DE1735003C3 - Vorrichtung zum Erwärmen von Chemiefäden und fadenartigen Gebilden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verrichtung zum Erwärmen von Chemiefäden und fadenartigen Gebilden, bei welcher der Heizkörper von einem elektrischen Widerstandselement beheizbar bzw. als solches ausgebildet ist, das sich über die gesamte Fadenlaufstrecke erstreckt und in Fadenlaufrichtung je Längeneinheit unterschiedliche elektrische Widerstandswerte aufweist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der BE-PS 6 35 055 bekannt. Um den Temperaturverlauf über die Länge der Heizvorrichtung zu vergleichmäßigen, ist ein Heizröhrchen aus mehreren in Fadenlaufrichtung nacheinander angeordneten, stroindurchflossenen, zylindrischen Metallkörpern mit gleichem Innnendurchmesser ausgebildet. Um eine gleichmäßige Temperatur zu erreichen, wurden die nacheinander angeordneten Metallkörper so ausgebildet, daß sie unterschiedlichen elektrischen Widerstand aufweisen, wodurch in den einzelnen Abschnitten unterschiedliche Wärmemengen freigesetzt werden. Diese Vorrichtung erfüllt ihren Zweck jedoch nur sehr unvollkommen. Einmal erfolgt die Angleichung der Temperaturen über die Länge der Fixiervorrichtungen nur absatzweise mit entsprechendem sprunghaften Übergang an den Trennstellen, zum anderen ist auch bei dieser bekanntgewordenen Vorrichtung die Möglichkeit der Erhöhung der Fadengeschwindigkeit schon deswegen nicht vorhanden, weil die dazu notwendige erhebliche Verlängerung der Röhrchen mit verhältnismäßig engem Innendurchmesser das Anlegen der Fäden und insbesondere die Einfädelung unzumutbar erschweren würde.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zum Erwärmen von Chemiefäden der genannten Art so zu verbessern, daß der Temperaturverlauf in Fadenlaufrichtung sich dem vorgegebenen Sollwert möglichst genau über die ganze Länge der Heizfläche angleicht, daß das Anlegen der aufzuheizenden Fäden ohne Schwierigkeiten erfolgen kann und daß eine bei Erhöhung der Fadengeschwindigkeiten erforderliche Verlängerung der Vorrichtung bzw. der vom Faden berührten Oberfläche ohne weiteres möglich isL

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das elektrische Widerstandselement als Schiene mit gewölbter Oberfläche ausgebildet ist, deren Querschnittsfläche vom Fadeneinlaufpunkt in Fadenlaufrichtung zuerst zunimmt, anschließend gleich bleibt und dann bis zum Fadenablaufpunkt wieder abnimmt In Weiterbildung der Erfindung kann die Länge des Abschnittes mit zunehmender Querschnittsfläche größer sein als die Länge des Abschnittes mit abnehmender Querschnittsfläche. In einer besonderen Ausbildungsform kann die Querschnittsänderung durch Ausnehmungen in seiner Fläche, beispielsweise Bohrungen (3), erfolgen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht weiter die Möglichkeit den Temperaturverlauf derart festzulegen, daß er einer vorbestimmten Kurve folgt. Gegebenenfalls läßt sich auf diese Weise eine erwünschte Kühlzone vorsehen.

Da für die Heizelemente vorzugsweise Bleche aus elektrischem Widerstandsmaterial von 0,1 bis 1 mm Dicke gebraucht werden, werden diese beispielsweise mit einem ihrer Form angepaßten Stützkörper fest verbunden. Dieser Stützkörper ist seinerseits gegen Stromdurchgang isoliert oder besteht selbst aus Isoliermaterial. Beispielsweise kann die gebogene Heizschiene aus dünnem Stahlblech gefertigt und auf eine entsprechend gekrümmte Fläche eines Aluminiumträgers, der einige Zentimeter dick und durch eine feine EIoxier-Schicht gegen Stromdurchgang isoliert ist, aufgeklebt sein. Ebenso ist es möglich, die Heizschiene in Chamotte zu betten. Dabei hat der Stützkörper nicht nur die Aufgabe, dem dünnen Heizelement einen zusätzlichen Halt zu geben, sondern er soll, da er von dem Heizelement mit erwärmj wird, zusätzlich zum Ausgleich möglicher unerwünschter Temperaturgefälle dienen. Solche Temperaturgefälle können bei schroffen Querschnittsänderongen am Heizelement leicht auftreten. Hier wirkt der Stützkörper zusätzlich »glättend« auf den Verlauf der Temperaturkurve.

