DE3909175A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von monofilen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Orientierung der fadenartigen Makromoleküle von Monofilen in einer Schar mit Luft bestimmter Temperatur.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Luftkanal zum Behandeln von Monofilen für den Reck-, Thermofixierprozeß o. dgl., ins­ besondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Luftumwälzsystem und einem Arbeitskanal, den die Monofile durchlaufen, der aus einem Unterteil und einem Oberteil gebildet ist, das bei raumfester Anordnung des Unterteils bewegbar ist.

Ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung dazu ist durch die DE-PS 26 14 258 bekannt geworden.

Derartige Luftkanäle sind in der Regel 1000 mm breit und bis zu 5000 mm lang und werden zur thermischen Behandlung von Monofilen verwendet. Sie sind zweiteilig ausgeführt und die Monofile durchlaufen den Luftkanal zwischen den beiden Geräte­ hälften. Um gleichmäßige physikalische Eigenschaften wie Zug­ festigkeit, Dehnung, Elastizitätsmodul, Schrumpf, Formstabi­ lität, Verschleißfestigkeit, Flexibilität für das jeweils ein­ zelne Monofil einer Schar zu erreichen, muß nicht nur die Tem­ peratur über die ganze Fläche, die die Schar der Monofile bil­ det, einheitlich sein, sondern es sollten ferner die Luftge­ schwindigkeitsabweichungen über die Breite und die Länge des Luftkanals vernachlässigbar klein sein. Mit zum Stand der Tech­ nik zählenden Luftkanälen lassen sich im Arbeitskanal der Mono­ file Temperaturtoleranzen von T = +/-1° Celsius und Luftge­ schwindigkeitstoleranzen v = +/-0,5 m/sec erreichen.

Es ist einfach zu erkennen, daß die angegebenen Toleranzwerte über einer Fläche von bis zu F = 5 m² nur mit einem hohen appa­ rativen Aufwand zu erreichen sind, d.h., die Wandungen müssen besonders dick sein, die Dichtungen müssen besonders sorgfältig ausgewählt werden und die Fertigung der Apparateflächen, die zumindest beim An- und Abfahren einer Anlage großen Temperatur­ schwankungen unterworfen sind, ist besonders aufwendig.

Ferner ist bei den bekannten Luftkanälen, die ausschließlich mit Heißluft betrieben werden, schon heute eine maximale Ferti­ gungsgröße erreicht, die den Anforderungen moderner Fertigungs­ straßen aber nicht mehr gerecht werden können, die mit immer größeren Laufgeschwindigkeiten arbeiten.

Der bekannte Luftkanal, der mit Heißluft betrieben wird, hat den Nachteil, daß er lange Temperaturausgleichsstrecken benö­ tigt, um die großen Apparatemassen gleichmäßig aufzuwärmen. Es entsteht dadurch ein zeitlich langer Vorlauf beim Anfahren des bekannten Luftkanals. Die Führung der Heißluft erfolgt in zwei zueinander verschwenkbaren Gerätehälften, deren luftführende Kanäle miteinander verbunden sind. Die Verbindung erfolgt über Faltenbälke oder besonders ausgestaltete Stopfbuchsen. Diese konstruktive Lösung ist aufwendig und störungsanfällig.

Ferner ziehen die Einblasdüsen Kaltluft in den bekannten Luft­ kanal. Dies beeinträchtigt das Flächentemperaturprofil. Das Temperaturprofil unterliegt auch erhöhten Schwankungen im Ab­ zugsbereich der Warmluft aus dem Luftkanal und an den Seiten­ flächen. Diese Temperaturänderungen wirken sich qualitätsmin­ dernd auf die dort verlaufenden Monofile aus und beeinträch­ tigen damit die Einheitlichkeit der Materialeigenschaft der Monofilschar. Zudem erzeugen im bekannten Luftkanal querliegende Staurippen Turbulenzen, die einer gleichmäßigen Luftgeschwindig­ keit über die Breite und Länge des bekannten Luftkanals ent­ gegenwirken. Schließlich ist auch noch auf die zahlreichen Drosselklappen hinzuweisen, die bei dem bekannten Luftkanal benötigt werden, damit die Luftmengen annährend gleichmäßig verteilt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Luftkanal der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei hochgenauer Temperaturführung eine einheitliche, gleiche Belas­ tung des einzelnen Monofils in der Schar erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Monofile von in beliebiger Anzahl aneinandergereihten einzel­ nen Strömungszonen behandelt werden, die sich zur Laufrichtung der Monofile orthogonal erstrecken.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, daß der Luftkanal aus Baueinheiten beliebiger Anzahl gebildet ist, die jeweils ein Oberteil und ein Unterteil, einen Lufterhitzer oder einen Luftkühler und ein Luftumwälzgerät aufweisen und über Stirnseiten der Baueinheiten dicht aneinanderkoppelbar sind.

