DE10258262A1

DE10258262A1 - Heizvorrichtung und Verfahren zum Erwärmen eines Fadens

Info

Publication number: DE10258262A1
Application number: DE2002158262
Authority: DE
Inventors: Martin Fischer
Original assignee: Saurer GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2004-06-24
Also published as: CN1506507A

Abstract

Es ist eine Heizvorrichtung und ein Verfahren zum Erwärmen eines Fadens insbesondere zu einer Schrumpfbehandlung eines texturierten Fadens beschrieben. Die Heizvorrichtung weist einen länglichen Heizkanal auf, welcher stirnseitig einen Fadeneinlaß und einen gegenüberliegenden Fadenauslaß aufweist. Der Heizkanal wird über ein mantelförmig den Heizkanal umschließendes Heizmittel am Umfang gleichmäßig beheizt. Im Innern des Heizkanals 1 ist ein freier Strömungsquerschnitt für den Durchlaß des Fadens ausgebildet, wobei der Heizkanal eine Lage aufweist, bei welcher sich zwischen dem Fadeneinlaß und dem Fadenauslaß innerhalb des Heizkanals ein natürlicher Luftstrom aufgrund einer Kaminwirkung ausbildet. Erfindungsgemäß ist dem Heizkanal ein Steuermittel zugeordnet, durch welches der aufgrund der Kaminwirkung bewirkte Luftstrom zwischen dem Fadeneinlaß und dem Fadenauslaß veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zum Erwärmen eines Fadens insbesondere zu einer Schrumpfbehandlung eines texturierten Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Erwärmen eines Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Beim Texturieren synthetischer Fäden werden diese sowohl zum Texturieren und Verstrecken als auch zu einer anschließenden Schrumpfbehandlung mittels einer Heizvorrichtung erwärmt. In Abhängigkeit von dem Prozeßschritt haben sich hierbei unterschiedliche Heizvorrichtungen entwickelt, die eine im jeweiligen Prozeß optimale Erwärmung des Fadens erbringen. So ist es erforderlich, um eine hohe Entspannungswirkung an dem Fäden während einer Schrumptbehandlung zu erhalten, daß der Faden möglichst spannungslos durch die Heizvorrichtung geführt wird. Für diesen Prozeß haben sich insbesondere Heizvorrichtungen bewährt, bei welchem der Faden durch einen im wesentlichen vertikal ausgerichteten Heizkanal geführt werden, wie beispielsweise aus der DE 34 35 27 A1 bekannt ist. Dabei wird der Heizkanal vorzugsweise durch ein dünnwandiges Rohr gebildet, welches von einem mit einem Wärmeträgermedium gefüllten Heizmantel umgeben ist. Innerhalb des Heizkanals ist ein freier Strömungsquerschnitt gebildet, durch welchen ein Faden von einem Fadeneinlaß bis zu einem Fadenauslaß geführt wird. Die Erwärmung des Fadens läßt sich dabei ohne Kontakt oder wie beispielsweise aus der US 4,236,323 mit Kontakt zu einer Heizoberfläche erwärmen.

