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beheizte Rolle zum :Behandeln von textilen Fäden Die Temperatur beheizter
Rollen zum Behandeln von textilen Fäden muß innerhalb gewisser Toleranzgrenzen gehalten
werden.
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Es ist bekannt, zu diesem Zweok Temperaturfühler zu verwenden, die
die Temperatur des von den Fäden berührten Mantels der Rolle fühlen. Bei Abweichung
der gefühlte Temperatur von einer Solltemperatur kann dann je nach Beheizungsart
der Rolle die Wärmeerzeugung des Heizelementes an der Rolle oder die Wärmeübertragung
von einem Ileizelement auf die Rolle verändert werden.
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Für die Anordnung des Temperaturfühlers sind verschiedene IIögliohkeiten
bekannt. So kann der Temperaturfühler in den Mantel der Rolle eingebettet sein (
DOS 2 108 825 ). Hierbei wird jedooh nur eine Stelle des Umfanges der Rolle abgetastet,
an anderen Umfangsstellen der Rolle kann die Temperatur beispielsweise infolge von
Sohwankungen der Wanddicke des Rollenmantels in Umfangsriohtung anders sein.
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Es wurde daher schon vorgeschlagen, den Temperaturfühler ringförmig
auszuführen und in eine Nut in der Innenfläohe des Rollenmantels einzulegen ( DOS
1 901 902 ). Hierbei wird der ganze Umfang der Rolle in die vemperaturabtastung
einbezogen. Die Ausführung hat jedoch den allen Temperaturfühler - Anordnungen in
der rotierenden Rolle anhaftenden iTaohteil, daß der Meßwert vom mi;ler Rolle umlauf
enden Temperaturfühler auf
die ortsfeste Maschine übertragen werden
muß.
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Die hierfür mögliohen Lösungen wie Schleifringe ( DOS 1 710 643 )
oder berührungslose ( kapazitive, induktive - DOS 1 901 902 ) Übertrager sind jedoch
störanfällig, erfordern weiteren schaltungstechnischen Aufwand und sind mit Übertragungsfehlern
behaftet, die das Einhalten der geforderten engen Temperaturtoleranzen sehr erschweren.
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Es werden daher ortsfest angeordnete Temperaturfühler verwendet, die
beispielsweise in eine zur Drehachse der Rolle konzentrische Nut ragen ( DOS 1 660
215 ) oder in einer achsparallelen Nut des im Inneren der Rolle angeordneten Heizkörpers
liegen ( DOS 1 660 330 ). Hierbei besteht jedoch zwischen dem Bereich des Rollenmantels,
auf dem die Fäden laufen und deren Temperatur gemessen werden soll und der im allgeäinen
am Rande der Rolle angeordneten Nut ein Abztand. Infolge d Temperaturabfalles im
Rollenmantel gegen den Rand und infolge der Trägheit der Wärmewanderung im Mantel
der Rolle vom Arbeitsbereich zum Meßbereich entstehen Fehler, die die Messung verfälsohen.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zwischen dem Rollenkörper
und dem Temperaturfühler notwendigerweise ein mit Luft gefüllter, mehr oder minder
großer Abstand vorhanden ist.
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Die Luft wirkt als Isolator zwischen Rolle und Temperaturfühler, so
daß eine exakte Messung nicht möglich ist und bereits geringe Abætandsuntersohiede
des Temperaturfühlers zur inneren oder äußeren Flanke der Nut verfälschen das Meßergebnis
in unzulässigem lß. Um dies zu vermeiden ist es sohon bekannt, den Temperaturfühler
in einem mit Federdruck an der Innenfläche des Rollenmantels anliegenden Kontaktkörer
anzuordnen, der durch seinen Kontakt mit dem Rollenmantel genau dessen Temperatur
annehmen soll ( FR-PS 1 348 801 ). Durch den Andruok des Kontaktkörpers an den umlaufenden
Rollenmantel entsteht jedoch Reibungswärme, die den Meßwert wieder verfälscht.
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Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
die Temperaturmessung an beheizten Rollen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruoh 1 angegebene Erfindung gelöst.
Es wird daduroh erreicht, daß einerseits die Temperatur des Rollenmantels, auf dem
der wärmezubehandelnde Faden läuft, auf einer großen Fläche auf den Wärmeträger
übergehen kann und die vom Wärmeträger intensiv umspülte Fühlspitze des Temperaturfühlers
die Temperatur des Wärmeträgers sehr exakt fühlen kann, und daß andererseits andere
Maschinenteile mit anderen Temperaturen die Temperatur des Wärmeträgers nioht beeinflussen
und damit die Genauigkeit der Messung nicht beeinträchtigen. Daher entspricht die
vom Temperaturfühler gemessene Temperatur sehr genau der tatsächlichen Temperatur
des Rollenmantels.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüohen beschieben.
