CH663430A5

CH663430A5 - Vorrichtung zur waermebehandlung synthetischer faeden.

Info

Publication number: CH663430A5
Application number: CH1529/84A
Authority: CH
Inventors: Maximilian Brossmer
Original assignee: Mayer Textilmaschf; Dienes Apparatebau Gmbh
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1984-03-27
Publication date: 1987-12-15
Also published as: US4611410A; DE3311777C2; DE3311777A1

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung gemäss Gattungsbegriff des Anspruchs 1 eine verbesserte Anpassung der Wärmezufuhr an den Wärmebedarf des Fadens bei unterschiedlicher Fadengeschwindigkeit zu erzielen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Abweichend von der bisher üblichen Steuerung der Temperatur der Heizbahn wird hier die Verweildauer des Fadens auf der Heizbahn dadurch geändert, dass man die auf den Faden einwirkende Heizbahnlänge verändert. Je kürzer die wirksame Anlagestrecke ist, um so geringer ist bei vorgegebener Temperatur und Fadengeschwindigkeit die übertragene Wärmemenge. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Die DE-OS 19 16 144 zeigt einen schwenkbar gelagerten Rohrheizer mit gebogener Heizfläche, an welcher der Faden ständig über die gesamte Länge anliegt und dabei mit konstanter Geschwindigkeit gefördert wird. In der einen Schwenklage des Heizers läuft der Faden vom Ausgang des Heizers direkt zu einer Fadendrallspirale während er in der anderen Schwenklage vom Heizerausgang erst noch über mehrere Umlenkrollen geleitet wird, um den Faden im Bereich dieses verlängerten Fadenwegs zu kühlen.

Mit der Erfindung lässt sich auch eine weitere Aufgabe vorteilhaft lösen. Bei der Herstellung von Geweben aus synthetischen Fäden wird zunächst aus einer Schar verstreckter Fäden ein sogenannter Kettbaum hergestellt, auf dem nebeneinander die Kettfäden für den anschliessenden Webvorgang aufgespult sind. Vor dem Aufwickeln der Fadenschar auf den Kettbaum werden die Fäden verstreckt und fixiert. Der gesamte Arbeitsaufwand für das Verstrecken und Bilden des Kettbaums könnte verringert werden, wenn anstelle zweier getrennter Arbeitsvorgänge, nämlich Strecken und Fixieren einerseits sowie Bilden des Kettbaums andererseits, diese beiden Garnbehandlungs- und -verarbeitungsvorgänge in einem durchgehenden Arbeitsgang erfolgen. In Weiterbildung der Erfindung gelingt es, das Endverstrecken der Fäden und die Herstellung des Kettbaums in einem Arbeitsgang zu vereinen. Diese besonders günstige Ausgestaltung und Fortbildung der

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Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2. Als besonders günstig erweist sich dabei die Tatsache, dass teilverstreckte Fäden wesentlich billiger sind als vollverstreckte synthetische Fäden. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. Die Verwendung von mit Wasserdampf oder bei höheren Temperaturen mit speziellen Wärmeträgerölen betriebenen Sattdampfheizern sowohl für die Heizbahn als auch für den Streckdorn empfiehlt sich im vorliegenden Fall besonders, weil hierdurch eine gleichmäs-sige Temperatur über die gesamte Breite der Heizbahn und damit über die gesamte Fadenschar des Kettbaums gewährleistet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Auf ihrem Weg von einem nicht dargestellten Abzugsgatter G läuft die, beispielsweise aus 200 parallel nebeneinanderliegenden teilverstreckten Fäden bestehende Fadenschar 1, über zwei Umlenkrollen 2 und 3 zunächst auf eine erste leicht gekrümmte Heizbahn 4 auf, welche durch eine Wandfläche eines mit Sattdampf, vorzugsweise Wasserdampf, gefüllten Heizgefässes 5 gebildet ist. Die Wärmezufuhr zu diesem Streckheizer 5 erfolgt über Heizwiderstände 6, die in den mit Kondensat gefüllten unteren Teil 7 des Heizgefässes 5 eintauchen. Auf dem Weg über die Heizbahn 4 wird die Fadenschar auf eine Strecktemperatur, beispielsweise zwischen 70 und 100 °C aufgeheizt. Von der Heizbahn 4 gelangt die Fadenschar 1 zum Streckdorn 8, der, wie durch Schraffur angedeutet, nur über 180° seines Umfangs beheizt ist. Zu diesem Zweck ist nur die eine Hälfte

9 des Streckdorns 8 mit Sattdampf gefüllt, der auf ähnliche Weise aufgeheizt wird, wie der Sattdampf im Heizgefäss 5. Der Heizdorn 8 legt den Streckpunkt für das Endverstrecken der Fadenschar 1 fest.

