EP0122464A2 - Spinnkopf zum Schmelzspinnen endloser Fäden - Google Patents

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EP0122464A2
EP0122464A2 EP84102785A EP84102785A EP0122464A2 EP 0122464 A2 EP0122464 A2 EP 0122464A2 EP 84102785 A EP84102785 A EP 84102785A EP 84102785 A EP84102785 A EP 84102785A EP 0122464 A2 EP0122464 A2 EP 0122464A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
heating
heating chambers
spinning head
spinning
Prior art date
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Granted
Application number
EP84102785A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0122464B1 (de
EP0122464A3 (en
Inventor
Erich Dr.-Ing. Lenk
Max Feth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Barmag AG, Barmag Barmer Maschinenfabrik AG filed Critical Barmag AG
Publication of EP0122464A2 publication Critical patent/EP0122464A2/de
Publication of EP0122464A3 publication Critical patent/EP0122464A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0122464B1 publication Critical patent/EP0122464B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/02—Spinnerettes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof

Definitions

  • the invention relates to a spinning head for melt spinning endless threads or the like made of, in particular, thermoplastic polymers according to the preamble of claim 1.
  • Threads in the sense of this application are understood to mean endless, linear structures which are continuously pressed out of spinneret plates and can be present, for example, as monofilaments or multifilaments, as ribbons, strands, bristles, spinning cables or the like.
  • Known spinner heads have interchangeable nozzle packs which are heatably inserted in corresponding receptacles in recesses in a closed heating box and whose melt inlet channel is sealed against the melt source under the action of a tension or compression screw.
  • the nozzle plates can have different hole patterns.
  • a nozzle package with a rectangular nozzle plate for producing spun cables for staple fiber or carpet yarn production or a pot nozzle with a circular nozzle plate for producing textile or technical continuous filaments with a nozzle plate Nozzle plate with different spinning titer or number of filaments can be used.
  • the structure of the spinning head remains essentially unchanged, while only the nozzle package or the holder with the nozzle package is replaced (e.g. DE-A 1660501).
  • the heat transfer from the heating box to the respective nozzle plate takes place via a housing receiving the nozzle package. This is pressed against the melt channel for sealing the melt distribution channel with pressure or tension screws which are supported on one side of the heating box.
  • the nozzle packet or its receptacle at most, rests with one of its end faces on a long wall of the heating box, while there are more or less large air gaps impairing the heat conduction on the other peripheral faces of the nozzle packet or its receptacle.
  • air gaps are undesirable, but inevitable because of the ease of assembly and due to manufacturing tolerances and different thermal expansions of the materials used for the heater box and nozzle pack or receptacle in the known heater box designs.
  • the heating box is constructed in two parts and consists of two mechanically independent, i.e. heating chambers adjustable relative to each other, the heating chamber expediently being fixed in place with the installation of the melt feed, the metering pumps and drives, the pump block, etc.
  • the end faces of the nozzle packs or the housings receiving the nozzle packs are installed between the longitudinal walls of the two heating chambers, which are at a distance from one another, and are pressed against each other without play.
  • the specified design of the heating box has the advantage that a large-area, metallic contact of the heat transfer surfaces is possible despite the unavoidable manufacturing tolerances and thermal expansion of the components.
  • the width of the nozzle packs is now independent of the previous one-piece heater box construction and the cutouts provided there.
  • the longitudinal walls of the heating chambers, between which the nozzle packs or their housings rest without play are designed as flat contact surfaces and are processed with a high surface quality, ie in particular with a low roughness depth, so that the heat conduction from the walls of the Heating chambers in the nozzle package or the housing for the nozzle package is favored by large-area metallic contact on both sides.
  • the housings for the nozzle packs are designed as heat-conducting blocks, which are particularly rectangular leaigen, plane-parallel side walls are equipped.
  • the play-free pressing of the two mechanically separated heating chambers and the nozzle packs or housing for the nozzle packs is preferably carried out by connecting elements that are subjected to tension, such as tie rods, stud bolts, tension spindles or the like, which are fastened in such a number in the longitudinal wall of the fixed heating chamber. that a sufficient surface pressure on the nozzle packs or their housings is guaranteed over the length of the spinning beam.
  • the tensioning screws advantageously run through the housing of the nozzle packs and / or through web-like spacers distributed along the edges and at certain spacing intervals over the length of the spinning beam, the length of which corresponds to the width of the Built-in nozzle packages or their housing is adapted.
  • Such an embodiment of the invention offers the advantage that the entire heating box can remain essentially assembled when changing nozzle packages or their housing, changing the spinning program, etc. This is advantageous, for example, with regard to the devices for the heating, the external heat insulation and the like, and simplifies the assembly work. After loosening the clamping screws, the NOZZLE PACKAGES or their housings can be easily removed and replaced upwards. On the other hand, with other spinner head designs, it is easy to remove the nozzle packages without changing the housing for cleaning or inspection purposes. Finally, an additional advantage is that poorly heat-conducting materials can be used for the spacers, so that the heating of the nozzle packs essentially only on their side surfaces facing the two heating chambers and not uncontrollable from the end faces.
