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Dokumentenidentifikation DE19909073A1 09.09.1999
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Verstrecken eines synthetischen Fadens
Anmelder Barmag AG, 42897 Remscheid, DE
Erfinder Weigend, Helmut, 42477 Radevormwald, DE
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Bardehle, Pagenberg, Dost, Altenburg, Geissler, Isenbruck, 40474 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 02.03.1999
DE-Aktenzeichen 19909073
Offenlegungstag 09.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.1999
IPC-Hauptklasse D02J 1/22
IPC-Nebenklasse D01D 5/12   D01D 5/16   D02J 3/02   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verstrecken eines synthetischen multifilen Fadens. Hierbei wird der Faden mit mehreren Umschlingungen über eine Abzugsgaletteneinheit und eine nachgeordnete Streckgaletteneinheit geführt. Die Abzugsgaletteneinheit und die Streckgaletteneinheit weisen jeweils eine angetriebene Galette auf. Dabei ist die Abzugsgalette und/oder die Streckgalette erfindungsgemäß jeweils in mehrere axial hintereinanderliegende umlaufende Oberflächenzonen mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten ausgeführt.

Beschreibung[de]

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 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 Abzugsgaletteneinheit 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 wird zur Vermeidung des Schlupfes vorgeschlagen, den Faden in der Abzugsgaletteneinheit 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.

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.

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 zum 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.

Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Streckgalette in drei Oberflächenzonen aufgeteilt ist. 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 vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an der Abzugsgalette 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 7 besonders vorteilhaft.

Die Ausbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 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 Überlaufwalze 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 Überlaufwalze 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 Fig. 1 bis 3 beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Spinnvorrichtung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 schematisch die Streckgaletteneinheit aus der Vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 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 Fig. 1 gezeigt - durch eine quer oder radial zur Filamentschar gerichtete Anblasung erzeugt werden oder aber durch eine am Ausgang der Kühleinrichtung angeordnete Saugeinrichtung. Unmittelbar unterhalb 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 Andrückwalze 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 Fig. 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 Fig. 2 ist hierzu schematisch eine Draufsicht der Streckgaletteneinheit 16 aus Fig. 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 Fig. 1 gezeigten Situation ist in Fig. 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 19erwärmt. 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 Fig. 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 Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, die mehrere parallellaufende 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 Fig. 2 dargestellt - aufgebaut. Insoweit wird auf die Beschreibung zu der Fig. 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 Fig. 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 m 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 Polypropylene, Polyamid oder Polyester bzw. einem Co-Polymer dieser Polymere hergestellt sein. Bezugszeichenliste 1 Spinneinrichtung