Vom Streckdorn 8 gelangt die Fadenschar 1 zur Heizbahn

10 des Fixierheizers 11. Dieser liefert in ähnlicher Weise wie der Streckheizer 5 als Sattdampfheizer eine für die Rekristallisation der Fäden erforderliche Fixiertemperatur von beispielsweise 150 bis 240 °C. Anstelle von Wasserdampf wird hier vorzugsweise ein hochsiedendes Wärmeträgeröl benutzt und mittels eines in den Kondensattank 12 eintauchenden Heizers 13 auf die gewünschte Temperatur gebracht. Vom Fixheizer 11 gelangt die Fadenschar 1 über zwei Umlenkrollen 14 und 15 zu dem nicht dargestellten Kettbaum K. In der gezeigten Stellung der Heizer 5, 8 und 11 liegt die Fadenschar 1 jeweils über die gesamte beheizte Länge der Heizer an diesen an.

Im Falle eines Fadenbruchs wird die Fadengeschwindigkeit plötzlich zu Null und die Wärmezufuhr zum Faden.muss schnellstmöglich unterbrochen werden. Zu diesem Zweck ist der Streckheizer 5 über einen Ausleger 16 und der Fixierheizer 11 über einen Ausleger 17 um eine zur Krümmungsebene der Heizbahnen 4 und 10 senkrechte, d.h. senkrecht auf der Zeichnungsebene stehende Achse 18 schwenkbar gelagert. Um die gleiche Achse 18 ist auch der Streckdorn 8 drehbar, dessen in der Zeichnung untere Hälfte 19 nicht beheizt ist. Das der Schwenkachse 18 abgewandte Ende der beiden Heiz-gefässe 5 und 11 ist jeweils über eine Stange 20 bzw. 21 mit einem gemeinsamen Exzenter-Schwenkantrieb 22 verbunden. Eine Seilrolle 23 und ein Antriebsseil 24 stellen zugleich die Verbindung des Exzenterantriebs 22 mit dem Streckdorn 8 her, wobei eine Spannrolle 25 das Seil 24 unter Spannung hält. Im Falle eines Fadenbruchs löst ein nicht dargestellter Fadenbruchdetektor eine Drehung des Exzenterantriebs 22 um einen vorgegebenen Winkelbetrag aus. Hierdurch werden einerseits von den Stangen 20 und 21 die beiden Heizgefässe 5 und 11 um die Achse 18 derart nach innen geschwenkt, dass die Heizbahnen 4 und 10 von der zwischen dem Streckdorn 8 und den Umlenkrollen 3 und 14 ausgespannten Fadenschar abheben. Zum anderen wird der Streckdorn 8 um 180° gedreht, so dass nunmehr seine unbeheizte Zone 19 am Faden anliegt und diesem keine weitere Wärmeenergie zugeführt wird. Anstelle eines gemeinsamen, im vorliegenden Fall als Exzenterantrieb ausgebildeten Schwenkantriebes können auch Einzelantriebe für die beiden Heizbahnen und den Streckdorn vorgesehen sein, beispielsweise hydraulische Stellzylinder, Elektromotoren, Federantriebe oder dergleichen.