Grundsätzlich tritt bei derartigen Heizvorrichtungen das Problem auf, daß sich aufgrund einer Kaminwirkung ein Luftstrom zwischen dem üblicherweise untere Fadenauslaß und dem oberen Fadeneinlaß in dem Heizkanal einstellt. Ein derartiger Luftstrom führt zu Wärmeverlusten, die in der Regel unerwünscht sind. So ist beispielsweise aus der US 4,236,323 und US 4,255,134 bekannt, daß der Strömungsquerschnitt des Heizkanals möglichst groß gewählt werden sollte, um der artige ungewünschte Kaminströmungen in dem Heizkanal zu vermeiden. Der damit einhergehende Nachteil, daß aus dem Faden herausgetretene Präparationsdämpfe unmittelbar in dem Heizer zu Ablagerungen führen, wird durch einen ständig in dem Heizkanal erzeugten Spülluftstrom verhindert. Damit läßt sich jedoch nicht das Problem lösen, daß in einem weiten Strömungsquerschnitt des Heizkanals die Fadenführung eines spannungslos geführten Fadens insbesondere bei kontaktloser Führung problematisch ist und andererseits eine wesentlich höhere Wärmeenergie zur Aufheizung des Heizkanals benötigt wird.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Heizvorrichtung der gattungsgemäßen Art sowie ein Verfahren zum Erwärmen eines Fadens in einer derartigen Heizvorrichtung zu schaffen, bei welcher bzw. bei welchem ein Faden in einem Heizkanal mit relative engem Strömungsquerschnitt ohne wesentliche Wärmeverluste erwärmbar ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Heizvorrichtung bereitzustellen, bei welcher ein innerhalb des Heizkanals sich natürlich ausbildender Luftstrom veränderbar und für die Erwärmung des Fadens nutzbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Heizkanal ein Steuermittel zugeordnet ist, durch welches der Luftstrom aufgrund der Kaminwirkung in dem Heizkanal zwischen dem Fadeneinlaß und dem Fadenauslaß veränderbar Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der sich aufgrund der natürlichen Kaminwirkung in dem Heizkanal einstellende natürliche Luftstrom wesentliche positive Effekte erzeugt, die zu einer intensiven und gleichmäßigen Erwärmung des Fadens führen. Die Erfindung läßt somit entgegen dem Vorbehalt möglicher Wärmeverluste die Kaminwirkung in dem Heizkanal zu. So läßt sich durch den natürlichen Luftstrom insbesondere bei einem höher liegenden Fadeneinlauf ein Widerstand gegen die vom Faden mitgeschleppte Raumluft erzeugen. So wurde beobachtet, daß die Erwärmung eines Fadens mit höherer Kaminwirkung und ei nem größeren Luftstrom in einem texturierten Faden zu besseren Einkräuselwerten führte, als bei einer Erwärmung des gleichen Fadens mit einem geringeren Luftstrom und geringerer Kaminwirkung in dem Heizkanal. Durch den entgegen der Fadenlaufrichtung strömende natürliche Luftstrom wird die vom Faden mitgeschleppte und sich mantelförmig um den Faden geführte Raumluft bei Einlauf in den Heizkanal sehr schnell aufgelöst, so daß der Faden schneller und intensiver erwärmt wird. Durch die die Veränderung des natürlichen Luftstromes in dem Heizkanal lassen sich die Bedingungen in dem Heizkanal auf jeden beliebigen Fadentyp individuell anpassen. So könnte beispielsweise bei einem Faden mit einem geringen Fadentiter ein entsprechend geringer natürlicher Luftstrom in dem Heizkanal eingestellt werden, um die positiven Effekte der Kaminströmung zu erhalten ohne daß wesentliche Wärmeverluste entstehen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.

Um den durch die Kaminwirkung erzeugten Lufstrom innerhalb des Heizkanals auf ein für den Prozeß gewünschte Intensität einstellen zu können, sind mehrere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung alternativ oder in Kombination miteinander ausführbar. Bei einer ersten vorteilhaften Variante wird die Intensität des Luftstromes durch die Lage des Heizkanals in einem Winkelbereich von 0 bis 90° relativ zu einer vertikalen Ausgangslage verändert. Hierzu ist das Steuermittel durch eine Schwenkeinrichtung gebildet, durch welche die Lage des Heizkanals in dem Winkelbereich von 0–90° einstellbar ist. So läßt sich ein maximaler natürlicher Luftstrom in der vertikalen Ausgangslage des Heizkanals schaffen. Dabei wird bevorzugt der Fadeneinlaß durch das obere Ende des Heizkanals und der Fadenauslaß durch das untere Ende des Heizkanals gebildet. Es ist jedoch auch möglich, den Fadeneinlaß und den Fadenauslaß zu vertauschen. Die Intensität des natürlichen Luftstromes läßt sich nun mit zunehmenden Verstellwinkeln verringern, bis zu einer horizontalen Lage, in welcher keine Kaminströmung mehr auftritt.

Die Schwenkeinrichtung läßt sich vorteilhaft durch ein Schwenklager und eine Schwenkführung ausbilden, wobei bevorzugt das untere Ende des Heizkanals mit dem Schwenklager verbunden ist. Das gegenüberliegende Ende ist in der Schwenkführung geführt und läßt sich in jeder gewünschten Winkellage fixieren.

Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung wird das Steuermittel durch eine Abdeckeinrichtung gebildet, die zur Teilabdeckung des Fadenauslasses und/oder des Fadenauslasses vorgesehen ist. Damit kann auf einfache Weise die von außen in den Heizkanal einströmende Raumluft beeinflußt werden. Durch die Abdeckeinrichtung wird der Eintrittsquerschnitt des Fadeneinlasses oder der Austrittsquerschnitt des Fadenauslasses in seiner Größe verändert. Bei maximaler Teilabdeckung wird somit ein engster Eintrittsquerschnitt oder engster Austrittsquerschnitt erreicht, so daß sich eine minimale Luftströmung aufgrund der Kaminwirkung in dem Heizkanal einstellt.

Die Abdeckeinrichtung wird vorzugsweise durch eine verschiebbare Abdeckplatte und eine Plattenführung gebildet, die am Fadenauslaß oder Fadeneinlaß angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich die Abdeckeinrichtung durch je eine Abdeckplatte mit Führung am Fadeneinlaß und Fadenauslaß auszuführen.

