DE69201176T2

DE69201176T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen von Fasern.

Info

Publication number: DE69201176T2
Application number: DE69201176T
Authority: DE
Inventors: Phillip E Lemond
Original assignee: Bouligny Co
Current assignee: Bouligny Co
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1992-08-06
Publication date: 1995-06-22
Anticipated expiration: 2012-08-07
Also published as: JPH05287606A; ES2066530T3; EP0536497A3; EP0536497A2; DE69201176D1; US5178814A; EP0536497B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Anordnung, bei welcher Filamente, hergestellt aus einem durch Hitze aufweichbaren Material, abgekühlt werden durch Überstreichen der Filamente mit einem gasförmigen Abkühlmittel, während sie aus den Öffnungen einer Extrusionsmatrize austreten.
Filamente, gebildet aus synthetischem Polymer und dergleichen, wie z.B. synthetische Garnfilamente, werden typischerweise gebildet, indem geschmolzenes Polymermaterial durch eine Vielzahl von Öffnungen oder Mündungen einer Extrusionsmatrize gepreßt wird, sodaß das geschmolzene Material jede Öffnung der Matrize als einzelner Strang oder Filament verläßt. Sobald das Material aus einer Öffnung der Extrusionsmatrize austritt, befindet es sich noch in geschmolzenem Zustand, und es ist allgemein bekannt, daß diese Filamente abgekühlt oder gekühlt werden müssen, um das geschmolzene Material in erstarrtes Material umzuwandeln und daß für die meisten Filamente das Abkühlen vorzugsweise unmittelbar nach Verlassen der Matrize erfolgen soll.
Den speziellen Apparat, wie er zur Abkühlung geschmolzener Filamente benutzt wird, gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Beispielsweise sind sogenannte Abkühlstangen aus porösen Materialien wie Keramik oder gesinterten Metallen benutzt worden, wie sie z.B. in Stofan US 3,969,482, Barnett US 3,135,811 und Boyes US 4,038,357 beschrieben sind, wo das poröse Material innerhalb einer ringförmigen Anordnung von vertikal fließenden Filamenten sitzt und sich allgemein von der Extrusionsmatrize aus mit beträchtlicher Entfernung unterhalb der Matrize erstreckt. Bei Morrell US 2,730,758 wird Kühlluft durch eine Düse vertikal aufwärts geführt, welche innerhalb der ringförmigen Filamentanordnung vorgesehen ist, sodaß die Luft auf eine discoidale Ablenkplatte trifft, die unmittelbar unterhalb der Matrize sitzt, wodurch die Luft nach außen gegen und durch die Filamente abgelenkt wird. Weiterhin offenbaren US 3,695,858, US 3,959,052 und JP 38-7511 sowie 51-7218 andere Ausführungen für Gasstrom- Anordnungen, die sich allgemein über die vertikal verlaufenden Filamente erstrecken.
JP 46-34926 und 47-21251 offenbaren zwei gleichartige Ausführungen eines Abkühlapparates mit einer großen Anzahl vertikal gestapelter Scheiben mit dazwischenliegenden Zwischenräumen, durch welche das Abkühlgas radial über eine wesentliche Länge der vertikal verlaufenden Filamente geblasen wird, wobei die Strömung des Abkühlgases aus jedem Zwischenraum zwischen den Scheiben durch die Abmessung der Öffnungen im Zentrum der Scheiben gesteuert wird, durch welche das Abkühlgas zu den radialen Zwischenräumen strömt. In beiden dieser Patente soll das Abkühlgas radial und senkrecht zu den vertikal verlaufenden Filamenten strömen, obwohl das zuerst genannte Patent, ohne näher darauf einzugehen, auch vorschlägt, daß die Scheiben so geändert werden können, daß die Luft mit unbestimmtem Winkel anders als rechtwinklig zu den Filamenten strömt.
