DE2331114B2 - Verfahren und vorrichtung zum ablegen frisch gesponnener, synthetischer faeden in spinnkannen - Google Patents

Description

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablegen frisch gesponnener, synthetischer Fäden in Spinnkannen oder dgl., bei dem die fäden unter einer hohen Geschwindigkeit von den Spinndüsen abgezogen werden und bei dem die im wesentlichen geradlinig fortbewegten Fäden nach dem Verlassen einer Fadenliefereinrichtung abgebremst und mit niedriger Geschwindigkeit in einen Ablagebehälter oder Fadenspeicher abgegeben und dort gesammtelt werden.

Bei der Herstellung von Erzeugnissen aus mehrfädigen Strängen, beispielsweise Endlosfäden, Fadenkabeln, Rovings und dgl. aus schmelzbaren Stoffen, vorzugsweise bei nach dem Schmelzspinnverfahren erzeugten synthetischen Fadenkabeln, bereitet das Ablegen der Fäden zur Zwischenlagerung der Fäden Schwierigkeiten. Eine Zwischenlagerung ist zwischen mehreren Verfahrensschritten immer dann erforderlich, wenn diese aufgrund unterschiedlicher Arbeitsgeschwindigkeiten der Vorrichtungen oder anderer technologischer Gegebenheiten praktisch nicht kontinuierlich in einer Fertigungsstraße aneinanderfolgend ablaufen können.

Die Schwierigkeiten bei der Ablage von Fadensträngert wachsen überproportionai mit der Anhebung der Arbeitsgeschwindigkeit, da bei steigender Spinn- bzw. Fadenfördergeschwindigkeit die kinetische Energie mit dem Quadrat der Bewegungsgeschwindigkeit ansteigt. Die Fadenstränge müssen deshalb mindestens so weit abgebremst und ihre Energie muß mindestens so weit entzogen werden, daß die Lagen der bereits abgelegten Fäden in dem Speicherbehälter oder der Spinnkanne nicht durcheinander gebracht werden oder daß die Struktur der abgelegten Fadenlagen nicht zerstört wird. Eine Wirrwarrbildung ergibt regelmäßig große Schwierigkeiten beim Entnehmen der Fäden aus der Spinnkanne und beeinträchtigt die Durchführung der folgenden Fadenbehandlung, wie beispielsweise Verstrecken. Reißen, Bauschen oder dgl. Sie führt zu Störungen im Produktionsablauf und kann ggf. zu Maschinenschäden führen.

Die geschilderten Schwierigkeiten sind insbesondere für ein Schnellspinnverfahren für synthetische Fäden und Fasern, bei denen aus technologischen Gründen sehr hohe Fadengeschwindigkeiten von über 3000 m min angewandt werden, noch nicht /ur Zufriedenheit gelöst. Ein solches Schnellspinnverfahren ist für die Erzeugung von Fadenkabeln, die in nachfolgenden Verfahrensschritten zur Verbesserung ihrer texiil-physikalischen Eigenschaften verstreckt, gekräuselt und zu Stapelfasern geschnitten werden, jedoch besonders vorteilhaft, da es sehr wirtschaftlich durchführbar ist.

Unter einem Schnellspinnverfahren im Sinn der vorliegenden Anmeldung wird definitionsgemäß ein Schmelzspinnverfahren verstanden, bei dem die aus der Spinndüse ausgepreßten, fadenartigen Stränge unter einem Vorverzug mit einer Abzugsgeschwindigkeit von mindestens 3000 m/min abgezogen weiden und bei dem die hierdurch mindestens teilweise vororientierten Endlosfäden riann nur noch einer Restverstreckung unterworden werden müssen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist aus der DT-AS 12 83 071 bekannt. Dort ist zwischen einem Düsenförderer und einer Spinnkanne eine Verzögerungszone in Form eines Bremskorbes vorgesehen. Dieser ist durch federnde, am Ausgangsteil des Düsenförderers befestigte Rückhallefinger gebildet, die an ihren vom Düsenförderer abgewandien Enden gegen die Achse des Bremskorbcs hin abgebogen sind.

