DE1785110A1 - Vorrichtung zur Waermebehandlung von kontinuierlich durchlaufenden fadenfoermigen Gebilden,insbesondere Textilgarnen,mittels widerstandsbeheiztem Kontaktkoerper - Google Patents

Description

Dr-Ing. Holzhäuser Dipl.-Met. Goidbach

Patentanwälte OFFENBACH AM MAIN Herrmtr.37-Td.ee 56 42 1785110

Heberlein & Co· AG
963O Vattwil

Vorrichtung zur Wärmebehandlung von kontinuierlich durchlaufenden fadenförmigen Gebilden, insbesondere Textilgarnen, mittels widerstandsbeheiztem Kontaktkörper

Es sind Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von kontinuierlich durchlaufenden und mindestens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Textilfaden, -garnen oder -zwirnen bekannt, mittels welchen daw Garn durch Erhitzen vorübergehend in einen plastischen Zustand versetzt wird. Durch eine solche Plastifizierung gefolgt von einer nachfolgenden Wiederverfestigung mittels Abkühlung können den Garnen erteilte mechanische Verformungen, z.B. duroh eine vorübergehende hohe Drehung bzw* einen Falschdrall erzeugte spiralige Verformung, permanent fixiert werden.

Es sind v/iderstandsbehei zte Wärmebehandlungsvorrichtungen bekannt, bei welchen das Garn in axialer Richtung ein mit einer Heizwendel ummanteltes Metallrohr durchläuft, wobei die Erwärmung durch Konvektion erfolgt.

Weiterhin werden Kontaktflächen, wie z.B. Metallplatten oder Metallschienen, benutzt, bei welchen sowohl für die Vor·- wie für die Haupterhitzung getrennte auf unterschiedliche Teepe··

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raturen erhitzte Kontaktflächen verwendet werden· Dies hat den Nachteil, üaß die Erwärmung des durchlaufenden Fadens unterbrochen wird und damit nioht der gewünschte gleichmäßige Effekt erztalbar ist»

Die Erreichung einer gleichmäßigen Wärmebehandlung der Garne verlangt ein konstantes Wärmeverhalten der Kontaktflächen« Zur Erreichung einer konstanten Temperatur wird in einer bekannten weiteren Vorrichtung das Heizelement in eine seiner Formgebung angepaßte Nut auf der Rückseite der Kontaktfläche engsohließend gelagert, um einen genügenden Wärmeübergang zu erreichen» Bei einer anderen Vorrichtung wird zwischen die Nutwände und das Heizelement zusätzlich eine Metallfolie eingebracht mit einem sowohl zum Kontaktkörper wie zum Heizkörper unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten sowie einem Heizmantel mit einem geringeren und einem Kontaktkörper mit einem höheren Wärmedehnungskoeffizienten, wodurch bei Überschreiten der vorgewählten Temperatur des Kontaktkörpers sich derselbe von der Folie und dem Heizelement den Wärmeübergang verringernd abhebt, dagegen bei Unterschreiten der Temperatur die Folie und das Heizelement durch Kontraktion des Kontaktkörpers den gewünschten Wärmeübergang wieder herstellen« Zum Wirksamwerden dieses Regulatives bedarf es jedooh einer größeren Temperaturdiffernz zum Sollwert, die sich bereits nachteilig auf den Wärmebehandlungevorgang und die Garnqualität auswirkt«

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Außerdem erfolgt bei beiden vorgenannten Vorrichtungen der Temperaturdifferenz-Ausgleich zwischen Kontaktfläche und Heizelement zu träge, was ebenfalls für die Verarbeitung und konstante Qualität der Garne von Nachteil ist·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen durch Verwendung einer Vorrichtung zur Wärmebehandlung _t die einen widerstandsbeheizten Kontaktkörper mit einer Vorheiz- und einer Hauptheizzone enthält« Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einen aus gut gießbarem Material bestehenden Kontaktkörper getrennt aufheizbare Heizelemente form- und wärmeschlüssig vergossen sind. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind im Kontaktkörper zwei in Fadenlaufrichtung aufeinander folgende Heizelemente mit einem die letzteren räumlich trennenden thermischen Widerstand angeordnet«

Zum besseren Verständnis ist ein Ausfii hrungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben« Es zeigen:

Fig« 1 eine Seitenansicht des Kontaktkörpers

Pig« 2 einen Querschnitt durch die gesamte Vorrichtung

Fig. 3 eine DrauJächt auf die Meßstelle des Kontaktkörpers nach Ansicht A in Fig« 1 in vergrößertem Maßstab

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Fig. 4 einen Querschnitt durch die Meßstelle gemäß Schnitt D-D der Fig. 3

