düsenquerschnittes, Korrekturklappen angeord net und diese sind verstellbar.

Anlagen des vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Aufbaus sind im allgemeinen in eine automatische Ferti gungsstraße integriert. Insbesondere in diesem Falle empfiehlt es sich, für den Kühlluftstrom und für die Pro zeßluftströme jeweils ein mit einem Rechner ausgerüstetes Steuer- und Regelsystem vorzusehen. Diese Ausgestaltung erlaubt ein besonderes Verfahren zum Betrieb einer Anlage des beschriebenen Aufbaus. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer- und Regelsystem für den Kühlluftstrom einerseits, das Steuer- und Regelsystem für die Prozeßluftströme andererseits unabhängig vonein ander betätigt, jedoch über das Rechnersystem so verbunden werden, daß die Filamente in der Spinnvliesbahn eine defi nierte Saugverstreckung in einem vorgebbaren Saugver streckungsgradbereich erfahren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführ licher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anlage und

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Anlage dient zur Herstel lung einer Spinnvliesbahn 1 aus verstreckten Kunststoff monofilamenten 2. Zum grundsätzlichen Aufbau gehört zu nächst ein Spinnkopf 3 mit einer Vielzahl von Spinndüsen bohrungen, aus welchem Spinnkopf 3 ein einerseits breiter, andererseits zumindest einreihiger Vorhang von Filamenten 4 aus thermoplastifiziertem Kunststoff austritt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehört fernerhin eine Kühlkammer 5, die an den Spinnkopf 3 anschließt und in der der Vorhang aus den Filamenten 4 von mit Hilfe einer Kühlanlage gekühlter Kühlluft quer zur Vertikalen angeströmt wird. Es gehört zum Aufbau außerdem eine an die Kühlkammer 5 angeschlossene Prozeßluftkammer 6, in der der Vorhang aus den in der Kühlkammer gekühlten Filamenten 4 von ungekühl ter Prozeßluft angeströmt wird. Die sogenannte Verstreck düse 7 schließt sich an, die sich über die Breite des Vorhanges von Filamenten 4 erstreckt. Unter der Verstreck düse 7 befindet sich ein Ablageband 8, welches als Siebband ausgeführt ist. Eine Luftabsaugeinrichtung 9 ist im Bereich der Mündung der Verstreckdüse 7 unter dem Ablageband 8 vorgesehen. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Verstreckdüse 7 in vertikaler Richtung einen venturiartigen Düsenquerschnitt aufweist und die Luftab saugeinrichtung 9 unter Zwischenschaltung des Ablagebandes 8 und, an einer Seite, unter zusätzlicher Zwischenschal tung der abgelegten Spinnvliesbahn 1, ausreichend dicht an die Verstreckdüse 7 angeschlossen ist.

Aus der Fig. 1 entnimmt man, daß die Kühlluftkammer 5 von der Kühlluft von einer Seite zur anderen offenen Seite 10 durchströmbar ist. Es versteht sich, daß die Kühlluft im Kreislauf über ein nicht gezeichnetes Kühlaggregat geführt werden kann. In die Prozeßluftkammer 6 sind zwei Prozeß luftströme im Gegenstrom einführbar. Zwischen der Kühlkammer 5 und der Prozeßluftkammer 6 ist eine zumindest über die Breite des Vorhangs der Filamente 4 erstreckte Luftstrom-Trenneinrichtung 11 vorgesehen. Die Luftstrom- Trenneinrichtung 11 trennt die Kühlluft von der Prozeßluft und läßt den Vorhang der Filamente 4 passieren. Der För der-Mengenstrom der Luftabsaugeinrichtung 9 ist steuerbar oder regelbar. Über diese Steuerung oder Regelung ist ein definierter Saugverstreckungsgrad der Filamente 4 über den Förder-Mengenstrom der Luftabsaugeinrichtung 9 steuerbar oder regelbar. In der Kühlkammer 5 erfolgt, wie beschrie ben eine definierte Abkühlung der Filamente 4. Die Kühl lufttemperatur, der Kühlluftmengenstrom und die Dimension der Kühlkammer 5 sind entsprechend eingerichtet. Die Prozeßluftkammer 6 arbeitet mit Prozeßluftströmen, die eine über der Temperatur der Filamente 4 in der Prozeß luftkammer 6 liegende Konditionierungstemperatur auf weisen. Die Prozeßluftkammer 6 ist in bezug auf die Symmetrieverhältnisse, einschl. der Prozeßluftzuführung, und in bezug auf die Prozeßluftströme und die Strö mungsparameter so eingerichtet, daß sich in der Prozeß luftkammer 6 eine über die Vorhangbreite erstreckte mit tige Staufläche 12 der aufeinandertreffenden Prozeßluft ströme ausbildet, die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet worden ist. Die Luftstrom-Trenneinrichtung 11 zwischen der Kühlkammer 5 und der Prozeßluftkammer 6 ist als Spalt drossel ausgeführt, die zwei gegeneinander gerichtete drosselspaltbildende Elemente 13, 14 aufweist, wobei die drosselspaltbildenden Elemente 13, 14, wie die eingezeich neten Doppelpfeile andeuten, gegeneinander verstellbar sind. Der statische Druck in der Prozeßluftkammer 6 liegt regelmäßig etwas höher als der in der Kühlkammer 7. Auch die Spaltweite des Düsenquerschnittes der Verstreckdüse 7 ist verstellbar, wie die eingezeichneten Doppelpfeile verdeutlichen. Man erkennt in der Verstreckdüse 7, vor zugsweise im Bereich des engsten Düsenquerschnittes, Korrekturklappen 15, die ihrerseits verstellbar sind.