Gleichermaßen wird in Miani US 4,259,048 eine einzelne discoidale Düse unmittelbar neben der Matrize und innerhalb der ringförmigen Filamentanordnung vorgesehen, wobei die discoidale Düse besonders ausgebildet ist, um an ihrem Umfang einen einzelnen ringförmigen Schlitz zu definieren, der senkrecht auf die vertikale Extrusionsrichtung der Filamente gerichtet ist, um einen einzelnen laminaren zentralen discoidalen Kühlluftstrom zu erzeugen, der senkrecht mit den frisch extrudierten Filamenten nahe den Matrizenlöchern zusammenstößt. Schließlich gibt es gewerbliche Apparate mit einem Abkühlsystem, welches eine discoidale Düse mit einem einzelnen Ringschlitz besitzt, der die Kühlluft aufwärts gegen die Unterfläche der Matrize mit einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Horizontalen richtet, und während diese Düse die Nachteile der senkrecht gerichteten Strömung der Düse nach dem Miani Patent vermeidet, ist der einzelne Kühlluftstrom schwierig so zu steuern, daß sowohl geeignete Geschwindigkeit als auch Kühlluftmenge erhalten wird.
Bezüglich der meisten Filamente ist es für für die herzustellende Qualität der Filamente wichtig, daß die ringförmig angeordneten Filamente so einheitlich wie möglich gekühlt werden, sobald sie die Matrize verlassen. Da die Matrizengröße ständig wächst und da die Anzahl der filamentbildenden Öffnungen in einer Matrize zunimmt, wird es schwieriger, einheitliche Kühlung für alle Filamente zu erhalten. Wo z.B. die Kühlluft vom Zentrum der ringförmigen Filamentanordnung radial nach außen in eine senkrecht zur vertikalen Filamenterstreckung liegenden Richtung geführt wird, wie im vorgenannten Miani Patent, kühlt die Kühlluft sofort jene Filamente, die im radial innersten Bereich der ringförmigen Filamentanordnung liegen, jedoch mit Durchtritt nach außen durch die ringförmige Filamentanordnung neigt die der Kühlluft aufgrund der schnellfließenden Filamente aufgeprägte Abwärts-Schleppbewegung dazu, die Kühlluft nach unten zu führen, sodaß, nachdem die Kühlluft gerade den äußersten Bereich der ringförmigen Anordnung erreicht hat, diese hauptsächlich unterhalb der Matrizenunterfläche vorliegt. Dies kann zu einer ungenügend schnellen Kühlung dieser äußersten Filamente führen und kann gegensätzlich dazu die Einheitlichkeit der Form und Zusammensetzung der Filamente beeinflussen, was wiederum die Ausrüstung der Filamente und den "Griff" der Filamente beeinflußt, wenn sie als synthetisches Garn benutzt werden sollen. Dieser nachteilige Einfluß kann manchmal teilweise durch Vergrößerung der Geschwindigkeit der Kühlluft beeinflußt werden, mit welcher diese die Düse verläßt, sodaß die äußersten Filamente schneller erreicht werden, sobald jedoch die Austrittsgeschwindigkeit der Kühlluft zu hoch ist, kann diese tatsächlich die innersten Filamente zerstören. Dort wo das Abkühlgas in einer einzelnen Düse konzentriert ist, wie oben erwähnt, ist es noch erheblich schwieriger, die Luftströmung so zu steuern, daß ein ordnungsgemäßes Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Menge des Luftstroms erhalten wird.
Diese Erfindung stellt einen einzelnen Abkühlapparat vor, der einige der Probleme bekannter Apparate dieser Art anspricht und beseitigt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Apparat zum Abkühlen einer Viel zahl von Filamenten, wie synthetischer Garnfilamente, die aus einer Vielzahl von Öffnungen einer Extrusionsmatrize austreten, die so ausgebildet ist, daß die Filamente vertikal nach unten in ringförmiger Anordnung und mit im wesentlichen geraden parallelen Wegen austreten. Eine Kühlgasquelle ist vorgesehen, an welche ein derart angepaßter Kühlkopf angeschlossen ist, daß er gegenüber und benachbart zur Extrusionsmatrize innerhalb der daraus austretenden ringförmigen Filamentanordnung