DE19650677A1 - Heizvorrichtung zum Aufheizen einer laufenden Fadenschar - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zum Aufheizen einer laufenden Fadenschar mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Eine derartige Heizvorrichtung ist aus der Offenlegungsschrift DT 19 37 492 bekannt.

Die bekannte Heizvorrichtung wird zur Wärmebehandlung von frisch gesponnenen synthetischen Fäden eingesetzt, die durch einen Heizkanal im wesentlichen ohne Berührung geführt werden. Die gegenüberliegenden Heizoberflächen sind dabei auf eine Oberflächen­ temperatur erhitzt, die oberhalb der Schmelztemperatur des Fadenma­ terials liegt.

Da die Fäden die Heizeinrichtung ohne Führung durchlaufen, stellt sich ein sehr unruhiger Fadenlauf ein. Somit müssen die Fäden einer Fadenschar zueinander einen ausreichenden Abstand aufweisen, um sich nicht gegenseitig zu beeinflussen. Dementsprechend muß der Heizkanal einen ausreichenden breiten Querschnitt mit entsprechend breiten Seitenwänden aufweisen, was sich in der Baugröße als auch im Energiehaushalt ungünstig auswirkt.

Des weiteren hat sich herausgestellt, daß der unruhige Fadenlauf eine ungleichmäßige Wärmebehandlung zur Folge hat. Der Luftmantel, der die Fadenschar umgibt, wird abhängig vom Abstand zwischen Fadenschar und Fadenführer mit unterschiedlicher Dicke in den Heizkanal einlaufen.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Heizvorrichtung zum Erhitzen einer Fadenschar so auszuführen, daß eine gleichmäßige Wärmebehandlung aller Fäden der Fadenschar gewährleistet ist. Als weiteres Ziel ist eine kompakte Bauweise der Heizvorrichtung zu nennen.

Die Lösung ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1.

Der Vorteil dieser Heizvorrichtung liegt darin, daß die Fadenschar die entlang der Heizstrecke angeordneten Fadenführer gleichmäßig umschlingt. Hierbei ist die Kontaktierung zwischen Fadenführer und Fadenschar so ausgelegt, daß sich ein geringer Umschlingungswinkel einstellt und somit keine Schädigungen der Fäden durch Reibung entstehen können. Der Abstand zwischen den Fäden kann hierbei auf ein Mindestmaß gebracht werden, da die Kontaktierung der Fadenführer einen ruhigen Fadenlauf gewährleisten. Des weiteren hat sich herausgestellt, daß der durch Kontakt auftretende impulsartige Wärmeübergang in die Fadenschar sich positiv auf die Wärmebehandlung der Fäden auswirkt. Die Heizstrecke bzw. die Länge des Heizkanals kann damit ebenfalls erheblich reduziert werden, z. B. auf ca. 1,00 m.

Die Ausgestaltung der Heizvorrichtung nach Anspruch 3 ist besonders bei einer schockartigen Wärmebehandlung der Fadenschar geeignet, da der die Fadenschar um gebende Luftmantel bereits zu Beginn der Wärmebehandlung im wesentlichen abgestreift wird.

Außerdem ist eine genaue Einstellung des Abstandes der Fadenlauf­ ebene von der Heizoberfläche durch Anbringung der Fadenführer an die gegenüberliegenden Heizoberflächen möglich.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 zeichnet sich dadurch aus, daß die Fadenführer eine stabile Position einnehmen. Des weiteren ist die Wärmeübertragung von der Heizoberfläche auf den Stift über der gesamten Stiftlänge gewährleistet, so daß alle Fäden der Fadenschar beim Kontakt mit dem Fadenführer gleichmäßig aufgeheizt werden.

Die Ausgestaltung der Heizeinrichtung nach Anspruch 5 bringt den Vorteil, daß die Fadenführer zum Reinigen sehr leicht demontiert und wieder montiert werden können.

Die Ausführungsform nach Anspruch 6 bringt zudem den Vorteil, daß alle Fadenführer hohe Maßgenauigkeit aufweisen. Die Anformungen, z. B. einer Sicke im Blech, sind im wesentlichen von dem Stanzwerk­ zeug bzw. dem Formwerkzeug abhängig. Damit sind die Umschlingungs­ winkel und die Reibungsverhältnisse an jedem Umlenkungspunkt der Fadenschar gleich groß, was die Laufruhe des Fadens begünstigt.

Die Ausgestaltung der Fadenführer nach Anspruch 7 ist vorteilhaft, wenn zwischen den Fadenführern und der Fadenschar ein möglichst geringer Kontakt entsteht.