Weiterhin erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß das Luft­ umwälzsystem die Luft im Kreuzstrom durch den Arbeitskanal führt.

Der erfindungsgemäße Luftkanal hat damit den wesentlichen Vor­ teil, daß das Temperaturprofil im Arbeitskanal über seine ge­ samte Breite und Länge kleineren Schwankungen unterworfen ist als dies von bekannten Luftkanälen überhaupt erreicht werden kann. Das Temperaturprofil des erfindungsgemäßen Luftkanals läßt Schwankungen von maximal T = +/-0,5° Celsius zu und ver­ bessert damit die Produktqualität der Monofile entscheidend. Durch den Betrieb des Luftkanals im Kreuzstrom wird an der Eintritts- wie auch an der Austrittsöffnung einer Monofilschar ein Luftpolster aufgebaut, das den freien Querschnitt des Ar­ beitskanals gegenüber Kaltluftströmungen aus der Umgebung verschließt. Das Temperaturprofil kann durch diese Maßnahme auch im Randbereich stabilisiert werden.

Dadurch, daß der erfindungsgemäße Luftkanal aus Baueinheiten beliebiger Größe zusammengestellt werden kann, kann die Größe der horizontalen Fläche des Arbeitskanals so klein gehalten werden, daß sie mit einem exakten, schwankungsfreien Temperatur­ profil über der Länge und der Breite des Arbeitskanals betrieben werden kann. Jede Baueinheit weist einen Lufterhitzer oder einen Luftkühler und ein Luftumwälzgerät auf, so daß je nach Leistung einer Produktionsanlage nur eine Baueinheit mehr oder weniger an den bestehenden Luftkanal angekoppelt werden muß. Das Temperaturprofil ist längenunabhängig. Der erfindungsgemäße Luftkanal muß daher nicht für bestimmte verfahrenstechnische Anwendungen konzipiert werden, sondern er läßt sich universell einsetzen, so wie es die Marktgegebenheiten erfordern. Monofile, die höchsten Ansprüchen bezüglich ihrer gewünschten Durchmesser und physikalischen Daten gerecht werden sollen und müssen, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Luftkanal problemfreier herstellen und ein möglicher Produktionsausschuß aufgrund von Temperaturschwankungen im Arbeitskanal ist auszuschließen.

Die einzelnen Baueinheiten lassen sich mit unterschiedlichen Temperaturen betreiben, so daß je nach Bedarf Abschnitte in einem Luftkanal für die Erwärmung, Temperierung oder auch zur Trocknung der Monofile ausgewählt werden können. In Verbindung mit einem Luftkühler in der Baueinheit kann nach der Verstreckung eine weitere Strukturveränderung der Monofile durch Kühlung erreicht werden.

Werden Arbeitskanalflächen von F = 0,5 m² bis zu F = 1 m² aus­ gewählt, so ist neben dem besonders vorteilhaften Kreuzstrom­ betrieb des erfindungsgemäßen Luftkanals einfach erkennbar, daß es zur Konstanthaltung des auf der genannten Fläche einzu­ stellenden Temperaturprofils gegenüber bekannten Systemen eines geringeren apparativen Aufwands bedarf.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Oberteile des Luftkanals gemeinsam oder jeweils einzeln gegenüber dem Unterteil verschwenkbar und/oder verschiebbar.

Dies hat den Vorteil, daß zum Anfahren einer Monofilamentanlage die Monofile einfach durch den Luftkanal hindurchgeführt werden können und daß zu Reinigungszwecken oder im Störfall die ein­ zelne Baueinheit schnell geöffnet werden kann.

