DE7926583U1 - Spinnvorrichtung zum spinnen von endlosen faeden - Google Patents

Description

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Die Neuerung bezieht sieh auf eine Spinnvorrichtung nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Beim Spinnen von Endlosfäden (Filamenten) aus synthetischen Polymeren, wie Polyamiden, Polyestern oder Polypropylen, ist man bestrebt, den Durchsatz pro Spinnstelle möglichst hoch zu erhalten. Eine solche Spinnstelle besteht aus Spinnkopf, Spinnpumpen (Dosierpumpen) und Spinndüsen in Düsenhaltern, Riaskammer, Präparationseinrichtung und Aufwickler. Mehrere Spinnköpfe werden in der Regel zu einem Spinnbalken zusammengefaßt, ebenso die darunter befindlichen Wickler zu einer Aufwickelmaschine. Den Spinnköpfen vorgeschaltet ist der Schmelzeverteiler und diesem wiederum die Aufschmelzeinrichtung, heute meistens ein Extruder. Je höher der Durchsatz pro Spinnstelle desto besser wird diese Ausrüstung genutzt und desto niedriger werden die Investitionskosten für eine Synthesefaserspinnerei. Dies hat dazu geführt, daß man bis zu 16 Fäden pro Spinnstelle herstellt, indem man z. B. aus einem Spinnkopf, der mit vier Düsenhaltern (Spinn· packs) bestückt ist, 16 Fäden ausspinnt, indem ein Düsenhalter zwei Düsen enthält, die wiederum halbkreis- bzw. nierenförmig in zwei Düsen unterteilt sind, oder der Spinnkopf hst acht Düsenhalter mit je zwei Düsen,- so daß beide Male insgesamt 16 einzeln gespeiste Schmelzströme

erzeugt werden und anschließend 16 Fäden den Spinnkopf verlassen. Als Faden, auch Ende genannt, wird dabei stets eine Mehrzahl von Einzelfäden oder Kapillaren verstanden, die zu einem Faden zusanmengefaßt und aufgewickelt werden Die Grenze im Hochtreiben des Durchsatzes pro Spinnstelle ist einerseits mit der Zunahme der mit der Fadenzahl abnehmenden Filterfläche vor den Spinndüsen zu sehen, andererseits in der begrenzten Anzahl der pro Wickelachse zu wickelnden Spulen. Mit zunehmender Geschwindigkeit, die ein weiteres Mittel zur Steigerung des Durchsatzes pro Spinnstelle darstellt, wird außerdem die Handhabung von einer großen Zahl von Fäden zunehmend schwieriger.

Parallel zu der Entwicklung von geeigneten Spinneinrichtungen für möglichst große Fadenzähler,, wurde auch die Spinngeschwindigkeit erhöht. Dies führte zu einer sprunghaften Weiterentwicklung der Spinnsysteme, als sich herausstellte, daß bei überschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit nicht nur die Wirtschaftlichkeit des Spinnens beeinflußt wird, sondern auch der Faden selbst. Bei diesem Schnellspinnen (auch POY-Spinnen = p_reoriented y_arn) im Bereich von über 3.000 m/min und weiter bei Hochgeschwindigkeitsspinnen von derzeit bis zu 6.000 m/ min Aufwickelgeschwindigkeit, ist es bis heute üblich, entweder 4 und 8 oder 6 und 12 Fäden pro Spinnkopf/

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Spinnstelle auszuspinnen. So erzeugt man bei einem Titer von 150 denier (entsprechend 165 dtex) 4 Fäden aus vier Düsen in vier Düsenhaltern und bei dem kleineren Titer von 75 den (83 dtex) 8 Fäden aus acht Düsen in vier Düsenhaltern. Man hat hierdurch annähernd die gleichen Durchsätze, während man beim 4-fach-Spinnen von 75 den nur etwa die Hälfte erzeugen würde. Die Verteuerung erdölabhängiger Rohstoffe, wie sie die synthetischen Polymere ja darstellen, sowie durch den Trend der Bekieidungs industrie zu immer leichteren Flächengebilden führte in letzter Zeit zunehmend zur Herstellung feiner Titer, also von 75 den und darunter bis zu 40, ja sogar 30 den bei Polyester. Strumpfgarne bei Polyamid haben bereits seit langer Zeit Titer bis herunter zu 20 den und z. T.

noch feiner.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spinnvorrichtung zu schaffen, welche für Schnellspinnen und Hochgeschwindigkeitsspinnen bis zu 6.000 m/min eingesetzt werden kann und im Titerbereich von 150 den bis herunter zu 50 den mit etwa der gleichen Durchsatzleistung pro Spinnstelle betrieben werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.

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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine vorteilhafte aber nur beispielsweise Ausführungsform.