Bei Ausgestalten der Vorrichtung nach Anspruch 2 werden die Vorteile erzielt, daß
der Wärmeträger bevorzugt die Temperatur des mittleren Bereiohes des Rollenmantels
annimmt, auf dem die Fäden laufen und dessen Temperatur gemessen werden soll; daß
die Menge des Wärmeträgers mögliohst gering gehalten werden kann und er infolge
seiner geringen messe Temperaturänderungen rasch folgen kann und daß die Temperatur
des Wärmeträgers nioht von den Temperaturen anderer Teile der Rolle oder ihrer Umgebung
beeinflußt wird, da der Wärmeträger im Betriebsustand der Rolle mit diesen nioht
in Beruhrung steht. Es ist bekannt, die Wärme von einem im Inneren der Rolle ortsfest
angeordneten Heizelement mittels eines flüssigen Wärmeträgers auf den Mantel der
Rolle zu übertragen ( DOS 1 660 298 ). Hierbei ist jedoch die Temperatur des Wärmeträgers
infolge des zur Wärmeübertragung erforderliohen Temperaturgefälles vom Heizelement
über den Wärmeträger zur Rolle regelmäßig höher als die Temperatur des Rollenmantels,
8o daß der Temperaturfühler nicht die richtige Temperatur fühlt.
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Es ist ein besonderer Vorteil der Ausführung naoh Anspruch 2, daß
der Wärmeträger nur die Teile berührt, zwischen denen er Wärme übertragen soll.
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Um die Rolle aufschieben und abziehen zu können, wird die
Vorrichtung
gemäß Anspruch 3 ausgebildet.
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In anderen Fällen ist es vorteilhaft, die Vorrichtung gemäß Anspruch
4 auszuführen. Hierbei kann der Temperaturfühler auf seiner ganzen Länge temperaturempfindlich
ausgebildet sein und die Temperatur über die ganze Breite der vom Faden berührten
Rollenmantelfläohe mittelnd messen. Dies ist besonders intensiv dann der Fall, wenn
die Vorriohtung gemäß Anspruoh 5 ausgebildet ist. Es versteht sioh, daß hierbei
die Menge des Wärmeträgers so bemessen sein muß, daß die Nut mindestens im Betriebszustand
der Rolle mit dem Wärmeträger angefüllt ist. Diese Ausführungsform wird bevorzugt
bei Rollen mit Induktionsheizung verwendet, bei denen die die Nut enthaltende Vorriohtung
nioht heiß ist.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Figuren 1
bis 4 erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein erstes AusSührungsbeispiel einer gemäß der
Erfindung ausgebildeten Rolle im Längsschnitt; Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Rolle im Querschnitt; Fig. 3 eine Anordnung
zum Fühlen der Temperatur gemäß Fig. 1 als Einzelheit; Fig. 4 eine weitere Anordnung
zum Fühlen der Temperatur gemäß Fig. 1.
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In den Figuren sind Teile, die sioh entsprechen, mit gleichen Bezugsseiohen
versehen.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer beheizten
Rolle zum Behandeln von textilen Fäden in einer nicht dargestellten Maschine, beispielsweise
einer Streokzwirnmasohine,
ist auf einer angetriebenen Welle 2 eine
insgesamt mit 1 bezeichnete Rolle befestigt, die im wesentlichen aus einem zylindrischen
Mantel 3 und Stirnwänden 9 und 10 besteht. Über die Außenseite des Mantels 3 der
Rolle laufen hier nioht dargestellte Fäden, die auf der Rolle einer Wärmebehandlung
unterzogen werden sollen. Zu diesem Zweok ist im Inneren der Rolle 1 eine ortsfeste
Vorrichtung 4 zum Beheizen des Mantels 3 der Rolle 1 auf einem Tragrohr 5 derart
angeordnet, daß sie die Rolle 1 nicht berührt.
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Die Vorrichtung 4 zum Beheizen der Rolle 1 kann in bekannter Weise
als Widerstandsheizer ausgeführt sein, wobei die Wärme durch Strahlung und/oder
Konvektion auf den Mantel 3 der Rolle 1 übertragen wird. Die Vorrichtung 4 kann
auoh in ebenfalls bekannter Weise als Spule eines Induktionsheizers ausgebildet
sein, der durch Induktion im Mantel 3 der Rolle 1 Wärme erzeugt.
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Um die Temperatur im Mantel 3 der Rolle 1 messen und gegebenenfalls
regeln zu können, ist in der Nähe der Innenfläohe des Rollenmantels ein Temperaturfühler
13 angeordnet. Damit die Temperatur des Mantels 3 der Rolle 1 möglichst genau auf
den Temperaturfühler 13 übertragen wird, ist erfindungsgemäß zwischen der Innenfläche
des Rollenmantels und dem Temperaturfühler ein Wärmeträger 8 angeordnet, der von
an sich bekannter Art sein kann und mindestens bei Betriebstemperatur der Rolle
flüssig ist.