Weiterhin weist bevorzugt der Arbeitskanal eine Querschnitts­ fläche auf, die nach oben und unten von Strömungsgittern be­ grenzt ist.

Dies hat den Vorteil, daß die in einer Schar verlaufenden Mono­ file jeweils einzeln gleichmäßig umströmt werden. Der Arbeits­ kanal ist auch allseitig begrenzt. Nach oben und unten von den Strömungsgittern, die den Arbeitskanal schützen. Bei einem Fadenbruch fällt das Monofil auf das untere Strömungsgitter und wird dort gehalten. Vertikal zur Laufrichtung der Monofile ist der Arbeitskanal durch Luftpolster des Kreuzstroms begrenzt und seitlich schließen die Seitenwände einer Baueinheit den Arbeitskanal dicht ab.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt auf der Oberfläche der Strömungsgitter, die der Schar von Monofilen zugewandt ist, ein Schlitzlochblech an, das auch dort gehalten ist und auf der einem Luftströmungsraum zugewandten Oberfläche der Strö­ mungsgitter ist ein Sieb angeordnet.

Dies hat den Vorteil, daß durch das Sieb ein Staudruck erzeugt wird, aufgrund dessen sich die Luft gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Siebs verteilt. Danach strömt die Luft durch das Strömungsgitter und das Schlitzlochblech und umströmt gleichmäßig die Monofile. Das Strömungsgitter übernimmt für das Sieb und das Schlitzlochblech eine tragende Funktion, so daß diese dünn gefertigt werden können und sich trotzdem auf­ grund von Wärmedehnungen nicht verbiegen.

Die Schlitzlochbleche können bei herausgezogenen Strömungs­ gittern von diesen abgenommen und durch neue, gereinigte Schlitzlochbleche ersetzt werden. Dies hat den Vorteil, daß bei einem Monofilbruch die Monofilenden nicht in die Kanäle der Strömungsgitter fallen und dort anschmelzen können.

Weiterhin sind bevorzugt die Strömungsgitter bewegbar im Ober­ teil und im Unterteil angeordnet und sind im Betrieb des Luft­ kanals auswechselbar.

Dies hat den Vorteil, daß verschmutzte Strömungsgitter, Siebe und Schlitzlochbleche schnell durch neue, gereinigte ausge­ tauscht werden können. Die Reinigung von verschmutzten Strö­ mungsgittern kann außerhalb des Luftkanals erfolgen und der Luftkanal kann während der Reinigung von zum Beispiel durch Fadenbruch verschmutzten Schlitzlochblechen weiterbetrieben werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Strömungs­ gitter Kanäle auf, die sich von der einen zur anderen horizon­ talen Oberfläche der Strömungsgitter erstrecken.

Dies hat den Vorteil, daß auch durch den Arbeitskanal hindurch die Luftströmung kontrolliert geführt wird und die Monofile gleichmäßig umströmt werden.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die horizontalen Flächen des Arbeitskanals rechtwinklig zur Laufrichtung der Monofile und seitlich von einer Klappe und einem Teilabschnitt eines Strömungskörpers begrenzt.

Dies hat den Vorteil, daß mit einfachen konstruktiven Mitteln eine effektive und dichte Abgrenzung des Arbeitskanals zu seinen Seiten hin erreicht wird. Durch die beschriebene Ausführungsform entstehen in diesen Bereichen keine Kanten.

Weiterhin ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung der Strömungskörper zweiteilig und ist im Oberteil wie auch im Unterteil eingebaut und trennt die Baueinheit in zwei vertikal verlaufende Luftströmungsräume, wobei in dem einen Luftströ­ mungsraum der Arbeitskanal angeordnet ist und in dem anderen Luftströmungsraum ein Lufterhitzer oder ein Luftkühler, Filter­ vorrichtungen und ein Luftumwälzgerät vorgesehen sind.

