DE3431747A1

DE3431747A1 - Einrichtung zur erwaermung von durchlaufenden chemiefaserfaeden auf verstrecktemperatur

Info

Publication number: DE3431747A1
Application number: DE19843431747
Authority: DE
Inventors: Hans-Christian Dipl.-Ing. 8521 Igelsdorf Grassmann; Lothar Dr. 3500 Kassel Riehl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1986-05-15

Description

Einrichtung zur Erwärmung von durchlaufenden Chemie-
faserfäden auf Verstrecktemperatur Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erwärmung von durchlaufenden Chemiefaserfäden auf Verstrecktemperatur. Endlose Chemiefaserfäden laufen mit einer Geschwindigkeit bis zu 5000 Meter und mehr pro Minute über beheizte Galetten mit mehrfacher Umschlingung, um hier auf Verstrecktemperatur erwärmt zu werden (vgl. z.B. US-PS 24 55 173; 29 42 325).
Die Nachteile dieser bekannten Anordnungen liegen im verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad bei der Wärmeübertragung auf den Faden, in der hohen thermischen Belastung der Fabrikhalle mit Abwärme, dem hohen Platzbedarf und dem apparativen Aufwand mit entsprechend hohen Investitionskosten sowie dem hohen Energieaufwand. Ferner ist auch die Verstreckzone, d.h. in dem Bereich, in dem die Verstrecktemperatur erreicht wird, nicht immer genau definiert, sondern kann bei nicht ausreichender Umschlingung wandern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfache Einrichtung zur Erwärmung auf Verstreck-bzw. Fixiertemperatur zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fäden durch einen in Fadenlängsrichtung oszillierenden Laserstrahl geführt sind.
Auf diese Weise kann man die gewünschte Temperaturerhöhlung auf Streck- bzw. Fixiertemperatur ohne eine Aufschme)ing der Fadenoberfläche im Laufe weniger Zentimeter erreichen. Die Wirtschaftlichkeit kann dadurch wesentlich erhöht werden, daß man gegebenenfalls mehrere parallellaufende Fäden durch einen oszillierenden Laserstrahl gleichzeitig bis zur gewünschten Temperatur erwärmt.
Der Aufwand für eine derartige Lasererwärmung - vor allem der Platzbedarf - ist wesentlich geringer als mit den herkömmlichen Methoden der Wärmeübertragung auf den endlosen Faden. Außerdem können dafür einfache, unbeheizte, kurze Galetten benutzt werden, mit nur so vielen Umschlingungen, daß es für die Streckkraftausbildung reicht.
Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Figur 1 ein Prinzipschema der Einrichtung für eine Spinnstreckanlage und Figur 2 die Anwendung zur gleichzeitigen Erwärmung mehrerer Fäden.
Der aus einer nicht näher dargestellten Spinnmaschine 1 kommende endlose Chemiefaserfaden 2 läuft in Richtung des Pfeiles 8 über zwei Streckgaletten 3, 4 zu einer Auf spulvorrichtung 5. Der Faden soll auf diesem Wege in einem definierten Bereich 6 auf Verstrecktemperatur erwärmt werden. Anstelle der bisher zu diesem Zweck angewandten Mehrfachumschlingung auf den beheizten Galetten werden unbeheizte, einfache und kurze Galetten angewandt mit max. drei Umschlingungen; als Heizorgan dient eine Laseranordnung 7. Diese besteht aus der Laserquelle 71 von z.B. 4 kV Anschlußleistung und einer in Doppelpfeilrichtung 73 oszillierenden Spiegelanordnung 72. Durch diese Spiegelanordnung 72 ist es möglich, den reflektierten Laserstrahl 74 in Fadenlängsrichtung mit einer Frequenz von z.B. 105 Hertz oszillieren zu lassen. Hierdurch wird der Faden 2 erwärmt, aber gleichzeitig vermieden, daß die Fadenoberfläche aufgeschmolzen wird. Neben dieser Regelung der Leistungsdichte kann auch eine Regelung der Leistungsdichte durch Wahl des Einfallwinkels von Laserstrahl zu Faden oder durch optische Zerstreuung des Laserstrahles erreicht werden.
Hierdurch kann z.B. der Strahl elliptisch im Querschnitt aufgeweitet werden und zur gleichzeitigen Behandlung einer Vielzahl von Fäden 21 benutzt werden, wie Figur 2 zeigt. Hier ist mit 75 der aufgeweitete Strahlquerschnitt und mit 76 seine Oszillation in Fadenlängsrichtung bezeichnet.
Der Faden kann auch z.B. mittels wärmeisolierter Umlenkwalzen mehrfach durch den Strahl geführt werden, um die erforderliche Heizleistung aufzubringen.
Damit Schäden durch nicht auf die Fäden treffendes und unabsorbiertes Laserlicht vermieden werden, sind ferner um die Erwärmungsvorrichtung Diffusoren vorzusehen, in denen das Laserlicht unschädlich gemacht wird.
Durch die Erfindung kann auf teure und lange beheizte Galetten verzichtet werden, ebenso auf eine Vielfachumschlingung, so daß vor allem bei integrierten Prozessen der maschinelle Aufwand und die manuelle Handhabung des Prozesses erheblich vereinfacht und verbilligt werden.
Die Lasererwärmung kann bei den verschiedensten Textilprozessen angewandt werden,wie z.B. bei der Herstellung von textilem Filament durch Spinnstrecken, von BCF-Garn durch Spinnstrecktexturieren, von technischen Garnen durch Spinnstreckspulen, von Stapelfasern bei Inline-Prozessen, ferner an Streckmaschinen, Texturiermaschinen, Zwirnmaschinen und überall, wo Streck- und Fixiertemperaturen auf engem Raum erreicht werden müssen.
10 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zur Erwärmung von durchlaufenden Chemiefaserfäden auf Verstrecktemperatur, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Fäden durch einen in Fadenlängsrichtung oszillierenden Laserstrahl (74) geführt sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß mehrere parallellaufende Fäden (21) gleichzeitig durch einen Laserstrahl erwärmbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h eine Spiegelanordnung (72) zur Oszillation des Laserstrahls (74).
4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Laserquelle selbst oszilliert.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Leistungsdichte des Laserstrahls (74) änderbar ist.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Oszillatorfrequenz einstellbar ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Einfallswinkel des Laserstrahles zum Faden änderbar ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Einrichtung alternativ zum Erreichen von Fixiertemperaturen anwendbar ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Fäden durch Umlenkung mehrmals durch den Strahl (74) geführt sind.
10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß unter Verzicht auf Galetten allein durch Einwirkung des Laserstrahls auf den Faden eine Verstreckung zwischen Düse und Auf spulorgan erreicht wird.