Bei einigen Polymer-Typen, wie z. B. Polyamid, ist es jedoch vor­ teilhaft, wenn die Fadenführer einen längeren Kontakt zur Fadenschar haben, wie nach Anspruch 8 ausgeführt.

Damit die Fadenschar ohne große Wärmeverluste in den Heizkanal eingeführt werden kann, ist besonders das Ausführungsbeispiel nach Anspruch 9 geeignet.

Um eine gleichmäßige Aufheizung der Heizoberfläche zu erreichen, sind die Heizstäbe in Längsrichtung gem. Anspruch 10 angeordnet.

In den Fällen, wo die Wärmebehandlung der Fadenschar sowohl zur Verstreckung als auch zu einer Nachverstreckung und/oder einer Relaxierbehandlung erfolgen muß, ist die Weiterbildung nach Anspruch 10 von Vorteil. Mit dieser Heizvorrichtung läßt sich insbesondere ein aus der DE 195 06 369 bekanntes Verfahren anwenden. Dabei ist bei einem Ausführungsbeispiel zur Behandlung eines Polypropylen-Fadens eine erste Heizzone auf 350°C und eine zweite Heizzone auf 150°C aufgeheizt.

Die Ausgestaltung der Heizvorrichtung nach Anspruch 13 erleichtert besonders das Einlegen und Reinigen des Heizkanals. Außerdem läßt sich damit bei einem wechselnden Kurvenverlauf die Überdeckung der gegenüberliegenden Fadenführer auf einfache Weise verändern, so daß - abhängig vom zu verarbeitenden Fadenmaterial - die optimale Fadenscharführung eingestellt werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung werden anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt einer Heizvorrichtung mit zwei Heizzonen;

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt einer Heizvorrichtung mit einer Heizzone;

Fig. 4 einen Querschnitt der Heizvorrichtung aus Fig. 3;

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt einer Heizvorrichtung mit einem Träger im Heizkanal;

Fig. 6 und 7 einen schematischen Querschnitt weiterer Ausführungs­ beispiele mit verstellbarer Seitenwand;

Fig. 8 eine Anordnung einer Heizvorrichtung im Fadenlauf.

Soweit nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung für alle Figuren.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung weist einen Träger 1 auf. An dem Träger 1 sind gegenüberliegend die Seitenwände 2 und 3 befe­ stigt, die zwischen sich einen Heizkanal 10 bilden. Der Heizkanal 10 ist auf der zum Träger 1 gegenüberliegenden Seite offen, so daß der Heizkanal 10 einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Diese Ausführung der Heizvorrichtung ermöglichst ein problemloses und einfaches Einlegen der Fadenschar 11. Die Seitenwand 2 besitzt die zum Heizkanal 10 gewandte Heizoberfläche 12.

Die Seitenwand 3 weist eine entsprechende Heizoberfläche 13 auf. Die Seitenwände 2 und 3 sowie der Träger 1 sind mit einem Isolierkörper 4 umgeben. Auf der gegenüberliegenden Seite zum Träger 1 weist der Isolierkörper 4 einen Schlitz 5 auf, der sich über die gesamte Länge des Heizkanals 10 erstreckt. Zur vereinfachten Darstellung ist dieser Isolierkörper nur in Fig. 1 und Fig. 6 gezeigt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Fadenschar 11, die aus insgesamt 6 Fäden besteht, mittels der Fadenführer 6 und 7 durch den Heizkanal 10 geführt. Der Fadenführer 6 stützt sich an der Heizoberfläche 12 ab. Der Fadenführer 7 stützt sich an der Heizoberfläche 13 ab. Im Falle, daß an beiden Heizoberflächen 12 und 13 Fadenführer angeord­ net sind, wird eine gleichmäßige Kontaktierung der Fadenschar nur dadurch erreicht, daß die Führungskante 33 der Fadenführer 6 und die Führungskante 34 der Fadenführer 7 die Mittelebene des Heizkanals 10 durchdringt. Durch eine derartige Anordnung ergibt sich ein Zick-Zack-förmiger Fadenverlauf der Fadenschar 11, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Fadenführer 6 und 7 weisen an den Enden zum Schlitz 5 An­ schrägungen 14 auf, so daß die Fadenschar 11 beim Anlegen zwischen die Fadenführer gleiten kann.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Heizvorrichtung wird die Fadenschar durch zwei unterschiedlich aus geführte Heizzonen 35.1 und 35.2 geführt. In beiden Fällen wird die Fadenschar im wechselnden Kurvenverlauf durch den Heizkanal 6 geführt. Hierbei sind die Fadenführer 6.1 und 6.2 sowie 7.1 und 7.2 als Stifte ausgeführt, die mit ihrer Längsseite regelmäßig abwechselnd an den Heizoberflächen 12.1, 12.2, 13.1 und 13.2 angeordnet sind. Die Fadenführer 6.1 sind in einer Nut 31 der Heizoberfläche 12.1 eingelassen und befestigt. Die Fadenführer 7.1 auf der gegenüberliegenden Seite sind ebenfalls in eine Nut der Heizoberfläche 13.1 eingebettet. Die Fadenführer 6.2 und 7.2 der zweiten Heizzone sind entsprechend in den Nuten 32 der Heizoberflächen 13.1 und 12. 2 befestigt. Durch die direkte Anordnung der Fadenführer an die Heizoberfläche wird eine sehr stabile Position der Fadenführer erreicht. Zudem ist die Erwärmung der Fadenführer über der gesamten Stiftlänge gleichmäßig. Die Heizzonen 35.1 und 35.2 sind unabhängig voneinander beheizbar, so daß die Fadenschar mit unterschiedlichen Temperaturen beheizt werden kann. Zudem ist in Fig. 2 gezeigt, daß in der Heizzone 35.2 der Kontakt zwischen der Fadenschar und den Fadenführern 6.2 und 7.2 sich über einen wesentlich größeren Bereich erstreckt. Der Querschnitt der Fadenführer 6.2, 7.2 ist hierzu viereck-förmig ausgeführt. Die Fadenführer 6.1 und 7.1 der Heizzone 35.1 sind dagegen kreisförmig ausgestaltet, so daß ein möglichst geringer Kontakt zwischen Fadenschar und Fadenführer stattfindet. Die Kontaktfläche kann zudem durch eine geringe Überdeckung der gegenüberliegenden Fadenführer auf ein Minimum reduziert werden.