Dies hat den Vorteil, daß durch die Ausgestaltung des Strömungs­ körpers die Bedienbarkeit des Luftkanals nicht eingeschränkt wird. Zudem kann der eine Luftströmungsraum mit dem Arbeitskanal weitgehend von Einbauten freigehalten werden, die im Bereich des Arbeitskanals eine Störung der Strömung bewirken könnten. Der Strömungskörper trennt nicht nur zwei Strömungsräume, son­ dern unterstützt auch eine im Umlauf weitgehend kreisförmig zirkulierende Warm- oder Kaltluft.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in den Luftströ­ mungsräumen Temperaturmeßfühler, Luftfeuchtigkeitsmeßfühler und Luftdrosselorgane vorgesehen.

Dies hat den Vorteil, daß die physikalischen Eigenschaften der Luft und deren Durchsatz pro Zeiteinheit sowohl vor dem Eintritt in den Arbeitskanal als auch nach dem Austritt aus dem Arbeits­ kanal ausreichend erfaßt werden können.

Weiterhin ist bevorzugt im Luftströmungsraum der Lufterhitzer als eine Einheit eingebaut und getrennt von den auswechselbaren Filtervorrichtungen, bevorzugt Filtermatten, auswechselbar.

Dies ermöglicht im Störfall einerseits eine schnelle Auswechs­ lung oder Reparatur des Lufterhitzers und die Filtermatten können getrennt davon dann ausgewechselt oder gereinigt werden, wenn ihr Druckverlust in der Baueinheit zu groß ist. Sollen in einer Baueinheit die Monofile nicht erwärmt sondern gekühlt werden, so läßt sich der Lufterhitzer ohne große Umbaumaßnahmen gegen einen Luftkühler austauschen. Die Filtermatten verhindern eine Verunreinigung des Lufterhitzers oder des Luftkühlers und entfernen störende Schmutzpartikeln aus dem Luftstrom, die sich auf die Behandlung der Monofile negativ auswirken könnten. Damit die Filtermatten schnell ausgewechselt werden können, sind sie in der Baueinheit auf Führungsschienen verschiebbar angeordnet.

Ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung das Luftumwälz­ gerät ein Ventilator, der bevorzugt unterhalb des Lufterhitzers im Luftströmungsraum eingebaut ist, so ist gewährleistet, daß die in den Arbeitskanal strömende Luft eine ausreichend lange Beruhigungszone durchströmt hat. Der Ventilator kann durch einfache Maßnahmen in beiden Drehrichtungen des Flügelrades betrieben werden, so daß einerseits die Monofile flächenhaft von oben und andererseits von unten durch den Arbeitskanal hindurch angeströmt werden können.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Bauein­ heiten Seitenwände auf, die aus ein- oder mehrstückigen Iso­ lationsplatten bestehen und an einem Rahmen der Baueinheit befestigbar sind.

Dies hat den Vorteil, daß die Baueinheit selbst aus einfachen vorgefertigten Elementen kostengünstig und schnell aufgebaut werden kann. Die Elemente sind ferner gegeneinander austausch­ bar. Die notwendige Isolation der Baueinheit, damit eine uner­ wünschte Wärmeabstrahlung unterbleibt, kann je nach Anwendung gewählt werden, indem zum Beispiel Isolationsplatten unter­ schiedlicher Dicke am Rahmen befestigt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Baueinheiten einen Frischluftkanal und einen Abluftkanal auf, die einen oder beide Luftströmungsräume mit der Umgebung verbinden.

Dies hat den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Luftkanal auch als Konvektionstrockner oder Konvektionslüfter eingesetzt werden kann. Die Feuchtigkeitsbeladung der Luft in der Baueinheit kann wie auch der Durchsatz der Luftströmung beliebig gesteuert werden. Die Entfeuchtung der H₂O-beladenen Luft kann mittels bekannter Vorrichtungen erfolgen, die entweder über den Frisch­ luftkanal oder den Abluftkanal mit der Baueinheit verbunden sind.

Dies hat den Vorteil, daß Baueinheiten, insbesondere im vorderen Bereich des Luftkanals, als Trockner für die Monofile eingesetzt werden können. Mit wasserfreien Monofilen lassen sich im Reck­ prozeß bessere Produktqualitäten erreichen. Zudem wird die Umwälzung einer mit H₂O übersättigten Luft und damit unerwünsch­ te Kondensation in den Baueinheiten vermieden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Bauein­ heiten auf der Bodenseite nach außen weisende Laufrollen und Justierschrauben auf.