Fig· 5 einen Querschnitt durch den Kontaktkörper gemäß Schnitt B-B der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Kontaktkörper gemäß Schnitt C-C der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab«

Figi 1 zeigt einen Kontaktkörper 1 mit einer in Fadenlaufriohtung konvexen Kontaktoberfläche und zwei im Kontaktkörper eingegossene« als Heizstäbe ausgebildete und mittels in deren Innerem angeordneten, nicht dargestellten Heizwicklungen, auf« heizbare Heizelemente 2, 3, von denen das erstere zur Vorerwärmung der fadenförmigen Gebilde und das letztere zur Haupterwärmung desselben Gebildes dient« Das Heizelement 2 für die Vorerwärmung arbeitet in der Regel mit höheren Temperaturen als die Haupttartieizung, um die Fäden fast schockartig auf die gwwUnsohte Fixiertemperatur zu bringen, und das anschließende Heizelement 3 iür die Haupterwärmung iiat die Aui^abe, die Fäden auf vorgegebener Temperatur zu halten. Die Heizelemente 2 und 3 werüen getrennt geregelt«

Um das Abfließen der Vorheizwärme in die Hauptheizzon· zu reduzieren, ist in dem Kontaktkörper 1 ein thermischer Widerstand 7 zwischen den Heizelementen 2 und 3 angeordnet, welohe aus einer sich quer zur Fadenlaufrichtung über die ganze Breite des Kon«· taktkttrpers 1 erstreckenden Aussparung mit rechteckigem

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QuersQhnitt besteht. Durch diesen thermischen Widerstand wird der wärmeleitende Querschnitt des Kontaktkörpers so klein wie möglich gehalten, wobei trotzdem die Festigkeit to groß ist* daß > die verschiedenen auf die Vorheizetreok© einwirkenden Krttft· ohn· Deformation derselben aufgenommen werden können* Duroh den ther* mischen Widerstand 7 wird ein bestimmtes Temperaturgefälle Ton der Vorheizzone auf die Hauptheizzone erzielt; die Erwärmung des durchlaufenden Fadens wird dagegen nicht unterbrochen· Die Halte·» bolzen 4 und 5 sind aus einem schlecht wärmeleitenden Material« z.B. V4A» und ebenfalls in den Heizkörper 1 eingegossen und dienen zugleich als Distanzbolzen vom Kontaktkörper 1 zum Bleohmantel 15» Der Haltebolzen k wird mittels einer nicht gezeigten Schraubverbindung fest mit dem Blechmantel 15 verbunden» mit der Folge, daß sich von dort aus die großen Wärmedehnungen in der Längsrichtung nach oben und nach unten ausbreiten» Zur Auf·· nähme dieser Längenanderungen wird der Haltebolzen 5 in einem nicht gezeigten Längsloch des Blechmuntels 15 geführt und sichert gleichzeitig die richtige Lage des Heizstabes zum Blechmantel» Anstelle einer Schraube wird hier eine nicht gezeigte Druckfeder zur Gewährleistung des Anschlages zwischen Haltebolzen und Blechmantel angebracht. Der Haltebolzen k ist direkt unterhalb des thermischen Widerstandes 7 so angeordnet und dimensioniert*, daß er durch seine Wärmeableitung die Wirkung des thermischen Widerstandes unterstützt«

Der Kontaktkörper 1 besitzt an der Kon tautfläche swei Rillen 6, so daß sowohl Einfachgarne oder gefachte Garne behandelt werden

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können. Die Kontaktfläche und die Rillen 6 können noch mit einer dünnen Schicht eines Kunststoffes mit kleiner Obejjflächenenergie, insbesondere einem Iluorpolymerisat (vgl. deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 966 794) versehen werden, um ein Festsitzen der Avivage ζu verhindern. Es is:b auch eine Hyrtverchromung der Kontaktfläche möglich, um das Heinigen der fadenfein-polierten Rillen zu erleichtern.

An dem Kontaktkörper 1 befinden sich Meßstellen 8 und 9 bestehend aus Vorsprünfeen 1o mit einem in der Bohrung 11 derselben angeordneten, nicht gezeigten Temperaturfühler für die Regelung sowie mit in der Bohrung 12 angeordnetem ebenfalls nicht gezeigtem Fühler für die Temperaturkontrolle und -überwachung. Zum Erreichen einer möglichst girßen Eintauchtiefe der Temperaturfühler bei trotzdem minimalen Mehrwärmeverlusten sind die Vorsprünge 1o nach außSn verjüngt, d.h. als Pyramidenstümpfe ausgebildet und gegossen.

