(19) |
![](https://data.epo.org/publication-server/img/EPO_BL_WORD.jpg) |
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(11) |
EP 0 384 886 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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28.07.1993 Patentblatt 1993/30 |
(22) |
Anmeldetag: 25.01.1990 |
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(54) |
Streckkammer
Stretching chamber
Chambre d'étirage
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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CH DE FR GB IT LI NL |
(30) |
Priorität: |
24.02.1989 CH 684/89
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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29.08.1990 Patentblatt 1990/35 |
(73) |
Patentinhaber: MASCHINENFABRIK RIETER AG |
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CH-8406 Winterthur (CH) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Graf, Felix
CH-8400 Winterthur (CH)
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(74) |
Vertreter: Frei, Alexandra Sarah |
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Frei Patentanwaltsbüro
Postfach 768 8029 Zürich 8029 Zürich (CH) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 176 937 US-A- 3 221 088
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US-A- 3 002 804 US-A- 4 059 668
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Textiltechnik und betrifft ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Verstrecken von synthetischen Filamenten gemäss Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
[0002] Bei der Herstellung von synthetischen Filamenten, genauer gesagt von linear polymeren
Filamenten (Glattgarne), müssen diese kurz nach der Extrusion gestreckt werden, um
eine Orientierung der Moleküle entlang der Fiberachse zu erhalten. Erst nach diesem
Streckvorgang erreicht das synthetische Fadenwerk bezüglich Dehnbarkeit seine elastische
Streck-Grenze. Die Streckdehnung zur Ausrichtung der Polymere ist beträchtlich, sie
beträgt in der Regel das Mehrfache seiner ursprünglichen Länge. Zum Stand der Technik
gehört die Erkenntnis, dass die Streckdehnung in einer definiert kleinen Streckzone
stattfinden muss, um eine über die gesamte Länge gleichmässige Filamentcharakteristik
zu erhalten (US-A-2,289,232 von 1942). Ganz offensichtlich ist heute noch dieselbe
Meinung weitverbreitet, obschon diese Idee ungefähr 20 Jahre später (US-A-3,002,804
von 1961) angezweifelt wurde und dieser Idee ein Verfahren für einen nichtmechanischen
Streckprozess entgegenhielt, der allerdings erst bei hohen, damals industriell unerreichten
Fadengeschwindigkeiten zum tragen kommt. Doch trotz der zunehmenden Fadengeschwindigkeiten,
heute bis 6000 ms⁻¹, werden die Streckprozesse noch immer mit einem nicht unerheblichen
Aufwand mechanisch bewerkstelligt.
[0003] Das Wegrücken vom Fachzwang der "möglichst kleinen Einschnürzone" erlaubte das Einführen
der Idee einer Flüssigkeitsbremse zwischen Spinndüse und Spulautomaten, in welcher
natürlich das Filament nicht so "scharf", jedoch sehr gleichmässig abgezogen werden
kann, wie an einer mechanischen Bremsvorrichtung möglich ist. Allerdings waren dieser
frühen Idee (1961) Grenzen gesetzt, Grenzen, die bis heute eine industriell brauchbare
Umsetzung nicht zugelassen haben. So blieb das in der US-A-3,002,804 publizierte Verfahren
trotz aller Vorteile ein Laborverfahren und hat leider keinen Eingang in die harten
realistischen Herstellungsverfahren für synthetische Garne gefunden. Dies ist bis
heute so geblieben, was bspw. durch die DE-A-35'34'079 bestätigt wird, gemäss welcher
man 1985 noch der Ansicht war, dass die industrielle Einführung dieses Verfahrens
durch erhebliche Nachteile heute noch verhindert wird. Ausserdem hat es sich nun herausgestellt,
dass die kurze Einschnürzone auch bei einem Bremsvorgang in einem flüssigen Medium
Realität ist.
[0004] Betrachtet man Figur 5 der US-A-3,00,804, so sieht man, dass hohe Fadengeschwindigkeiten
kleinere Durchlauflängen in der Kammer erfordern, was an und für sich erwünscht ist,
es fällt aber auch auf, dass diese wünschbare Wirkung erst bei Garngeschwindigkeiten
ab 4572 m/min. (5000 ypm) markant spürbar wird und bei höheren Geschwindigkeiten nur
noch wenig zunimmt. Damit könnte dieses Verfahren von seiner Dynamik her heutzutage
Vorteile bieten. Kennt man aber die Erfordernisse bei der aktuellen hochgeschwinden
Garnherstellung, so sieht es nicht gut aus für die adäquate Umsetzung eines Flüssigbadbremsverfahrens.
Zuviele Fragen sind bis heute offen geblieben, bspw. die Strömungsverhältnisse in
der Kammer bei hoher Filamentgeschwindigkeit, und mit zuvielen technischen Unzulänglichkeiten
ist diese Methode behaftet bspw. das Durchführen der Fibrillen durch eine kleine Oese
(die nicht zu klein und nicht zu gross sein darf), als dass die Realisierung im Bereich
des fachmännischen Könnens liegen würde. Die sich entgegenlaufenden Sachzwänge, nämlich:
je grösser die Durchlaufgeschwindigkeit desto kleinere Bremszonen (Durchlaufstrekken)
stehen im Gegensatz mit der Erfahrung, dass höhere Fadengeschwindigkeiten die technische
Handhabung und ausserdem den parallel geführten mehrfädigen Streckprozess überproportional
erschweren.
[0005] In der oben erwähnten DE-A-35'34'079 wird die Verwendung eines Bremsbades für derart
nachteilig gehalten, dass in dieser Schrift das Strecken mittels Streckstift sinngemäss
beibehalten wird und man die Lösung mit Hilfe von Flüssigkeitsreibung an einer Art
Streckstift sucht. Das Hauptproblem stellt dabei der ausreichende Wasserauftrag auf
den Faden dar, das zu lösen sich diese Patentschrift auch zur Aufgabe stellte. Die
Lösung dieses Benetzungsproblems liegt darin, dass das gestreckte Fadenbündel mit
den parallel laufenden Filamenten durch einen Flüssigkeitsfilm geführt werden, welcher
auf zylinderförmige Bremsflächen dosiert aufgebracht wird. Die Zylinderflächen weisen
vorzugsweise eine Fadenlaufrille auf und die Kapillarkraft zwischen dem Filamentbündel
unterstützt den Benetzungsvorgang zusätzlich. Dabei soll die Flüssigkeit nicht von
der Zylinderfläche abgeschleudert (weggerissen) werden um sich in von der Bremsfläche
abgewandten Fadenbereichen anzusammeln. Dabei ist die Gefahr gross, dass der Flüssigkeitsfilm
trotzdem reisst und der Faden trockenläuft, ganz unbemerkt, wobei die hydrodynamische
Reibung in die unerwünschte mechanische Reibung übergeht. Ausserdem ist eine Temperaturführung
bzw. eine Temperaturkontrolle in einem dünnen Flüssigkeitsfilm sehr schwierig, sodass
auch damit gerechnet werden muss, dass unterhalb des Glasumwandlungspunktes (bei einer
Sprödtemperatur) gestreckt wird und es deshalb zu Sprödbrüchen kommen kann. Dieses
Verfahren scheint technisch heikel.
