-
-
Heizkammer für laufende Fäden
-
Die Erfindung betrifft eine Fadenheizkammer für laufende Fäden. Diese
Fadenheizkammer ist zur Behandlung des Fadens mit unter Druck stehenden Heißgasen
und insbesondere Wasser Sattdampf geeignet. Das besondere Problem bei diesen Fadenheizkammern
besteht darin, daß durch den Fadeneinlaß und aus paß das unter Druck stehende Heizmedium
in so großen Mengen entweicht, daß der Betrieb der Fadenheizkarnmer unwirtschaftlich
ist.
-
Zur Abhilfe sind bereits Labyrinthdichtungen und Spaltdichtungen am
Fadeneinlaß und Fadenauslaß bekannt. Während sich Labyrinthdichtungen grundsätzlich
als ungeeignet erwiesen haben, da hierbei die Notwendigkeit eines ungestörten Fadenlaufs
nicht in Einklang zu bringen ist mit der Notwendigkeit, zur Vermeidung von Verlusten
einen stark gewundenen Auslaßweg des Heizmediums vorzusehen. Spaltdichtungen sind
zwar geeignet. Bei ihnen bewirkt eine große Spaltlänge eine ausreichend starke Verminderung
der Verluste. Allerdings wird mit zunehmender Spaltlänge und geringer Spaltweite
das Einfädeln, insbesondere das pneumatische Einfädeln des Fadens zum unüberwindlichen
Problem.
-
Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem dadurch, daßdie Fadenheizkammer
mit einem Spalt variabler Weite versehen wird. Dabei ist die Fadenheizkammer aus
nur zwei Teilen gebildet, die fertigungstechnisch einfach herstellbar sind und die
mit ihren Oberflächen aufeinander liegen und relativ zueinander beweglich sind.
Die Oberflächen sind einander derart angepaßt, daß durch die zwischen ihnen gebildete
Fuge das Druckmedium, d.h. Heizgas oder Wasser
sattdampf auch bei
hohem Druck nicht entweicht. Der der Fadenführung dienende Spalt wird dadurch gebildet,
daß jede Oberfläche senkrecht oder quer zu der Bewegungsrichtung eine Aussparung,
Nut, Stufe oder ähnliche Verwerfung aufweist, die sich längs des Fadenweges erstrecken
und geradlinig oder gekrümmt, jedoch deckungsgleich sind. Diese Verwerfungen der
Oberflächen bilden miteinander in der einen Relativlage der Oberflächen einen für
das Einfädeln und auch für das pneumatische Einfädeln geeigneten weiten Spalt oder
einen Einlegschlitz und in der anderen Relativlage einen engen Fadenführungsspalt,
der eng genug ist, unzulassige Druckverluste der Heizkammer zu vermeiden,und der
so geformt ist, daß im Verlaufe des Spalts ein gezielter Druckentspannungsgradient
entsteht.
-
Die notwendigen Trennfugen können sowohl durch geeignete Fertigungstechniken
als auch durch Aufbringung großer Einspannkräfte so dicht ausgeführt werden, daß
keine unzulässigen Verluste des Heizmediums zu besorgen sind. Zusätzlich können
beidseits des Fadenführungsspaltes Dichtlippen zur Abdichtung der Trennfuge angeordnet
sein.
-
Die erfindungsgemäße Fadenheizkammer kann im Betrieb, insbesondere
am Fadeneingang und/oder Fadenausgang auf eine so geringe Spaltweite von z.B. 0,2
bis 0,5 mm Weite eingestellt werden, so daß zwar ein laufender Faden ungestört geführt
werden kann, die Verluste des Heizgases jedoch gering sind.
-
Die Spaltweite insbesondere im Fadenauslaßbereich kann über die Spaltlänge
unterschiedlich sein. Es können auch Entspannungskammern oder Vakuumkammern an den
Spalt angeschlossen sein, um einen gezielten Druckentspannungsgradienten längs des
Fadenlaufs zu erhalten Demselben Zwecke dient es, wenn der Auslaßspalt gut isoliert
und/oder von außen zwangsgekühlt wird.
-
In einer anderen Stellung, in der die Fadenheizkammer außer Betrieb
ist und nicht unter Druck steht, ist der Spalt jedoch so erweitert, daß ein pneumatisches
Einfädeln des Fadens ohne weiteres möglich ist. In einer anderen Ausführung wird
der Spalt so erweitert, daß ein Einfädelschlitz entsteht, durch den ein laufender
Faden von der Seite her in den Fadenkanal eingelegt werden kann.
-
Die zweiteilige Fadenheizkammer kann dabei im mittleren Bereich ihrer
Spaltlänge auch mit Ausnehmungen versehen sein, so daß sich die lichte Weite des
Spaltes hier erweitert.
-
Das kann zum einen nützlich sein, um ein gewisses Ballonieren des
Fadens zu ermöglichen und/oder Wandreibung des Fadens zu vermeiden oder zu verringern.
-
Zur Abdichtung der Heizkammemkönnen eventuell zwei Dichtleisten verwandt
werden, die sich längs und beidseits des Fadenkanals erstrecken.
-
Bei Aufheizung über 100 besteht der Vorteil der Wärmebehandlung eines
laufenden Fadens, insbesondere multifilen Chemiefadens mit Sattdampf statt mit Heißdampf,
Heißluft, Konvektion, Strahlung oder direkter Wärmeleitung insbesondere darin, daß
Sattdampf eine große Wärmekapazität hat und dadurch eine starke Aufheizung des Fadens
bei hohen Fadengeschwindigkeiten und kurzen Verweilzeiten ermöglicht. Die Sattdampfbehandlung
bewirkt aber auch eine gleichmäßige Temperaturverteilung und eine gute Temperaturkonstanz
über die gesamte Länge der Behandlungsstrecke. Auch kann die Behandlungsstrecke
durch Hintereinanderschalten mehrerer Behandlungskammern beliebig vorgegeben werden,
da die erforderliche Gleichmäßigkeit und Konstanz der Behandlungstemperatur für
mehrere Behandlungskammern durch Einstellen des Drucks und durch Druckausgleich
zwischen den Behandlungskammern gewährleistet werden kann.