Die bekannte Vorrichtung hai den Nachteil, daß die Fäden, die mit einer hohen Geschwindigkeit und einer entsprechend hohen kinetischen Energie in die bereits im Bremskorb angesammelten Fadenlagen hineingeschossen werden, bei geringer Vorspannung der

Rückhakefinger tief eintauchen und sich mit den bereits vorhandenen Fäden verwirren oder daß sie bei höherer Vorspannung der Rückhaltefinger beim Aufprallen auseinanderplatzen und ähnlich wie beim Prall-Kräuseln stark deformiert oder gebauscht werden.

Ferner ist aus der US-PS 29 71 243 ein Ablegeverfahren für Fadenstränge bekannt, die in einer Spinnkanne in Windungen abgelegt werden. Hierzu wird ein u η eine vertikale Achse drehbar angetriebener Fadenejektor verwandt, der die zugeführten Fadenstränge radial ablenkt und gegen die ruhende Kannenwand ausstößt. Infolge der Relativdrehung zwischen Fadenejektor und Spinnkanne bildet sich im Raum zwischen dem Ejektor und der Spinnkanne eine Fadenschraube aus.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Geschwin- ,c d'gkeit der angelieferten Fadenstränge zunächst noch erhöht, da zu der Geschwindigkeit am Austritt des Düsenförderers, die aus Kontinuitätsgründen größer oder mindestens gleich der Geschwindigkeit der iiigeführten Fadenstränge ist, noch eine Komponente in Ijmfangsrichiung infolge der Drehung des Düsenförderers um die vertikale Dtehachse addiert werden muß. Die resultierende räumliche Geschwindigkeit der Fäden am Ausgang des Düsenförderers ist somit in ihrem Absolutbetrag größer als die Zuführgesehu indigkcit der Fadenstränge. Anstelle den Fadenslriingen ihre kinetische Energie zu entziehen, wird also zusätzliche Energie zugeführt. Die Folge davon ist, daß die Fäden beim Verlassen des rotierenden Fadenejektors so weit nach außen getragen werden, bis der Luftwiderstand und die durch die Drehbewegung der freien Fadenschraube bedingte Zugkraft ausreichen, das Fadenkabel an der Austrittsöffnung des Fadenejektors bogenförmig umzulenken. Bei hohen Fadengeschwindigkeiten können die Fäden daher leicht über den Kannenrand hinausgeraten. Auch ist die Schichtung der Fadenwindungen in der Spinnkanne nicht befriedigend, weil die notwendige Drehbewegung der freien Kabelschraube im Bereich /wischen Fadenejektor und Spinnkanne erst auf den bereits abgelegten Windungen ausläuft und zu Vcrschlingungen führen kann, die die spätere Entnahme der Fäden stark beeinträchtigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablegen frisch gesponnener Fäden nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu ^₅ schaffen, wobei die einer Spinnkanne mit hoher linearer Bewegungsgeschwindigkeit zugeführten Fäden ganz allmählich und ohne wesentliche Verdichtung durch Zusammenschieben und Stauchen der Fäden so weit abgebremst werden können, daß eine Wirrwarrbildung in der Spinnkanne durch die verbleibende kinetische Energie vermieden wird.

Die Losung der angegebenen Aufgabe erfolgt derart, daß die Fäden nach Verlassen der Liefereinrichtung aus ihrer geradlinigen Bahn abgelenkt und annähernd tangential zu einer als Leitfläche ausgebildeten Verzögerungszone geführt werden, in der ihre Geschwindigkeit kontinuierlich durch die auf die Fäden einwirkenden Reibungskräfte zwischen den Faden und der Leitfläche abgebremst wird. do

Eine bevorzugte Fortbildung der angegebenen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in der Verzögerungszonc durch Führung auf einer in ihre Längsrichtung rotationssymmetrischen Leitfläche auf einer schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn mit einer sich verringernden Ganghöhe bewegt werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, aß die Leitfläche mit einstellbarer Drehzahl um ihre Längsachse angetrieben wird.