Der natürliche Luftstrom im Heizkanal laßt sich auch vorteilhaft durch eine Verengung des freien Strömungsquerschnittes des Heizkanals erreichen. Hierzu ist das Steuermittel durch eine Verengungseinrichtung gebildet, die zumindest in einer Teillänge des Heizkanals den Strömungsquerschnitt veränderbar macht.

Eine besonders große Wirkung läßt sich dabei durch eine einfache verschiebbare Blende erreichen, die mittels einer Blendenführung mehr oder weniger stark in den Strömungsquerschnitt des Heizkanals verschoben wird.

Der positive Effekt des natürlichen Luftstromes in dem Heizkanal läßt sich auch vorteilhaft durch einen künstlich erzeugten Luftstrom in dem Heizkanal erzielen. So läßt sich beispielsweise bei einer aufgrund einer ungünstigen Lage des Heizkanals ein relativ geringer natürlicher Luftstrom durch einen zusätzlich in den Heizkanal geführten künstlichen Luftstrom erhöhen. Hierzu ist das Steuermittel durch eine Luftzufuhreinrichtung gebildet, durch welchen der Luftstrom in dem Heizkanal durch einen zusätzlichen Blasstrom oder Saugstrom veränderbar ist.

Die Luftzufuhreinrichtung ist vorzugsweise durch eine Druckquelle und eine Leitung gebildet, welche in dem Heizkanal vorzugsweise im Auslaufbereich des Heizkanals mündet.

Um zusätzliche Effekte zur Fadenführung oder zur Virärmeübertragung an dem Faden zu erzielen, ist die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besonders geeignet, bei welcher der Faden innerhalb des Heizkanals durch einen auswechselbaren Einsatz geführt ist. Dabei besitzt der Einsatz ein Luftkanalsystem, welches mit der Leitung verbunden ist und welches mehrere Luftaustrittsbohrungen an dem Einsatz bildet, die je nach Anforderung entlang des Fadenlaufs angeordnet und verteilt sein können. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß die zugeführte Luft vor Eintritt in den Heizkanal durch den Einsatz erwärmt wird.

Der Heizkanal ist vorzugsweise durch ein gerades oder ein gekrümmtes Rohr mit runden oder profilierten Querschnitten ausgebildet, um eine gleichmäßige über den Umfang verteilte Erwärmung des Heizkanals zu erhalten. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß der Heizkanal durch eine verschließbare Nut gebildet ist. Dabei enthält der Heizkanal vorzugsweise einen auswechselbaren Einsatz, um eine für die Erwärmung des Fadens erforderliche Führung in dem Heizkanal zu ermöglichen.

Das den Heizkanal mantelförmig umschließende Heizmittel kann durch alle bekannten Wärmeerzeuger gebildet sein. Besonders bewährt haben sich jedoch Heizmittel, bei welchen der Heizkanal durch ein Verdampfen des Wärmeträgermediums erwärmt wird. Hierzu ist der Heizkanal von einem Heizkasten umschlossen, welcher mit einem Verdampfer zu einem Wärmeträgerkreislauf verbunden ist.