-
Die Verluste am Eingang und am Ausgang der Behandlungsstrecke können
bei entsprechender Gestaltung der Fadeneingangs- und Fadenausgangsschleusen gering
und geringer als bei vergleichbaren Luftheizstrecken gehalten werden.
-
Daher eignen sich die erfindungsgemäßen Sattdampfbehandlungskammern
bei der erfindungsgemäß gegebenen, einfachen Einfädelbarkeit laufender Fäden insbesondere
für solche Fadenbehandlungen, bei denen bei hoher Fadengeschwindigkeit innerhalb
einer relativ kurzen Verweilzeit eine große Wärmemenge auf den Faden übertragen
werden muß, wie es z.B. bei Synthesefasern in Spinnprozessen, Spinnstreckprozessen,
Spinn-Texturier- oder Spinnstreck-Texturierprozessen und Strecktexturier-, Streckzwirn-,
Streckwickel-und sonstigen Streckprozessen der Fall ist.
-
So ist es z.B. möglich, frischgesponnene Fasern, die mit hoher Geschwindigkeit
von z.B. mehr als 3.000 m/min von der Spinndüse abgezogen worden sind, unterhalb
des Spinnschachtes einer Sattdampfbehandlung zum Tempern und/oder - ggf. nach Zwischenschaltung
einer Streckpunktfixierung z.B. durch Fadenbremse - zum örtlichen Verstrecken des
laufenden Fadens zu unterwerfen. Da Temperaturen über 100 OC und mehr als 220 OC
erzielbar sind, läßt sich auch die Länge der Behandlungsstrecke in weiten Bereichen
beeinflussen.
-
In einem kontinuierlichen Spinn-Streckprozeß mit Verstreckung zwischen
zwei Galetten kann die Sattdampfbehandlungskammer mit Vorteil zur Aufbringung der
Strecktemperatur in einem örtlich begrenzten Fadenbereich zwischen zwei Galettenwerken
verwandt werden oder aber auch zum Fixieren, Tempern und/oder Schrumpfbehandeln
des Fadens nach der eigentlichen Verstreckung.
-
Da inzwischen Friktionsfalschdraller für höchste Fadengeschwindigkeiten
zur Verfügung stehen (US-PS 4,339,915 = Bag. 1187) ist die erfindungsgemäße Sattdampfbehandlungskammer
auch anwendbar, um in einem kontinuierlichen Verfahren einen Faden, insbesondere
auch Polyester- oder Polyamidfäden, zu spinnen und sodann unmittelbar - ggf. unter
Zwischenschaltung einer Streckzone oder unter gleichzeitiger Verstreckung - einer
Falschzwirnbehandlung in der Sattdampf behandlungszone zu unterwerfen.
-
Der Vorteil der Sattdampfbehandlung liegt dabei hier wie auch in anderen
Prozessen darin, daß bei der Sattdampfbehandlung infolge der Kondensation des Dampfes
zu Wasser eine Befeuchtung des Fadens erfolgt. Beim Verlassen der Fadenheizkammer
kommt es daher infolge des Druckabfalls zu einem sehr plötzlichen Verdampfen des
Wassers und damit zu einer Abkühlung des Fadens auf die Siedetemperatur des Wassers.
Daher eignet sich die Sattdampfbehandlung für alle Prozesse, bei denen sich Fadenerhitzung
und Zwangskühlung unmittelbar folgen, insbesondere also für das Falschzwirntexturieren,
wobei in diesem Falle erfindungsgemäß durch Formgebung des Auslaßspaltes und sonstige
bereits erwähnte Maßnahmen mit dem gezielten Druckentspannungsgradienten auch ein
gezielter Temperaturgradient möglich ist.
-
Zum Restkühlen auf unter 1000 kann nach der Verdampfungskühlung des
Kondenswassers auch eine Kühlung durch Auftragen einer Fadenpräparationsflüssigkeit
oder durch Auftragen von Wasser z.B. mittels Düse erfolgen. Ebenso kann Wasser in
den Spalt unter Druck eingeführt werden, um genügend Wasser zur Kondensation bereitzustellen.
-
Schließlich eignet sich die Sattdampfbehandlungskammer aus den genannten
Gründen auch zur Fadenheizung in einem üblichen Texturier- oder sequentialen oder
simultanen Streclctexturier-
prozeß oder zum Nachbehandeln des
durch Falsch zwirnen oder Luftstrahlbehandeln texturierten Fadens.
-
Bei dieser Ausführung ist es aber auch möglich, mehrere derartige
Fadenheizkammern parallel zueinander auszurichten und durch eine einzige Leitung
für das Heizmedium, insbesondere den Sattdampf miteinander zu verbinden. Hierbei
werden Drosselverluste zwischen den Fadenkanälen weitgehend vermieden und eine gute
Konstanz der erzielten Fadentemperaturen von einem Fadenlauf zum anderen gewährleistet.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Fadenheizkammer doppelseitig
ausgeführt, indem beidseits einer zentralen Platte eine Fadenheizkammer gebildet
wird.
-
Bei der Sattdampfbehandlung sind von der Heizkammer recht hohe Drücke
aufzunehmen. Aus diesem Grunde wird die Fadenheizkammer erfindungsgemäß in einen
massiven Block eingepaßt und darin fest verspannt. Zum Verspannen kann in einer
bevorzugten Ausführung ein unter Druck stehender Schlauch verwandt werden, der in
eine zwischen Block und Fadenheizkammer gebildete, ortsfeste Kammer eingelegt ist.