[0006] Es das Ziel der vorliegenden Erfindung, trotz allen bestehenden Vorurteilen den Weg
zur Realisierung des Flüssigbadverfahrens, das heisst, zur technischen Umsetzung eines
Verfahrens ähnlich der genannten amerikanischen Patentschrift freizubahnen. Dabei
soll die Bremswirkung auch durch hydrodynamische Reibung erfolgen, aber ohne dass
ein filmartiger Flüssigkeitsauftrag auf Bremsflächen eines mechanischen Streckwerkes
erfolgen muss.
[0007] Dieses Ziel wird durch die im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Patentansprüche
angegebenen Erfindung erreicht.
[0008] Mit Hilfe der nachfolgend aufgeführten Figuren wird nun ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung eingehend diskutiert.
[0009] Es zeigen:
- Figur 1
- in den Abschnitten a,b,c und d eine graphische Darstellung des in-etwa-Verhaltens
einer durch ein Streckbad hindurchlaufenden Fibrille;
- Figur 2
- eine Ausführungsform einer Streckkammer mit einem quasigechlossenen Streckbad gemäss
Erfindung;
- Figur 3
- A und B je einen Kanalquerschnitt an verschiedenen Orten der Kammer gemäss Figur 2;
- Figur 4
- zeigt in der Trennebene eines Basisteils eine weitere Ausführungsform mit einer verbreiterten
Kammer, für den Durchlauf von zwei Garnfäden, die Kammerhöhe jeder Faden-Durchführung
entspricht jeweils der von den Figuren 3A und 3B;
- Figur 5
- einen Längsschnitt durch je eine der beiden Ausführungsformen gemäss den Figuren 2
und 4;
- Figur 6
- eine Variante, in welcher eine zusätzliche mechanische Bremsvorrichtung vorgeschaltet
ist, um hydrodynamische Bremverluste aufgrund kleinerer Fadendurchlaufgeschwindigkeiten
auszugleichen.
- Figur 7
- eine der vielfältigen systematischen Variationsmöglichkeiten der Streckkammervorrichtung
mittels gezielten Aenderungen am Deckelteil, hier die Realisierung einer Verkürzung
der Kammerlänge.
- Figur 8
- eine weitere Variante, um mittels verschiedener Deckelteile hydrodynamische Effekte
zu erzeugen und
- Figur 9
- die Möglichkeit, mittels spezieller Ausgestaltung der Kammerwände im Deckelteile und
im Basisteil strömungstechnische Effekte zu erzielen.
[0010] In
Figur 1 ist in vier Abschnitten das Temperatur- und das mechanische Spannungsverhalten einer
bewegten Fibrille in einem Flüssigkeitsbad in Abhängigkeit der Streckbadlänge (das
ist die "Tiefe" des Bades) dargestellt. Abschnitt a zeigt schematisch eine Streckbadvorrichtung
S der Länge L, durch welche von links nach rechts eine Fibrille F hindurchläuft. In
der Nähe des Streckbadeinganges ist an der Fibrille eine kleine Zone Z = f(t) bezeichnet,
von welcher Zone der Temperaturverlauf während der Passage durch das Streckbad betrachtet
wird. Das Streckbadmedium wird ständig umgewälzt, in dieser Darstellung von B
in nach B
out also im Gegenstrom. Natürlich kann das Streckbad auch im Mitstrom betrieben werden.
Abschnitt b zeigt den Temperaturverlauf des kleinen, begrenzten Fibrillenabschnittes
Z auf seinem Durchgang durch das Streckbad. Mit T
x sind verschiedene Temperaturabschnitte bezüglich der Streckbadlänge bezeichnet. Der
Temperaturverlauf ist im wesentlichen von der Durchlaufgeschwindigkeit und von der
Streck- bzw. Fadenspannung abhängig. Abschnitt c zeigt den mechanischen Spannungsverlauf
P (Zugkraft in kp bzw. Pascal) zweier verschiedener Betrachtungen der Kräfte, nämlich
der Streckspannung P
s und der Zugspannung P
f (Fadenspannung). Mit P
y bzw. P
x sind verschiedene Abschnitte der Spannung bezeichnet. Abschnitt d zeigt schliesslich
die geometrische Veränderung der begrenzten Fibrillenzone Z auf ihrem Weg durch das
Streckbad, nämlich vor und nach einem relativ gut definierbaren Bereich G, dem sogenannten
Glasumwandlungspunktes (engl. second order transition point). Diese Temperatur muss
mindestens erreicht werden, um den Streckprozess durchführen zu können. Unterhalb
dieser Temperatur ist das Filament spröde (Sprödbrüche), oberhalb nimmt die Festigkeit
ab, sodass die ideale Kammertemperatur am Glasumwandlungspunkt liegt.
[0011] In erster Näherung verläuft der Streckvorgang im Streckbad gemäss
Figur 1 folgendermassen. Das Filament bzw. die Fibrille hat vor dem Eintritt in die Streckkammer
eine niedrigere Temperatur (die auf englisch sog. Quenching-Temperatur, mind. 50°C
niedriger als der Schmelzpunkt). Vom Eintritt ins Streckbad weg, erwärmt es sich relativ
rasch auf die Temperatur des Streckbades (ungefähr in der ersten Hälfte der Kammer).
Mit zunehmender Erwärmung sinkt die für die Verstreckung des Polymers notwendige Streckspannung
in etwa gleichem Mass, wie die Temperatur in der Fibrille durch die Erwärmung im Streckbad
ansteigt. Dies ist besonders deutlich im Bereich des sogenannten Glasumwandlungspunktes.
[0012] Die Fadenspannung (P
f) würde im Streckbad stetig ansteigen (P
f2), wenn kein Verstreckungsvorgang eintreten würde. Im (graphischen) Kreuzungspunkt
der beiden umgekehrt proportionalen Funktionen von Streckspannung (P
s) und Fadenspannung (P
f) tritt eine spontane Streckung ein (P
f3, P
s3). Dies führt zu einem sprunghaften Ansteigen der Fadentemperatur (Streckenergie,
innere Reibung. Freiwerden von innerer Spannung), wobei die freiwerdende Energie (T3;
T >> auf δt bezogen) durch die das Filament umgebende Flüssigkeit rasch abgeführt
werden kann, wenn die Fadentemperatur über der Flüssigkeitstemperatur liegt (T₅).
Damit wird eine zu grosse Erwärmung in der Streckzone (G) vermieden. Diese mögliche
Ueberwärmung ist mit T₅ bezeichnet. Durch die kleine thermische Senke des Fadens und
die grosse thermische Senke des Bades, kann der Streck-Prozess so geführt werden,
dass eine angenähert isotherme Verstreckung stattfindet. Gegebenenfalls, kann der
Massenfluss des Bades (gegenüber dem Massenfluss des Fadenmaterials) durch Fliessregelung
so eingestellt werden, dass die nahezu isotherme Verstreckung stattfindet.
[0013] Auch die Fadenspannung (P
f) steigt im Streckpunkt sprunghaft an (P
f3), da das Filament auf die höhere Geschwindigkeit beschleunigt werden muss und die
höhere Fadengeschwindigkeit nach der Verstreckung hat dadurch einen noch steileren
Anstieg der Fadenspannung zur Folge (P
f4), obwohl die Fibrillen nach der Verstreckung dünner geworden sind (F
s).