sitzt, wobei dieser Kühlkopf eine erste Düsenanordnung beinhaltet, die so ausgebildet ist, daß das Kühlgas allgemein radial gegen die ringförmige aus den Matrizenöffnungen austretende Filamentanordnung gerichtet ist, sowie mit einem vorbestimmten nach oben gerichteten Winkel bezüglich einer Horizontalebene durch die erste Düse, sowie eine zweite Düsenanordnung, die neben und gegenüber der ersten Düsenanordnung liegt und die so ausgebildet ist, daß das Kühlgas ebenfalls mit einer allgemein radialen Richtung gegen die ringförmige Filamentanordnung sowie mit einem vorbestimmten aufwärts gerichteten Winkel bezüglich einer Horizontalebene durch die zweite Düse austritt.
Ein deutlicher Vorteil aus besagter Anordnung ist der, daß das Kühlgas bereits ursprünglich nach oben gerichtet ist, sodaß die geschilderte Abwärts-Schleppbewegung, welche dem Kühlgas durch die nach unten bewegten Filamente aufgeprägt wird, aufgehoben wird und dadurch eine einheitlichere Kühlung aller innersten und äußersten Filamentgruppen in der ringförmigen Anordnung besteht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der aufwärts gerichtete Winkel des Kühlgasstroms aus der ersten Düsenanordnung unterschiedlich zu und kleiner als der aufwärts gerichtete Winkel des Kühlgasstroms aus der zweiten Düsenanordnung. Der Strömungswinkel aus der ersten Düsenanordnung ist bevorzugt im Bereich zwischen 4 Grad und 6 Grad bezüglich einer Horizontalebene durch die erste Düsenanordnung und die Strömung aus der zweiten Düse liegt bevorzugt im Bereich zwischen 8 Grad und 10 Grad bezüglich einer Ebene durch die zweite Düse. Jede der ersten und zweiten Düsenanordnungen beinhaltet einen ringförmigen Spalt durch welchen das Kühlgas austritt und beide Düsen sind einzeln einstellbar um die Abmessungen dieser ringförmigen Spalte zu verändern. Vorzugsweise ist zur Herstellung synthetischer Garnfilamente die Abmessung des unteren ringförmigen Spalts wesentlich größer als der obere ringförmige Spalt, der die "Griffigkeit" der Filamente verbessert. Ebenfalls beinhaltet die Kühlgasquelle bevorzugt zwei konzentrische Strömungswege zur Beaufschlagung der ersten beziehungsweise der zweiten Düsenanordnung mit Kühlgas.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt einen Aufriß einer bevorzugten Ausführungsform eines Kühlapparates nach dieser Erfindung;
Figur 2 ist eine dataillierte Ansicht der ersten und zweiten Düsenanordnung eines Kühlapparates nach dieser Erfindung;
Figur 3 und 4 sind schematische Ansichten, die diagrammartig einen Vergleich des allgemeinen Strömungsverlaufs des Kühlgases zeigen, wie es die Düsenanordnung nach der vorliegenden Erfindung verläßt und einen dazugehörigen Strömungsverlauf nach Stand der Technik.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen zeigt der allgemeine Seitenaufriß nach Fig. 1 den Kühlapparat gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Bodenbereich einer herkömmlichen runden Extrusionsmatrize 10 wird in Figur 1 gezeigt und umfaßt ein ringförmiges Band 12 mit einer großen Anzahl kleiner Schlitze oder Öffnungen (nicht gezeigt), durch welche ein geschmolzenes Material, etwa ein geschmolzenes Polymermaterial, unter Druck durchgepreßt wird, um endlose Filamente 14 (s. Fig. 3) zu bilden, die sich vertikal aus jeder der Öffnungen erstrecken, soweit dies herkömmlich und bekannt ist. Zum Beispiel kann eine typische Extrusionsmatrize für 4,4 - 6,6 dtex pro Filament (4 - 6 denier pro Filament) 40000 Öffnungen oder Mündungen in dem ringförmigen Band 12 aufweisen.