  • both heating chambers can be self-contained and partially filled with an evaporable heat transfer medium. Electrical resistance heating devices or the like arranged in the heating chambers are switched on and off by temperature regulators in such a way that the same temperatures prevail in both heating chambers. However, it is preferred to heat both heating chambers to substantially the same predetermined temperature using a single, common heat source.
  • a vaporous, in particular condensable, heat carrier such as diphenyl or the like
  • a spinning head for producing threads from thermoplastic polymers by the melt spinning process is shown in cross section.
  • a plurality of nozzle packs 1 are arranged next to one another in series and form a spinning beam in the longitudinal direction, which can be expanded as desired.
  • the spinning beam comprises a heating box consisting of two mechanically independent heating chambers 2, 3, which is surrounded by an insulating jacket 4 to prevent heat loss and to protect the operating personnel, which is only divided in the area of the nozzle plates 5 of the nozzle packs 1 and there has a slot-shaped opening 6 having.
  • the heating box is essentially U-shaped and is supplemented by heat-conducting blocks 7, 8 in such a way that a heating box is formed which surrounds the other Eauruopen of the spinning beam, which ensures uniform heating of all components carrying the melt on all sides.
  • the heating box consists of the first heating chamber 2, which has a cavity for receiving the heat carrier, and which is L-shaped in cross section.
  • the first heating chamber 2 On its contact and support surfaces 9, 9 ', 9 ", which extend over the entire length of the spinning bar, it is machined in particular in such a way that a large-area, metallic contact is made with the melt-carrying components and heat-conducting blocks.
  • a block 10 On the horizontal leg of the heating chamber 2 a block 10 is exchangeably attached, which comprises a metering pump and the pump block with the melt distribution
  • This block can be replaced by a corresponding block which essentially changes when changing the spinning program, for example multiple or bicomponent spinning has the same external dimensions and is specially designed for this special purpose.
  • the pump drive shafts 11 are guided through insert cavities 12 through the cavity of the heating chamber 2 in a pressure-tight manner to the outside.
  • the melt is fed to the metering pumps through melt channels 13 (FIG. 2). These can lie in or between building blocks 7, which are designed as heat-conducting blocks.
  • the central melt distribution channel, to which one or more spinning beams are connected by stub lines 13 'and guided through the insulating jacket 4, is not shown in detail.
  • the modules 7 with the melt feeds are also exchanged if necessary when the spinning program is changed.
  • the second part of the heating box which is mechanically independent of the first heating chamber 2, comprises the heating chamber 3, which is designed as an elongated, rectangular hollow profile.
  • the height of the heating chamber 3 corresponds to the length of the ascending leg of the heating chamber 2.
  • the longitudinal walls 9 and 14 of the heating chambers 2 and 3 form contact heating surfaces for the front, plane-parallel housing walls of the nozzle packs 1 and are therefore present as flat surfaces which extend over the entire length of the heating chambers 2, 3. They are machined with a high surface quality and low surface roughness in order to achieve a large-area, metallic system and thus good heat transfer to the nozzle packs 1 to be heated.
  • the two heating chambers 2, 3 are, after installation of the nozzle packs 1, which - as FIG. 2 shows alternatively - for example a rectangular nozzle plate 5 'with rows arranged Nozzle bores 15 or preferably a plurality of pot nozzles with circular nozzle plates 5 ′′ can be pressed against the nozzle packs 1 or their housings without play by screw connections 16 with their longitudinal walls 9, 14.
  • the melt channels running in the nozzle packs 1 are sealed at the same time against the outlet channels in the pump blocks of the building blocks 10 (seal 17).
  • the tie rods or stud bolts 16 are screwed into the heating chamber 2, which is preferably arranged in a stationary manner, reinforcing eyes 18 or the like being provided in this, as shown in FIG. 2.
  • the tie rods 16 run through insert bushings or material reinforcements which are present in the heating chamber 3 and are sealed off from the outside in approximately uniform intervals, corresponding to the division of the nozzle packs 1. Between the heating chambers 2, 3, the tie rods or stud bolts 16 are guided in spacers 19, the length of which is equal to or less than the width of the installed nozzle packs 1. These spacers 19 are preferably made of a heat-resistant, but thermally poorly conductive material, such as a VA steel.
  • the nozzle packs 1 there are heat-conducting blocks 8 distributed over the entire length of the spinning beam, through which the upper part of the heating chamber 3 is connected in a heat-conducting manner to the building blocks 7 and the rising leg of the heating chamber 2.
  • the insulating jacket 4 can be opened at the appropriate point in order to be able to replace the nozzle packs 1.
  • the heating of the two heating chambers 2, 3 is carried out by a liquid or vaporous heat transfer medium according to the process engineering requirements of the polymer to be spun.
  • a condensable, organic heat transfer medium such as diphenyl
  • Both heating chambers 2, 3 are connected in parallel with regard to their heating and are supplied with saturated steam by a common steam generator.
  • a flexible line 22 (metal hose, compensator line or the like) is preferably used to connect the inlet connections 20, 21 of the heating chambers 2, 3, through which changes in the distance between the heating chambers 2, 3 can easily be compensated for when converting the spinning heads 1 or the spinning beam.
  • the heating of the two heating chambers 2, 3 can also take place in a different way, as long as it is only ensured that both heating chambers 2, 3 are heated to substantially the same temperature and remain at this temperature.