[0014] Je steiler t (t,T) die beiden Kurven (Funktionen) Streckspannung P
s und Fadenspannung P
f sich schneiden (kreuzen), umso exakter ist der Streckpunkt fixiert, er verschiebt
sich örtlich kaum und wird sich nicht auf eine undefiniert ausgebreitete Zone ausdehnen.
Ein so beherrschter (kontrollierter) Streckvorgang ergibt eine hohe Gleichmässigkeit,
hohe Festigkeit und schonende Fadenbehandlung bei optimalen Temperaturen.
[0015] Der ganze Vorgang ist hier an einer einzigen Fibrille gezeigt. Es ist natürlich entscheidend,
dass die 30 bis 50 Fibrillen eines Garnfadens simultan alle derselben physikalischen
Bedingung ausgesetzt sind, wie die eben besprochene Musterfibrille. Dazu muss die
Streckbadvorrichtung entsprechend ausgebildet werden.
[0016] Figur 2 zeigt in einer Uebersichtsdarstellung eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäss
Erfindung, die folgende Vorteile aufweist:
Physikalische Verhältnisse im Innern der Kammer.
- die Streckkammer kann mit Ueberdruck betrieben werden, das heisst, dass die durch
die Fibrille mitgeschleppte Luft schon am Kammereingang entfernt (ausgequetscht) wird.
Die an den Fibrillen haftende Luft wirkt als Isolationsschicht und verhindert eine
präzise Wärmeführung in der Kammer.
- die bändchenförmige Fibrillenführung, also die erzwungene Anordnung der Fibrillen
nebeneinander, vorzugsweise in einer Ebene, ermöglicht die gewünschte gleichmässige
Wärmebehandlung und zugleich die maximale Bremswirkung, da die Interaktion zwischen
Fest- und Flüssigphase flächenmässig am grössten ist (die Fibrillen sind vollständig
von der Flüssigkeit umgeben).
- kontrollierbare hydrodynamische Verhältnisse bezüglich Strömungs- und Wirbelausbildung.
Möglichkeit der Regulierung durch forcierten Gegenstrom des Kammermediums und durch
hydrodynamische Schikanen.
- für die Temperaturführung (Energieaustausch) in der Fibrille vorteilhaften Verhältnisse,
nämlich das Verhältnis Senke zur Quelle ist ideal, da der spezifische Wärmeinhalt
des Bades viel grösser ist als der der Fibrille. Ist die Fibrille Wärmequelle (bei
Ueberhitzung), so ist das Bad eine sehr grosse Senke zur Aufnahme der Energie. Ist
die Fibrille Wärmesenke (bei Aufwärmen), so ist das Bad eine sehr grosse Quelle zur
Abgabe der nötigen Energie. Der Energiefluss ist also immer in der richtigen Richtung
gross, um eine hohe Dynamik in der Wärmeführung zu erzielen.
- auf beiden Seiten "geschlossene" Kammer, die lageunabhängig funktioniert. Die hydrodynamische
Wirkung überlagert die hydrostatische Wirkung bei weitem.
[0017] Bedingungen beim Ein- und Austritt des Fadens.
- die enge Eintrittsöffnung und der der Durchlaufbewegung des Fadens entgegenwirkende
Kammerdruck beim Fadeneintritt reduziert neben dem Einschleppen von Luft, und die
damit zusammenhängende unkontrollierbare Isolationswirkung zwischen Fibrillen und
Kammerflüssigkeit, auch die Reibung bei evtl. Berührung der Fibrille mit den Wänden
in der engen Eintrittsöffnung.
- guter Verschluss der Ein- und Austrittsstellen durch die Einzelführung jeder Fibrille,
was enge schlitzförmige Kanalquerschnitte Querschnitte erlaubt, welche durch die einzelnen,
nebeneinanderliegenden Fibrillen gut verschlossen werden (quasigeschlossenes Bad).
- Reduktion der Leckage am Fadenaustritt durch die Anlage einer Mehrzahl von kleinen
labyrinthartigen Querkammern, die als Zwischenkammern wirken und mit zusätzlichen
Mitteln wie Absaugung etc. ausgestattet sein können. Dies bringt auch Vorteile gegenüber
einer Bohrung mit rundem Querschnitt am Austritt eines Fadenbündels. Der sich am Austrittsort
bildende Gischtnebel kann durch eine Endabsaugung auf einfache Weise entfernt werden.
- weiteres effektvolles Entfernen der an der Fibrillenoberfäche mitgeschleppter Kammerflüssigkeit
durch Abschleudern und/oder Abblasen mit Luft. Dies erlaubt die Verwendung von höherviskosen
Kammermedien (bis heute vorzugsweise niedrig viskos), was wiederum die Bremswirkung
erhöht und dadurch die Baulänge reduziert.
- die Möglichkeit, durch den Kammerdruck den Siedepunkt der Kammer-Flüssigkeit zu beeinflussen
(evtl. zu steuern).
Dies erlaubt die Verwendung von Flüssigmedien, die bei Normaldruck zu sieden beginnen.
[0018] Handhabung der Vorrichtung (auch im laufenden Prozess).
- da keine rundum geschlossene Durchlauf-Oese vorhanden ist, erübrigt sich ein Einfädeln
mit Fadenschnitt.
- das Einlegen des Fadens in einer Trenn-Ebene des Blockes, in der die Fibrillenachsen
verlaufen, ist bei geöffnetem Block schnell und einfach möglich.
- das Einlegen (Einzug) ist bei laufendem Prozess ist automatisierbar;
- der geöffnete Garnkanal kann problemlos inspiziert und ggf. gereinigt werden.
- die Verwendung von schwierig hezustellenden keramischen Werkstoffen kann eingeschränkt
werden, der Garnkanal kann problemlos gehärtet oder mit harten Werkstoffen beschichtet
werden, woraus höhere Standzeiten und längere Revisionsabstände resultieren.
- Teile des Garnkanals (Deckelteil) können problemlos ausgewechselt werden, um neue
Funktionen einzuführen.
[0019] Diese lange Liste der Vorteile wurde vorweggenommen, damit die darin aufgeführten
Punkte beim nachfolgenden Studium der Ausführungsformen schon präsent sind und die
Bedeutung der einzelnen Details gleich klar wird.
[0020] Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem zweiteiligen
Block mit den Teilen 1 und 2. Diese beiden Teile können bspw. über ein Scharnier verbunden
sein. Die beiden Teile können auch in einen Basisteil mit allen Anschlüssen und einen
korrespondierenden Deckelteil, der auf den Basisteil aufsetzbar ist, ausgestaltet
sein. Der Deckelteil wird zum Schliessen an den Basisteil geschwenkt oder auf den
Basisteil aufgesetzt und bspw. mit einem Klammerverschluss fixiert. Es ist zu beachten,
dass die aktive Fläche, die dem Kammerdruck ausgesetzt ist, bspw. im Verhältnis zum
gesamten Block klein ist. Das ist so zu verstehen, dass erstens der die beiden Kammerteile
auseinander drängende Druck zwischen Basis- und Deckelteil auf eine möglichst kleine
Gesamtfläche wirkt und dass es zweitens von Vorteil sein kann, wenn die gesamte Vorrichtung,
die den dynamischen Vorgängen wie Flüssigkeitsdurchlauf zur Bildung des Kammerdrucks,
Fadendurchlauf (bspw. von einer Mehrzahl von durchlaufenden Fäden etc.) durch ein
entsprechendes Eigengewicht Widerstand bietet. Diese beiden Teile bilden ja zusammen
den Streckbadkanal 3,4.