Eine doppelte Kühldüsen-Anordnung 16 ist unmittelbar neben und nahe gegenüber der Bodenfläche 18 der Extrusionsmatrize befestigt, und das untere Ende der Düsenanordnung kommuniziert mit einem Versorgungssystem 20, durch welches Kühlgas zur Düsenanordnung 16 geliefert wird. Das Liefersystem beinhaltet einen inneren Rohrkanal 22 der einen ersten Strömungsweg für das Kühlgas bereitstellt und einen äußeren Kanal 24, der sich dazu koaxial und mit Abstand zum inneren Kanal 22 erstreckt, um einen zweiten Strömungsweg für das Kühlgas zu bilden.
Anhand der Fig. 2 ist erkennbar, daß die Düsenanordnung 16 aus einem befestigten oberen Element 26 besteht, welches allgemein konisch ist und dessen sichtbare äußere Oberfläche 26' mit vorbestimmter Krümmung geformt ist. Ein dazwischen befindliches konisches Element 28 ist neben dem oberen befestigten Element 26 angebracht, und weist eine obere gekrümmte Oberflächenform auf, die mit der äußeren Oberfläche 26' des oberen befestigten Elements 26 zusammenwirkt, um eine erste Düse 30 zu bilden, die mit ihrem unteren Einlaßende fluidisch mit dem Kühlgasstromweg kommuniziert, welcher von dem inneren Kanal 22 gebildet wird und welcher einen ununterbrochenen ringförmigen Spalt 32 beinhaltet, durch welchen das Kühlgas aus der ersten Düse 30 austritt.
Ein unteres Düsenelement ist mit Abstand neben dem dazwischenliegenden konischen Element 28 angebracht, sodaß die sich gegenüberliegenden gekrümmten Oberflächenbereiche eine zweite Düse 36 bilden, die mit ihrem unteren Einlaßende fluidisch mit dem Kühlgasstromweg kommuniziert, der von dem äußeren Kanal 24 gebildet wird und der einen ununterbrochenen ringförmigen Spalt 38 beinhaltet, der uninittelbar neben dem oberen ringförmigen Spalt 32 sitzt.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist das obere berestigte Element 26 unmittelbar an der Bodenfläche 18 der Extrusionsmatrize 10 durch einen vertikal verlaufenden Befestigungsbolzen angebracht und das dazwischen angeordnete konische Element 28 sowie das untere Düsenelement 34 sind an dem oberen Ende der Kanäle 22,24 befestigt.
Nach Fig. 1 ist das Einlaßende des äußeren Kanals 24 offen, sodaß es unmittelbar an irgendeine konventionelle Kühllgasquelle (nicht gezeigt) angeschlossen werden kann, wie z.B. ein Gebläse veränderbarer Geschwindigkeiten, und das Einlaßende des inneren Kanals 22 ist ebenfalls geöffnet, sodaß das angelieferte Kühlgas durch die Kanäle 22,24 in getrennte Ströme aufgeteilt und in die erste bzw. zweite Düse 33,36 geleitet wird. Die Kanäle 22,24 und die daran befestigten dazwischenliegenden und unteren Düsenelemente 28,30 können vertikal durch eine herkömmliche mechanische Einrichtung (nicht gezeigt) in bekannter Weise verschoben werden, wobei diese vertikale Bewegung zur Veränderung der Abmessung des oberen ringförmigen Spalts 32 ausgenutzt werden kann, indem das dazwischenliegende konische Element 28 gegen das befestigte obere Element 26 oder von diesem weg bewegt wird. Ebenfalls kann die Abmessung des unteren Spalts 38 durch Auswahl einer anderen Form für das dazwischenliegende konische Element 28 eingestellt werden, welches eine vorbestimmte Beziehung zu dem unteren Düsenelement 34 hat, um den unteren Spalt 38 mit jeglicher gewünschter Abmessung zu bilden. Durch Einstellen der Spalte 32,38 ist es möglich, die Geschwindigkeit des Kühlgases beim Austritt aus der ersten und zweiten Düse zu verändern, und ebenso ist es möglich das Verhältnis oder den zugeordneten Anteil an der Gesamtmenge des Kühlgases, der auf jede der beiden Düsen 30,36 verteilt wird, zu verändern. Wenn die abzukühlenden Filamente synthetische Garnfilamente sind, wurde mit Prototypen der vorliegenden Erfindung herausgefunden, daß die Griffigkeit derartiger Filamente verbessert wird, wenn die Abmessung des unteren ringförmigen Spalts 38 deutlich größer als die Abmessung des oberen ringförmigen Spalts 32 ist (d.h. wenigstens zweimal so groß).