Dies hat den Vorteil, daß die einzelnen Baueinheiten leicht verschoben und exakt aneinander angepaßt werden können.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Baueinheiten Deckenwände, Bodenwände und der Luftkanal eine Eintrittswand und eine Austrittswand auf, an denen Isolations­ platten befestigbar sind.

Dies hat den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln je nach Luft­ kanallänge sowohl die Eintritts- wie auch die Austrittswand den thermischen Anforderungen entsprechend isoliert werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind das Oberteil und das Unterteil fest miteinander verbunden und bilden eine Bau­ einheit, die einen Arbeitskanal aufweist, der längs einer Sei­ tenwand mit einer Öffnung versehen ist, die mit einer Leiste über handbetätigte oder automatische Schließmittel dicht ab­ deckbar ist. Die Öffnungen mehrerer dicht aneinandergereihter Baueinheiten sind mit einer Leiste luftdicht abdeckbar und die Leiste kann unterschiedlich große Flächenabschnitte der Öff­ nungen freigeben.

Dies hat den Vorteil, daß, obwohl die Baueinheit nicht geteilt ist, der Arbeitskanal leicht zugänglich ist. Durch ein Ver­ schieben der Leiste werden die Öffnungen aller Baueinheiten geöffnet.

Ist an der nach außen und oben gerichteten Kante der Leiste eine Führungsschiene angebracht, so kann das Monofilbündel beim Einfädelvorgang längs dieser Führungsschiene geführt wer­ den. Die Führungsschiene ist bevorzugt aus einem schlecht wärme­ leitenden Material, so daß bei Warmluftbetrieb die Führungs­ schiene immer kalt bleibt.

Weisen in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Bau­ einheiten eine über Isolationsbrücken befestigte Wandisolation auf, so ist auch gewährleistet, daß bei hohen Temperaturen im Luftkanal die Baueinheiten selbst nur geringen Wärmeausdehnungen ausgesetzt sind.

Der erfindungsgemäße Luftkanal entspricht damit allen erwei­ terten Anforderungen, die bei der Herstellung von Monofilamenten höchster Präzision gestellt werden. Der Luftkanal ist in der Leistung beliebig erweiterbar, ist bedienungs- sowie wartungs­ freundlich und kann ein vorgegebenes Temperaturfeld selbst­ regelnd exakt halten. Einzelne Baueinheiten des Luftkanals können sowohl zum Erwärmen als auch zum Kühlen der Monofile eingesetzt werden. Die Baueinheiten können auch auf Längsträgern geführt zusammengehalten werden und die seitliche Öffnung des Arbeitskanals kann über mehrere einzeln ausgestaltete Klappen oder eine Leiste verschlossen sein.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der bei­ gefügten Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Luftkanal bestehend aus meh­ reren Baueinheiten;

Fig. 2 ein stark schematisiertes Funktionsprinzip einer einzelnen Baueinheit eines erfindungsgemäßen Luft­ kanals;

Fig. 3 eine räumliche Darstellung einer Baueinheit eines erfindungsgemäßen Luftkanals im Schnitt;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Baueinheit eines erfindungs­ gemäßen Luftkanals;

Fig. 5 ein Strömungsgitter einer Baueinheit mit verschiedenen Ausschnitten in Draufsicht;

Fig. 5a einen Teilausschnitt eines Strömungsgitters nach der Fig. 5 in Draufsicht in vergrößertem Maßstab;

Fig. 6 eine Vorderansicht des Strömungsgitters mit Profil­ leiste, Schlitzblech und Sieb nach der Fig. 5;

Fig. 6a einen Teilausschnitt des Schnitts nach Fig. 5a in vergrößertem Maßstab und in räumlicher Darstellung;

Fig. 7 eine beispielhafte Kanalform von Kanälen des Strö­ mungsgitters im Teilausschnitt, vergrößert und räum­ lich dargestellt;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Luftkanals bestehend aus beispielsweise zwei Baueinheiten;

Fig. 9 einen Ausschnitt einer Leiste im vergrößterten Maßstab nach Fig. 8.

Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen teilweise stark schematisiert den erfindungsgemäßen Gegenstand und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die Gegenstände der einzelnen Figuren sind teilweise stark vergrößert dargestellt, damit ihr Aufbau besser gezeigt werden kann.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Luftkanal dargestellt, wie er sich aus einzelnen Baueinheiten 2 zusammensetzt. In der Fig. 1 sind eine erste Baueinheit 2′, eine zweite Baueinheit 2′′ und eine dritte Baueinheit 2′′′ fest aneinandergekoppelt, während eine vierte Baueinheit 2′′ der Übersichtlichkeit halber beabstandet von den Baueinheiten 2′, 2′′, 2′′′ eingezeichnet ist. Die Bau­ einheiten 2 weisen einen Rahmen 3 auf, in dem ein Arbeitskanal 4 ausgespart ist. Im Arbeitskanal 4 sind Monofile 5 in einer Schar angeordnet. Die Monofile 5 sind über die ganzen Breite des Arbeitskanals 4 verteilt. Der Transport der Monofile erfolgt in Pfeilrichtung. Die einzelnen Baueinheiten 2 setzen sich aus einer Seitenwand 6, aus einer Bodenwand 7, einer Deckenwand 8 und einer in der Figur nicht einzusehenden Seitenwand 9 zusam­ men. Die Wände sind an dem Rahmen 3 befestigt. Jede Baueinheit 2 ist mit einer Eintrittswand 10 und einer Austrittswand 11 versehen, die den Luftkanal 1 sowohl am Anfang wie auch am Ende aber auch zwischen den einzelnen Baueinheiten 2 begrenzen. An der Eintrittswand 10 und an der Austrittswand 11 am Anfang bzw. am Ende sind Isolationsplatten aufsteckbar oder zu befesti­ gen, die eine Wärmeabstrahlung in die jeweilige Richtung ver­ hindern.

Jede Baueinheit 2 ist aus einem Unterteil 12 und einem Oberteil 13 zusammengesetzt. Das Oberteil 13 läßt sich bei raumfester Anordnung des Unterteils 12 gegenüber diesem verschwenken und /oder verschieben. In dem Unterteil 12, wie auch in dem Oberteil 13 sind Strömungsgitter 14, 15 verschiebbar geführt, die den Arbeitskanal 4 der Baueinheit 2 sowohl nach oben wie auch nach unten begrenzen. An den horizontalen Oberflächen der Strömungs­ gitter 14, 15 sind zu den Monofilen 5 hin Schlitzlochbleche 14′, 15′ und diametral dazu Siebe 14′′, 15′′ angeordnet (siehe Fig. 5). Die Strömungsgitter 14, 15 stützen einerseits die Schlitzlochbleche 14′, 15′ und die Siebe 14′′, 15′′ und anderer­ seits verteilen und führen sie die Luft, die in den Arbeitskanal 4 strömt. Die Strömungsgitter 14, 15 sind über eine Klappe 16 in der Seitenwand 6 aus der Baueinheit 2 herausnehmbar.

Die Baueinheiten 2 sind, wie beispielhaft in der Fig. 1 an den Baueinheiten 2′′′ und 2 ^IV gezeigt, über Befestigungsleisten 17, 18, 19 fest miteinander verbindbar. Die Befestigungsleisten 17, 18, 19 greifen in entsprechende Aussparungen der angrenzen­ den Baueinheit 2′′′ und sind über Langlöcher, durch die Schrau­ ben greifen, fest miteinander zu verbinden.

Die einzelnen Baueinheiten 2 sind über Justierschrauben 21 so aneinander anzupassen, daß der Arbeitskanal 4 des Luftkanals 1 eine Ebene bildet, die horizontal ausgerichtet ist. Neben den Justierschrauben 21 sind an der Baueinheit 2 zwei Laufrollen 22 beispielhaft angebracht. Die Darstellung in der Fig. 1 verdeckt an der Baueinheit 2 jeweils eine der Laufrollen 22.