Weitere Vorteile der Erfindungen werden anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäße Heizvorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben.
Es stellen dar:
1 schematisch ein Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung
2 schematisch eine Ansicht des Ausführungsbeispiels aus 1
3 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
4 schematisch ein Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung
5 schematisch ein Querschnitt des Ausführungsbeispiels aus 4
6 schematisch ein Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung
In 1 ist schematisch ein Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung dargestellt, wie es beispielsweise in einer Texturiermaschine zur Erwärmung eines gekräuselten Fadens zur Spannungsbehandlung in einer Schrumpfzone einsetzbar wäre. In 2 ist eine Ansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemachte ist für beide Figuren.
Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung weist einen länglichen Heizkanal 1 mit der Wandung 3 auf. Der Heizkanal 1 mit der Wandung 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein dünnwandiges Rohr gebildet. Zu den Stirnseiten ist der Heizkanal 1 offen. Innerhalb des Heizkanals 1 ist ein Einsatz 5 eingelegt. Der Einsatz 5 weist eine Längsnut 12 auf in der ein Faden 13 mit Kontakt geführt wird. Hierzu besitzt die Längsnut 12 im Nutgrund eine in Fadenlaufrichtung gerichtete Krümmung auf, so daß der Faden 13 bogenförmig durch den Heizkanal 1 geführt ist. Zwischen dem Einsatz 5 und der Wandung 3 ist der freie Strömungsquerschnitt des Heizkanals 1 gebildet. Der freie Strömungsquerschnitt des Heizkanals 1 erstreckt sich von einem Fadeneinlaß 7 am oberen Ende des Heizkanals 1 zu einem Fadenauslaß 8 am unteren Ende des Heizkanals 1. Der Einsatz 5 Legt unmittelbar einseitig an der Wandung 3 des Heizkanals 1 an. Hierbei ist der Kontakt zwischen dem Einsatz 5 und der Wandung 3 derart ausgestattet, daß eine Wärmeübertragung von der Wandung 3 zu dem Einsatz 5 möglich ist.
Der Heizkanal 1 ist am Umfang mit einem Heizmittel 2 verbunden. Das Heizmittel 2 wird durch einen Heizkasten 18 gebildet, welcher mit einem Wärmeträgermedium 4 gefüllt ist. Der Heizkasten 18 ist über einen Zulauf 19 und einen Ablauf 20 mit einem Verdampfer 21 zu einem Wärmeträgerkreislauf verbunden. Der Ablauf 20 ist an einem unteren Ende und der Zulauf 19 vorzugsweise an einem oberen Ende des Heizkastens 18 angeordnet. Der Heizkasten 18 und der innerhalb des Heizkastens 18 angeordnete Heizkanal 1 werden daher vorzugsweise vertikal oder geneigt aufgestellt. Hierbei wird über den Ablauf 20 das Kondensat des Wärmeträgermediums 4 aus dem Heizkasten 18 abgeführt und zu dem Verdampfer 21 geleitet. Innerhalb des Verdampfers 21 wird das Wärmeträgermedium 4 verdampft und über den Zulauf 19 in den Heizkasten 18 zurückgeführt. Der durch das dampfförmige Wärmeträgermedium 4 und dem Heizkasten 18 gebildete Heizmittel 2 beheizt den Heizkanal 1 über die gesamt Länge der Wandung 3 g1eichmäßig am Umfang.
An dem Fadenauslaß 8 ist eine Abdeckeinrichtung 6 vorgesehen. Die Abdeckeinrichtung 6 enthält eine an der Stirnseite des Heizkanals 1 angeordnete Abdeckplatte 9, die quer zum Heizkanal 1 verschiebbar in einer Plattenführung 10 gehalten ist. Die Abdeckplatte 9 ist durch eine Arretierung 11 in der Plattenführung 10 fixierbar. Die Abdeckplatte 9 weist an der dem Heizkanal 1 zugewandten Seite einen Führungsschlitz 32 auf, welcher in Höhe der Fadenführung des Heizkanals 1 liegt. Durch die Abdeckplatte 9 läßt sich der freie Austrittsquerschnitt des Fadenauslasses 8 wahlweise in seiner Größe verändern.
In 2 sind verschiedene Betriebssituationen mit unterschiedlicher Abdeckungen des Fadenauslasses 8 in einer Ansicht dargestellt. 2.1 zeigt hierbei die Position der Abdeckplatte 9, bei welcher keine Teilabdeckung des Fadenauslasses 8 vorliegt. In 2.2 ist die Abdeckplatte 9 in eine Position verschoben, bei welcher eine maximale Teilabdeckung des Fadenauslasses 8 erreicht wird. In diesem Zustand gelangt der Faden 13 über den Führungsschlitz 32 aus dem Heizkanal 1 heraus. Der freie Austrittsquerschnitt des Fadenauslasses 8 wird in dieser Stellung der Abdeckplatte 9 durch den Führungsschlitz 32 gebildet.