An dieser Stelle sei noch bemerkt, daß die Anordnung der Fadenführer hinsichtlich der Abstände zwischen den Fadenführern sowie der Anzahl der aufeinander gegenüberliegend folgenden Fadenführer variabel ist und zur Wärmebehandlung der Fadenschar viele Freiheitsgrade bietet.

In Fig. 3 ist eine Heizvorrichtung gezeigt, bei der die Fadenführer 7 entlang der Heizoberfläche 13 angeordnet sind. Hierbei sind die Führungskanten 34 der Fadenführer 7 mit unterschiedlichem Abstand zur Heizoberfläche 13 angeordnet. Es ergibt sich ein gleichmäßiger Kurvenverlauf der Fadenschar 11 durch den Heizkanal 10.

Die Fadenführer, die wiederum als Stifte ausgebildet sind, sind hierbei in einem Träger 15 befestigt. Wie in Fig, 4 gezeigt, ist der Träger 15 an der geschlossenen Seite des Heizkanals 10 angeordnet. Der Träger 15 ist dabei so angepaßt bzw. befestigt, so daß die Fadenführer 6 und 7 ihre jeweiligen Positionen beibehalten.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Heizvorrichtung ist in Fig. 5 gezeigt. Hierbei sind an beiden Heizoberflächen 12 und 13 jeweils ein Blechstreifen 16 und 18 befestigt. Der Blechstreifen 16 hat die Sicke 17 und der Blechstreifen 18 die Sicke 19 eingeformt. Die Sicken weisen jeweils die Führungskanten 34 und 33 auf, an denen die Fadenschar 11 geführt wird. Die Sicken 16 und 17 erstrecken sich über die gesamte Breite des Heizkanals im wesentlichen quer zur Fadenlaufrichtung.

Die Fadenschar wird bei dieser Anordnung wiederum in wechselndem Kurvenverlauf durch den Heizkanal 10 geführt.

Bei einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Blechstreifen 16 und 17 als Flanken eines U-Profils ausgeführt. In den Flanken sind die jeweilig zur Fadenführung notwendigen Sicken eingeprägt.

In Fig. 6 ist eine Heizeinrichtung dargestellt, bei der die Seitenwand 2 senkrecht zur Fadenlaufebene verstellbar ist, so daß der Abstand zwischen den Heizoberflächen 12 und 13 verstellt werden kann. Hierzu ist die Seitenwand 2 in einem Lager 20 beweglich am Träger 1 befestigt. Zur genauen Justierung des Abstandes zwischen den zwei Heizoberflächen 12 und 13 ist die Seitenwand 2 mechanisch mittels Gewindebolzen 21 und Einstellring 22 höhenverstellbar ausgeführt. Dieses Ausführungsbeispiel dient allein dazu, um die Überdeckung der Fadenführer 6 und 7 unterschiedlich zu gestalten.