Der Schlauch steht unter den Druck von Preßluft oder aber auch unter dem Druck des
Heizmediums. Die Anlagefläche des Schlauches an die Wandung der Fadenheizkammer
ist wesentlich größer als die Weite der Fadenheizkammer. Aus diesem Grunde ist es
nicht erforderlich, daß der Druck in dem Druckschlauch dem Druck des Helzmediums
entspricht.
-
Der Druckschlauch kann z.B. mit einer Flüssigkeit, insbesondere Flüssigkeit
mit hohem Siedepunkt, gefüllt sein und über eine Druckleitung mit dem Erzeuger des
Heizmediums, z.B. Sattdampferzeuger, in Verbindung stehen.
-
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
-
Es zeigen Fig. 1 - 3 ein erstes Ausführungsbeispiel; Fig. 4 - 6 ein
zweites Ausführungsbeispiel; Fig. 7 - 9 ein drittes Ausführungsbeispiel; Fig. 10
ein viertes Ausführungsbeispiel mit Modifikationen nach Fig. 11 und Fig. 12; Fig.
13, 14 ein fünftes Ausführungsbeispiel; Fig. 15a - 15cw ein sechstes Ausführungsbeispiel
mit 16 Druckabdichtung; Fig. 17 - 20 Ausführungsbeispiele in Plattenbauweise.
In
Fig. 1 ist im Schnitt die Heizkammer 2 mit dem Fadeneinlaufende 1 dargestellt. Es
sei erwähnt, daß das Fadenaus laufende der Heizkammer entsprechend ausgebildet sein
kann. Nicht dargestellt ist der Dampfzufuhrkanal in die Heizkammer 2. Es wird Wasser-Sattdampf
unter einem Druck von z.B. 20 bar zugeführt, so daß eine Sattdampftemperatur von
ca. 210 C besteht.
-
Auf den Endflansch 3 der Heizkammer 2 ist ein Außenkörper 4 gesetzt.
Der Außenkörper 4 ist mit dem Endflansch 3 dichtend verspannt, wobei jedoch - wie
später noch auszuführen - eine gewisse Relativbewegung möglich ist. Zwischen Endflansch
3 und Außenkörper 4 kann eine - hier nicht dargestellte -Dichtung gelegt werden.
-
In der Innenbohrung 5 des Außenkörpers 4 befindet sich ein Innenkörper
6. Dieser Innenkörper 6 ist als Zylinder mit Trapezgewinde 7 ausgeführt. Die Innenbohrung
5 besitzt ein damit kämmendes Gewinde. Der Zylinder 6 mit seinem Gewinde ist der
Innenbohrung 5 mit ihrem Gewinde möglichst dichtend angepaßt. Auf dem Grunde der
Bohrung 5 befindet sich die Dichtplatte 8. Es kann sich dabei um dieselbe Dichtplatte
handeln, die auch zwischen den Endflansch 3 und den Außenkörper 4 zum Zwecke der
Dichtung gelegt ist.
-
Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, besitzt der Endflansch
3 ein Loch 9, durch welches der Faden aus der Heizkammer austritt. Ein entsprechendes
Loch ist in der Dichtplatte 8. Der Mantel der Bohrung 5 im Außenkörper 4 schneidet
- in der Projektion auf eine Ebene gesehen - dieses Loch und besitzt eine Nut 10,
welche sich - in radialer
Richtung - durch das Gewinde der Bohrung
hindurdh bis in den Kern erstreckt und in Längsrichtung mit dem Loch 9 des Endflansches
fluchtet. Diese Nut 10 ist als Fadenführungsnut vorgesehen. Der Innenkörper 6 besitzt
- wie aus Fig. 1 in der Ansicht ersichtlich - eine entsprechende Nut 11.
-
Diese Nut 11 erstreckt sich lediglich bis auf den Kern des Innenkörpers
6. Sie kann jedoch auch in den Kern hinein reichen. Die Flanken 12 der Nut 11 sind
in Umfangsrichtung trichterförmig erweitert. Der Innenkörper weist einen Handgriff
13 auf, mit dem der Innenkörper 6 relativ zu dem Außenkörper 4 drehbar ist.
-
In der Drehstellung, die in Fig. 2 dargestellt ist, bilden die Nut
10 in dem Innenmantel des Außenkörpers 4 sowie die Nut 11 in dem Gewinde und eventuell
Kern des Innenkörpers 6 einen weiten Einfädelschlitz, durch welchen der Faden eingefädelt
werden kann. Zum pneumatischen Einfädeln läuft die Innenwandung der Heizkammer 2
trichterförmig auf das Loch 9 im Endflansch 3 zu.
-
Durch Verdrehen des Innenkörpers 6 in Pfeilrichtung wird die Nut 11
im Innenkörper 6 in die in Fig. 3 dargestellte Position gedreht. Dadurch wird die
zur Fadenführung dienende Nut 10 auf einen engen Spalt verkleinert, dessen Weite
so gering ist, daß die Heizgas- bzw. Sattdampfverluste und Druckverluste gering
sind. Dadurch, daß die Flanken 14 der Nut 10, welche in das Gewinde des Außenkörpers
eingeschnitten sind, im wesentlichen radial verlaufen und dadurch, daß die Flanken
12 der Nut im Innenkörper trichterförmig erweitert sind, wird der Faden beim Verdrehen
des Innenkörpers 6 entlang den Flanken 14 in die der Fadenführung dienende Nut 10
befördert.
-
Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich, ist der Außenkörper 4 geteilt,
und zwar in einer Ebene, welche zwischen dem
Mittelpunkt 15 des
Innenkörpers 6 und der Nut 10 im Außenkörper liegt. In die Trennebene ist eine Dichtung
16 eingelegt, die elastisch und im entspannten Zustand dicker als die Distanzstücke
17 ist. Durch Schrauben 18 werden die beiden Hälften des Außenkörpers miteinander
verspannt, nachdem zuvor die Dichtung 16 und die Distanzstücke 17 eingelegt worden
sind. Sodann erst wird das Gewinde in die Bohrung 5 des Außenkörpers 4 eingeschnitten.