[0021] Die diskutierte Ausführungsform des Streckbadkanals hat vorzugsweise einen schlitzförmigen
Querschnitt, der am Eintritt und am Austritt entsprechend ausgestaltet ist. Das erlaubt
einerseits enge Ein- bzw. Austrittsstellen und dadurch geringe Leckraten auch beim
vorgesehenen Betriebs-Ueberdruck des Kammermediums, andererseits ist dadurch die geforderte
Einzelführung der Fibrillen, hier als in einer Ebene laufendes Band geordnet, möglich.
Die parallele Fibrillenführung in einer Ebene, nicht als paralleles Fadenbündel (auf
die Kapillarwirkung eines solchen Fadenbündels kommt es für die Fibrillenbenetzung
nun auch nicht mehr an), wie das in den beiden eingangs erwähnten bekannten Verfahren
der Fall ist, bringt zusätzliche Vorteile. Der auf diese Weise ermöglichte Wärmekontakt
mit der Kammerflüssigkeit kann als ausgezeichnet bezeichnet werden und die hohe, gleichmässige
Flüssigkeitsreibung aller Fibrillen, und dies bei sehr hohen Fadengeschwindigkeiten,
ergibt hervorragende Fadenqualitäten. Dies alles ist möglich mit Hilfe einer kleinen
Vorrichtung, die als portabile Einrichtung an beliebiger Stelle im Spinnprozess angeordnet
sein kann.
[0022] An der Eintrittsstelle werden die Fibrillen über einen Keramikstift 10 gelegt, wodurch
sich die Ordnung der Fibrillen zu einem Bändchen ergibt. Dieser Keramikstift wird
vorteilhafterweise benetzt, obschon er nicht für den Streckvorgang dient. Die Benetzung
kann wie in einem Syphon erfolgen, indem der Eingangsschlitz so dimensioniert wird,
dass ein wenig austretende Badflüssigkeit den Bändchenbilder immer genügend benetzt.
In einer weiteren Ausführungsform ist der die Fibrillen zum Bändchen ordnende Keramikstift
unmittelbar am Fadeneingang in das Bad angeordnet, sodass er duch die Badströmung
benetzt wird und nicht durch Badflüssigkeit, die man deswegen austreten lässt.
[0023] Die Technik des Einlegens wird weiter unten erläutert.
[0024] Für den Fadeneintritt 7 ist ein sehr schmaler Kanal (Schlitz), vorzugsweise nur im
Basisteil 1 eingelassen, vorgesehen. Im Abstand vom Eingangsspalt des Fadeneintritts
7 ist eine Abflusswanne 6 eingeformt, durch die das im Gegenstrom betriebene Kammermilieu
abfliesst. Diese Abflusswanne ist, wie der nachfolgende Kammerkanal 3,4 in beide Teile,
Basis- und Deckelteil eingeformt. Nach einer bestimmten Länge des Kammerkanals 3,4,
die von den Einsatzkriterien abhängt, ist eine Einflusswanne 5 angeordnet, die gleich
ausgestaltet ist, wie die Abflusswanne 6. Beide Wannen 5,6 erhalten ihre funktionelle
Zuordnung gemäss der Strömungsrichtung, da die Kammer im Gleichstrom oder Gegenstrom
betrieben werden kann. Zwischen diesen beiden Wannen befindet sich das eigentliche
Streckbad 3,4, in dessen Trennebene zwischen Basis- und Deckelteil das Fibrillenbändchen
verläuft.
[0025] Für den Fadenaustritt sind kurze schlitzförmige Kanäle 8, durch weitere Wannen oder
Querkammern 9 voneinander getrennt, so vorgesehen, dass durch sie eine Art Labyrinth
gebildet wird, in welchem mitgeschleppte Kammerflüssigkeit drucklos oder vakuumunterstützt
(Druckdifferenz auch oberhalb Normaldruck) abfliessen kann. An dieses Labyrinth anschliessend,
ist eine Abzugskante 12 mit einem vorzugsweise kleinen Umlenkradius angeordnet, an
welcher das Fibrillenbändchen umgelenkt und abgepresst wird. Eine Luftaustrittsdüse
11, gleich unterhalb der Abzugskante 12, unterstützt die Separation von mitgerissener
Kammerflüssigkeit und eine gegenüberliegende Absaugwanne 13 dient zum Abziehen der
sich bildenden Gischt.
[0026] Die beiden
Figuren 3A und 3B zeigen den Kanalquerschnitt an den Ein- bzw. Ausgangsstellen 7 und 8 (Fig. 3A) und
im Streckbad 3,4 (Fig. 3B). Wie oben schon diskutiert, sind im Basisteil 1 Kanalabschnitte
eingelassen, die mit dem Deckelteil 2 korrespondieren. Auch die Kammern sind auf dieselbe
Weise angelegt. Dies ergibt die Möglichkeit, mit einem einzigen Basisteil 1 verschieden
ausgeformte Dekkelteile 2 zu verwenden, mit denen die "Kammereigenschaften" variiert
werden können.
[0027] Der Einzugvorgang ist mit der Streckbadvorrichtung gemäss Erfindung sehr maschinengerecht
und einfach und kann deswegen auch leicht automatisiert werden. Der Flüssigkeitszufluss
und die Blasluft werden gestoppt und der Kanal 3,4 bspw. durch Absaugen entleert,
hier durch die Absaugung in den Kammern 9. Der Block wird geöffnet und der Faden mit
einer Absaugpistole in die Fadenführung am Eintritt 10 und Austritt 12 gelegt. Dabei
legt er sich von selbst in die Bändchenanordnung seiner Fibrillen. Evtl. Kreuzungen
verschwinden im nachfolgenden Fadendurchlauf. Anschliessen kann der Deckelteil 2 wieder
auf den Basisteil 1 gelegt und fixiert werden. Darauf wird der Durchfluss für das
Kammermedium wieder freigegeben und die Blas- bzw. Saugluft in Betrieb gesetzt. Die
Wärmeeinwirkung und die Bremswirkung setzen langsam und kontrolliert ein.
[0028] Der über den Ausgang des Streckbades hinausgeführte Fadenteil wird mit der Saugpistole
auf das nachfolgende Fadenlieferwerk (Rolle oder Spuler) gelegt. Falls die Saugkraft
der Pistole zu gering ist, um den durch die zu hohe Bremskraft des Flüssigkeitsbades
Widerstand leistenden Faden nachzuziehen, kann es notwendig sein, dass der Faden schon
vor der Freigabe des Kammermediums auf das nachfolgende Lieferwerk aufgelegt werden
muss. Sobald der Faden dort genügend Mitnahme findet, kann das Kammermedium freigegeben
und der Prozess in Gang gesetzt werden.
[0029] Die beiden
Figuren 4 und 5 zeigen im Längsschnitt von vorne und von der Seite eine Ausführungsform, mit der
mehrere Fäden, hier zwei, hantiert werden können. Wie im oberen Teil von Figur 4 gut
sichtbar ist, sind hier zwei Fadenführungen 10, getrennt durch die gekreuzten Keramikstäbe
10', nebeneinander angeordnet, gleicherweise auch auf der Austrittsseite. Im linken
Fadenkanal ist ein Fibrillenbändchen eingezeichnet, der rechte Fadenkanal ist leer.