Wie Fig 2 zeigt, besteht eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung darin, daß die erste und zweite Düse 30,36 so ausgelegt sind, daß das Kühlgas mit einer Richtung austritt, die allgemein radial gegen die Filamentanordnung 14 zeigt, jedoch mit einem kleinen Winkel bezüglich einer Horizontalebene durch die entsprechenden Düsen 30,36 aufwärts gerichtet ist. Während es auf den exakten Winkel, mit dem das Kühlgas nach oben gerichtet strömt, nicht ankommt, sollte er so vorgegeben sein, daß er im wesentlichen die abwärts gerichtete Schleppbewegung auf das Kühlgas infolge der Abwärtsbewegung der Filamente 14 aufhebt, während das Kühlgas durch die ringförmige Anordnung der Filamente geht, wie im folgenden noch näher beschrieben wird. So wurde in versuchsweise verwendeten Prototypen zur Herstellung synthetischer Garnfilamente (z.B. Polypropylen) gefunden, daß besonders gute Abkühlergebnisse erzielt werden, wenn das Kühlgas aus der ersten Düse 30 mit einem Winkel von 5 Grad bezüglich einer Horizontalebene durch diese Düse austritt und aus der zweiten Düse mit einem Winkel von 9 Grad bezüglich einer solchen Horizontalebene. Jedoch kann davon ausgegangen werden, daß Winkel im Bereich zwischen 4 Grad bis 6 Grad für die erste Düse und 8 Grad bis 10 Grad für die zweite Düse ebenfalls ungewöhnlich gute Ergebnisse erwarten lassen.
Figuren 3 und 4 zeigen diagrammartig und etwas übertrieben einen Vergleich der Strömungswege des Kühlgases beim Austritt aus einer Düsenanordnung 16 gemäß der vorliegenden Erfindung (Figur 3) und bei einer herkömmlichen Düse nach Stand der Technik (Figur 4), bei welcher das Kühlgas aus einer einzelnen Düse radial mit senkrechter Richtung zu den aus der Extrusionsmatrize austretenden vertikal bewegten Filamenten austritt. In beiden Figuren 3 und 4 sind zur Klarheit der Darstellung nur vier Filamente diagrammartig gezeigt, aber es ist natürlich so zu verstehen, daß die vorliegende Anzahl der Filamente erheblich größer als vier ist, insbesondere bei Filamenten mit hohen tex-Zahlen, wo 40000 Öffnungen oder Schlitze in dem ringförmigen Band 12 der Extrusionsmatrize vorliegen können.
In einer typischen Anordnung nach Stand der Technik, wie in Figur 4, tritt das Kühlgas aus der Düse in horizontaler Richtung entsprechend der gestrichelten Linie 42 und senkrecht zur vertikalen Abwärtsbewegung der Filamente entsprechend den Richtungspfeilen 44 aus. Sobald das Kühlgas in Kontakt mit den Filamenten gerät und durch diese nach außen geht, erzeugen die Oberflächen der bewegten Filamente eine abwärts gerichtete Schleppbewegung auf das Kühlgas, sodaß der Weg des Kühlgases eine nach unten gerichtete Krümmung, wie allgemein durch die gestrichelte Linie 42 gezeigt, einnimmt. Als Ergebnis ist festzuhalten daß, wenn das Kühlgas den radial äußersten Bereich der Filamente erreicht, in Fig 4 mit FO bezeichnet, diese Filamente FO an einem Ort beaufschlagt werden, der deutlich von der Bodenfläche der Extrusionsmatrize beabstandet ist, verglichen mit der innersten Filamentgruppe (bezeichnet mit FI), ebenso wie bei dazwischenliegende Gruppen von Filamenten. Dies ist unerwünscht, weil, wie bereits gesagt, die Qualität der Filamente ungünstig beeinflußt wird, wenn die geschmolzenen Filamente nach dem Verlassen der Extrusionsmatrize nicht so schnell wie möglich gekühlt werden. Insbesondere werden die geschmolzenen Filamente beim Austritt aus den Öffnungen der Extrusionsmatrize von dem Kühlgas an einem weiter unten liegenden Punkt bezüglich des Abstandes von der Extrusionsmatrize gekühlt, während das Kühlgas radial nach auswärts geht, wenn der Weg des Kühlgases die nach unten gerichtete Kurve nimmt, wie allgemein durch die gestrichelte Linie 42 in Fig. 3 gezeigt, wodurch sie dazu neigen, länger in geschmolzenem Zustand zu bleiben als erwünscht, wodurch sie letztlich zu uneinheitlichen Abmessungen neigen, was die Qualität der Filamente ungünstig beeinflußt.