Zur Temperaturbehandlung des Fadens 13 wird dieser über den Fadeneinlaß 7 und dem Fadenauslaß 8 durch den Heizkanal 1 geführt. Dem Fadeneinlaß 7 ist hierzu ein Einlauffadenführer 1G und dem Fadenauslaß 8 ein Auslauffadenführer 17 zugeordnet. Dabei ist der Einlauffadenführer 16 und der Auslauffadenführer 17 derart angeordnet, daß der Faden 13 im wesentlichen mit Kontakt zu der Längsnut 12 des Einsatzes 5 durch den Heizkanal 1 geführt wird. Dem Heizkanal 1 wird dabei die zur Erwärmung des Fadens 13 erforderliche Energie unmittelbar von dem Heizmittel 2 über die Wandung 3 des Heizkanals 1 zugeführt. Die Wandung 3 des Heizkanals 1 ist hierzu vorzugsweise aus einem Material beschaffen, welches eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Um bei der Führung des Fadens 13 mit Kontakt eine unzulässige Berührung zwischen dem Faden 13 und der Wandung 3 des Heizkanals zu vermeiden, ist der Einsatz 5 einseitig in den Heizkanal 1 gehalten. In der Längsnut 12 wird der Faden 13 am Einsatz 5 geführt. Der Einsatz 5 der vorzugsweise durch eine Profilschiene gebildet ist, weist zumindest an der Oberfläche der Längsnut 12 eine verschleißfeste Oberfläche auf. Durch Wärmeübertragung von der Wandung 3 in den Einsatz 5 wird eine zusätzliche Kontakterwärmung des Fadens 13 in der Längsnut 12 erreicht. Um einen gieichmäßigen Kontakt des Fadens 13 mit der Längsnut 12 des Einsatzes 5 zu erhalten, weist die Längsnut 12 eine in Fadenlaufrichtung sich erstreckende Krümmung auf Der Faden 13 durchläuft den Heizkanal 1 in einem leichten Bogen, welcher durch die Krümmung der Längsnut 12 bestimmt ist.
Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Heizvorrichtung ist der Heizkanal 1 vertikal ausgerichtet, wobei der Faden 13 von oben nach unten durch den Heizkanal 1 geführt wird. Durch die innerhalb des Heizkanals 1 erwärmte Luft entsteht in dem freien Strömungsquerschnitt des Heizkanals 1 eine Kaminströmung. Der durch die Kaminwirkung erzeugte natürliche Luftstrom strömt zum Fadeneinlaß 7 und tritt in die Umgebung aus. Dabei wird die in der Umgebung des Fadenaustrittes 8 anstehende Raumluft in den Heizkanal 1 eingesogen. Dieser natürlicher Luftstrom muß in bestimmten Grenzen gehalten werden, um die Erwärmung des Fadens 13 innerhalb des Heizkanals 1 nicht negativ zu beeinflussen. Der natürliche Luftstrom wird jedoch insbesondere zum Abführen von Präparationsdämpfen und zur Verringerung der durch den Faden eingeschleppten Raumluft benötigt. Um je nach Bedarf und Prozeß eine auf den Faden und die Fadenerwärmung abgestimmten natürlichen Luftstrom durch Kaminwirkung in dem Heizkanal 1 zu erhalten, wird durch die Abdeckeinrichtung 6 am Fadenauslaß 8 der freie Austrittsquerschnitt des Fadenauslasses 8 verändert. Hierzu wird die Abdeckplatte 9 in der Plattenführung 10 quer zum Heizkanal 1 verschoben und mittels der Arretierung 11, die beispielsweise durch einen federbelasteten Druckstift gebildet sein kann, welcher in Positionslöcher der Abdeckplatte eingreift, fixiert werden. Damit wird der Eintritt der Raumluft in den Heizkanal 1 mehr oder weniger verhindert, so daß sich bei einer maximalen Teilabdeckung gemäß 2.2 ein minimaler natürlicher Luftstrom in dem Heizkanal 1 einstellt.
Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel könnte die Abdeckeinrichtung 6 jedoch auch auf der Fadeneinlaßseite dem Fadeneinlaß 7 zugeordnet sein. Diese Anordnung besitzt zudem den Vorteil, daß bei maximaler Teilabdekkung die durch den Faden 13 mitgeführte Raumluft nur in begrenzten Umfang in den Heizkanal 1 gelangt.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung schematisch in einer Ansicht dargestellt. Die Heizvorrichtung wird durch den Heizkanal 1 und dem Heizmittel 2 gebildet, welches den Heizkanal 1 mantelförmig umschließt. Der Heizkanal 1 sowie der Heizmantel 2 könnte identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ausgeführt sein, so daß an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt.