Dadurch wird auch die Dichtung 16 mit Gewinde versehen. Hierdurch wird bewirkt,
daß die Dichtung das Gewinde mit Kern und Flanken beidseits der Nut 10 abdichtet.
Um die durch Nachspannen erforderliche Relativbewegung der beiden Hälften des Außenkörpers
4 auf dem Endflansch zuzulassen, sind die Flanschschrauben in Langlöchern des Endflansches
3 geringfügig bewegbar.
-
Die Distanzstücke 17 können aus einem verhältnismäßig weichen Metall
hergestellt sein, so daß auch ein Nachstellen der Dichtung durch Zusammenpressen
der Distanzstücke möglich ist. Die Distanzstücke können auch fehlen. Ihr Vorteil
liegt zunächst lediglich darin, daß bei der Montage eine von dem Monteur unabhängige
Einstellung der Dichtung erfolgt.
-
Durch das Verdrehen des Innenkörpers 6 gegenüber dem Außenkörper 4
wird zum einen die Uberdeckung der Nuten 10 bzw. 11 beseitigt, wobei die Nut 11
so weit verdreht wird, daß sie auf der anderen Seite der Dichtungsplatte 16 liegt.
Zum anderen wird durch diese Drehung der Innenkörper 6 in den Außenkörper 4 hineingeschraubt,
und zwar derart, daß er sich mit einer Axialkraft dichtend an die Dìchtplatte 8
anlegt.
-
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 weist den Innenkörper
6 auf, der fest mit dem Flansch 3 verbunden ist, sowie den darum herum drehbar angeordneten
Außenkörper 4 mit Handgriff 13.
-
Der Innenkörper 6 weist über seine gesamte Länge die Fadenführungsnut
10 auf. Diese Fadenführungsnut ist im mittleren Bereich 19 in Umfangsrichtung und
in der Tiefe erweitert, so daß dort eine Heizkammer entsteht, in der der Faden sich
ohne Berührung der Wandungen bewegen, schwingen, ballonieren kann. Der Außenkörper
weist eine Nut 11 auf, die in dessen Innenmantel eingebracht ist und deren Flanken
12 sanft vom Nutengrund auf den Innenmantel auslaufen. Der Flansch 3 weist ein Loch
20 auf, dessen vorderer Bereich 21 mit der Fadenführungsnut 10 des Innenkörpers
6 kämmt und in der Aufsicht nach Fig. 5 die Fadenführungsnut 10 überdeckt. Die Flanken
22 des Loches 20 fluchten demnach mit den Flanken der Fadenführungsnut 10 in der
Aufsicht nach Fig. 5 bzw. Fig. 6. Der Außenkörper 4 ist geteilt und wird durch die
Flansche 23 und Schrauben 24 derart verspannt, daß der Innenmantel sich fest um
den Außenmantel des Innenkörpers 6 schließt. Es sind Längsdichtungen 25 beidseits
der Fadenführungsnut 10 im Innenkörper 6 vorgesehen, die eine Abdichtung der Fadenführungsnut
bzw. auch ihres mittleren Bereiches 19 in Umfangsrichtung bewirken. In die Trennebene
der geteilten Außenkörper 4 kann eine elastische Distanzplatte 26, z.B. Dichtungsplatte,
eingelegt werden.
-
Der Innenkörper 6 weist zentrisch eine Bohrung 27 auf, die nach oben
hin verschlossen ist und nach unten-hin mit dem Anschlußrohr 28 kommuniziert. Durch
das Anschlußrohr 28 wird die Bohrung 27 mit einem unter Druck stehenden Heizgas,
insbesondere Sattdampf, beschickt. Die Bohrung 27 steht mit der Fadenführungsnut
10, insbesondere deren mittleren Bereich 19 durch Löcher 29 in Verbindung. Im Betrieb
wird auf den Außenkörper 4 eine Axialkraft in Richtung des Pfeiles 30 aufgebracht.
Hierzu dient im dargestellten Fall ein Trapezgewinde 31, das im oberen Bereich von
Außenkörper 4 und Innenkörper 6 angebracht ist. Durch Drehen
des
Außenkörpers 4 gegenüber dem Innenkörper 6 mittels Handgriff 13 wird der Außenkörper
4 gegen die Dichtplatte 8 auf Endflansch 3 dichtend gedrückt. In dieser Drehstellung
hat die Nut 11 des Außenkörpers 4 die in Fig. 6 dargestellte Stellung. Die Nut 11
liegt also hinter den Dichtlippen 25, so daß von der Fadenführungsnut 10 aus kein
Druckmedium, Heizgas, Sattdampf in die Nut 11 gelangen kann. Die Fadenführungsnut
10 ist durch die Innenwandung des Außenkörpers 4 auf einen sehr engen Spalt beschränkt,
der den Austritt unwirtschaftlich großer Mengen des Druckmediums verhindert.
-
Spaltweiten liegen in der Größenordnung von weniger als 0,5 mm.
-
Durch Verdrehen des Außenkörpers in die in Fig. 5 dargestellte Stellung
wird die Nut 11 des Außenkörpers in eine Position gebracht, in der sie - in senkrechter
Richtung -das Loch 20 im Flansch 3 und - in radialer Richtung - die Fadenführungsnut
10 überdeckt. Es entsteht dadurch eine große Einfädelöffnung, durch welche der Faden
pneumatisch oder aber auch mittels einer Borste oder ähnlichem Mittel eingefädelt
werden kann.