Im Gegensatz dazu hebt der aufwärts gerichtete Winkel, mit dem das Kühlgas aus den Düsen 30,36 (Figur 3) erfindungsgemäß austritt, die abwärts gerichtete Schleppbewegung auf das Kühlgas infolge der abwärts bewegten Filamente auf, womit letztlich eine gleichmäßigere Verteilung des Kühlgases über die radiale Erstreckung der Filamente 14 erfolgt, sodaß das Kühlgas den äußersten Bereich der Filamente an einer Stelle erreicht, die näher an dem Punkt liegt, wo die geschmolzenen Filamente die untere Oberfläche 18 der Extrusionsmatrize 10 verlassen, um hierdurch den ungünstigen Einfluß auf Abmessung und Einheitlichkeit der Filamente zu vermindern, wie er nach Stand der Technik auftreten kann.
Unabhängig von den erzielten Vorteilen durch die aufwärts gerichtete Strömung des Kühlgases und der Düsenanordnung der vorliegenden Erfindung, wurde auch herausgefunden, daß Abmessung und Einheitlichkeit der Filamente 14 durch Verwendung zweier übereinander angeordneter Kühldüsen 30,36 verbessert werden.
Wie oben erwähnt neigt das Gas bei einer zu hohen Austrittsgeschwindigkeit des Kühlgases aus der Düse dazu, ein sogenanntes "Luftmesser" zu bilden, welches dazu neigt, die radial innersten Filamente 14 in der ringförmigen Filamentanordnung zu zerstören; ist die Geschwindigkeit dagegen zu niedrig eingestellt, wird der radial äußerste Anteil der Filamente nicht schnell oder ordentlich gekühlt, mit dem oben beschriebenen ungünstigen Einfluß.
Bei den bekannten Anordnungen, wie sie Fig. 4 zeigt, wo das gesamte Gasvolumen aus einer einzigen Düse austritt, ist es schwieriger, die Geschwindigkeit des Kühlgases so zu steuern, daß sie richtig zwischen den beiden Extremwerten, - zu niedrig oder zu hoch-, liegt. Andererseits wird mit der vorliegenden Erfindung das gesamte Gasvolumen ausgewählt aufgeteilt zwischen dem inneren und äußeren Kanal 22,24, von denen jeder einzeln durch Veränderung des gesamten Kühlgasvolumens zu den Kanälen 22,24 gesteuert werden kann mittels einer bekannten Drosselklappe 46 oder anderer Steuerung zur Veränderung des Verhältnisses des gesamten Kühlgasstroms durch die beiden Kanäle und/oder durch Einstellung der Abmessung der ringförmigen Spalte 32,38. Dieser weite Bereich der Möglichkeiten erlaubt einen verbreiterten Steuerbereich für das Kühlgas und kann zu einer deutlich verbesserten Filamentqualität führen.
Obwohl die vorliegende Erfindung soeben in der bevorzugten Ausführungsform detailliert beschrieben wurde, soll diese bevorzugte Ausführungform nur der Darstellung dienen und beispielhaft für die vorliegende Erfindung zum Zwecke einer vollständigen und nachvollziehbaren Offenbarung sein. Die vorausgegangene Offenabrung soll nicht zur Beschränkung der vorliegenden Erfindung dienen oder andere derartige Ausführungsformen, Anpassungen, Veränderungen, Modifikationen und Äquivalente ausschließen, sondern die vorliegende Erfindung soll nur durch die zugehörigen Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt sein.
Insbesondere soll der Begriff "Gas" jedes Gas umfassen welches zur Abkühlung extrudierter Filamente der beschriebenen Art geeignet ist, und kann anerkannterweise im einfachsten Fall Luft mit vorbestimmter Temperatur und Druck sein.