Die Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einer Fadenliefereinrichtung und einem zwischen der Fadenliefereinrichtung und einem Ablagebehälter oder Fadenspeicher angeordneten, druckmittelbetätigten Düsenförderer, dem eine Fadenbremseinrichtung zugeordnet ist. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß die Bremseinrichtung als Hohlkörper mit in seiner Längsrichtung rotationssymmetrischer und für die Fäden eine Leitfläche bildenden Innenwand ausgebildet ist, der bezüglich des Düsenförderers unter einem wählbaren räumlichen Winkel eiastellbar ist. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung ergibt sich nach den Patentansprüchen 5 bis 7 und ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

Nach der Erfindung wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Fadenstränge durch Reibungskräfte verringert, indem die Fäden aus ihrer geradlinigen Bahn auf eine schraubenhnienförmige Bahn gebracht und abgebremst werden. Die Reibungskräfte zwischen den Fäden und der Leitfläche und damit die Bremswirkung ist einstellbar. Sie ist umso größer, je größer die Normalkraft, d. h. die Anpressung der Fäden auf die Leitfläche, insbesondere aus der Zentrifugalkraft der in Achsrichtung der Verzögcrungs/one fortschreitenden Drehbewegung ist. Für das Abbremsen der Fäden durch Reibung ist außerdem die Länge der Bewegungsbahn in der Verzögerungszone wesentlich, d. h. die anfängliche Ganghöhe der Schraubenlinie. Diese kann durch Einstellung des räumlichen Winkels zwischen dem Düsenförderer und der Leitfläche verändert werden, bis die Fäden im Extremfall in engen Windungen und mit stark verminderter Axialgeschwindigkeit der Fiidenschraube aus der Verzögerungszone heraustreten. (Mit Axialgcschwindigkcil ist definitionsgemäß die Komponente der Bewegungsgeschwindigkeit der Fäden in der Richtung der Symmetrieachse der Ver/ögcrungs/one bezeichnet.)

Gemäß der Erfindung kann die Bremsung der Fäden in der Verzögerungszone zusätzlich noch durch von außen einwirkende Zentrifugalkräfte, beispielsweise durch Rotation der Leitfläche um ihre Längsachse und/oder durch Anwendung unterschiedlicher Obcrflächenbearbeitungsqualitäten und diesen entsprechenden Reibungsbeiwerten längs der axialen Erstreckung der Verzögerungszone beeinflußt werden. Die letztere Maßnahme wird insbesondere unter dem Gesichtspunkt angewandt, daß sich mit zunehmender Abbremsung der Bahngeschwindigkeit des Fadenstranges die für die Reibungskraft maßgebende Normalkraft auf die Leitfläche (Zentrifugalkraft) verringert und daß dies durch Erhöhung des Reibungskoeffizienten der Leitfläche gegenüber den Fäden, beispielsweise durch Verringerung der Oberflächenrauhigkeit, mindestens teilweise ausgeglichen werden kann

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß die hohe Geschwindigkeit schmelzgesponncner Fäden schonend und beliebig stark verringert werden kann. Durch ' Imlenkung der Bewegungsrichtung der Fadenstränge und durch Zerlegung der translatorischen Geschwindigkeit in eine Komponente in IJmfangsriehuing und eine Komponente in Axialrichtung einer als rotationssymmetrische Leitfläche ausgebildeten Verzögerungszone kann auf die Stärke der Bremsung und den l-.ntzug der kinetischen Energie für die einzelnen Komponenten günstig und weitgehend unabhängig voneinander Einfluß genommen werden. Hierdurch wird ein

plötzliches Abbremsen der Fadenstränge vermieden, das an der Aufprallstelle — unter Vernichtung der gesamten Bewegungsenergie — zum Auseinanderplatzen der Fäden und zur Verringerung der Fadenlagen in der Spinnkanne führt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen, lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung; F i g. 2 die Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1.