-
Das Ausführungsb3ispiel nach den Figuren 7 bis 9 entspricht weitgehend
dem in den Figuren 4 bis 6 dargestellten. Die Heizkammer besteht aus einem rohrförmigen
Innenteil 6 mit Fadenführungsnut 10. Die Fadenführungsnut 10 ist im Fadeneinlaßteil
1 und im Fadenauslaßteil eng und erweitert sich im mittleren Bereich 19. Das Innenteil
6 ist ortsfest auf dem Flansch 3 befestigt. Es wird über eine zentrale Bohrung 27
durch Dampfleitung 28 mit Wasser-Sattdampf beschickt. Der Wasser-Sattdampf kann
durch die Löcher 29 in den erweiterten mittleren Bereich 19 der Fadenführungsnut
10 austreten. Das zylindrische Innenteil 6 wird von einem zylindrischen Außenteil
a eingefaßt, welches einen Einfädelschlitz 32 besitzt. Das Außenteil 4 wird durch
Bandagen
33 zur Erhöhung der Festigkeit unterstützt. Das Außenteil 4 ist durch Handgriff
13 drehbar.
-
In einer in Fig. 8 dargestellten Position mündet der Einfädelschlitz
radial auf der Fadenführungsnut. Es sei erwähnt, daß der Einfädelschlitz auch sekantial
bis tangential gerichtet sein kann. In einer zweiten, in Fig. 9 dargestellten Drehstellung
wird der Mantel so verdreht, daß die Fadenführungsnut 10 vom Innenumfang des Mantels
4 abgedeckt wird.
-
Eine weitere Besonderheit gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach den
Fig. 4 bis 6 besteht darin, daß das Innenteil 6 neben den Längsdichtungen 25 auch
noch die Querdichtungen 34 am Fadeneinlaß und Fadenauslaß besitzt. Diese Querdichtungen
können O-förmige Dichtstreifen sein, die von einer Längsdichtung zur anderen reichen.
Es kann sich jedoch auch um einen O-Ring handeln, welcher das gesamte Innenteil
6 umschließt.
-
Weiterhin besitzt das Innenteil auf seiner Rückseite die in Fig. 8
und Fig. 9 ersichtlichen Längsdichtungen 35 sowie eine hier nicht sichtbare Querdichtung
(entsprechend der Querdichtung 34 auf der Vorderseite) jeweils am Fadeneingang und
Fadenausgang. Die Fläche zwischen diesen Längsdichtungen 35 und ihren Querdichtungen
wird über Leitung mit dem Heizmedium, hier also dem Sattdampf aus Rohr 27, beschickt.
-
Da der sekantiale Abstand zwischen den Längsdichtungen 35 auf der
Rückseite des Innenteils 6 größer ist als der sekantiale Abstand der Dichtleisten
25 auf der Vorderseite des Innenteils 6, drückt in der Betriebsstellung nach Fig.
9 der Dampfdruck das bewegliche Außenteil 4 gegen die Längsdichtungen 25 auf der
Vorderseite in Pfeilrichtung 37.
-
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 10 bis 12 ist wiederum auf
dem Flansch 3 das zylindrische Innenteil 6 fest angebracht. Das Außenteil 4 ist
wiederum als drehbarer, mit Einfädelschlitz 32 versehener Mantel 4 ausgebildet.
-
Der Einfädelschlitz 32 mündet in der einen Drehstellung (nicht dargestellt)
in die Fadenführungsnut 10. In der anderen dargestellten Drehstellung nach Fig.
11 und 12 verdeckt der Mantel 4 die Fadenführungsnut.
-
In das Innenteil 6 ist eine von oben bis unten durchlaufende Nut 38
eingebracht, die vorzugsweise über ihre ganze Länge gleiche Weite und Tiefe hat.
In die Nut 38 sind Einsatzstücke 39 und 40 eingelegt. Die Einsatzstücke 39 bilden
den Fadeneingangsteil und Fadenausgangsteil und besitzen eine enge Fadenführungsnut
10, wie in Fig. 11 dargestellt Das Einsatzteil 40 bilden den mittleren Bereich 19
der Fadenführungsnut und kann dementsprechend - wie in Fig. 11 dargestellt - eine
Fadenführungsnut mit erweitertem Querschnitt besitzen. Die Einsatzstücke 39 und
40 sind auf ihrer gesamten Länge durch Längsdichtungen 25 beidseits der Nut abgedichtet.
Die Flanken der Einsatzstücke werden beidseits durch Dichtleisten 41 gegenüber der
Einsatznut abgedichtet. Um eine gewisse dichtende Beweglichkeit zu erzielen, sind
die Flanken der Einsatznut und der Einsatzteile parallel zueinander ausgerichtet.
-
Das Einsatzteil 40 des mittleren Bereiches 19 besitzt auf seiner Rückseite
eine Längsnut 42, welche von den Löchern 29 durchdrungen wird, durch welche die
Fadenführungsnut 10 des mittleren Bereiches 19 mit der Bohrung 27 zur Dampfzufuhr
verbunden ist. Da der sekantiale Abstand der Dichtleisten 25 auf der Fadenführungsnutseite
der Einsatzteile 40 kleiner ist als der sekantiale Abstand der Dichtleisten 41,
wird das Einsatzstück 40 durch den Dampfdruck gegen den Innenumfang des Mantels
gedrückt.
-
Die Einsatzstücke 39 weisen- wie bereits zu dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 7 beschrieben - die Querdichtungen 34 auf. Die Einsatzstücke 39 am Fadeneingang
und Fadenausgang können, müssen aber nicht, mit einerdurch Dampfdruck beaufschlagten
Längsnut 43 versehen sein. Ebenso ist es nicht unbedingt erforderlich, zur Dampfbeaufschlagung
der Längsnut 43 einen separaten Dampfkanal vorzusehen. Vielmehr wird der Dampfdruck
aus der Längsnut 42 des Einsatzstückes 40 für ausreichenden Dampfdruck auch auf
der Rückseite der Einsatzstücke 39 sorgen. Auch wenn die Längsnut nicht vorhanden
ist oder sich über nur einen kurzen Bereich vom Einsatzstück 40 aus zum Fadeneingang
bzw. Fadenausgang hin erstreckt, reicht der sich hinter dem Einsatz stück 39 bildende
Dampfdruck aus, für einen ausreichenden Andruck der Dichtlippen 25 an den Innenumfang
des Mantels 4 zu sorgen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß im Fadeneingang und Fadenausgang
sich eine Strömung entsprechend dem Druckabfall einstellt, so daß der statische
Druck auf der Rückseite des Einsatzstückes 39 größer ist als der statische Druck
auf der Vorderseite des Einsatzteiles. Im übrigen sorgen auch bei den Einsatzstücken
39 die Dichtleisten 41 dafür, daß die Rückseite dampfdicht abgeschlossen ist.