Claims

1. Apparat zur Abkühlung synthetischer Filamente wie synthetischer Garnfilamente die aus einer Vielzahl von Öffnungen einer Extrusionsmatrize austreten, die ausgebildet ist, daß die Filamente vertikal abwärts in ringförmiger Anordnung und im wesentlichen mit gerader und paralleler Richtung austreten, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Kühlgasquelle vorgesehen ist, und daß

b) eine Kühlkopfanordnung, die mit der Kühlgasquelle verbunden ist, zur benachbarten Anordnung neben der Extrusionsmatrize und innerhalb der ringförmigen Anordnung der daraus austretenden Filamente vorgesehen ist, wobei die Kühlkopfanordnung enthält:

i) erste Düsenanordnungen, welche das Kühlgas mit radialer Richtung gegen die ringförmige Anordnung der Filamente beim Austritt aus den Matrizen-Öffnungen sowie mit einem, bezüglich einer Horizontalebene durch die erste Düsenanordnung, aufwärts gerichteten Winkel verläßt, welcher Winkel derart vorbestimmt ist, daß die dem Kühlgas von den abwärts bewegten Filamenten auf geprägte abwärts gerichtete Schleppbewegung wenigstens teilweise aufgehoben wird, sowie

ii) zweite Düsenanordnungen benachbart zu den ersten Düsenanordnungen angeordnet und derart ausgebildet, daß das austretende Kühlgas daraus mit allgemein radialer Richtung gegen die ringförmige Filamentanordnung an einer Stelle austritt, die neben der Stelle liegt, wo das Kühlgas aus der ersten Düsenanordnung ursprünglich über die Filamente geht, wobei die zweite Düsenanordnung das Kühlgas veranlaßt mit einem, bezüglich einer Horizontalebene durch die zweite Düsenanordnung, aufwärts gerichteten Winkel zu strömen, welcher so vorbestimmt ist, daß die dem Kühlgas von den abwärts bewegten Filamenten aufgeprägte abwärts gerichtete Schleppbewegung wenigstens teilweise aufgehoben wird.

2. Apparat zur Abkühlung synthetischer Filamente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte aufwärts gerichtete Winkel des Kühlgasstroms aus der ersten Düsenanordnung abweichend vom vorbestimmten aufwärts gerichteten Winkel des Kühlgasstroms aus der zweiten Düsenanordnung ist.

3. Apparat zur Abkühlung synthetischer Filamente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte aufwärts gerichtete Winkel des Stroms aus der ersten Düsenanordnung im Bereich zwischen 4 und 6 Grad bezüglich der Horizontalebene durch die erste Düsenanordnung ist.