  • FIG. 3 shows a modified embodiment of a spinning head according to the invention in cross section and Fig. 3 a shows in detail the top view of a nozzle housing 27 for receiving a plurality of pot nozzles.
  • a nozzle housing 27 for receiving a plurality of pot nozzles.
  • the spinning beam consists of the two side parts designed as heating chambers 2, 3, which are screwed together by tension markers.
  • Clamping bushings 28 are welded into both side parts so that the cavities of the heating chambers do not deform when clamped with the nozzle housings 27.
  • a nozzle housing 27, which is shown in a top view in FIG. 3 a, consists of a cuboid into which through holes 29 are made at intervals. Between the through holes 29 there are transverse bores 30 through which the tie rods 16 or tension screws 16 are inserted during the assembly of the nozzle housing 27. Because of the high temperatures and the stress caused by the melt pressure during the operation of the spinning head, this fastening is given preference over a screwing of the nozzle housing 27 on both sides, in which the transverse bores are provided Threads are provided.
  • the distributor block 31 has an extension 32 with an external thread 33.
  • the nozzle package can be screwed onto the attachment with an appropriate internal thread.
  • Other types of fastening such as a bayonet lock or the like, can also be used. It is only necessary to ensure a good seal between distributor block 31 and nozzle pack 1. In the example shown, this is effected by the piston 34, the membrane 35 and the seal 36 (see, for example, US Pat. No. 3,891,379).
  • the melt metering pump is finally attached to the distributor block 31.
  • the insulating jacket and the connections and other devices for heating the heating chambers 2, 3 have been omitted. However, it goes without saying that these are available.
  • the heating box according to the invention with two mechanically separate heating chambers therefore has great technological advantages on the one hand because of the avoidance of air gaps and because of its high flexibility with regard to assembly and maintenance, on the other hand, offers great advantages for the manufacturer and the man-made fiber manufacturer.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

Es wird ein Heizkasten für einen Spinnkopf, insbesondere Spinnbalken vorgeschlagen, bei dem die Düsenpakete (1) dadurch sehr gleichmäßig beheizt werden, daß die die Wärmeleitung zwischen Heizkasten und Düsenpaket (1) behindernden luftspalte vermieden werden. Erfindungsgemäß besteht der Heizkasten aus zwei mechanisch getrennten Heizkammern (2, 3), zwischen deren sich gegenüberliegenden Längswänden (9, 14) die Düsenpakete (1) bzw. die Düsengehäuse kraftschlüssig durch insbesondere auf Zug beanspruchte Schraubverbindungen (16) eingespannt sind. Durch die Teilung des Heizkastens wird eine hohe Flexibilität des Spinnbalkens bei einer sehr gleichförmigen Beheizung der Düsenpakete (1) erzielt. Die in die Düsengehäuse eingebauten Düsenplatten (5) können hinsichtlich ihres Lochbildes unterschiedliche Ausführungen haben.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Spinnkopf zum Schmelzspinnen endloser Fäden oder dergleichen aus insbesondere thermoplastischen Polymeren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Unter Fäden im Sinne dieser Anmeldung werden endlose, lineare Gebilde verstanden, die kontinuierlich aus Spinndüsenplatten ausgepreßt werden und beispielsweise als Mono-oder Multifilamente, als Bänder, Stränge, Borsten, Spinnkabel oder dgl. vorliegen können.
  • Bekannte Spinnköpfe haben auswechselbare Düsenpakete, die beheizbar in entsprechenden Aufnahmen in Aussparungen eines geschlossenen Heizkastens eingesetzt sind und deren Schmelzeeinlaßkanal gegen die Schmelzequelle unter der Kraftwirkung einer Zug- oder Druckschraube abgedichtet ist. Dabei können - je nach Anwendungsfall - die Düsenplatten unterschiedliche Lochbilder aufweisen. Bei gleichen Abmessungen der Aussparungen im Heizkasten und gleichen äußeren Abmessungen der Aufnahme für das auswechselbare Spinndüsenpaket kann beispielsweise alternativ ein Düsenpaket mit Rechteckdüsenplatte zur Erzeugung von Spinnkabeln für die Stapelfaser- oder Teppichgarnherstellung oder eine Topfdüse mit kreisförmiger Düsenplatte zur Erzeugung textiler oder technischer Endlosfäden mit von Düsenplatte zu Düsenplatte unterschiedlichem Spinntiter oder Filamentzahl eingesetzt werden. Hierbei bleibt der Spinnkopf in seinem konstruktiven Aufbau im wesentlichen unverändert, während nur das Düsenpaket oder die Aufnahme mit dem Düsenpaket ausgewechselt wird (z. B. DE-A 1660501).
  • Bei Spinnköpfen ist eine gleichmäßige Beheizung der Düsenplatten Voraussetzung für eine hochwertige Qualität der ersponnenen Fäden.
  • In der Praxis ist es schwierig, bei verschiedenen Düsenplatten eine gleichmäBige Beheizung zu realisieren, insbesondere, wenn mehrere Düsenpakete in einem Spinnbalken nebeneinander angeordnet sind, weil für die an den Rändern angeordneten Düsenplatten andere Wärmeübertragungsverhältnisse vorliegen als für solche Düsenplatten, die zwischen anderen Düsenpaketen angeordnet sind.