-
Wie aus Fig. 10 ersichtlich, sind die Stirnflächen des Innenteils
6 durch die in den Innenumfang des Mantels 4 fest eingepaßten und abgedichteten
Dichtplatten 44 abgedichtet.
-
Durch die Verwendung der Querdichtungen 34 nach dem Ausführungsbeispiel
7 bzw. 10 wird es überflüssig, den Außenmantel 4 durch Axialkraft gegen die Dichtplatte
8 zu drücken, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. In dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 13, 14 werden insbesondere der Fadeneinlaßteil und der Fadenauslaßteil der
Heizkammer durch relativ dünne Einsatzstücke 45 gebildet. Hierzu besitzt das
Innenteil
4, wie es auch in den Fig. 7 und 10 dargestellt ist, eine Einsatznut 38. Die Flanken
dieser Einsatznut 38 sind, wie sich aus Fig. 14 ergibt, derart konvergierend geformt,
daß sie beidseits einer Dichtlippe 25 Halt geben.
-
Die Heizkammer kann in ihrem mittleren Bereich ebenfalls aus einem
Einsatzstück 40 bestehen. Es ist ersichtlich, daß dieses Einsatzstück 40 auch fehlen
oder aber durch einzelne kürzere Einsatzstücke ersetzt werden kann.
-
Die Einsatz stücke 45 wie auch 40 besitzen Flanken, die den Dichtlippen
25 ebenfalls angepaßt sind. Dadurch können die Einsatzstücke zwischen die Dichtlippen
25 geklemmt werden.
-
Da zwischen den Dichtlippen ein Abstand besteht, wird sich unterhalb
der Dichtlippen ein statischer Druck einstellen, während oberhalb der Dichtlippen
eine Strömung mit entsprechender Verminderung des statischen Drucks entsteht.
-
Dadurch werden auch die Dichtlippen in diesem Ausführungsbeispiel
nach vorne gegen den Innenumfang des Mantels 4 gedrückt. Die Einsatzteile können
in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 10 bis 14 aus besonders verschleißfesten
Materialien bestehen, wie z.B. Keramik, insbesondere Sinterkeramik oder auch Sintermetall.
Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß die Einsatzstücke leicht bei Verschleiß
oder bei Umstellung des zu bearbeitendeh Fadentiters ausgebaut werden können. Ferner
sind die Einsatzstücke leicht als Massenware herzustellen, während die Herstellung
einer breiten Nut in dem Innenteil 6 weniger fertigungstechnischen Aufwand erfordert
als die Herstellung einer sehr feinen Fadenführungsnut.
-
Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 15a, 15b und 15c zeichnen sich
dadurch aus, daß die Andrückkraft des Innenteils 6 gegen die Innenwandung des Mantels
4 nicht direkt wie in Fig. 8, 9, sondern durch Einsatzstücke 56 erfolgt,
die
auf der Rückseite des Innenteils 6 in eine Einsatznut 47 eingelegt sind. Diese Einsatznut
47 wird von der Bohrung 27 aus über Bohrung 48 mit Dampfdruck beaufschlagt. Es sind
wiederum die Längsdichtungen 49 vorgesehen, die die Rückseite des Einsatzstückes
46 gegenüber den Nutflanken abdichten. Es sei erwähnt, daß auch entsprechende Querdichtungen
vorhanden sind, die jedoch in den vorgegebenen Ansichten nicht darstellbar sind.
Je nach dem Flächenverhältnis der Fläche, die auf der Vorderseite des Innenteils
6 durch die Dichtleisten 25 und die entsprechenden Querdichtungen vorgegeben ist,
zu der Fläche, die durch die Dicht leisten 49 und die entsprechenden Querdichtungen
vorgegeben ist, können sich die Einsatzstücke 46 über eine mehr oder weniger große
Länge des Innenteils 6 erstrecken.
-
In Fig. 16 ist dargestellt, daß sich das Einsatzstück über eine Teillänge
erstreckt und einen paßfederförmigen Querschnitt hat. Hierbei kann ein ringförmiger
O-Ring als Längs- und Querdichtung verwandt werden. In der weiteren Teildarstellung
nach Fig. 16 ist die Einsatznut 47 mit dem Einsatz stück 46 zylinderförmig. Bei
den Einsatz stücken kann es sich dabei - wie in Fig. 15b dargestellt - um Gummistopfen
handeln, die dichtend in die Einsatznut 47 eingelegt sind.
-
In Fig. 15c ist dargestellt, daß das Einsatzstück 46 aus einem Schlauch
besteht, welcher sich über eine zumindest gewisse Länge in der Einsatznut 47 erstreckt
und welcher mit einem Druckmedium, vorzugsweise Sattdampf über eine geeignete Anschlußleitung,
hier nicht dargestellt, druckbeaufschlagt wird.
-
In Fig. 17 ist eine Doppelfadenheizkammer gezeigt. Die Fadenheizkammern
bestehen aus den Platten 51, 52 und 53.
-
Das Plattenpaar 51 und 53 und das Plattenpaar 52 und 53 bilden jeweils
eine Fadenheizkammer.