Claims

1. Anlage für die Herstellung einer Spinnvliesbahn aus verstreckten Kunststoff-Filamenten, - mit
einem Spinnkopf mit einer Mehrzahl von Spinndüsen bohrungen, aus dem ein einerseits breiter, anderer seits zumindest einreihiger Vorhang von Filamenten aus thermoplastifiziertem Kunststoff austritt,
einer Kühlkammer, die an den Spinnkopf anschließt und in der der Vorhang aus den Filamenten von mit Hilfe einer Kühlanlage gekühlter Kühlluft quer zur Vertikalen angeströmt wird,
einer an die Kühlluftkammer angeschlossenen Prozeß luftkammer, in der der Vorhang aus den in der Kühl kammer gekühlten Filamenten von ungekühlter Prozeß luft angeströmt wird,
einer Verstreckdüse, die sich über die Breite des Vorhanges von Filamenten erstreckt,
einem Ablageband, welches als Siebband ausgeführt ist, und
einer Luftabsaugeinrichtung,
wobei die Verstreckdüse in vertikaler Richtung einen ven turiartigen Düsenquerschnitt aufweist und die Luftabsaug einrichtung unter Zwischenschaltung des Ablagebandes und, an einer Seite, unter Zwischenschaltung von fernerhin der abgelegten Spinnvliesbahn ausreichend dicht an die Verstreckdüse angeschlossen ist, gekennzeich net durch, die Kombination der folgenden Merkmale

a) die Kühlkammer (5) ist von der Kühlluft von einer Seite zur anderen offenen Seite (10) durchström bar,
b) in die Prozeßluftkammer (6) sind zwei Prozeßluft ströme im Gegenstrom einführbar,
c) zwischen der Kühlkammer (5) und der Prozeßluft kammer (6) ist eine zumindest über die Breite des Vorhanges der Filamente (4) erstreckte Luft strom-Trenneinrichtung (11) angeordnet, welche die Kühlluft von der Prozeßluft trennt und den Vorhang der Filamente (4) passieren läßt,

wobei der Förder-Mengenstrom der Luftabsaugeinrichtung (9) steuerbar oder regelbar ist und ein Saugverstreckungsgrad der Filamente über den Förder-Mengenstrom der Luftabsaug einrichtung (9) steuerbar oder regelbar ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (5) für eine Abkühlung der Filamente (4) des Vorhanges bis in den thermoelastischen Bereich eingerich tet ist.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßluftkammer (6) mit Prozeßluft strömen arbeitet, die eine über der Temperatur der Fila mente (4) in der Prozeßluftkammer (6) liegende Konditio nierungstemperatur aufweisen.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßluftkammer (6) in bezug auf die Symmetrieverhältnisse, einschließlich der Prozeßluft zuführungen, und in bezug auf die Prozeßluftströme und die Strömungsparameter so eingerichtet sind, daß sich in der Prozeßluftkammer (6) eine über die Vorhangbreite er streckte mittige Prozeßluftstaufläche (12) ausbildet.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstrom-Trenneinrichtung (11) zwischen der Kühlkammer (5) und der Prozeßluftkammer (6) als Spaltdrossel ausgeführt ist, die zwei gegeneinander gerichtete, drosselspaltbildende Elemente (13, 14) auf weist, und daß die drosselspaltbildenden Elemente (13, 14) gegeneinander verstellbar sind.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Druck in der Prozeßluft kammer (6) auf einen höheren Wert einstellbar ist als in der Kühlkammer (5).

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltweite des Düsenquerschnittes der Verstreckdüse (7) steuerbar oder regelbar ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verstreckdüse (7), vorzugsweise im Bereich des engsten Düsenquerschnittes, Korrekturklap pen (15) angeordnet und diese verstellbar sind.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß für den Kühlluftstrom und für die Pro zeßluftströme jeweils ein mit einem Rechner ausgerüstetes Steuer- und Regelsystem vorgesehen ist.

10. Verfahren zum Betrieb einer Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer- und Regelsystem für den Kühlluftstrom einerseits, das Steuer- und Regel system für die Prozeßluftströme andererseits unabhängig voneinander betätigt, jedoch über das Rechnersystem so verbunden werden, daß die Filamente in der Spinnvliesbahn eine definierte Saugverstreckung in einem vorgebbaren Saugverstreckungsgradbereich erfahren.