  • Der Wärmeübergang vom Heizkasen auf die jeweilige Düsenplatte Erfolgt über ein das Düsenpaket aufnehmendes Gehäuse. Dieses ist zur Abdichtung des Schmelzeverteilerkanals mit Druck- oder Zugschrauben, die auf einer Seite des Heizkastens abgestützt sind, gegen den Schmelzekanal angepreßt. Hierdurch liegt das Düsenpaket bzw. dessen Aufnahme allenfalls mit einer seiner Stirnflächen an einer Länoswand des Heizkastens an, während an den übrigen Umfangsflächen des Düsenpaketes bzw. seiner Aufnahme mehr oder weniger groBe, die Wärmeleitung beeinträchtigende Luftspalte vorliegen. Derartige Luftspalte sind unerwünscht, aber wegen der leichten Montierbarkeit und aufgrund von FertigungstolEranzen und unterschiedlichen Wärmedehnungen der verwendeten Werkstoffe für Heizkastenund Düsenpaket bzw. Aufnahme bei den bekannten Heizkastenkonstruktionen unvermeidbar.
  • Bei dem beschriebenen Stand der Technik, beispielsweise nach der DE-A 16 6D 501, ist es Aufgabe der Erfindung, einen Heizkasten für die Beheizung von auswechselbaren Düsenpaketen, insbesondere in einem langgestreckten Spinnbalken zu schaffen, bei dem eine gleichmäßige Wärmeübertragung auf beide sich in Längsrichtung des Heizkastens erstreckende Stirnflächen jedes Düsenpaketes erfolgt und störende Luftspalte vermieden werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt für einen Spinnkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen dieses Anspruchs.
  • Hiernach ist der Heizkasten zweiteilig ausgebildet und besteht aus zwei mechanisch unabhängigen, d.h. relativ zueinander verstellbaren Heizkammern, wobei zweckmäßigerweise die Heizkammer mit der Installation der Schmelzezuführung, den Dosierpumpen und -antrieben, dem Pumpenblock etc. ortsfest montiert ist. Die Düsenpakete bzw. die die Düsenpakete aufnehmenden Gehäuse sind mit ihren Stirnflächen zwischen die sich im Abstand gegenüberliegenden Längswände der beiden Heizkammern eingebaut und werden von beiden Seiten spielfrei angepreBt.
  • Die angegebene Ausbildung des Heizkastens hat den Vorteil, daß ein großflächiger, metallischer Kontakt der Wärme- übertragungsflächen trotz der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen und Wärmedehnungen der Bauteile ermöglicht wird. Außerdem ist die Breite der Düsenpakete nunmehr unabhängig von der bisherigen einteiligen Heizkastenkonstruktion und den dort vorgesehenen Ausschnitten.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des Heizkastens nach Anspruch 1 sind die Längswände der Heizkammern, zwischen denen die Düsenpakete bzw. deren Gehäuse spielfrei anliegen, als ebEne Kontaktflächen ausgebildet und dazu mit hoher Oberflächengüte, d.h. insbesondere mit geringer Rautiefe bearbeitet, so daß die Wärmeleitung von den Wänden der Heizkammern in das Düsenpaket bzw. das Gehäuse für das Düsenpaket durch beidseitig großflächigen, metallischen Kontakt begünstigt wird. Hierzu sind die Gehäuse für die Düsenpakete als Wärmeleitblöcke ausgebildet, die mit insbesondere rechtwinkligen, planparallelen Seitenwänden ausgestattet sind.
  • Das spielfreie Aneinanderpressen der beiden mechanisch getrennten Heizkammern und der Düsenpakete bzw. Gehäuse für die Düsenpakete erfolgt bevorzugt durch auf Zug beanspruchte Verbindungselemente, wie beispielsweise Zuganker, Stehbolzen, Zugspindeln oder dgl., die in der Längswand der feststehenden Heizkammer in einer solchen Anzahl befestigt sind, daß eine ausreichende Flächenpressung an den Düsenpaketen bzw. deren Gehäusen über die Länge des Spinnbalkens gewährleistet ist. Um die Montage der voneinander getrennten Heizkammern und der Düsenpakete zu erleichtern, verlaufen die Spannschrauben vorteilhafterweise durch die Gehäuse der Düsenpakete und/oder durch an den Rändern und in bestimmten Teilungsabständen über die Länge des Spinnbalkens verteilt angeordnete, stegartige Distanzstücke, deren Länge an die Breite der Eingebauten Düsenpakete bzw. deren Gehäuse angepaßt ist. Eine derartige Ausgestaltung der Erfindung bietet den Vorteil, daß der gesamte Heizkaster bei einem Wechsel von Düsenpaketen bzw. ihrer Gehäuse, einer Änderung des Spinnprogramms etc. im wesentlichen zusammengebaut bleiben kann. Dies ist beispielsweise hinsichtlich der Einrichtungen für die BehEizung, die äuβere Wärmeisolierung und dgl. von Vorteil und erleichtert die Montagearbeiten. Nach dem Lösen der SpannschraubEn können die DÜ- sEnpakEte bzw. ihre Gehäuse einfach nach oben hin ausgebaut und ausgewechselt werden. Andererseits ist es bei anderen Spinnkopfkonstruktionen einfach, die Düsenpakete ohne einen wechsel Der Gehäuse zu Reinigungs- oder Inspektionszwecken auszubauen. Ein zusätzlicher Vorteil besteht schließlich darin, daß für die DistanzstückE insbesondere schlecht wärmeleitende Werkstoffe Verwendung finden können, so daE die Beheizung der DüsenpakEte im wesentlichen nur auf ihren den beiden Heizkammern zugewandten Seitenflächen und nicht unkontrollierbar von den Stirnflächen her erfolgt.