-
Jede Platte 51 und 52 besitzt die beiden Ebenen 73 und 74, die planparallel
zueinander liegen und durch eine Stufe 54 miteinander verbunden sind. Zwischen den
Platten 51 und 52 ist die Platte 53 verschiebbar. Die Platte 53 besitzt ebenfalls
die planparallelen Ebenen 75 und 76, welche durch die Stufen 55 miteinander verbunden
sind. Die Stufen 54 und 55 der Platten 51, 52 und 53 sind jeweils geradgerichtet
und gleich groß. In dem Ausführungsbeispiel ist gezeigt, daß die Stufen eine Ebene
bilden. Es ist jedoch auch eine andere Ausbildung der Stufe möglich. Insbesondere.
ist es möglich, die Stufen - in dem gezeigten Querschnitt - konkav auszubilden.
Die Platte 53 ist mit ihren Ebenen 75 zwischen den einander zugewandten Ebenen 73
der Platten 51 und 52 gleitend geführt. In der in Fig. 17 .gezeigten Stellung entsteht
auf der Vorderfront der Platten 51 und 52 ein Längsschlitz im Bereich der Stufen
55 der Platte 53, da diese Stufe 55 die Vorderfront der Platten 51, 52 geringfügig
überragt. Durch diese Längsschlitze kann jeweils ein parallel zu den Längsschlitzen
laufender Faden quer zu seiner Laufrichtung in den Spalt zwischen den Platten 51
und 53 bzw. 52 und 53 eingelegt werden. Sodann wird die Platte 53 zurückverschoben
in eine Stellung, die in Fig. 18a angezeigt ist. In dieser Stellung entstehen zwei
enge, parallele Fadenkanäle. Jeder Fadenkanal ist durch die Ebene 74 und die Stufe
54 der Platte 51 bzw. 52 und durch die Ebene 75 und die Stufe 55 der Platte 53 gebildet.
-
Durch Dampfanschluß 61 und Kanal 58 sowie zwischen Kanal 60 werden
die beiden Fadenkanäle nitl-Jasser-Sattdampf beschickt. Hierzu ist - wie aus den
Fig. 18a, 18b ersichtlich -im Bereich der Mündung 58 des Dampfkanals und des Dampfdurchtrittkanals-
60 eine Ausnehmung 77 in die Ebene 74 und die Stufe 54 der Platten 51 bzw. 52 eingearbeitet.
-
Diese Ausnehmung bewirlct eine Erweiterung des Fadenkanals.
-
Diese Erweiterung dient in diesem Falle dazu, den durch Dampfkanal
58 zuströmenden Dampf ungedrosselt in den Kanal 60 durchfließen zu lassen, so daß
in den beiden benach-
barten Fadenkanälen dieselben Druck- und
Temperaturverhältnisse bestehen. Es ist jedoch auch möglich, die Ausnehmung 77 über
eine größere Länge vorzusehen, so daß der enge Spalt lediglich im Einlaß- und Auslaßbereich
des Fadens stehenbleibt. Es sei erwähnt, daß die Spaltweite etwa 0,2 bis 0,3 mm
beträgt, womit ein Faden von 167 dtex ohne schädliche Wandreibung bei nur geringen
Verlusten und einer Spaltlänge von nur 60 mm beidseits der engen Ausnehmung bei
Temperaturen von 220 OC, entsprechend ca. einem Druck von 24 bar, mit Wasser-Sattdampf
behandelt werden kann.
-
Das Plattenpaket aus den Platten 51, 52 und 53 ist allseits von Isoliermaterialplatten
62 umgeben. Dieses Plattenpaket ist eingefaßt in einen massiven Block, der aus den
Platten 64, 65, 66 zusammengeschraubt und stabil genug ist, die.
-
im Inneren der Fadenbehandlungskammer entstehenden Drücke und die
dadurch hervorgerufenen Kräfte aufzunehmen. Um das Plattenpaket zusammenzupressen,
ist in einer Kammer 67 der Platte 66 der Schlauch 68 eingeschmiegt, welcher sich
im wesentlichen über die gesamte Länge der Fadenheizkammer erstreckt. Der Schlauch
besitzt bevorzugt einen länglichen Querschnitt, so daß die Breite, mit der der Schlauch
an der Seitenfläche der Platte 52 anliegt, größer ist als die Weite der Fadenbehandlungskammer
im Betrieb. Der Schlauch 68 kann daher mit einem annähernd um das Flächenverhältnis
geringeren Druck beaufschlagt werden, um das Plattenpaket 51, 52, 53 dampfdicht
zusammenzupressen.
-
Der Schlauch 68 wird entweder an das betriebliche Druckluftnetz angeschlossen.
Es ist jedoch auch möglich, den Schlauch 18 an das Leitungsnetz des Heizdampfmediums
anzuschließen. Hierzu kann man z.B. den Schlauch 68 mit einer Flüssigkeit füllen,
die ihrerseits mit dem Druck des Heizmediums beaufschlagt ist.
-
Durch die Kugeln 13 werden die auf das Plattenpaket 51, 52, 53 durch
den Schlauch aufgebrachten Kräfte auf die Platte 64 des massiven Blocks übertragen.
-
Zur Abdichtung der Fadenbehandlungskammer bef-indet sich auf jedem
Ebenenpaar zumindest eine Dichtleiste 56 bzw. 57, welche in Grenzen flexibel ist.
Durch diese Dichtleisten wird vermieden, daß die Flächenpaarung 73, 74 der Platte
51 und die Flächenpaarung 75, 76 der Platte 53 mit absolut genauer Toleranzeinhaltung
gefertigt sein müssen.
-
Die Mittelplatte 53 wird durch Zylinder-Kolben-Einheit 70, 71 mittels
Kolbenstange 69 verstellt. Mit 72 ist eine Anschlagschraube befestigt, durch welche
die Spaltweite der Fadenbehandlungskammer im Betrieb eingestellt werden kann.
-
Das Ausführuncsbeispiel nach den Figuren 19 und 20 zeigt im Längs-
und Querschnitt die linke Platte 51, die rechte Platte 52 und die Mittelplatte 53.
Der Aufbau entspricht weitgehend demjenigen des Ausführungsbeispiels nach den Fig.