Wird der Kettbaum mit endlicher Beschleunigung, d.h mit zunehmender Fadengeschwindigkeit angefahren, so wird eine konstante Verweildauer des Fadens auf den Heizbahnen und auf dem Streckdorn dadurch erzielt, dass die Heizbahnen 4 und 10 zunächst nur auf einer kurzen Strecke an der Fadenschar 1 anliegen und mit zunehmender Fadengeschwindigkeit die Anlagestrecke der Heizbahnen und des beheizten Teils 9 des Streckdorns an der Fadenschar 1 immer weiter vergrös-sert wird, bis diese Heizelemente auf ihrer vollen Länge an der Fadenschar anliegen. Zu diesem Zweck wird die Fadengeschwindigkeit beispielsweise in Form der Drehzahl einer Fördergalette gemessen und über einen Regler bzw. ein Steuergerät der Schwenkantrieb für die beiden Heizgefässe 5 und 11 sowie den Streckdorn 8 in Abhängigkeit von der Fadengeschwindigkeit derart gesteuert, dass sich eine gleichbleibende Verweildauer des Fadens auf der jeweiligen Heizbahn ergibt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel bilden die beiden Heizbahnen 4 und 10 zwei Seiten eines Dreiecks, in dessen dazwischenliegendem Eckpunkt der Streckdorn 8 angeordnet ist. Die Erfindung ist jedoch auf eine solche konstruktive Anordnung der einzelnen Heizvorrichtungen nicht beschränkt, sondern kann auch bei einem anderen Aufbau der Fadenzufuhreinrichtung für den Kettbaum vorteilhaft eingesetzt werden. In Abhängigkeit von der räumlichen Anordnung der einzelnen Heizer wird man entweder einen gemeinsamen oder getrennte Schwenkantriebe verwenden.

Der von der Heizbahn 10 ablaufende Faden kann nur im abgekühlten Zustand auf den Kettbaum gewickelt werden.

Diese Kühlung erfolgt teilweise auf den Ablaufgaletten 14 und 15 und teilweise über die Luft, mit der die Fäden zwischen den Ablaufgaletten und dem nicht gezeigten Kettbaum in Berührung kommen; d.h. die Walzen 14 und 15 werden erhitzt. Diese Abwärme kann dadurch genutzt werden, dass man die Ablaufgaletten 2 und 3 sowie die Ablaufgaletten 14 und 15 als Hohlwalzen ausbildet und mittels einer Pumpe 26 mit einem Wärmeträger (Wasser) über die Verbindungsleitungen 27 und 28 durchspült. Der Durchfluss ist so gerichtet,

dass die Wärmeträgerflüssigkeit von der Walze 15 durch die Walze 14, dann durch das Heiz-Kühlaggregat 29 durch die Walze 3 und 4 nach Walze 15 zurückgeleitet wird. Dadurch werden die Walzen 2 und 3 erwärmt und geben ihre Wärme an die Einlauffadenschar ab. Dadurch kühlt sich die Flüssigkeit ab und tritt als kaltes Medium wieder in die Kühlgaletten 14 und 15 ein.

Um an den Einlaufgaletten 3 und 4 unabhängig von der Geschwindigkeit, der Fadenlast und der Heizbahntemperatur eine konstante Walzentemperatur zu erhalten, wird die Temperatur der Wärmeträgerflüssigkeit am Eintritt in die Heizgalette 3 von einem Temperaturfühler 31 gemessen und in bekannter Weise zur Regelung des Heiz-Kühlaggregates 29 dergestalt genutzt, dass die Temperatur der Flüssigkeit an der Stelle 30 konstant auf die Temperatur der Heizbahn 4 gehalten wird.

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1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung synthetischer Fäden mit wenigstens einer gekrümmten Heizbahn, wobei die Länge der Anlagestrecke des Fadens an der Heizbahn veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizbahn (4, 8, 10) um eine senkrecht zu ihrer Krümmungsebene angeordnete Achse (18) schwenkbar gelagert und ein in Abhängigkeit von der Fadengeschwindigkeit steuerbarer Schwenkantrieb (22) für die Heizbahn vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I zum Endverstrecken einer Vielzahl parallellaufender, teilverstreckter synthetischer Fäden während der Herstellung eines Kettbaums, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Abzugsgatter (G) und dem Kettbaum (K) eine Verstreckeinrichtung angeordnet ist, welche zwischen zwei Umlenkrollen (3, 14)

a) eine die Fäden (1) auf die Strecktemperatur aufheizende erste Heizbahn (4);