In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer beweglichen Seitenwand 2 gezeigt. Hierbei greift eine Kolbenstange 25 eines Zylinders 24 die Seitenwand 2 an. Die Seitenwand 2 ist in dem Lager 20 beweglich mit dem Träger 1 verbunden. Durch Betätigung des Zylinders können beide Seitenwände voneinander getrennt werden, so daß eine Reinigung des Heizkanals oder der Fadenführer oder ein Einlegen der Fadenschar ermöglicht wird. Hierbei ist der Heizkanal 10 auf beiden Seiten verschlossen.

In Fig. 8 ist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung mit den zwei Heizzonen 35.1 und 35.2 im Fadenlauf gezeigt. Der Fadenlauf erfolgt in Pfeilrichtung 30. Die Heizstäbe der Seitenwände 2.1, 2.2, 3.1 und 3. 2 sind alle unabhängig voneinander über die jeweiligen Anschlüsse 26, 27, 28 und 29 beheizbar. Die Fadenschar 11 wird hierbei über die einseitig angeordneten Fadenführer 6 geführt.

Bezugszeichenliste

1 Träger
2 Seitenwand
3 Seitenwand
4 Isolierkörper
5 Schlitz
6 Fadenführer, Stift
7 Fadenführer, Stift
8 Heizstab
9 Heizstab
10 Heizkanal
11 Fadenschar
12 Heizoberfläche
13 Heizoberfläche
14 Anschrägung
15 Träger
16 Blechstreifen
17 Sicke
18 Blechstreifen
19 Sicke
20 Lager
21 Gewindebolzen
22 Einstellring
23 Bohrung
24 Zylinder
25 Kolbenstange
26 Heizstabanschluß
27 Heizstabanschluß
28 Heizstabanschluß
29 Heizstabanschluß
30 Fadenlaufrichtung
31 Nut
32 Nut
33 Führungskante
34 Führungskante
35 Heizzone.

Claims (15)

1. Heizvorrichtung zum Aufheizen einer laufenden Fadenschar (11), die aus mehreren synthetischen Fäden gebildet ist, mit einem schlitzförmigen, langgestreckten Heizkanal (10), dessen gegenüberliegende Heizoberflächen (12, 13) beheizt sind, mit mehreren Fadenführern (6, 7), die entlang der Heizstrecke mit Abstand zueinander an zumindest einer der Heizoberflächen (12, 13) angeordnet sind, wobei die Fadenschar (11) in einer Fadenlaufebene durch den Heizkanal (10) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführer (6, 7) im Heizkanal (10) derart angeordnet sind, daß die Fadenschar (11) jeden Fadenführer (6, 7) kontaktiert und in einem kurvenförmigen Fadenverlauf durch den Heizkanal (10) geführt ist.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführer (7) entlang einer der Heizoberflächen (13) angeordnet sind.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführer (6, 7) regelmäßig oder unregelmäßig wechselnd an der einen oder der gegenüberliegenden Heizoberfläche (12, 13) angeordnet sind.

4. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführer (6, 7) als Stifte ausgeführt sind, die mit ihrer Längsseite quer zur Fadenlaufrichtung an der Heizober­ fläche (12, 13) befestigt sind.

5. Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (6, 7) an einem Träger (15) befestigt sind, wobei der Träger (15) in dem Heizkanal (10) so eingepaßt ist, daß die Stifte (6, 7) quer zur Fadenlaufrichtung liegen.

6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführer (6, 7) als Erhebungen oder Anformungen an einem Träger (16, 18) quer zur Fadenlaufrichtung angeordnet sind, der in dem Heizkanal (10) eingepaßt ist.

7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführer (6, 7) einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweisen.

8. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführer (6, 7) einen viereckförmigen Querschnitt aufweisen.

9. Heizvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkanal (10) einseitig in Längsrichtung offen ist.

10. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizoberfläche (12, 13) mittels in Längsrichtung der Seitenwand (2, 3) angeordnete Heizstäbe (8, 9) beheizt ist.

11. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkanal (10) mehrere hintereinander liegende Heizober­ flächen (12.1, 12.2) aufweist, die unabhängig voneinander beheizbar sind.

12. Heizvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Heizoberflächen (12, 13) auf eine im wesentlichen gleiche Oberflächentemperatur beheizbar sind.

13. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine der gegenüberliegenden Heizoberflächen (12, 13) quer zur Fadenlaufrichtung beweglich angeordnet ist.

14. Heizvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Heizoberfläche (12) durch mechanische Mittel verstellbar ist.

15. Heizvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Heizoberfläche (12) durch elektrische, pneuma­ tische oder hydraulische Mittel verstellbar ist.