17, 18.
-
Folgende Abweichungen sind bemerkenswert: Die Außenplatten 51 und
52 sind als ebene Platten aufgeführt. Auf jede dieser Platten ist eine Zwischenplatte
78 gelegt, welche dem Stufensprung in der Innenplatte 53 in ihrer Dicke entspricht.
Hierdurch ergeben sich fertigungstechnische Vereinfachungen.
-
Weiter ist der Dampfzufuhrkanal 60, welcher die Mittelplatte 53 zwischen
den beiden Stufen 54, 55 durchdringt, an einen Dampfkanal 79 angeschlossen, welcher
die Trennebene zwischen den Platten 51, 52, 53 sowie Zwischenplatten 78 durchdringt
und welcher von der Dampfzufuhrleitung 61 aus über anweaganal 80, der sich längs
der Stufe 54 erstreckt,
gespeist wird. Es ist ein weiterer Umwegkanal
81 vorgesehen, welcher sich längs der Stufe 55 erstreckt. Wie aus Fig. 20 ersichtlich,
sind die Umwegkanäle 80, 81 an ihrem unteren Ende an Kondensatablaufleitungen 82
angeschlossen. Das kondensierte Wasser, das sich am Grunde der Umwegkanäle 80, 81
sammelt, gelangt in einen Sammelbehälter und wird von hier durch Pumpe dem Dampferzeuger
wieder zugeführt.
-
Dieses System der Dampfzufuhr hat zum einen den Vorteil, daß bei Herausziehen
der Mittelplatte 53 aus ihrer Betriebsstellung die Dampfzufuhr automatisch unterbrochen
wird.
-
Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß - im dargestellten Ausführungsbeispiel
zumindest - der Umwegkanal 80 auch in der Einfädelstellung der Mittelplatte 53 mit
dem Heizmedium, z.B. Sattdampf beaufschlagt wird, womit der Vorteil gegeben ist,
daß die Seitenplatte 51 insbesondere im Bereich der Stufe 54 nicht auskühlt. Die
Versorgung des Umwegkanals 81 mit dem Heizmedium, z.B. Sattdampf, kann in der Einfädelstellung
der Mittelplatte 53 auch über einen gestrichelt eingezeichneten Zusatzkanal 83 erfolgen,
welcher in der Einfädelstellung der Mittelplatte 53 mit dem Teil des Dampfkanals
79 in der rechten Platte 52 fluchtet, welcher zu dem Umwegkanal 81 führt. Durch
diesen Zusatzkanal wäre auch die Versorgung des Umwegkanals 81 mit dem Heizmedium
in der Einfädelstellung der Mittelplatte 53 gewährleistet.
-
Aus dem Längsschnitt nach Fig. 20 ist zu ersehen, daß sich die durch
die Stufen 54 und 55 gebildete Fadenführungsnut im mittleren Bereich 19 der Heizkammer
erweitert.
-
Es wurde bereits im Zusammenhang mit der Fig. 17, 18 erwähnt, daß
das Plattenpaket durch Außenkräfte zusammengehalten wird. Diese Außenkräfte sind
hier durch Pfeil 84 angedeutet. Diese Außenkräfte müssen so groß sein, daß die Reibungskraft
zwischen den Platten 51, 52 einerseits und
53 andererseits, die
auf die Platte 53 wirkende Dampfkraft übersteigt. Um eine besonders feste Konstruktion
zu bewerkstelligen, weist die Heizkammer die Traversen 85 auf.
-
BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Fadeneinlaßteil 2 Heizkammer 3 Endflansch,
Flansch 4 Außenteil, Außenkörper, Zylinder, Mantel 5 Bohrung 6 Innenteil, Innenkörper
7 Gewinde, Trapezgewinde 8 Dichtplatte 9 Loch 10 Nut, Fadenführungsnut 11 Nut, Einfädelnut
12 Nutflanken, Flanken 13 Handgriff 14 Nutflanken, Flanken 15 Mittelpunkt 16 Dichtplatte
17 Distanzstück 18 Schraube 19 mittlerer Bereich der Fadenführungsnut 10 20 Loch
21 vorderer Bereich des Loches 20 22 Flanke des Loches 20 23 Flansch 24 Schraube
25 Längsdichtung, Dichtlippe 26 Dichtungsplatte, Längsnaht, Distanzplatte 27 Rohr,
Bohrung, Umwegkanal 28 Dampfleitung, Anschlußrohr 29 Loch 30 Axialkraft, Pfeil
31
Trapezgewinde, Gewinde 32 Einfädelschlitz 33 Bandage 34 Querdichtungen 35 Längsdichtungen
36 Leitung 37 Pfeilrichtung 38 Nut, Einsatznut 39 Einsatzteil, Einsatz stück 40
Zinsatzteil, Einsatzstück 41 Dichtleiste 42 Längsnut 43 Längsnut 44 Dichtplatten
45 Einsatzstück 46 Einsatzstück 47 Einsatznut 48 Bohrung 48 Bohrung 49 Dichtleisten
50 51 linke Platte 52 rechte Platte 53 Mittelplatte 54 Stufe 55 Stufe 56 Dichtleiste
57 Dicht leiste 58 Mündung des Dampfzufuhrkanals 59 Faden 60 Dampf zufuhrkanal durch
Mittelplatte 53, Zwischenkanal 61 Dampfanschluß 62 Isolierplatten 63 Kugeln 64 Platte
65
Platte 66 Platte 67 Kammer 68 Schlauch 69 Kolbenstange 70 Kolben 71 Zylinder 72
Anschlagschraube 73 Ebene 74 Ebene 75 Ebene 76 Ebene 77 Ausnehmungen 78 Zwischenplatte
79 Dampfkanal 80 Umweg];anal 81 Umwegkanal 82 Kondensatablaufleitung 83 Zusatzkanal
84 äußere Kräfte 85 Traverse
- Leerseite-