Um die Kaminwirkung und somit den sich natürlich ausbildenden Luftstrom innerhalb des Heizkanals 1 zu verändern und einstellen zu können, ist eine Schwenkeinrichtung 15 vorgesehen, durch welche die Winkellage des Heizkanals 1 ausgehend von einer vertikalen Ausgangslage im Bereich von 90 bis 0° veränderbar ist. Die Schwenkeinrichtung 15 weist hierzu ein Schwenklager 22 auf das mit einem unteren Ende des Heizkanals 1 verbunden ist. Das gegenüberliegende Ende des Heizkanals 1 ist in einer Schwenkführung 23 geführt. Die Schwenkführung 23 weist einen positionierbaren Halter 24 auf, durch welchen die jeweilige Lage des Heizkanals 1 an der Schwenkführung 23 fixiert wird. Somit läßt sich jede beliebige Winkellage des Heizkanals 1 herstellen. Für den Fall, daß eine maximaler natürlicher Luftstrom in dem Heizkanal 1 gewünscht ist, wird der Heizkanal 1 mit dem Heizmittel 2 in die vertikale Ausgangslage verschwenkt. Für den Fall, daß beim Erwärmen des Fadens kein natürlicher Luftstrom durch Kaminwirkung gewünscht ist, wird der Heizkanal 1 mit dem Heizmittel 4 in eine horizontale Lage gebracht und über den Halter 24 an der Schwenkführung 23 fixiert. Dabei wird der Fadenzulauf bzw. der Fadenablauf und die dazu vorgesehenen Führungsmittel entsprechend der jeweiligen Lage des Heizkanals 1 angepaßt.
In 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gezeigt. Hierbei ist in 4 die Heizvorrichtung schematisch in einem Längsschnitt und in 5 schematisch in einem Querschnitt dargestellt. Soweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Das Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach 1 und 2. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und an dieser Stelle nur die Unterschiede aufgezeigt.
Das in 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ist insbesondere geeignet, um einen Faden im wesentlichen ohne Kontakt zu erwärmen. Hierzu ist ein Einsatz 5 innerhalb des Heizkanals 1 angeordnet. An der Längsseite des Einsatzes 5 ist eine Längsnut 12 ausgebildet, die sich über die gesamt Länge des Heizkanals 1 erstreckt. Innerhalb der Längsnut 12 sind mehrere in Abstand zueinander angeordnete Führungselemente 14 angeordnet. Die Führungselemente 14 besitzen sehr kurze Führungsflächen, an denen der Faden 13 innerhalb der Längsnut 12 geführt wird. Die Anordnung der Führungselemente 14 innerhalb der Längsnut 12 läßt sich entsprechend der gewünschten Fadenführung in einer Reihe oder zick-zack-förmig oder bogenförmig anordnen. Dabei sind die Führungselemente 14 innerhalb der Längsnut 12 des Einsatzes 5 vorzugsweise auswechselbar und variabel positionierbar ausgebildet, so daß eine hohe Flexibilität hinsichtlich Fadenführung und Fadenerwärmung gegeben ist. Die Führungselemente 14 werden bevorzugt durch keramische Werkstoffe oder keramische Beschichtungen an den Kontaktflächen zu dem Faden 13 gebildet.
Gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 ist der Heizkanal 1 bei diesem Ausführungsbeispiel quaderförmig ausgebildet. Dadurch läßt sich der einseitig an der Wandung 3 anliegende Einsatz 5 auf einfache Weise auswechseln, positionieren und halten.
Das Heizmittel 2 zur Erwärmung des Heizkanals 1 ist entsprechend dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel durch einen Heizkasten 18 und eine innerhalb des Heizkastens 18 gefüllte Wärmeträgermedium 4 hier gebildet. Hierbei wird die Wärmeenergie im wesentlichen über die Wandung 3 direkt in den Heizkanal 1 abgegeben.