Die Streckkammer 3,4 ist entsprechend verbreitert, ebenso die Ein- 5 und Ausfluss-
6, sowie die Absaugkammern 9. Auf diese Weise kann in der gleichen Vorrichtung ein
dritter, vierter usf. Fadenkanal angeordnet werden, vom Prinzip her ist die Neuanlage
eines weiteren Kanal stets dieselbe, wie die der schon schon bestehenden Kanäle. Damit
spart man bei einer Vermehrfachung der Kanäle und damit der Gerätekapazität gleichzeitig
den entsprechenden Aufwand an "Infrastruktur", wie bspw. die Pumpen für die Kammerflüssigkeit
und die Absaugluft.
[0030] Figur 5 zeigt im Längsschnitt von der Seite her gesehen, dass die Vermehrfachung der Fadendurchläufe
vom Prinzip her keine grössere Veränderung erfordert, als lediglich die Verbreiterung
der Streckkammer, der Hilfskammern, sowie die Anlage mehrerer Ein- und Austrittsportale
mit bspw. gekreuzten Keramikstiften 10,10'. Auch die Flüssigkeitsführung in der verbreiterten
Kammer bringt keine Probleme, da durch die Kammereinlässe auf der ganzen Kammerbreite
sich ein schichtförmiges Bad gleich ausbildet. Durch den Baddruck ist die Streckkammer
bis in die letzten Winkel ausgefüllt, sodass auch relativ breite Kammern mit vier
und mehr Fäden problemlos beschickt werden können.
[0031] Wenn hier im Seitenschnitt die Kammerausnehmungen im Deckelteil 2 eckig dargestellt
sind, so heisst dies keineswegs, dass sie so ausgestaltet sein müssen. Im Deckelteil
(wie auch im Basisteil) können die Kammeranteile strömungstechnisch optimal geformt
werden, dies je nach verwendetem Kammermedium, wofür dann ein entsprechender anderer
Deckelteil aufgesetzt wird.
[0032] Eine weitere Variante zur funktionalen Ausgestaltung des Deckelteils 2 ist in Figur
2 und die technische Wirkung in
Figur 6 sichtbar. Beim Einlauf ins Streckbad ist nicht nur ein Führungsstift 10 vorgesehen,
die den Faden zu einem Bändchen formen soll, sondern ein zusätzlicher Bremsstift 10a,
der im Deckelteil angeordnet sein kann. Der Umschlingungswinkel und damit die Bremswirkung
kann durch Vor- oder Rücklagerung des Bremsstiftes 10a eingestellt bzw. gewählt werden.
Dadurch wird der Streckpunkt in Fadenlaufrichtung von a nach a', also zum Fadeneinlauf
7 hin verschoben. Dies hat folgenden Vorteil.
[0033] Ab und zu kann es vorkommen, dass das Streckbad in geringerer Geschwindigkeit durchlaufen
werden soll. Der daraus resultierende hydrodynamische Bremsverlust wird, da ja die
Kammerlänge nicht einfach vergrössert werden kann, durch die vorgeschaltete mechanische
Bremseinrichtung kompensiert. Allerdings darf die Bremswirkung des "mechanischen Anteils"
keinesfalls so hoch sein, dass die zu erzielende Verstreckung an den Stiften stattfindet,
denn an den vorgeschalteten Stiften hat der Faden die ideale Strecktemperatur, die
in etwas der Kammertemperatur entspricht, noch nicht erreicht. Vorteilhafterweise
werden die Bremsstifte 10,10a so angeordnet, dass sie stets mit Kammerflüssigkeit
benetzt sind.
[0034] Sollte man es jedoch vorziehen, die mechanische und hydrodynamische Bremswirkung
kombiniert zu benutzen, so wird man ein Bremsstiftpaar im Streckbadbereich vorsehen.
Ein Bremsstift (10) wird im Basisteil und der andere Bremsstift (10a) im Deckelteil
angeordnet. Der Umschlingungswinkel des Bändchens bildet sich beim Aufsetzen des Deckelteils
von selbst. Diese mechanische Bremsvorrichtung ist dann ganz in die Kammerflüssigkeit
eingetaucht und bremst entsprechend moderat.
[0035] Eine weitere Modifikation in Richtung zusätzlicher "mechanischer" Bremsung kann im
Basis und im Deckelteil vorgesehen werden. Dies durch eine Reihe von Schikanen, die
das Bändchen aus der Trennebene herausdrängen und einen gekurvten Verlauf erzwingen.
Die hydrodynamischen Fliessverhältnisse des Kammerstromes sollten durch die Schlängelbewegung
nicht entscheidend beeinflusst werden.
[0036] Die Teilung der Kammer mittels einer Trennebene in einen Basisteil und in einen "Deckelteil",
der als ergänzender, komplementärer Teil aber nur sinngemäss als Deckel aufzufassen
ist, erlaubt auf einfache Weise Variationen der Vorrichtung.
[0037] Die
Figuren 7,8 und 9 zeigen in schematischer Darstellungsweise Ausführungsformen, in welchen der Deckelteil
so ausgestaltet ist, dass die Streckkammer neue Funktionen erhält, unter anderem auch
eine gezielte Streckkammerverkürzung bei unverändertem Basisteil.
[0038] Figur 7 weist einen Basisteil 1 mit Zufluss B
in und Abfluss B
out für das Kammermedium auf. Durch die Zu- und Abflusswannen 5, bzw. 6 wird der Kammerteil
3 im Basisteil 1 begrenzt und durch den Zufluss 5 und den Keramikstift 10 wird der
Kammerteil 4 im Deckelteil 2, 2' begrenzt. Hier ist der Deckelteil in den Kammerdeckelteil
2 und in den Abschlussdeckelteil 2' aufgeteilt. Zwischen den beiden Deckelteilen 2,
2' ist der Fadeneingangsschlitz 7' angeordnet, durch welchen das Fibrillenbändchen
F in die Streckkammer 3, 4 und von dort zum Ausgangsschlitz 8 läuft, von wo es, an
der Umlenkkante 11 vorbeigeführt dem Abzugswerk zugeführt wird. Der Abschlussdeckelteil
2' weist eine entsprechende Formgebung 6' auf, um die Abflusswanne 6 einerseits zu
ergänzen und den Eingangsschlitz 7 zu verschliessen. Der Faden, genauer gesagt das
Fibrillenbändchen tritt erst am Keramikstift 10 in das Bad ein, wo dieser durch seine
Lage nahe am Bad durch die Badflüssigkeit ständig benetzt wird. Somit reicht das nun
verkürzte Streckbad nur von der Einflusswanne 5 bis zum Keramikstift 10, die gesamte
Badlänge aber von der Einflusswanne 5 bis zur Ausflusswanne 6. Es wird also nur ein
Teil der gesamten Badlänge zum Strecken benützt. Der unverändert gebliebenene Basisteil
erlaubt durch einfaches Wiederaufsetzen des vorherigen Deckelteils ein ebenso rasches
Zurückrüsten.
[0039] Das Einlegen des Fibrillenbändchens F ist auch bei dieser Ausführungsform unproblematisch.