Die in einer Schmelz-Spinnanlage vorzugsweise nach dem »Schnell-Spinnverfahren« erzeugten Endlosfäden werden nach der Zusammenführung zu dem Fadenkabel 1 von einer Liefervorrichtung 2, vorzugsweise einem als ij Duo ausgebildeten Galettenpaar 3, 4 abgezogen. Im Anschluß an die Liefervorrichtung 2 ist in Förderrichtung gesehen ein Düsenförderer 5 angeordnet, der über die Anschlüsse 6 mit einem Arbeitsmittel, beispielsweise Druckluft, beaufschlagt wird. Durch die Injektorwirkung wird das Fadenkabel 1 von der in axialer Richtung bevorzugt geriffelten Oberfläche der Galetten 3,4 unter Spannung abgezogen. Die Bildung von ungewollten Aufspulunger. an dem Galettenpaar 3, 4 wird durch die beschriebene Anordnung weitgehend unterbunden.

Der Düsenförderer 5 weist über seine gesamte Länge einen Längsschlitz 7 zum Einfädeln des Fadenstranges bei Betriebsstörungen auf. Die Tiefe und die Breite des Längsschlitzes 7 sind so bemessen, daß Fadenkabel 1 mit einem üblichen Gcsamttiter bis 200 000dtex mühelos eingelegt werden können. Von dem Diffusor 8 des Düsenförderers 5 wird das Fadenkabel 1 — ggf. unter Änderung der Bewegungsrichtung — tangential und im wesentlichen stoßfrei an die rotationssymmetrische Innenwand 9 des Hohlkörpers 10 geführt, wo es sich auf einer schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn 22 fortbewegt und durch Reibungskräfte kontinuierlich abgebremst wird.

Der Hohlkörper 10 ist in der Zeichnung als Hohlzylinder mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt, dessen beiden Stirnseiten offen sind. Neben dieser einfachsten Ausführungsform können die Hohlkörper u. U. auch mit einer kegelstumpfförmigen oder trompetenförmig sich öffnenden Leitfläche vorliegen. Der Hohlkörper 10 im im Lager 12 auf einer Grundplatte 11 montiert und in Längsrichtung auf Führungen verschiebbar. Die Lagerung enthält ferner ein in einer bestimmbaren Stellung mittels Gewindebolzen festsetzbares Zapfenlager oder dgU in dem der Hohlkörper gegenüber der Grundplatte 11 in einer vertikalen Ebene schwenkbar is:. Es kann aber auch eine Kugelgelenklagerung vorgesehen sein, mit der zwischen Hohlkörper 10 und Düsenförderer 5 jede räumliche Einstellung bzw. Zuordnung möglich ist

Der Hohlkörper 10 ist auf dem einstellbaren Lager 12 durch ein Wälzlager 13 drehbar angeordnet. Dazu ist der Außenring des Wälzlagers 13 über das Lagergehäuse mit dem Oberteil des Lagers 12 fest verbunden und der Innenring des Wälzlagers 13 am Umfang des Hohlkörpers befestigt. Ebenfalls am Gehäuse des Wälzlagers 13 ist eine Lagerplatte 14 angeordnet, auf der ein Antriebsmotor 15, vorzugsweise ein drchzahlregelbarer Elektromotor, montiert ist. Von diesem Elektromotor 15 wird der Hohlkörper 10 über geeignete Antriebsübertragungsmittel wie Riemenscheibe 16 und Flachriemen 17 oder dgl. um seine Längsachse angetrieben.

Am — in Fadenlaufrichtung — gesehen austrittsseitigen Ende des Hohlkörpers 10 ist eine Abwurfeinrichtung 18 mit einem halbrohrförmigen bzw. halbschalenförmigen Endbereich 19 angeordnet Die Abwurfeinrichtung 18 kann mittels einer Aufhängung 20 koaxial zur Drehachse des Hohlkörpers 10 ausgerichtet werden. Durch die Aufhängung 20 der Abwurfeinrichtung am Gehäuse des Wälzlagers 13 wird außerdem erreicht, daß die Abwurfeinrichtung relativ zu dem angetriebenen Hohlkörper 10 ortsfest ist. Die Ausbildung der Abwurfeinrichtung 18 in der vorliegenden Form mit einem halbrohrförmigen Endbereich 19 bewirkt, daß das Fadenkabel 1 die Innenwand 9 bezüglich einer in Pfeilrichtung 23 hin- und her changierenden Spinnkanne oder Wanne 21 immer nur in der eingestellten Abwurfeinrichtung verläßt.