Um eine Einstellung des Kamineffektes innerhalb des vertikal ausgerichteten Heizkanals 1 vornehmen zu können, ist im Auslaufbereich des Heizkanals 1 eine Verengungseinrichtung 25 angeordnet. Die Verengungseinrichtung 25 wird durch eine Blendenführung 27 und eine innerhalb der Blendenführung 27 geführte Blende 26 gebildet. Die Blende 26 und die Blendenführung 27 sind einseitig am Umfang des Heizkanals 1 angeordnet, wobei die Blende 26 die Wandung 3 einseitig durchdringt. Hierzu ist in der Wandung 3 eine an die Blende 26 angepaßte Öffnung vorgesehen, durch welche die Blende 26 in den Heizkanal 1 verschoben werden kann. Die Blende 26 ist über eine Arretierung 11 in der Blendenführung 27 fixiert. In 4 und 5 ist die Blende 26 in verschiedenen Positionen dargestellt, bei welcher eine unterschiedliche Teilabdeckung des freien Strömungsquerschnittes im Heizkanal 1 erreicht wird. In 4 ist die Blende 26 derart gehalten, daß keine Teilabdeckung in dem Heizkanal 1 stattfindet. In dieser Position der Blende 26 tritt ein maximaler Luftstrom aufgrund der Kaminwirkung in dem Heizkanal 1 auf.
In 5 ist die Blende 26 quer zum Heizkanal 1 verschoben. Die Blende 26 liegt an dem innerhalb des Heizkanals 1 gehaltenen Einsatz 5 an, so daß der freie Strömungsquerschnitt innerhalb des Heizkanals 1 durch den Querschnitt der Längsnut 12 in dem Einsatz 5 gebildet ist. Somit läßt sich vorteilhaft ein jeweils gewünschter natürlicher Luftstrom in dem Heizkanal 1 einstellen.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einem Längsschnitt schematisch gezeigt. Bei dein Ausführungsbei spiel nach 6 ist der Heizkanal 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 4 und 5 durch ein profiliertes Rohr gebildet. Innerhalb des Heizkanals 1 ist ein Einsatz 5 gehalten, welcher eine Längsnut mit darin angeordneten Führungselementen 14 aufweist. Der Heizkanal 1 wird von einem Heizkörper 33 ummantelt. Der Heizkörper 33 enthält mehrere Widerstandselemente 34, die zu einer elektrischen Aufheizung des Heizkörpers 33 und somit des Heizkanals 1 führen. Das Heizmittel 2 wird somit durch den Heizkörper 33 und die Widerstandelemente 34 gebildet.
Der Heizkanal 1 ist vertikal ausgerichtet, wobei der Fadeneinlaß 7 am oberen Ende und der Fadenauslaß 8 am unteren Ende angeordnet sind. In dein Fadeneinlaß 7 ist der Einlauffadenführer 16 und dem Fadenauslaß 8 der Auslaßfadenführer 17 zugeordnet.
Um den durch Kaminwirkung innerhalb des Heizkanals 1 entstehenden Luftstrom, der entgegen der Fadenlaufrichtung eines durch den Heizkanal 1 geführten Faden 13 strömt, zu beeinflussen, ist in dein Einsatz 5 ein Kanalsystem 31 eingebracht, welches zumindest eine Luftaustrittsbohrung 35 aufweist, die in dem Heizkanal 1 mündet. Das Luftkanalsystem 31 ist über eine Leitung 30 mit einer außerhalb der Heizvorrichtung angeordneten Druckquelle 29 verbunden. Die Druckquelle 29 kann sowohl als Überdruckquelle oder als Unterdruckquelle ausgebildet sein. So läßt sich der natürliche Luftstrom innerhalb des Heizkanals 1 beispielsweise dadurch erhöhen, daß ein Blasstrom über die Luftaustrittsbohrung 35 in den Heizkanal 1 tritt. Eine Verringerung des natürlichen Luftstromes läßt sich dadurch erreichen, daß die Druckquelle 29 durch einen Unterdruckerzeuger gebildet ist, so daß aus dem Heizkanal 1 ein Saugstrom über die Luftaustrittsbohrung 35 abgeführt wird.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Luftzuführung in dem Auslaufbereich des Heizkanals 1 angeordnet. Damit läßt sich insbesondere die Raumluftzufuhr zur Ausbildung des natürlichen Lufstromes beeinflussen. Es ist jedoch auch möglich, die Luftaustrittsbohrung 35 in dem Einlaufbereich des Heizkanals 1 anzuordnen. Hierbei könnte die Luftaustrittsbohrung 35 derart ausgebildet sein, daß ein entgegen der Fadenlaufrichtung ausströmender Blasstrom erzeugt wird. Der Blasstrom könnte erwärmt sein, so daß der in den Heizkanal 1 einlaufende Faden 13 keine die Erwärmung des Fadens behindernde Fremdluft mit sich führt.
Die in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sind in ihrem Aufbau und Ausgestaltung beispielhaft. Hierbei wurde auf die Darstellung einer das Heizmittel umschließenden Wärmeisolierung verzichtet. Insbesondere lassen sich zur Fadenführung beliebig gestaltete Einsätze mit oder ohne Fadenführungselemente in dem Heizkanal einsetzen.