Es wird über den Basisteil in den Teilkanal 7,3,8 gelegt, dann wird der Kammerdeckelteil
2 aufgelegt, das Bändchen F angehoben und der Abschlussdeckelteil als Abschluss hinzugeschoben.
Selbstverständlich kann dies auch in anderer Weise geschehen. Die auf der Hand liegenden
konstruktiven Details wie Kantenabrundung etc. und die schon diskutierte Einführöffnung
7' im Deckelteil entsprechend dem Einführschlitz 7 ist in der Zeichnung wegelassen.
Etwas ist jedoch zu erwähnen, die Lage der Streckkammer kann auch bei dieser Ausführungsform
beliebig sein. Hier ist sie aus zeichnerischen Gründen horizontal dargestellt.
[0040] Gemäss dieser Ausführungsform kann ein aufwendiger Basisteil für mehrere Streckbadlängen
verwendet werden, was eine grosse Variation zwischen Länge, Viskosität und anderen
Charakteristikas erlaubt. Die Parametrisierung des Streckprozesses erfährt somit eine
Ausweitung im Sinne höherer Flexiblität, was in automatisierten Prozessen in der Regel
gefordert wird.
[0041] In Figur 7 sind ausserdem in schematischer Darstellung Mittel für den Druckaufbau
und die Wärmeführung, nämlich eine Pumpe P eine Rückflussvorrichtung R zur Ausbildung
eines Kreislaufes und eine Temperatureinrichtung W eingezeichnet. Diese Mittel können
für alle dargestellten Figuren (2 bis 9) gelten.
[0042] Figur 8 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit des Deckelteils 2. Hier wird in den
Kanalteil 4' eine Formgebung eingebracht, die die Fliessverhältnisse in der Kammer
3,4' beeinflussen soll. Die gezeichneten wellenförmigen Störstellen sollen bspw. eine
laminar geschichtete Strömung so stören, dass ein Querströmungsanteil entsteht, der
die Umspülung der Fibrillen verbessert. Bei hohen Faden-Geschwindigkeiten wird ein
"Mitziehen" der Badflüssigkeit (dem auch durch entsprechende Gegenströmung entgegengewirkt
werden kann) verringert bis unterbunden. Bei genügend hoher Fadenspannung werden die
durchlaufenden Fibrillen nur unwesentlich aus der Trennebene ausgelenkt.
[0043] Eine Störstellenstrecke kann bei bestimmten dynamischen Verhältnissen (Fadengeschwindigkeit,
Viskosität, Kammerdruck, Temperatur, Gegenstromstärke, bestimmtes Badmedium etc.,
zur Optimierung auch den Basisteilkanal 3' miteinbeziehen. Damit wird der gesamte
Kanal auf eine ganz bestimmte Streckfunktion spezialisiert.
[0044] Wie das gemeint ist, ist schematisch in
Figur 9 dargestellt. Auch hier darf die Welligkeit und der Versatz zwischen Tiefe und Höhe
der Wellen nicht figürlich, sondern nur als Anregung verstanden werden, wie strömungswirksame
Störstellen oder Auslenkungen eingeformt werden können, durch welche Massnahmen sehr
gute Streck-Resultate und Fadenqualitäten bei höherer Geschwindigkeit, bei kürzeren
Bädern usw. erreicht werden können. Ausserordentlich viele Variationsmöglichkeiten
sind hier möglich und es können je nach geschickter Anlage sogar singuläre Effekte
erwartet werden. Die Badverkürzungsmassnahmen können selbstverständlich mit den Störstellenmassnahmen
kombiniert werden. Sind Streckvorrichtungen gemäss Erfindung in der Anlage fest eingebaut,
so wird man die Badverkürzungsmassnahme gemäss Figur 7 vorziehen. Bei portablen, das
heisst an irgendeiner Stelle einsetzbaren Vorrichtungen wird man eher einer Vorrichtung,
wie so in Figur 2 abgebildet ist, den Vorzug geben.
[0045] Alle diese vorgeschlagenen Varianten können im Gegenstrom, im Mitstrom, lageunabhängig
und mit Kammerdruck betrieben werden. Sie weisen alle dieselben Grundvorteile auf.
[0046] Wenn bei der Disskussion der Ausführungsformen jeweils nur von einer Ebene gesprochen
wird, in welcher die Fibrillen geordnet sind, so kann aber auch eine allgemeine Fläche,
also mit gegebenenfalls leichter Krümmung, zur Ordnung realisiert werden. Die Ebene
als "Ordnungsfläche" kann durch einen zylindrischen Stift herbeigeführt werden, wogegen
für eine gekrümmte Fläche einen entsprechenden "Ordner" vorgesehen werden muss.
1. Verfahren zum hydrodynamischen Strecken eines aus einem Fibrillenbündel bestehenden
synthetischen Fadens in einem den Faden umschliessenden Flüssigstreckbad, dadurch
gekennzeichnet, dass der Faden als ein Bändchen von im wesentlichen in einer Fläche
nebeneinander angeordneten Fibrillen, durch die Flüssigkeit geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fibrillen des zu streckenden
Fadens in ein im wesentlichen in einer Ebene liegendem Fibrillenbändchen geordnet
werden, in dem der Faden über eine Laufrichtungsumlenkvorrichtung in die Flüssigkeit
geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchlauf des
Fadens die Flüssigkeit in der Kammer unter Druck steht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerflüssigkeit
in Strömung versetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung in der Kammer
so gelenkt wird, dass Strömungsanteile entstehen, die nicht entlang der Fibrillenachsen
fliessen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als
ein Faden durch ein gemeinsames Streckbad geführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammerdruck
so eingestellt wird, dass die verwendete Kammerflüssigkeit oberhalb ihres Siedepunkts
betrieben werden kann.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Massendurchfluss
durch die Kammer so bemessen ist, dass eine isotherme Temperaturführung entsteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich
zur hydrodynamischen Bremswirkung durch die Kammerflüssigkeit eine mechanische Bremswirkung
durch Bremsstifte vorgesehen ist, um eine erniedrigte Bremswirkung bei erniedrigten
Kammerdurchlaufgeschwindigkeiten zu kompensieren.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Umlenkstifte
und Bremsstifte mit Kammerflüssigkeit benetzt werden.