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Gemäß Fig. 1 weist der Mantel 3 der Rolle 1 an seiner Innenfläche
11 eine zur Drehaohse der Rolle 1 konzentrisohe Nut 12 auf, in die die Fühispitze
des an der Vorrichtung 4 angeordneten Temperaturfühler 13 ragt. In dem Raum 7 zwischen
der Innenfläche der Rolle 1 und der Vorriohtung 4 ist vorteilhafterweise nur so
viel von dem Wärmeträger 8 eingefüllt, daß er die Nut 12 füllen kann. Ein Entweichen
des Wärmeträgers 8 aus der Rolle 1 wird durch eine zwischen der Stirnwand 9 der
Rolle 1 und dem Tragrohr 5 angeordnete Dichtung beziehungsweise einen Sohleuderring
17 vermieden.
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Bei rasoher Drehung der Rolle 1 im Betrieb wird der Wärmeträger 8
durch die Wirkung der Zentrifugalkraft nach außen, das heißt an die Innenfläohe
11 des Mantels 3 beziehungsweise in die Nut 12 geschleudert. Dabei wird der ortsfest
in die Nut 12 ragende Temperaturfühler 13 intensiv von dem Wärmeträger 8 umspült,
so daß er dessen Temperatur exakt fühlen kann. Duroh die Lage der Fühlspitze im
Grund der Nut 12 entspricht die vom Temperaturfühler 13 gefühlte Temperatur des
Wärmeträgers 8 sehr gut der Temperatur des Mantels 3 der Rolle 1. Die Innenfläche
11 des Mantels 3 der Rolle 1 kann gegen die Nut 12 konisch erweitert sein, so daß
der Wärmeträger 8 beim Umlauf der Rolle sioher in die Nut 12 geführt wird.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Nut 12'
in einer Mantellinie der Vorrichtung 4 achsparallel zur Rolle 1 angeordnet. Die
der Drehriohtung A der Rolle 1 abgewandte Flanke der Nut 12'ist dabei derart abgeflacht,
daß sie vom Nutgrund ausgehend allmählich in die Umfangs fläche der Vorrichtung
4 übergeht. Die andere Flanke 15 der Nut 12' steht der Drehrichtang der Rolle 1
entgegen und bildet somit eine Schwallfläohe, Bei Betrieb der Rolle wird der Wärmeträger
8 durch die Wirkung der Zentrifugalkraft an die Innenfläche 11 des Mantels 3 gedrückt
und mit umgewälzt und bildet an der Schwallfläche 15, an der sich seine Strömung
bricht, Wirbel. Der in der Nähe der Sohwallfläche 15 angeordnete Temperaturfühler
13 wird somit sola dem Wärmeträger 8 intensiv umspült und ermöglioht eine exakte
Temperaturmessung des Wärmeträgers und damit des Mantels 3 der Rolle 1. Duroh die
abgeflachte Ausbildung der Vorrichtung 4 wird diese Wirbelbildung nooh verstärkt.
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Um ein Aufschieben und Abziehen der Rolle 1 bei der Ausführung gemäß
Fig. 1 zu ermöglichen, ist der Temperaturfühler 13 wie in Fig. 3 dargestellt am
freien Ende eines an der Vorrichtung 4
sohwenkbar angelenkten Hebels
14 angeordnet und wird mittels einer Feder 19 in die Nut 12 gedrückt.
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Beim Abziehen der Rolle 1 drückt die sohräge Flanke der Nut 12 im
Mantel 3 den Temperaturfühler 13 zurück, so daß sioh die Rolle 1 leicht abziehen
läßt. Beim Aufsohieben der Rolle 1 tritt in Betriebsstellung der Rolle der Temperaturfühler
13 durch Schwenken des Hebels 14 unter Wirkung der Kraft der Feder 19 wieder in
die Nut 12 ein.
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In der Ausführungsform der Fig. 4 ist der Temperaturfühler 13 als
in einer Bohrung 18 verschiebbarer Bolzen ausgebildet, der mittels einer Feder 19,
die sich an einer Sohulter der Bohrung und an einem Bund des Bolzens abstützt, in
eine Lage gedrückt wird, in der die Fühlspitze des Temperaturfühlers in der Nut
12 steht.
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Die der Nut 12 zugekehrte Stirnfläohe des Bolsens ist kegelig geformt.
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Beim Aufsohieben oder Abziehen der Rolle 1 trifft die Kante am Mantel
3 beziehungsweise an der Nut 12 auf die Kegelfläche am Temperaturfühler 13 und drückt
ihn gegen die Kraft der Feder 19 so weit in die Bohrung 18, daß die Rolle aufgesohoben
oder abgezogen werden kann. In der Betriebsstellung der Rolle 1 drückt die Feder
19 die Fühlspitze des Temperaturfühlers wieder in die Nut 12.