Gemäß der Ausbildung nach Figur 1 sind nebeneinander drei Spinnstellen angeordnet, an denen die vorliegende Lösung veranschaulicht wird. Der Spinnkopf 1 spinnt 4 Fäden, der Spinnkopf 2 zieht 8 Fäden und der Spinnkopf 3 insgesamt 12 Fäden. Die entsprechende Anzahl Fäden wird unten auf den Wickelachsen T und 1", 2' und 2", 3¹ und 3" aufgewickelt.

Die Figuren 2, 2a_f 2b und 2c zeigen schematisch das Spinnen und den Aufwickelvorgang der Fäden beim 4-, 8- und 12-fach-Spinnen,. An den Spinnkopf 3, der jeweils vier Düsenhalter 4 enthält, schließen sich die Blaskammer 5, die Präparationseinrichtung 6, die Fadenführer 7 und dann der Wickler 8 an. In Figur 2a ist die Vorrichtung für das 4-fach-Spinnen mit einer Düse pro Düsenhalter, in Figur 2b mit zwei Düsen und in Figur 2c mit drei Düsen pro Düsenhalter veranschaulicht.Die einzelnen Wickelachsen haben in derselben Reihenfolge 2, 4 oder 6 Spulen Im Falle der Figur 2a ist angedeutet, daß man auch alle

vier Wickel auf einer Achse wickeln kann, wobei dann die zweite Achse steht.

Erforderlich für die Verwirklichung dieses 4-, 8-, 12-Spinnsystems ist die Schaffung von Wicklern mit langen Spulenhaltern, die bis zu sechs Spulen aufnehmen können und von Spinnpumper, die ohne große Mühe, allein durch Austauschen von Zwischenplatten, auf zwei bzw. drei dosierte Schmelzeströme umgebaut werden können, und schließflich die Anordnung von drei Spinndüsen in einem Düsenhalter. Wickler mit den geforderten Spulenhaltern für bis zu sechs Spulen (Wickel) sind neuerdings auf dem Markt erhältlich. Die üblichen Zahnraddosierpumpen lassen sich in der gewünschten Weise umbauen. Obwohl eine solche Anordnung von drei Düsen in einem Pack für das Spinnen von Endlosfäden bisher nicht bekannt war, läßt sich eine solche Anordnung nunmehr schaffen, die, verbunden mit den Vorgenannten, zu der vorteilhaften Spinneinrichtung führt

Figuren 3a, b und c zeigen noch einmal schematisch den Schmelzefluß von einer Versorgungsleitung 10 über die Spinnpumpe 11 zum Düsenhalter 4. In bekannter Weise werden die Spinnpumpen über Schaltgetriebe angetrieben, wobei der Abstand zwischen Pumpe und Getriebe, der sich beim übergang vom 8-fach auf 12-fach-Spinnen (Figur 3b

zu Figur 3c) ergibt, durch Pumpenzwischenplatten (auch Schonplatten genannt) ausgeglichen wird. Nach wie vor wird jede Spinndüse 13 in Figur 3b von der Doppelspinnpumpe 11 über Einzelbohrungen 14 getrennt gespeist, so daß gleiche Schmelzemengen als die den späteren Faden formenden schmelzflüssige Kapillaren 15 unten aus den Spinndüsen heraustreten. Das gleiche wird in Figur 3c dargestellt, jedoch werden nunmehr von einer 3-fach Spinn pumpe 11 Spinndüsen 16 mit gleicher Schmelzemenge versorgt. Um beim übergang zwischen 4- und 8-fach-Spinnen, die Spinnpumpe nicht nochmals umbauen zu müssen, werden beim Spinnen von 4 Fäden die beiden getrennten Schemelzeströme der Doppelspinnpumpe innerhalb des Düsenhalters in Figur 3a oberhalb der Spinnplatte im Raum 18 über dem Filter 17 vereinigt.

Statt der zwei Wickelachsen pro Spinnstelle können natürlich auch drei oder gar vier angeordnet werden. Die dargestellte Einrichtung ist jedoch mit zwei Wickelachsen, von denen jede maximal sechs Spulen wickeln kann, besonders optimal.

Das Diagramm in Figur 4 zeigt die Betriebsweise. Die Kennlinie für das A-, 8- und 12-fach-Spinnen laufen jeweils durch den Nullpunkt. Die Auslegung dieses beispisl-

haften Spinnsystems in Figur 4 ist so gewählt, daß beim 4-fach-Spinnen 100 % des Durchsatzes bei 150 den, beim 8-fach-Spinnen bei 75 den und beim 12-fach-Spinnen bei 50 den erreicht wird. In der Praxis weichen die Werte von diesen theoretischen etwas ab, da je feiner der Ti+;er dei einzelnen Kapillaren wird, desto geringer wird das Restverstreckungsverhältnis, mit welchem in einer anschliessenden Strecktexturierung oder -zwirnung der Fadenendtiter von z. B. 75 den oder 40 den geschaffen wird. Mit abnehmendem Reststreckverhältnis muß auch der Durchsatz zu kleineren Werten korrigiert werden. Dagegen ist der Abfall bei höherem Gesamttiter durch häufigeren Spulenwechsel etwas höher.