  • Die Beheizung der beiden Heizkammern kann auf verschiedene Art ausgebildet sein. Beispielsweise können beide Heizkammern in sich geschlossen und mit einem verdampfbaren Wärmeträger teilweise gefüllt sein. In den Heizkammern angeordnete elektrische Widerstandsheizeinrichtungen oder dgl. werden von Temperaturreglern so ein- und ausgeschaltet, daß in beiden Heizkammern gleiche Temperaturen herrschen. Es wird jedoch bevorzugt, beide Heizkammern durch eine einzige, gemeinsame Wärmequelle im wesentlichen auf die gleiche vorgegebene Temperatur zu beheizen. Dies geschieht in vorteilhafter Weise durch eine Verbindung der beiden Heizkammern mit flexiblen Leitungen und durch Zirkulation eines Wärmeträgers durch die beiden parallelgeschalteten Heizkammern oder durch Beaufschlagung beider Heizkammern mit einem dampfförmigen, insbesondere kondensierbaren Wärmeträger, wie Diphenyl oder dgl. und Rückführung des anfallenden Kondensats zu einem Kondensatsammelbehälter bzw. zu der zentralen, externen Heizeinrichtung, die bei einem vorbestimmten Druck und der zugehörigen Sattdampftemperatur betrieben wird.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
  • Darin zeigt:
    • Fig. 1 den Querschnitt durch einen Spinnbalken gemäß Schnitt I-I in Fig. 2;
    • Fig. 2 den Längsschnitt des Spinnbalkens entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1;
    • Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Spinnkopfes nach der Erfindung mit modifiziertem Einbau der Düsenpakete;
    • Fig. 3 a die Aufsicht auf ein Düsengehäuse zur Aufnahme von Düsenpaketen gemäß Fig. 3.
  • In Fig. 1 ist ein Spinnkopf zur Herstellung von Fäden aus thermoplastischen Polymeren nach dem Schmelzspinnverfahren im Querschnitt dargestellt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind mehrere Düsenpakete 1 in Reihe nebeneinander angeordnet und bilden in Längsrichtung einen Spinnbalken, der beliebig erweitert werden kann. Der Spinnbalken umfaßt einen aus zwei mechanisch unabhängigen Heizkammern 2, 3 bestehenden Heizkasten, der zur Vermeidung von Wärmeverlusten und zum Schutz des Bedienungspersonals von einem Isoliermantel 4 umgeben ist, welcher nur im Bereich der Düsenplatten 5 der Düsenpakete 1 geteilt ist und dort eine scnlitzförmige Öffnung 6 aufweist. Im dargestellten Beispiel ist der Heizkasten im wesentlichen U-förmig ausgebildet und durch Wärmeleitblöcke 7, 8 derart ergänzt, daß ein die übrigen Eaugruopen des Spinnbalkens umschließender Heizkasten entsteht, der eine allseitig gleichförmige Beheizung aller Schmelzeführenden Bauelemente sicherstellt.
  • Im einzelnen besteht der Heizkasten aus der ersten, einen Hohlraum für die Aufnahme des Wärmeträgers aufweisenden Heizkammer 2, die im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist. Sie ist an ihren, sich über die Gesamtlänge des Spinntalkens erstreckenden An- und Auflageflächen 9, 9', 9" derart insbesondere spanabnehmend oberflächenbearbeitet, daß ein großflächiger, metallischer Kontakt zu den schmelzeführenden Bauelementen und Wärmeleitblöcken geschaffen wird. Auf dem horizontalen Schenkel der Heizkammer 2 ist ein Baustein 10 auswechselbar befestigt, der eine Dosierpumpe und den Pumpenblock mit der Schmelzeverteilung umfaßt. Dieser Baustein kann beim Wechsel des Spinnprogramms, beispielsweise Mehrfach- oder Bikomponentenspinnen, durch einen entsprechenden Baustein ersetzt werden, der im wesentlichen gleiche äußere Abmessungen hat und für diesen besonderen Verwendungszweck speziell ausgebildet ist. Die Pumpenantriebswellen 11 sind durch Einsatzbüchsen 12 durch den Hohlraum der Heizkammer 2 druckdicht nach außen geführt. Die Schmelzezuführung zu den Dosierpumpen erfolgt durch Schmelzekanäle 13 (Fig. 2). Diese können in oder zwischen Bausteinen 7 liegen, die als Wärmeleitblöcke ausgebildet sind. Der zentrale Schmelzeverteilerkanal, an dem ein oder mehrere Spinnbalken durch Stichleitungen 13' angeschlossen und durch den Isoliermantel 4 geführt sind, ist nicht näher dargestellt. Die Bausteine 7 mit den Schmelzezuführungen werden bei einer Umstellung des Spinnprogramms - falls erforderlich - ebenfalls ausgetauscht.