11. Vorrichtung zum Strecken eines aus einer Vielzahl von Fibrillen bestehenden synthetischen
Fadens in einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Basisteil (1) mit einem eingeformten
Kammeranteil (3) und einen Deckelteil (2) mit einem eingeformten Kammeranteil (4),
welche Kammeranteile gemeinsam eine bis auf die Ein- und Auslaufstellen für Kammerflüssigkeit
(5,6) und Faden (7,8) allseits geschlossene Kammer für ein Streckbad bilden, in dem
der Basisteil (1) und der Deckelteil (2) so zueinander in Position bringbar sind,
dass eine Streckkammer (3,4) von bestimmter Länge (L) entsteht, sowie mit einer Einlaufeinrichtung
(10) zur Ordnung des Fadens in ein in einer Fläche geordnetes Fibrillenbändchen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der eine und/oder der anderen
Kammerteil (3,4) mit eingeformten Ein- und Auslaufkanalteilen (7,8) verbunden ist,
die gemeinsam einen der Fläche, in welcher die Fibrillen geordnet sind, angepasster
Eingangs- (7) bzw. Ausgangsschlitz (8) bilden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dass die Kammer (3,4) Zu- und/oder Ablaufvorrichtung
(5,6) für die Kammerflüssigkeit aufweist, wobei die Kammer ausser dem Fadenein- und
-auslauf (7,8), der durch die Fibrillen weitgehend geschlossen wird, für den Aufbau
des verfahrensmässigen Kammerdruckes allseitig geschlossen ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der beiden
Vorrichtungsteile, Basis- (1) oder Deckelteil (2) eine Einlaufeinformung und eine
Auslaufeinformung vorgesehen sind, die zusammen mit dem anderen Vorrichtungsteil (1
oder 2) einen engen Durchlaufspalt (7,8) bilden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Streckbadverlauf
Ein- (5) und Auslaufkammern (6) vorgesehen sind, die durch den Basis- (1) und den
Deckelteil gebildet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Auslaufteil
des Streckbades mindestens eine zusätzliche Querkammer (9), die mit einer pneumatischen
Druckdifferenz beaufschlagt werden kann, vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich
der Abzugskante (12) der Streckbadvorrichtung ein Kanal (11) zum Durchleiten von Luft
vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Fadenweg
eine mechanische Bremseinrichtung (10,10a) vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Bremseinrichtung
aus Bremsstiften (10,10a) besteht und in unmittelbarer Nähe des Bremsbadeinganges
angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Bremseinrichtung
aus einer Anzahl von Schikanen im Streckbad besteht, die das durchlaufende Bändchen
aus der Trennebene von Basisteil und Deckelteil drängen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an die
geschlossene Kammer eine Pumpe (P) angeordnet ist und Mittel (R) zur Abflussregelung
und Mittel (W) zur Temperaturführung vorhanden sind, mit welchen die Kammer auf Ueberdruck
und einer bestimmten Temperatur gehalten werden kann.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelteil
(2) zur Bildung eines Eingangangsschlitzes (7') für das Fibrillenbändchen (F) zweiteilig
(2,2') ausgeführt ist und gemeinsam einen Dekkelteil bilden, dessen Fadeneintritt
innerhalb der maximalen Badlänge liegt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass an der Eintrittsstelle
der Fibrillen in das Bad ein Keramiktstift (10) zur Ordnung der Fibrillen vorgesehen
ist.
24. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Teil (2') des zweiteiligen Deckelteils (2,2') einen Ansatz (6') aufweist, der
mit der korrespondierenden Region (6) des Basisteils (1) einen Abschluss des durch
die Kammerverkürzung wegfallenden Eingangsschlitzes (7) bildet.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens
im Kanalteil (4) des Dekkelteils (2) strömungsbildende Massnahmen vorgesehen sind.
1. Method for hydrodynamic stretching of a synthetic yarn consisting of a fibril bundle
in a liquid stretching bath encompassing the yarn, characterized in that the yarn
is guided through the liquid as a ribbon of fibrils substantially arranged next to
one another in a plane.
2. Method as claimed in claim 1, characterized in that the fibrils of the yarn to be
stretched are arranged in a fibril ribbon lying substantially in a plane, in which
the yarn is guided into the liquid by an apparatus for deflecting the running direction.
3. Method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the liquid in the chamber
is under pressure during the passage of the yarn.
4. Method as claimed in one of the claims 1 to 3, characterized in that the chamber liquid
is made to flow.
5. Method as claimed in claim 4, characterized in that the flow in the chamber is guided
in such a way that proportions in the flow come about which do not flow along the
fibril axes.
6. Method as claimed in one of the claims 1 to 5, characterized in that more than one
yarn is guided through a common stretching bath.
7. Method as claimed in one of the claims 3 to 6, characterized in that the chamber pressure
is set such that the chamber liquid used can be operated above its boiling point.
8. Method as claimed in one of the claims 1 to 7, characterized in that the mass flow
through the chamber is dimensioned in such a way that an isothermal temperature guidance
is achieved.
9. Method as claimed in one of the claims 1 to 8, characterized in that in addition to
the hydrodynamic braking effect of the chamber liquid, a mechanical braking effect
by brake pins is provided in order to compensate for the lower braking effect at reduced
chamber passage speeds.
10. Method as claimed in one of the claims 1 to 9, characterized in that the deflection
pins and brake pins are wetted with chamber liquid.
11. Apparatus for stretching a synthetic yarn consisting of a plurality of fibrils in
a liquid, characterized by a basic component (1) with a chamber section (3) moulded
into said component and a lid component (2) with a chamber section (4) moulded into
said component, which chamber sections jointly form a chamber for a stretching bath
which is closed on all sides with the exception of the inlet and outlet positions
for the chamber liquid (5, 6) and the yarn (7,8), in which bath the basic component
(1) and the lid component (2) can be brought into a position towards one another so
that a stretching chamber (3, 4) of predefined length (L) comes about, as well as
with an feed device (10) for ordering the yarn into a fibril ribbon arranged in a
plane.
12. Apparatus as claimed in claim 11, characterized in that the one and/or the other chamber
section (3, 4) is connected with inlet or outlet duct parts (7, 8) which are moulded
in, which parts jointly form an entrance (7) or exit slot (8) adapted to the plane
in which the fibrils are arranged.
13. Apparatus as claimed in claim 11 in that the chamber (3, 4) comprises feed and/or
discharge apparatuses (5, 6) for the chamber liquid, whereby the chamber is provided
with a closed design for building up the chamber pressure required according to the
method, with the exception of yarn inlet and yarn outlet (7, 8), which is substantially
closed by the yarn.
14. Apparatus as claimed in claim 12 or 13, characterized in that in one of the two components
of the appratus, i.e. the basic component (1) or the lid component (2), there is provided
an inlet recess and an outlet recess which in combination with the respective other
component of the apparatus (1 or 2) form a narrow passage gap (7, 8).
15. Apparatus as claimed in claims 11 to 14, characterized in that inlet and outlet chambers
(6) are provided in the course of the stretching bath which are formed by the basic
component (1) and the lid component (2).
16. Apparatus as claimed in one of the claims 11 to 15, characterized in that at least
one additional transversal chamber (9), which can be fed with a pneumatic pressure
difference, is provided in the outlet section of the stretching bath.
17. Apparatus as claimed in one of the claims 11 to 16, characterized in that a duct (11)
for allowing the passage of air is provided in the area of the draw-off edge (12)
of the stretching bath apparatus.
18. Apparatus as claimed in one of the claims 11 to 17, characterized in that a mechanical
braking device (10, 10a) is provided in the yarn path.
19. Apparatus as claimed in claim 18, characterized in that the mechanical braking device
consists of brake pins (10, 10a) and that it is arranged in the ultimate vicinity
of the braking bath entrance.
20. Apparatus as claimed in claim 19, characterized in that the mechanical braking device
consists of a number of obstructions in the stretching bath, which force the passing
ribbon out of the junction plane between basic component and lid component.
21. Apparatus as claimed in one of the claims 11 to 20, characterized in that a pump is
arranged on the closed chamber and that means (R) are provided for discharge control
and that means (W) for temperature guidance are provided, with which the chamber can
be kept at a pressure above atmospheric and at a specific temperature.