Die Spinnanlage wird betrieben längs der dick eingezeich· neten Strecken auf den Kennlinien. Sobald der Durchsatz einen bestimmten Grenzwert für einen Titer erreicht, gehi man auf die andere Kennlinie durch Umbau der Anlage über beispielsweise bei 100 den von 4- auf 8-faches Spinnen, und bei 60 den von 8- auf 12-faches.

In einer Ausführung der hier beschriebenen Vorrichtung sind Spinnköpfe in einer Teilung von 1.000 wn nebeneinander in einem Spinnbalken angeordnet. Jeder Spinnkopf hat vier Düsenhalter in der beschriebenen Art_e Die Düsen-

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halter werden von oben in den Spinnkopf ein- und ausgebaut. Sowohl bei zwei als auch drei Schmelzezuleitungen
wird der einzelne Düsenhalter mit nur einer Schraube gegen die Auflagefläche der Spinnpumpe, den sog. Pumpenblock, gespannt. Damit ist beim 12-fach-Spinnan ein

gleichschneller Düsenwechsel wie beim 8- urd 4-fach-Spinnen möglich.

Die Spinndüsen sind im Falle des 12-fach-Spinnens mit
drei Düsen pro Düsenhalter so angeordnet, daß die einzelnen Kapillare sich nicht mit den benachbarten Kapillaren der daneben liegenden Düsen überdecken, so daß eine
gleichmäßige Abkühlung gewährleistet ist.Die Düsenfläche, ein Maß für die Größe der Filterfläche und damit Oer Düsenstandzeit sowie ein Maß für die Anzahl der pro Spinndüse anzuordnenden Bohrungen und damit pro Faden auszuspinnender Kapillaren, beträgt 50 mm beim U-fachen,
64 mm beim R-fachpn und 120 mm beim 4-fachen Spinnen
D.\e angegebenen Durchmesser bezienen sich auf den unterer Ddsendurchmesser, wo die Düse aus dem Düsenhalter heraustritt.

Neben der hohen Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche
Titerprogramme in der Produktion, werden also auch große DüssndurchKsesssr mit dem Spinnsystem verwirklicht und

damit der Forderung nach langer Düsenstandzeit und möglicher hoher Kapillarzahl Rechnung getragen.

Durch das Schnellspinnen bei 3.CX)O m/min wurde gegenüber dem konventionellen Spinnen zwischen 800 und 1.500 m/min ein Garn geschaffen, das man direkt Strecktexturieren kann, ohne es vorher streckzwirnen zu müssen. Damit entfällt ein ganzer Arbeitsschritt. Die Weiterentwicklung der Schnellspinntechnik zum Hochgeschwindigkeitsspinnen ergibt die Möglichkeit, Garne zu schaffen, die ohne einen weiteren Streckvorgang direkt der textlien Weiterverarbeitung zugeführt werden können.

Claims (5)

• · a · · • t · · ■ *·■ · * i ta · · SCHUTZANSPRÜCHE

1. Spinnvorrichtung zum Spinnen von endlosen Fäden aus synthetischen Polymeren, bei dem die einzelne Spinnstelle aus einem Spinnkopf mit vier Düsenhaltern,die jeweils von einer Mehrfachspinnpumpe versorgt werden, einer Blaskammer, einer Präparationsauftragung und einer Wicklereinrichtung mit mindestens zwei Wickelachsen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in jeweils einem Düsenhalter (4) wenigstens eine Düse (13) vorhanden ist, und daß diese Düse (13) von einer Spinnpumpe (11) mit mindestens zwei dosierten Schmelzeströmen 4, 8 oder 12 Fäden pro Spinnstelle aufwickelbar vorgebend speisbar ist.

2. Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Spinnkopf (1,2,3) zugeordnete Wickeleinrichtung (8) aus zwei jeweils bis zu sechs Spulen aufnehmenden Wickelachsen (1',1"; 2',2"; 3¹, 3") besteht.

3. Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeweils einem Düsenhalter (4) zwei Düsen (13) vorgesehen sind.

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4. Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeweils einem Düsenhalter (4) drei Düsen (13) vorhanden sind.

5. Spinnvorrichtung nach Anspruch 1 bis A₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (13) von einer Spinnpumpe

(11) mit drei dosierenden Schmelzeströmen speisbar ist.