Zur Wärmedämmung ist der Kontaktkörper 1 mit mehreren Isolierschichten 13 (z.B. Asbest) und Mineralfasermatten 14 umgeben, die ihrerseits von einem aus Aluminiumblech bestehenden Blechmantel 15 umgeben sind, wobei der Kontaktkörper angenähert zentrisch im Isolierkörper angeordnet ist. Der gesamte Isolierkörper wird mittels nicht gezeigten durch die Bohrungen 15» 17 und 18 geführten Bolzen verspannt, wobei nur die Bohrung 16 gleichzeitig der weiteren Verringerung des wärmeleitenden

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Querschnittes zwischen der Vorheiz-· und Hauptheizzone dea Kontaktkörpers dient.

Der thermische Widerstand 7 kann anstatt duroh eine einzige Aussparung mit rechteckigem Querschnitt auoh duroh mehrere sparungen mit z.B« rundem Querschnitt gebildet werden* Ferner kann anstelle einer Aussparung ein eingegossener Kejrn aus Ma* terlal mit geringer Wärmeleitfähigkeit z*B« geschäumtem Glas« keramischem Material oder Asbest als thermischeijsiiderstand dienen« Im weiteren ist es möglich, den thermisohen Widerstand durch eine Verengung des wärmeleitenden Querschnitts des Kontaktkörpers 1 zu erzielen» Schließlich ist es auch möglich» durch eine Verringerung der beheizten Strecke der Heizelemente einen thermischen Widerstand zu erreichen*

Die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erzielten Vorteile werden insbesondere in der Vereinigung der Vorheiz· und Haupt» heizzone in einem einheitlich ausgebildeten Kontaktkörper» in der Verhinderung von thermischen Fremdeinflüssen auf das zu verarbeitende Garn, sowie insbesondere in der jetzt möglichen kontinuierlichen Temperaturbehandlung der Garne und der damit verbundenen Erzielung eines gleichmäßigen Effektes gesehen» wobei ein ausreichendes Temperaturgefälle von der Vorheiz»one zur Hauptheizzone gewährleistet ist* Der wesentlichste Vorteil jedoch besteht darin, daß duroh das Zusammenwirken der ver· schiedenen Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung die erforderliche thermische Energie auf verhältnismäßig kurxe

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Strecke, bei durchgehender Wärmeführung zwischen Vorheiz- und Hauptheizzone auf das fadenförmige Gebilde übertragen werden kann· Damit ist es möglich* auch bei der Behandlung von sehr schnell durchlaufenden Fäden mit relativJurzen Baulängen der erfindungsgemäßen Vorrichtung auszukommen»

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1« Vorrichtung zur Wärmebehandlung von kontinuierlich durohlaufen* den fadenförmigen Gebilden, insbesondere Textilgarnen enthaltend einen in Fadenlaufrichtung längsgestreckten, vorzugsweise gewölbten widerstandsbjheizten Kontaktkörper aus Material alt guter Wärmeleitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet* daß in dem aus gut gießbarem Material bestehenden Kontaktkörper (i) getrennt aufheizbare Heizelemente form*» und wärmeschlüssig vergossen sind«

   2« Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekenn, zeioh* η e t> daß im Kontaktkörper (l) zwei in Fadenlaufrichtung auf·· einanderfolgende Heizelemente (2, 3) «ait einem die letzteren räumlich trennenden thermischen Widerstand angeordnet sind«

   3» Vorrichtung nach Anspruah 2_tdaduroh gekenn·» — zeichnet, daß der thermische Widerstand aus mindestens einer sich quer zur Fadenlaufrichtung erstreckenden Aussparung (7) im Kontaktkörper (i) besteht,

   k₉ Vorrichtung naoh Anspruch 3, dadurch geke*ne«ieW net, daß sich die Aussparung Über die gesamte Breite des Kontaktkörpers (l) erstreckt und einen rechteckigen Querschnitt aufweist«

   5« Vorrichtung nach Anspruoh 2, dadurch gekean·» zeichnet, daß der thermische Widerstand aus Mindesten·

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   einem eingegossenen Kern aus Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht«

   6« Vorrichtung nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß der thermische Widerstand duroh ein« Verengung des wärmeleitenden Querschnittes des Kontaktkörper· (1) gebildet wird»

   7» Vorrichtung nach Anspruch 2, daduroh gekenn.·» zeichnet, daß der thermische Widerstand duroh eine Verringerung der beheizten Streoke wenigstens eines der Heiz« elemente (2, 5) gebildet wird«

   8« Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper (1) an seinen Schmälseiten einander gegenüberliegende, nach außen verjüngte Vorsprünge (1O) mit einer sich quer zur Fadenlaufrichtung erstreokenden Bohruni (11) zur Aufnahme eines Temperaturfühlers zur Regelung aufweist«

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