  • Der zweite, von der ersten Heizkammer 2 mechanisch unabhängige Teil des Heizkastens umfaßt die Heizkammer 3, die als langgestrecktes, rechteckiges Hohlprofil ausgebildet ist. Die Höhe der Heizkammer 3 entspricht der Länge des aufsteigenden Schenkels der Heizkammer 2. Über die Länge ihrer zur Heizkammer 2 weisenden stirnseitigen Längswand 14 ist sie stufenförmig abgesetzt und bildet dadurch eine Auflagefläche für die von oben in den Heizkasten auswechselbar eingesetzten Düsenpakete 1. Die Längswände 9 und 14 der Heizkammern 2 und 3 bilden Kontaktheizflächen für die stirnseitigen, planparallelen Gehäusewände der Düsenpakete 1 und liegen deshalb als ebene, sich über die ganze Länge der Heizkammern 2, 3 erstreckende Flächen vor. Sie sind mit hoher Oberflächengüte und geringer Rautiefe bearbeitet, um eine großflächige, metallische Anlage und damit einen guten Wärmeübergang an die zu beheizenden Düsenpakete 1 zu erzielen.
  • Die beiden Heizkammern 2, 3 sind nach Einbau der Düsenpakete 1, die - wie Fig. 2 alternativ zeigt - beispielsweise eine Rechteckdüsenplatte 5' mit zeilenförmig angeordneten Düsenbohrungen 15 oder vorzugsweise mehrere Topfdüsen mit kreisförmigen Düsenplatten 5'' aufweisen können, durch Schraubverbindungen 16 mit ihren Längswänden 9, 14 spielfrei gegen die Düsenpakete 1 bzw. deren Gehäuse angepreBt. Hierdurch werden gleichzeitig die in den Düsenpaketen 1 verlaufenden Schmelzekanäle gegen die AuslaBkanäle in den Pumpenblöcken der Bausteine 10 abgedichtet (Dichtung 17). Die Zuganker oder Stehbolzen 16 sind in der vorzugsweise ortsfest angeordneten Heizkammer 2 verschraubt, wobei in dieser - wie Fig. 2 zeigt - Verstärkungsaugen 18 oder dgl. vorgesehen sind. Alternativ können sie auch in mit der Heizkammer 2 fest verbundene Wärmeleitblöcke eingeschraubt oder eingegossen sein, wenn der horizontale Schenkel der Heizkammer 2 - zur vereinfachten Bearbeitung der Auflagefläche 9' - als ebene Platte ausgebildet ist. Diese Wärmeleitblöcke liegen zwischen den Bausteinen 10 und sind an dem horizontalen Schenkel der Heizkammer 2 befestigt. In der Heizkammer 3 verlaufen die Zuganker 16 durch in etwa gleichmäßigen Abständen - entsprechend der Teilung der Düsenpakete 1 - in der Heizkammer 3 vorliegende und nach außen hin abgedichtete Einsatzbüchsen oder Materialverstärkungen. Zwischen den Heizkammern 2, 3 sind die Zuganker oder Stehbolzen 16 in Distanzstücken 19 geführt, deren Länge gleich oder kleiner als die Breite der eingebauten Düsenpakete 1 ist. Diese Distanzstücke 19 bestehen vorzugsweise aus einem wärmebeständigen, thermisch jedoch schlecht leitenden Werkstoff, wie beispielsweise einem VA-Stahl.
  • Auf den Düsenpaketen 1 liegen über die gesamte Länge des Spinnbalkens verteilt Wärmeleitblöcke 8 auf, durch die der obere Teil der Heizkammer 3 Wärmeleitend mit den Bausteinen 7 und dem aufsteigenden Schenkel der Heizkammer 2 verbunden ist. Der Isoliermantel 4 läßt sich an der entsprechenden Stelle öffnen, um die Düsenpakete 1 auswechseln zu können. Beim Einbau breiterer Düsenpakete bzw. Düsengehäuse werden die Wärmeleitblöcke 8 und die darüber liegenden Teile des Isoliermantels 4 gegen entsprechend breitere Bauteile ausgetauscht.
  • Ein derartiger Einbau von Düsenpakten 1 unterschiedlicher Breite bei gleichbleibend intensiver Beheizung der jeweiligen Düsenplatte 5, 5', 5" war bei den bekannten Heizkästen des Standes der Technik bisher nicht möglich. Eine derartige Flexibilität ergibt sich jedoch in vorteilhafter Weise durch die erfindungsgemäße mechanische Trennung der beiden Heizkammern 2 und 3 in Verbindung mit einer spielfreien Anpressung der Längswände 9, 14 der Heizkammern an die Düsenpakete 1 bzw.Düsengehäuse durch die Schraubverbindungen 16.