Die Erfindung kann auch bei sogenannten Mehrfachsystemen, bei denen sich z. B. zwei gleichartig gebogene Heizflächen mit ihrer konkaven Seite gegenüberstehen, angewandt werden. Zur Erzielung des gewünschten Temperaturverlaufs weisen sie die entsprechenden Querschnittsänderungen auf. Dabei ist es auch möglich, am Auflauf- sowie am Ablaufende eines Plattenpaares in bekannter Weise je eine Umlenkrolle vorzusehen, von denen eine oder auch beide angetrieben sein können, wobei beider Umfang von den Platten teilweise überdeckt sein kann. Vorteilhaftenveise können bei einer solchen Anordnung die Platten auf oder mit ihrem Träger drehbeweglich angeordnet und als Wicklerabtaster und Absteller eingerichtet sein.

Die aufgezeigte Vorrichtung kann weiterhin auch so ausgebildet sein, daß der Heizwiderstand nicht zum unmittelbaren Stromdurchgang an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, sondern, daß in ihm in an sich bekannter Weise Wirbelströme induziert werden, welche die erforderliche Aufheizung bewirken.

Das Widerstandselement kann zur Verringerung der Verluste durch Wärmestrahlung oder zur Erzielung einer besonderen Kaminwirkung von einem Gehäuse umgeben sein bzw. selbst ganz oder teilweise ein solches Gehäuse bilden. Dieses Gehäuse besitzt gegebenenfalls einen Schlitz oder eine Klappe zum Einfädeln des Fadens.
Schließlich kann der Heizkörper mit fadenführenden

Einrichtungen versehen sein, die den Latifweg des Fadens festlegen und ihn eventuew in bestimmtem Abstand von der Heizfläche halten.

Die erfindungsgemäße V«.-.-richtung ist zur Behandlung aller Chemiefäden geeignet bzw. auch zum Verstrecken und Texturieren von fadenartigen Gebilden, die aus thermoplastischen Kunststoffen bestehen.

An Hand eines Beispiels soll der mit der Erfindung erzielte besondere Vorteil aufgezeigt werden. Ein Faden von 70 den konnte bei genügender Aufheizung mit einer Geschwindigkeit von 90 m/min über eine gebogene Heizschiene aus gewöhnlichem Chrom-Nickel-Stahl geführt werden. Die Heizschiene war 1000 mm lang, 0,3 mm dick und hat eine konstante Breite von 25 mm. Bei einer vorgeschriebenen Sollwerttemperatur von 190° C verlief die Istwerttemperatur entsprechend der in Fig.2 gezeigten Kurve. Durch Beschneiden der Heizschienenbreite derart, daß das Auflaufende 19 mm breit ist und über 600 mm Lange linear auf 25 mm zunimmt und daß das Ablaufende auf der Bahnlänge von 850 bis 1000 mm ebenfalls linear von 25 mm Breite auf 22 mm abnimmt, konnte der Temperatursollwert von 190⁰C über mehr als 90% der Heizelementenlänge eingestellt werden. Mit dieser Änderung war es möglich. bei weiterhin vollständiger Durchwärmung des Fadens 2; eine Fadengeschwindigkeit von 180 m/min zu erreichen.

In der Zeichnung sind außer einer bisher üblichen Heizplatte und deren Temperaturkurve mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die Vorderansicht einer elektrisch unmittelbar beheizten, gebogenen Platte üblicher Form,

F i g. 2 die Temperaturkurve der in F i g. 1 gezeigten Platte,

F i g. 3 die Vorderansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Heizplatte,

F i g. 4 die Seitenansicht der in F i g. 3 gezeigten Platte,

F i g. 5 die Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Heizplatte gemäß der Erfindung,

F i g. 6 eine dritte Ausführungsmöglichkeit in Seitenansicht,

F i g. 7 eine gehäuseartige Heizplattenausführung,

F i g. 8 den Längsschnitt durch eine Heizschiene mit Stützkörper in Perspektive,

F i g. 9 ein Heizplatten-Doppelsystem gemäß der Erfindung in Seitenansicht

F i g. 1 zeigt eine bekannte, senkrecht stehende, gebogene Heizplatte mit gleichbleibendem Querschnitt, in Vorderansicht. Der in Pfeilrichtung laufende Faden ist strichpunktiert dargestellt In F i g. 2 wurde der gemessene Temperaturverlauf bei von unten nach oben laufendem Faden über der Heizstrecke nach F i g. 1 aufgetragen. Der Temperatursollwert ist als Gerade in das Diagramm eingesetzt Demgegenüber zeigt der tatsächliche Temperaturverlauf eine stark geschwungene Kurve, die der Sollwertgeraden nur im mittleren Teil der Heizbahnlänge angenähert ist, so daß ein großer Teil der Bahnlänge unausgenutzt bleibt Entsprechend ähnlich ungünstige Temperaturfelder können bei ebenen oder rohrförmigen Heizflächenbahnen beobachtet werden.