22. Apparatus as claimed in one of the claims 11 to 21, characterized in that the lid
component (2) is arranged in two parts (2, 2') for the formation of an entrance slot
(7') for the fibril ribbon (F), which parts jointly form a lid component whose yarn
entrance is within the maximum bath length.
23. Apparatus as claimed in claim 22, characterized in that a ceramic pin (10) for ordering
the fibrils is provided at the entrance position of the fibrils into the bath.
24. Apparatus as claimed in one of the claims 22 or 23, characterized in that a part (2')
of the bipartite lid component (2, 2') comprises a nose (6') which forms with the
corresponding region (6) of the basic component (1) an occlusion of the entrance slot
(7), which is no longer necessary due to the shortening of the chamber.
25. Apparatus as claimed in one of the claims 11 to 24, characterized in that flow-forming
measures are implemented at least in the channel section (4) of the lid component
(2).
1. Procédé pour étirer hydrodynamiquement un fil synthétique constitué d'un faisceau
de filaments, dans un bain d'étirage liquide entourant le fil,
caractérisé par le fait que
le fil est dirigé à travers le liquide comme un petit ruban de filaments disposés
essentiellement l'un à côté de l'autre dans un plan.
2. Procédé selon revendication 1,
caractérisé par le fait que
les filaments du fil à étirer sont disposés en un petit ruban de filaments, situé
essentiellement dans un plan, dans lequel le fil est dirigé dans le liquide par un
dispositif de déviation de sens de déplacement.
3. Procédé selon revendication 1 ou 2,
caractérisé par le fait que,
lors du passage du fil, le liquide est mis sous pression dans la chambre.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé par le fait que
le liquide de la chambre est mis en mouvement d'écoulement.
5. Procédé selon revendication 4,
caractérisé par le fait que
l'écoulement dans la chambre est dirigé de telle manière qu'il y ait des parties d'écoulement
qui ne coulent pas le long des axes de filament.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé par le fait que
plus d'un fil est dirigé à travers un bain d'étirage commun.
7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6,
caractérisé par le fait que
la pression de la chambre est réglée de telle sorte que le liquide de la chambre utilisé
peut fonctionner au-dessus de son point d'ébullition.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé par le fait que
le débit de masse passant à travers la chambre est mesuré de telle manière qu'il se
produise un guidage de température isotherme.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé par le fait que,
en plus de l'effet de freinage hydrodynamique produit par le liquide de la chambre,
un effet de freinage mécanique est prévu par des goupilles de freinage, afin de compenser
un effet de freinage diminué pendant des vitesses diminuées de traversée de chambre.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9,
caractérisé par le fait que
les goupilles de déviation et les goupilles de freinage sont mouillées par le liquide
de la chambre.
11. Dispositif pour étirer, dans un liquide, un fil synthétique constitué d'une pluralité
de filaments,
caractérisé par une pièce de base (1) avec une partie de chambre moulée (3) et une
pièce de couvercle (2) avec une partie de chambre moulée (4), parties de chambre qui
forment ensemble une chambre fermée de tous les côtés, sauf en ce qui concerne les
lieux d'entrée et de sortie pour le liquide de la chambre (5, 6) et le fil (7, 8),
pour un bain d'étirage, dans lequel la pièce de base (1) et la pièce de couvercle
(2) peuvent être amenées en position l'une vers l'autre de telle sorte qu'il en résulte
une chambre d'étirage (3, 4) de longueur déterminée (L), ainsi qu'avec un arrangement
d'entrée (10) afin d'ordonner le fil en un petit ruban de filaments disposé dans un
plan.
12. Dispositif selon revendication 11,
caractérisé par le fait que
l'une et/ou l'autre partie de chambre (3, 4) est reliée avec des parties de canaux
d'entrée et de sortie moulées (7, 8) qui forment ensemble une fente d'entrée (7) respectivement
de sortie (8) ajustée au plan dans lequel les filaments sont ordonnés.
13. Dispositif selon revendication 11,
caractérisé par le fait que
la chambre (3, 4) possède un dispositif d'amenée et/ou d'écoulement (5, 6) pour le
liquide de chambre, et où la chambre est formée en étant fermée de tous les côtés
pour la formation de la pression de chambre selon le procédé, sauf à l'entrée et à
la sortie de fil (7, 8) qui sont largement fermées par les filaments.
14. Dispositif selon revendication 12 ou 13,
caractérisé par le fait
qu'une entrée moulée et une sortie moulée sont prévues dans l'une des deux pièces
de dispositif, soit pièce de base (1) ou pièce de couvercle (2), qui forment conjointement
avec l'autre pièce du dispositif (1 ou 2) une fente de traversée étroite (7, 8).
15. Dispositif selon revendications 11 à 14,
caractérisé par le fait que
des chambres d'entrée (5) et de sortie (6) sont prévues dans l'écoulement du bain
d'étirage, qui sont formées par la pièce de base (1) et la pièce de couvercle (2).
16. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 15,
caractérisé par le fait
qu'au moins une chambre transversale (9) supplémentaire est prévue dans la partie
de sortie du bain d'étirage, qui peut être mise en charge avec une différence de pression
pneumatique.
17. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 16,
caractérisé par le fait
qu'un canal (11) est prévu dans la zone de l'arête d'extraction (12) du dispositif
de bain d'étirage, pour diriger le passage de l'air.
18. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 17,
caractérisé par le fait
qu'un arrangement de freinage mécanique (10, 10a) est prévu dans le parcours du fil.
19. Dispositif selon revendication 18,
caractérisé par le fait que
l'arrangement de freinage mécanique est constitué par des goupilles de freinage (10,
10a) et est disposé dans les environs immédiats de l'entrée du bain d'étirage.
20. Dispositif selon revendication 19,
caractérisé par le fait que
l'arrangement de freinage mécanique est constitué par un nombre de chicanes dans le
bain d'étirage qui poussent en dehors du plan de séparation de la pièce de base et
de la pièce de couvercle le petit ruban traversant.
21. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 20,
caractérisé par le fait
qu'une pompe (P) est disposée auprès de la chambre fermée et que des moyens (R) sont
prévus pour la régulation de l'écoulement, et des moyens (W) sont prévus pour le contrôle
de la température, à l'aide desquels la chambre peut être maintenue en surpression
et à une température déterminée.
22. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 21,
caractérisé par le fait que
la pièce de couvercle (2) est réalisée en deux pièces (2, 2') afin de former une fente
d'entrée (7') pour le petit ruban de filaments (F), qui forment ensemble une pièce
de couvercle dont l'entrée de fil est située à l'intérieur de la longueur maximale
du bain.
23. Dispositif selon revendication 22,
caractérisé par le fait
qu'une goupille en céramique (10) est prévue à l'entrée des filaments dans le bain,
afin d'ordonner les filaments.
24. Dispositif selon l'une des revendications 22 ou 23,
caractérisé par le fait
qu'une partie (2') de la pièce de couvercle en deux pièces (2, 2') possède un talon
(6') qui forme, avec la région correspondante (6) de la pièce de base (1), une fermeture
de la fente d'entrée (7), qui est supprimée par le raccourcissement de la chambre.
25. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 24,
caractérisé par le fait
qu'au moins dans le canal (4) de la pièce de couvercle (2), des mesures sont prévues
pour former l'écoulement.