2 Verstreckeinrichtung

3 Aufwickeleinrichtung

4 Extruder

5 Fadenführer

6

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 Andrückwalze

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


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Verstrecken eines synthetischen multifilen Fadens (14), mit einer vom Faden (14) mehrfach umschlungenen Abzugsgaletteneinheit (15), die eine angetriebene Abzugsgalette (17) aufweist, und mit einer vom Faden (14) mehrfach umschlungenen Streckgaletteneinheit (16), die eine angetriebene Streckgalette (19) aufweist, wobei die Abzugsgalette (17) und die Streckgalette (19) mit einer Geschwindigkeitsdifferenz antreibbar sind und dadurch der Faden (14) zwischen einem Fadenablauf der Abzugsgalette (17) und einem Fadenauflauf der Streckgalette (19) verstreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsgalette (17) und/oder die Streckgalette (19) jeweils mehrere axial hintereinanderliegende umlaufende Oberflächenzonen (30, 31, 32, 35, 36, 37) mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten (R1, R2, R3, R4, R5, R6) aufweisen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Oberflächenzonen (Auflaufzone) (30) der Streckgalette (19) im Bereich des Fadenauflaufs an der Streckgalette (19) ausgebildet ist und daß die Auflaufzone (30) gegenüber der benachbarten Oberflächenzone (31) eine deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit (R1<R3) aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Oberflächenzonen (Ablaufzone) (32) der Streckgalette (19) im Bereich des Fadenablaufs an der Streckgalette (19) ausgebildet ist und daß die Ablaufzone (32) gegenüber der benachbarten Oberflächenzone (31) eine deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit (R2<R3) aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auflaufzone (30) und der Ablaufzone (32) eine mittlere Oberflächenzone (Mittelzone) (31) an der Streckgalette (19) ausgebildet ist, welche Mittelzone (19) die größte Oberflächenrauhigkeit (R3) der Oberflächenzonen der Streckgalette (19) aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufzone (32) der Streckgalette (19) eine gleich große (R2=R1) oder eine größere Oberflächenrauhigkeit (R2>R1) aufweist als die Auflaufzone (30) der Streckgalette (19).
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Oberflächenzonen (Ablaufzone) (37) der Abzugsgalette (17) im Bereich des Fadenablaufs an der Abzugsgalette (17) ausgebildet ist und daß die Ablaufzone (37) gegenüber der benachbarten Oberflächenzone (36) eine deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit (R2<R3) aufweist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Oberflächenzonen (Auflaufzone) (35) der Abzugsgalette (17) im Bereich des Fadenauflaufs an der Abzugsgalette (17) ausgebildet ist und daß die Auflaufzone (35) gegenüber der benachbarten Oberflächenzone (36) eine deutlich geringere Oberflächenrauhigkeit (R1<R3) aufweist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auflaufzone (35) und der Ablaufzone (37) eine mittlere Oberflächenzone (Mittelzone) (36) an der Abzugsgalette (17) ausgebildet ist, welche Mittelzone (36) die größte Oberflächenrauhigkeit (R3) der Oberflächenzonen der Abzugsgalette (19) aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufzone (37) der Abzugsgalette (17) eine gleich große (R2=R1) oder eine geringere Oberflächenrauhigkeit (R2<R1) aufweist als die Auflaufzone (35) der Abzugsgalette (17).
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufzone (37) der Abzugsgalette (17) und die Auflaufzone (30) der Streckgalette (19) eine gleich große Oberflächenrauhigkeit (R2=R4) aufweisen.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckgaletteneinheit (16) und/oder die Abzugsgaletteneinheit (15) jeweils aus einer angetrieben Galette (17, 19) und einer frei drehbaren Überlaufwalze (18, 20) ausgebildet sind.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Überlaufwalze (18) und der Abzugsgalette (17) ein Fadenführer (5) angeordnet ist, welcher den Faden (14) in seiner letzten Umschlingung vor Ablauf von der Abzugsgalette (17) führt.
  13. 13. Verfahren zum Verstrecken eines synthetischen multifilen Fadens, bei welchem der Faden mit mehreren Umschlingungen über eine Abzugsgaletteneinheit und mit mehreren Umschlingungen über eine Streckgaletteneinheit geführt wird und bei welchem der Faden durch eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einer Abzugsgalette und einer Streckgalette verstreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden an der Abzugsgalette und an der Streckgalette durch jeweils mehrere axial hintereinanderliegend umlaufende Oberflächenzonen mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten geführt wird.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden beim Ablauf von der Abzugsgalette und beim Auflauf auf die Streckgalette jeweils auf einer relativ glatten Oberflächenzone mit derart geringer Oberflächenrauhigkeit geführt wird, daß keine wesentliche Relativbewegung zwischen dem Faden und der Oberfläche der Galette entsteht.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden an der Streckgalette und/oder der Abzugsgalette durch eine Auflaufzone, eine Mittelzone und eine Ablaufzone mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten geführt wird, wobei die Oberflächenrauhigkeiten derart gewählt sind, daß in der Auflaufzone und der Ablaufzone keine wesentliche Relativbewegung zwischen dem Faden und der Oberfläche der Galette entsteht und daß in der Mittelzone eine Relativbewegung zwischen dem Faden und der Oberfläche der Galette möglich ist.
  16. 16. Verfahren zum Führen eines Fadens mit einer Galetteneinheit, bei welchem der Faden in mehreren Teilumschlingungen über eine zylindrische Galette geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden in einer Auflaufzone auf die Galette aufläuft, daß der Faden in einer Ablaufzone von der Galette abläuft und daß die Teilumschlingungen des Fadens an der Galette in der Auflaufzone, einer Mittelzone und der Ablaufzone mit unterschiedlichen Oberflächenrauhigkeiten geführt werden, wobei die Oberflächenrauhigkeiten derart gewählt sind, daß in der Auflaufzone und der Ablaufzone keine wesentliche Relativbewegung zwischen dem Faden und der Oberfläche der Galette entsteht und daß in der Mittelzone eine Relativbewegung zwischen dem Faden und der Oberfläche der Galette möglich ist.






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