In den F i g. 3 und 4 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt Die gebogene und durch unmittelbaren Stromdurchgang beheizte Heizplatte 1 weist einen solchen in Laufrichtung des Fadens 2 abhängig vom zu- oder abnehmenden Querschnitt sich ändernden elektrischen Widerstand auf, daß der tatsächliche Wärmeverlauf über die Bahnlänge des Fadenlaufweges stets angenähert dem in F i g. 2 dargestellten Sollwert entspricht. Die Querschnittsänderung erfolgt hier nur durch Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Plattenbreite. Eine solche Querschnittsänderung kann aber auch, wie in F i g. 5 dargestellt, durch Bohrungen 3 im Rand der Heizplatte 4 erfolgen, welche die sonst übliche rechteckige Form hat Der Abstand der Bohrungen nimmt in Fadenlaufrichtung zu bzw. ab. Ebenso kann dip erforderliche Querschnittsänderung durch feste elektrische Verbindung mit einer oder mehreren untergelegten stromleitenden Platten 5 erfolgen. Diese Ausführungsform zeigt F i g. 6. Der Heizkörper kann aber auch, wie in F i g. 7 dargestellt, als geschlossenes oder längsgeschlitztes Rohr 6 ausgebildet und für die Kontaktflächenheizung gebogen sein. Der Heizkörper hat hier durch seine gehäuseförmige Ausbildung eine oft günstige Kaminwirkung. Das Einlegen des fadenartigen Gebildes erfolgt einfach durch den schmalen Schlitz 7.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung zeigt F i g. 8. Hier besteht das Heizelement 8 aus sehr dünnem Stahlblech von 0,1 bis 03 mm Dicke. Die erfindungsgemäße Querschnittsänderung erfolgt durch Änderung der Bahnbreite. Die Schiene 8 liegt auf einem Stützkörper 9 aus Aluminium oder einem anderen Material auf und ist mit ihm, beispielsweise durch Kleben, fest verbunden. Um den Stromdurchgang durch den Stützkörper 9 zu verhindern, ist dieser gegen das Heizelement 8 durch eine Eloxier-Schicht 10 isoliert

F i g. 9 zeigt ein Heizplatten-Doppelsystem, bei welchem sich die beiden gebogenen Heizplatten 11 und 12 mit ihrer konkaven Seite gegenüberstehen und auf einem Träger 13 befestigt sind. Der Träger 13 ist um den Zapfen 14 drehbar angeordnet. Die Heizplatten 11,

12 bedecken in geringem Abstand einen Teil der beiden Umlenkrollen 15 und 16. Eine oder beide Umlenkrollen können angetrieben sein. Der Träger 13 ist so eingerichtet, daß er bei Wicklerbildung auf den Rollen 15, 16 aus seiner Betriebslage gedrückt wird und dabei durch Betätigung des Mikroschalters 19 den Antrieb der Arbeitsstelle abstellt In der Betriebslage wird der Träger

13 durch die Feder 17 und den Anschlag 18 gehalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   - 1. Vorrichtung zum Erwärmen von Chemiefäden und fadenartigen Gebilden, bei welcher der Heizkörper von einem elektrischen Widerstandselement beheizbar bzw. als solches ausgebildet ist, das sich über die gesamte Fadenlauffläche erstreckt und in Fadenlaufrichtung je Längeneinheit unterschiedliche elektrische Widerstandswerte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Widerstandselement als Schiene mit gewölbter Oberfläche ausgebildet ist, deren Querschnittsfläche vom Fadeneinilaufpunkt in Fadenlaufrichtung zuerst zunimmt, anschließend gleich oleibt und dann bis zum Fadenablaufpunkt wieder abnimmt
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Abschnittes mit zunehmender Querschnittsfläche größer ist als die Länge des Abschnittes mit abnehmender Querschnittsfläehe.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsänderung durch Ausnehmungen in seiner Fläche, beispielsweise Bohrungen, erfolgt.