  • Die Beheizung der beiden Heizkammern 2, 3 erfolgt durch einen flüssigen oder dampfförmigen Wärmeträger nach den verfahrenstechnischen Erfordernissen des zu verspinnenden Polymers. Vorzugsweise wird ein kondensierbarer, organischer wärmeträger, wie beispielsweise Diphenyl, verwendet und die Sattdampftemperatur über den zugeordneten Sattdampfdruck geregelt. Beide Heizkammern 2, 3 sind hinsichtlich ihrer Beheizung parallelgeschaltet und werden von einem gemeinsamen Dampferzeuger mit Sattdampf beaufschlagt. Zur Verbindung der Einlaßstutzen 20, 21 der Heizkammern 2, 3 wird vorzugsweise eine flexible Leitung 22 (Metallschlauch, Kompensatorleitung oder dgl.) verwendet, durch die Abstandsänderungen der Heizkammern 2, 3 beim Umbau der Spinnköpfe 1 oder des Spinnbalkens problemlos ausgeglichen werden. Hinter den Auslaßstutzen 23,24 der Heizkammern 2, 3 ist jeweils ein nicht dargestellter Kondensatableiter angeordnet, von dem das anfallende Kondensat über eine die beiden Auslaßstutzen 23, 24 verbindende, ebenfalls flexible Leitung 25 zum Kondensatsammelgefäß 26 abgeleitet wird. Die seitliche Anordnung der Ein- und Auslaßstutzen 20, 21 und 23, 24 ist nur als schematisch anzusehen. Die Stutzen können mit Vorteil auch oben oder unten angeschlossen sein, sofern dies für die Montage mehrerer Spinnköpfe zu einem Spinnbalken zweckmäßig erscheint.
  • Die Beheizung der beiden Heizkammern 2, 3 kann auch auf andere Weise erfolgen, solange nur gewährleistet ist, daß beide Heizkammern 2, 3 auf im wesentlichen dieselbe Temperatur beheizt und auf dieser Temperatur gehalten bleiben.
  • Fig. 3 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel eines Spinnkopfes nach der Erfindung im Querschnitt und Fig. 3 a zeigt als Detail die Aufsicht auf ein Düsengehäuse 27 für die Aufnahme mehrerer Topfdüsen. Entsprechend der vorausgehenden Beschreibung zu Fig. 1 und 2 sind hier ebenfalls zwei mechanisch getrennte Heizkammern 2, 3 vorhanden, zwischen deren ebenen, einander zugewandten Kontaktflächen das (die) Düsengehäuse 27 durch Schraubverbindungen 15 verspannt ist (sind).
  • Nach Fig. 3 besteht der Spinnbalken aus den beiden als Heizkammern 2, 3 ausgebildeten Seitenteilen, die durch Zugarker miteinander verschraubt sind. In beide Seitenteile sind Spannbuchsen 28 eingeschweiBt, damit sich die Hohlräume der Heizkammern beim Verspannen mit den Düsengehäusen 27 nicht deformieren. Ein Düsengehäuse 27, das in Fig. 3 a in der Aufsicht gezeigt ist, besteht aus einem Quader, in den Durchgangslöcher 29 in Abständen eingebracht sind. Zwischen den Durchgangslöchern 29 befinden sich Querbohrungen 30, durch welche bei der Montage der Düsengehäuse 27 die ZugankEr oder Zugschrauben 16 hindurchgesteckt werden. Wegen der hohen Temperaturen und der Beanspruchung durch den SchmelzEdruck im Betrieb des Spinnkopfes wird dieser Befestigung der Vorzug gegenüber einer beidseitigen Verschraubung des Düsengehäuses 27 gegeben, bei der die Querbohrungen mit Gewinde versehen sind.
  • Zum Einbau des topfförmigen Düsenpaketes 1 weist der Verteilerblock 31 einen Ansatz 32 mit Außengewinde 33 auf. Das Düsenpaket kann mit einem entsprechenden Innengewinde auf den Ansatz aufgeschraubt werden. Es sind ebenfalls andere Befestigungsarten, wie Bajonettverschluß oder dgl. anwendbar. Es muß nur eine gute Abdichtung zwischen Verteilerblock 31 und Düsenpaket 1 gewährleistet sein. Dies wird im dargestellten Beispiel durch den Kolben 34, die Membran 35 und die Dichtung 36 (vgl. hierzu beispielsweise US-A 3,891,379) bewirkt. Auf dem Verteilerblock 31 ist schließlich die Schmelzedosierpumpe befestigt. Im vorliegenden Beispiel sind zur Vereinfachung der Zeichnung der Isoliermantel und die Anschlüsse und sonstigen Einrichtungen zur Beheizung der Heizkammern 2, 3 weggelassen worden. Es versteht sich jedoch von selbst, daB diese vorhanden sind.
  • Der Vorteil der Spinnkopf- bzw. Spinnbalkenkonstruktion liEgt darin, daß hier dietopfförmigen Düsenpakete einfach ausgebaut und gewechselt werden können, ohne gleichzeitig den Heizkasten auseinanderbauen zu müssen; denn die durch die Verschraubungen 16 verspannten Düsengehäuse 27 bleiben bei einem solchen Wechsel der Düsenpakete 1 als Einheit mit den Heizkammern 2 und 3 bestehen. Nur bei einem eventuellen Umbau, bei dem zum Einsatz einer Rechteckdüsenplatte 5' auch das Düsengehäuse 27 ausgewechselt werden muß, werden die Verschraubungen 16 gelöst und vorzugsweise die gesamten schmelzeführenden Bauteile einschließlich der Düsengehäuse nacheinander nach oben ausgebaut.