1: Heizkanal
2: Heizmittel
3: Wandung
4: Wärmeträgermedium
5: Einsatz
6: Abdeckeinrichtung
7: Fadeneinlaß
8: Fadenauslaß
9: Abdeckplatte
10: Plattenführung
11: Arretierung
12: Längsnut
13: Faden
14: Führungselemente
15: Schwenkeinrichtung
16: Einlauffadenführer
17: Auslauffadenführer
18: Heizkasten
19: Zulauf
20: Ablauf
21: Verdampfer
22: Schwenklager
23: Schwenkführung
24: Halter
25: Verengungseinrichtung
26: Blende
27: Blendenführung
28: Luftzufuhreinrichtung
29: Druckquelle
30: Leitung
31: Luftkanalsystem
32: Führungsschlitz
33: Heizkörper
34: Wicklerstandselemente
35: Luftaustrittsbohrung

Claims

Heizvorrichtung zum Erwärmen eines Fadens (13) insbesondere zu einer Schrumpfbehandlung eines texturierten Fadens mit einem länglichen Heizkanal (1), welcher stirnseitig einen Fadeneinlaß (7) und einen gegenüberliegenden Fadenauslaß (8) aufweist, und mit einem Heizmittel (2), welches mantelförmig mit dem Heizkanal (1) verbunden ist, um den Heizkanal (1) von außen am Umfang gleichmäßig zu beheizen, wobei der Heizkanal (1) innen einen freien Strömungsquerschnitt für den Durchlaß des Fadens (13) aufweist und wobei der Heizkanal (1) eine Lage aufweist, bei welcher sich zwischen dem Fadeneinlaß (7) und dem Fadenauslaß (8) innerhalb des Heizkanals (1) ein Luftstrom aufgrund einer Kaminwirkung ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizkanal (1) ein Steuermittel (6, 15, 25, 28) zugeordnet ist, durch welches der Luftstrom aufgrund der Kaminwirkung in dem Heizkanal (1) zwischen dem Fadeneinlaß (7) und dem Fadenauslaß (8) veränderbar ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel durch eine Schwenkeinrichtung (15) gebildet ist, durch welche die Lage des Heizkanals (1) innerhalb eines Winkelbereiches von 0° bis 90° relativ zu einer vertikalen Ausgangslage veränderbar ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (15) ein Schwenklager (22) und eine Schwenkführung (23) aufweist, wobei das Schwenklager (22) mit ei nem Ende des Heizkanals (1) verbunden ist und wobei das andere Ende des Heizkanals (1) in der Schwenkführung (23) führbar und fixierbar ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel durch eine Abdeckeinrichtung (6) gebildet ist, durch welche zumindest eine Teilabdeckung des Fadenauslasses (3) und /oder des Fadeneinlasses (7) veränderbar ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung (6) zumindest eine verschiebbare Abdeckplatte (9) und eine Plattenführung (10) aufweist, wobei die Plattenführung (10) mit der verschiebbaren Abdeckplatte (9) am Fadenauslaß (8) oder dem Fadeneinlaß (7) angeordnet sind.
Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel durch eine Verengungseinrichtung (25) gebildet ist, durch welche zumindest in einer Teillänge des Heizkanals (1) der Strömungsquerschnitt veränderbar ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengungseinrichtung (25) zumindest eine verschiebbare Blende (26) und eine Blendenführung (27) aufweist, wobei die Blendenführung (27) mit der Blende (26) im Auslaufbereich des Heizkanals (1) oder im Einlaufbereich des Heizkanals (1) angeordnet ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel durch eine Luftzufuhreinrichtung (28) gebildet ist, durch welchen der Luftstrom in dem Heizkanal (1) durch einen zusätzlichen Blasstrom oder Saugstrom veränderbar ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführeinrichtung (28) eine Druckquelle (29) und eine Leitung (30) aufweist, wobei die Leitung (30) mit der Druckquelle (29) verbunden ist und wobei die Leitung (30) im Auslaufbereich oder im Einlaufbereich des Heizkanals (1) mündet.
Heizvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein auswechselbarer Einsatz (5) in dem Heizkanal (1) gehalten ist, durch welchen Einsatz (5) der Faden (13) durch den Heizkanal (1) führbar ist, daß der Einsatz (5) ein Luftkanalsystem (31) mit zumindest einer Luftaustrittsbohrungen (35) enthält und daß das Luftkanalsystem (31) mit der Leitung (30) verbunden ist.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkanal (1) durch ein gerades oder ein gekrümmtes Rohr gebildet ist.
Heizvorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmittel (2) durch einen den Heizkanal (1) umschließenden Heizkasten (18) und einen Verdampfer (21) gebildet ist, wobei der Heizkasten (18) und der Verdampfer (21) zu einem Wärmeträgerkreislauf verbunden sind und wobei ein dampfförmiges Wärmeträgermedium (4) in den Heizkasten (18) geführt wird.
Verfahren zum Erwärmen eines Fadens insbesondere zur Schrumpfbehandlung eines texturierten Fadens, bei welchem der Faden durch einen von außen beheizten Heizkanal geführt wird und bei welchem ein zwischen einem Fadeneinlaß und einem Fadenauslaß sich ausbildender Luftstrom aufgrund einer Kaminwirkung in dem Heizkanal wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Fadens durch Beeinflussung des aufgrund der Kaminwirkung entstehenden Luftstroms verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Kaminwirkung entstehende Luftstrom in dem Heizkanal durch Einstellung einer bestimmten Lage des Heizers in einem Winkelbereich von 0° bis 90° relativ zu einer vertikalen Ausgangslage verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Kaminwirkung entstehende Luftstrom in dem Heizkanal durch Einstellung einer bestmmten Teilabdeckung des Fadeneinlasses und/oder Fadenauslasses verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Kaminwirkung entstehende Luftstrom in dem Heizkanal durch Einstellung einer bestimmten Verengung des Strömungsquerschnittes im Heizkanal verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Kaminwirkung entstehende Luftstrom in dem Heizkanal durch Einstellung eines bestimmten zusätzlichen Blasstroms oder Saugstroms im Heizkanal verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung zur Veränderung des Luttstrom derart gewählt wird, daß der durch die Kaminwirkung entstehende Luftstrom intensiviert wird.