4. Apparat zur Abkühlung synthetischer Filamente nach Anspruch 3, dadurch ekennzeichnet, daß der vorbestimmte aufwärts gerichtete Winkel des Stroms aus der zweiten Düsenanordnung im Bereich zwischen 8 und 10 Grad bezüglich der Horizontalebene durch die zweite Düsenanordnung ist.

5. Apparat zur Abkühlung synthetischer Filamente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Düsenanordnung jeweils einen ersten und zweiten ringförmigen Spalt enthalten, durch welchen das Kühlgas austritt, wobei die erste und zweite Düsenanordnung jeweils einzeln einstellbar ist zur Veränderung der Abmessungen besagter ringförmiger Spalte.

6. Apparat zur Abkühlung synthetischer Filamente nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung des ringförmigen Spaltes der zweiten Düsenanordnung größer als die Abmessung des ringförmigen Spaltes der ersten Düsenanordnung ist.

7. Apparat zur Abkühlung synthetischer Filamente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlgasquelle zwei konzentrische Strömungswege jeweils zur Beaufschlagung der ersten und zweiten Düsenanordnung mit Kühlgas aufweist, sowie Steuermittel zur Veränderung des Verhältnisses an der gesamten Kühlgasmenge mit welcher erste und zweite Düsenanordnung beaufschlagt werden.

8. Verfahren zur Abkühlung einer Vielzahl von Filamenten wie synthetischer Garnfilamente die aus einer Vielzahl von Öffnungen einer Extrusionsmatrize austreten, die so ausgebildet ist, daß die Filamente vertikal abwärts in ringförmiger Anordnung und im wesentlichen mit gerader und paralleler Richtung austreten, gekennzeichnet durch

a) Anordnung einer Kühlgasquelle;

b) Bereitstellung erster und zweiter Strömungswege für das Kühlgas mit Richtung radial auswärts von einer innerhalb der ringförmigen Anordnung austretender Filamente liegenden Position, wobei der erste Strömungsweg oberhalb des zweiten Strömungswegs liegt und wobei erster und zweiter Strömungsweg jeweils einen derart vorbestimmten und bezüglich einer Horizontalebene durch die ringförmige Anordnung austretender Filamente aufwärts gerichteten Winkel aufweisen, daß die dem Kühlgas aufgeprägten Abwärtskräfte in Folge der Berührung mit den abwärts austretenden Filamenten wenigstens teilweise durch die aufwärts gerichteten Strömungswege des Kühlgases aufgehoben werden.

9. Verfahren zur Abkühlung einer Vielzahl synthetischer Filamente nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel des ersten Strömungswegs größer als der vorbestimmte Winkel des zweiten Strömungswegs ist.

10. Verfahren zur Abkühlung einer Vielzahl synthetischer Filamente nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den ersten und zweiten Strömungsweg eine gemeinsame Kühlgasquelle vorgesehen ist, welche in zwei Strömungswege mit vorbestimmbaren und einzeln veränderbaren Anteilen zur Kühlgasbeaufschlagung des ersten und zweiten Strömungswegs aufgeteilt wird.

11. Verfahren zur Abkühlung einer Vielzahl synthetischer Filamente nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Strömungsweg durch einen ringförmigen Spalt führen und daß die Abmessungen der ringförmigen Spalte ohne Veränderung der vorbestimmten Winkel mit denen erster und zweiter Strömungsweg von der Horizontalebene aufwärts gerichtet sind, einzeln veränderbar sind.

12. Verfahren zur Abkühlung einer Vielzahl synthetischer Filamente nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Winkel des ersten und zweiten Strömungswegs zur Aufhebung der Abwärtskräfte auf das Kühlgas durch die austretenden Filamente mit einem derartigen Maß ausgewählt sind, daß das Kühlgas über den radial äußersten Bereich der Filamente in ringförmiger Anordnung mit annähernd demselben Abstand bezüglich der Matrize geht, wie über den radial innersten Bereich.