  • Der erfindungsgemäße Heizkasten mit zwei mechanisch getrennten Heizkammern hat daher einerseits wegen der Vermeidung von Luftspalten große technologische Vorteile und wegen seiner hohen Flexibilität hinsichtlich Zusammenbau und Wartung andererseits große Vorteile für den Hersteller und den Chemiefaserproduzenten.
    • BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG
    • 1 Düsenpaket
    • 2 Heizkammer
    • 3 Heizkammer
    • 4 Isoliermantel
    • 5 Düsenplatte
    • 5' Rechteckdüsenplatte
    • 5" kreisförmige Düsenplatte (Topfdüse)
    • 6 Öffnung
    • 7 Wärmeleitblock
    • 8 Wärmeleitblock
    • 9 Längswand der Heizkammer 2 (Kontaktfläche) 9'
    • 9" Auf-, Anlagefläche der Heizkammer 2
    • 10 Baustein umfassend Dosierpumpe und Pumpenblock, ggf. Schmelzeverteilerplatte
    • 11 Pumpenantriebswelle
    • 12 Einsatzbüchse
    • 13 Schmelzekanal
    • 13' Stichleitung von zentralem Schmelzeverteilerkanal
    • 14 Längswand der Heizkammer 3 (Kontaktfläche)
    • 15 Düsenbohrung
    • 16 Schraubverbindung (Zuganker, Stehbolzen mit Mutter)
    • 17 Dichtung
    • 18 Verstärkungsauge
    • 19 Distanzstück
    • 20 Einlaßstutzen
    • 21 Einlaßstutzen
    • 22 flexible Leitung
    • 23 Auslaßstutzen
    • 24 Auslaßstutzen
    • 25 Kondensatleitung
    • 26 KondensatsammelgefäB
    • 27 Düsengehäuse
    • 28 Spannbuchse
    • 29 Durchgangsloch, zylindrische Ausdrehung
    • 30 Querbohrung
    • 31 Verteilerblock
    • 32 Ansatz
    • 33 Außengewinde
    • 34 Kolben
    • 35 Membran
    • 36 Dichtung
    • 37 Dosierpumpe

Claims (10)

1. Spinnkopf zum Schmelzspinnen endloser Fäden oder dergleichen aus insbesondere thermoplastischen Polymeren mit mindestens einem auswechselbaren Düsenpaket (1), das beheizbar in einem Heizkasten angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der HEizkastEn aus zwei mechanisch unabhängigen Heizkammern (2, 3) besteht,
und daß mindestens ein Düsenpaket (1) bzw. ein das Düsenpaket (1) aufnehmendes Düsengehäuse (27) an die sich gegenüberliegenden Längswände (9, 14) der beiden Heizkammern (2, 3) spielfrei angepreßt ist.
2. Spinnkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längswände (9, 14) der Heizkammern (2, 3) als ebene Kontaktflächen ausgebildet und mit hoher Oberflächengüte bearbeitet sind.
3. Spinnkopf nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Düsengehäuse (27) als Wärmeleitblock mit im wesentlichen planparallelen Anlageflächen ausgebildet ist, welcher das Düsenpaket (1) aufnimmt.
4. Spinnkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daB die beiden unabhängigen Heizkammern (2, 3) durch auf Zug beanspruchte Verbindungselemente (16), insbesondere Schraubverbindungen unter Verwendung von Zugankern, Stehbolzen, Zugspindeln und dgl., fest aber lösbar miteinander verbunden sind.
5. Spinnkopf nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daB der Abstand der an den Düsenpaketen (1) oder Düsengehäusen (27) anliegenden Längswände (9, 14) der beiden Heizkammern (2, 3) durch Verwendung unterschiedlicher Distanzstücke (19) einstellbar ist.
6. Spinnkcpf nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungselemente (16) zum Verbinden der beiden Heizkammern (2, 3) in den Distanzstücken (19) geführt sind,
und daß das Düsenpaket (1) bzw. das Düsengehäuse (27) zwischen den Heizkammern (2, 3) beidseitig geklemmt ist.
7. Spinnkopf nach den Ansprüchen 5 bis 6,
dadurch-gekennzeichnet
daß die vorzugsweise nachgiebigen Distanzstücke (19) aus einem im Vergleich zum Düsenpaket (1) bzw. Düsengehäuse (27) thermisch schlecht leitenden werkstoff bestehen.
8. Spinnkopf nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß beide Heizkammern (2, 3) parallelgeschaltet und durch eine gemeinsame Wärmequelle auf eine im wesentlichen gleiche Temperatur beheizt sind.
9. Spinnkopf nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmequelle ein flüssiger oder dampfförmiger, insbesondere ein kondensierbarer Wärmeträger ist.
10. Spinnkopf nach Anspruch 8 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizkammern (2, 3) durch flexible Leitungsverbindungen (22, 25) miteinander derart verbunden sind, daß die sich gegenüberliegenden Längswände (9, 14) relativ zueinander bewegbar sind.
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