Im Betrieb der Vorrichtung ist der Hohlkörper 10 in bezug auf den Diffusorteil 8 des Düsenförderers 5 unter einem räumlichen Winkel derart eingestellt, daß das Fadenkabel 1 tangential an die Innenwand 9 herangeführt wird. Durch die rotationssymmetrische Leitfläche wird das Fadenkabel 1 aus seiner geradlinigen Bahn abgelenkt und auf eine schraubenlinienförmige Bewegungsbahn 22 gebracht, auf der seine Geschwindigkeit infolge der auf ihn einwirkenden Reibungskräfte kontinuierlich vermindert wird, so daß sich die Ganghöhe der schraubenlinienförmigen Bahnkurve langsam verringert. Die Geschwindigkeit, mit der die einzelnen Fadenschlcifen am Ende der Vorrichtung abgeworfen werden, ist infolge der Bremsung des Fadenkabels 1 und der Bildung der Windungen wesentlich geringer als die Zuführgeschwindigkeit. Die abgelegten Fäden verwirren sich daher nicht und können ohne Schwierigkeiten wieder aus der Spinnkanne 21 entnommen werden. Die schraubenlinienförmige Bahnkurve ist zusätzlich durch die Drehung des Hohlkörpers 10 mit dem vorgesehenen Antriebsmotor 15 beeinflußbar. Bei steigender Drehgeschwindigkeit der Leitfläche wird die Relativgeschwindigkeit zwischen der Leitfläche und dem zugeführten Fadenkabel verringert aber andererseits werden die auf das Fadenkabel einwirkenden Reibungskräfte infolge der Vergrößerung der Zentrifugalkräfte erhöht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ablegen frisch gesponnener, synthetischer Fäden in Spinnkannen oder dgl, bei dem die Fäden unter einer hohen Geschwindigkeit von den Spinndüsen abgezogen werden und bei dem die im wesentlichen geradlinig fortbewegten Fäden nach dem Verlassen einer Fadenliefereinrichtung abgebremst und mit niedriger Geschwindigkeit in to einen Ablagebehälter oder Fadenspeicher abgegeben und dort gesammtelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden nach Verlassen der Fadenliefereinrichtung aus ihrer geradlinigen Bahn abgelenkt und annähernd tangential zu einer als Leitfläche ausgebildeten Verzögerungszone geführt werden, in der ihre Geschwindigkeit kontinuierlich durch die auf die Fäden einwirkenden Reibungskräfte zwischen den Fäden und der Leitfläche abgebremst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in der Verzögerungszone durch Führung auf einer in ihrer Längsrichtung rotationssymmetrischen Leitfläche auf einer schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn mit einer sich verringernden Ganghöhe bewegt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche mit einstellbarer Drehzahl um ihre Längsachse angetrieben wird.

4. Vorrichtung /ur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3. bestehend aus einer Fadenliefereinrichtung und einem /wischen der Fadenliefereinrichtung und einem Ablagebehälter oder Fadenspeicher angeordneten, druckmittclbetätigten Düsenförderer, dem eine Fadenbremscinrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenbremseinrichtung als Hohlkörper (10) mit in seiner Längsrichtung rotationssymmetrischer. für die Fäden (1) eine Leitfläche bildenden Innenwand (9) ausgebildet ist, der bezüglich des Düsenförderers (5) unter einem wählbaren räumlichen Winkel einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am austrittsseitigen Ende des Hohlkörpers (10) eine Abwurfeinriehtung (18) mit einem in Längsrichtung geschlitzten oder halbrohrförmigen Endibereich (19) angeschlossen ist.

b. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) drehbar gelagert ist, und Antriebs- und Antriebsübertragungsmittel (15,16,17) vorgesehen sind, über welche der Hohlkörper um seine Langsachse regelbar angetrieben ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (9) des Hohlkörpers (10) über dessen axiale Erstreckung unterschiedliche Reibungsbeiwerte aufweist.