b) einen den Streckpunkt festlegenden Heizdorn (8) sowie c) eine die zum Fixieren der Fäden erforderliche Wärme liefernde zweite Heizbahn (10) aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Förder-galette steuerbaren Schwenkantrieb (22).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen den Schwenkantrieb (22) steuernden Fadenbruchdetektor.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Heizbahnen (4, 10) zwei Seiten eines Dreiecks bilden, in dessen dazwischenliegendem Eckpunkt der Heizdorn (8) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdorn (8) eine sich etwa über seinen halben Umfang erstreckende Heizfläche (9) aufweist und mittels eines Schwenkantriebs (22) um 180° drehbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass für beide Heizbahnen (4, 10) und den Heizdorn (8) ein gemeinsamer Schwenkantrieb (22) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Heizbahnen (4, 10) sowie der heizbare Teil des Heizdorns (8) Teil eines mit Sattdampf gefüllten, elektrisch beheizbaren Heizgefässes (5,11,9) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abzugsgatter (G) und erster Heizbahn (4) wenigstens eine Heizgalette (2,3) sowie zwischen zweiter Heizbahn (10) und Kettbaum (K) wenigstens eine Kühlgalette (14,15) angeordnet ist und beide Galetten bzw. Galettenpaare (2, 3; 14, 15) als Hohlwalzen ausgebildet und über einen gemeinsamen Wärmeträgerkreislauf (26, 27,28) miteinander verbunden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in die Wärmeträger-Verbindungsleitung (27,28) zwischen Kühlgalette (14, 15) und Heizgalette (2,3) ein Heiz-/ Kühlaggregat (29) eingeschaltet und von einem die Wärmeträgertemperatur am Eintritt (30) in die Heizgalette (3) messenden Temperaturfühler (31) gesteuert ist.

Um einem synthetischen Faden die beispielsweise zum Strecken oder Fixieren erforderliche Wärme zuzuführen, verwendet man u.a. Kontaktheizer, bei denen der Faden über eine leicht gekrümmte Heizbahn geleitet wird. Die Heizbahn kann mit Dampf oder elektrisch beheizt werden. Besonders bewährt haben sich sogenannte Sattdampfheizer, bei denen die Heizbahn Teil der Gefässwand eines mit Sattdampf gefüllten Heizgefässes bildet. Diese Ausführungsform gewährleistet eine gleichmässige Temperatur über die gesamte Länge der Heizbahn. Die Menge der auf den Faden übertragenen Wärme hängt in erster Linie von der Temperatur der Heizbahn sowie der Verweilzeit des Fadens auf der Heizbahn ab. Letztere wird durch die Länge der Heizbahn und die Fadengeschwindigkeit bestimmt.

Während des normal laufenden Fadenbehandlungsprozesses werden Fadengeschwindigkeit und Heizertemperatur weitgehend konstant gehalten. Beim Anfahren des Prozesses hingegen sowie bei Unterbrechungen, beispielsweise im Falle eines Fadenbruches, ergeben sich starke Schwankungen der Fadengeschwindigkeit und damit der Verweildauer des Fadens auf der Heizbahn. Um in diesem Falle eine Überhitzung des Fadens oder gar ein Ankleben des Fadens an der Heizbahn zu vermeiden, hat man bisher beim Anfahren auch die Heizertemperatur erst allmählich angehoben und im Falle eines Fadenbruchs die Energiezufuhr zur Heizbahn sofort unterbrochen. Die Wärmeträgheit des Heizers steht jedoch einer verzögerungsfreien Anpassung der Wärmezufuhr an die jeweilige Fadengeschwindigkeit entgegen.

Aus GB-PS 883 613 und FR-PS 13 81 334 sind Vorrichtungen gemäss Gattungsbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei denen der Faden zweimal über den gleichen Heizer geführt wird und dabei einmal über die gesamte Länge der Heizbahn an dieser anliegt, aber beim zweiten Durchlauf nur an einem Teil der Heizbahnlänge anliegt. Die Verkürzung der Anlagestrecke wird durch entsprechende Fadenführungen erreicht, die entweder nur vor der Anlagestrecke (GB-PS) oder vor und hinter der Anlagestrecke (FR-PS) verstellbar angeordnet sind. Die Fadengeschwindigkeit wird als konstant vorausgesetzt.