Fig. 2 zeigt stark schematisiert das Funktionsprinzip des er­ findungsgemäßen Luftkanals 1. Eine Luftströmung 25 ist in anti­ parallelen Pfeilrichtungen 26, 26′ führbar. Die Luftströmung 25 wird von einem Lufterhitzer 27 erwärmt. Der Lufterhitzer 27 kann durch einen Luftkühler ersetzt werden. Ein Luftumwälzgerät 28, bevorzugt ein Ventilator, hält die Luft im Umlauf, in dem er sie z. B. von unten in Pfeilrichtung 26′ in den Arbeitskanal 4, den die Monofile 5 in einer Schar durchlaufen, drückt. Ändert sich die Laufrichtung des Luftumwälzgerätes 28, so wird die Luftströmung 25 senkrecht nach oben durch den Lufterhitzer 27 (oder den Luftkühler) gedrückt und strömt von oben kommend in den Arbeitskanal 4. In diesem Fall werden die Monofile 5 von oben nach unten umströmt. Je nach Anwendung ist es auch denkbar, daß in einer Baueinheit 2 die Luftströmung in Pfeilrichtung 26′ geführt wird und in der direkt daran anschließenden Bauein­ heit 2 die Luftströmung in Pfeilrichtung 26 verläuft. Ferner können in einem Luftkanal 1 eine oder mehrere Baueinheiten 2 als Trockner, als Reck- oder Thermofixiereinheit oder als Kühler eingesetzt werden. Das Luftumwälzgerät 28 kann auch so betrieben werden, daß es in einem Zeitintervall die Luft in Pfeilrichtung 26′ und in einem anderen Zeitintervall in Pfeilrichtung 26 drückt. Jede Baueinheit 2 weist eine Strömungszone 29 auf, der die Monofile 5 ausgesetzt sind.

Fig. 3 zeigt den Luftkanal 1 in einer räumlichen Darstellung mit den wesentlichen Einbauten. Die Austrittswand 11 ist an der Baueinheit 2 entfernt. Am Rahmen 3 sind nach außen die Wände befestigt und nach innen Isolationsmatten, die von Luft­ kanalflächen, bevorzugt dünnen Blechen, abgedeckt sind. Die Luftströmung 25 verläuft im dargestellten Fall in Pfeilrichtung 30, d.h., die Luft wird von unten durch das Strömungsgitter 15, das mit dem Sieb 15′′ und dem Schlitzlochblech 15′ bestückt sein kann, in den Arbeitskanal 4 gedrückt und verläßt über das Strömungsgitter 14 den Arbeitskanal 4. Die Laufrichtung der Monofile 5 ist durch einen mit unterbrochenen Strichen gezeich­ neten Pfeil angegeben. Die Siebe 14′′, 15′′ und die Schlitz­ lochbleche 14′, 15′ sind in der Figur am Strömungsgitter 14, 15 nicht eingezeichnet.

Ein Strömungskörper 31, der zweiteilig aufgebaut ist, und der mit der einen Hälfte im Oberteil 13 und mit der anderen Hälfte im Unterteil 12 befestigt ist, trennt den Innenraum der Bauein­ heit 2 in Luftströmungsräume 32, 32′. Im Luftströmungsraum 32 sind Strömungsleitbleche 33 derart angeordnet, daß sie am oberen und unteren Ende des Luftströmungsraums 32 zusammen mit dem Strömungskörper 31 kreisförmige Öffnungen 34, 34′ bilden. Der Luftströmungsraum 32 bildet die Strömungszone 29. Von der Öff­ nung 34, 34′ zu den Strömungsgittern 14, 15 hin weiten sich die kreisförmigen Öffnungen 34, 34′, bevorzugt in der Form eines Kegelstumpfes, dessen Kreisfläche mit dem größeren Durch­ messer in eine rechteckförmigen Fläche übergeht, die der Fläche der Strömungsgitter 14, 15 entspricht. Die Luft wird umlaufend in den Luftströmungsräumen 32, 32′ geführt, indem das Luftum­ wälzgerät 28 die Luft durch den Lufterhitzer 27 oder einen Luftkühler (nicht dargestellt) saugt und von unten durch die Öffnung 34 hindurch in den Arbeitskanal 4 drückt. Dabei verteilt sich die Luft gleichmäßig auf der Fläche des Strömungsgitters 15.

In den Luftströmungsräumen 32, 32′ sind Temperaturfühler 35, Luftfeuchtigkeitsmeßfühler 36, Druckmeßfühler, Luftdurchsatz­ meßstellen und Luftgeschwindigkeitsmeßstellen vorgesehen. Bei­ spielhaft sind in die Fig. 3 die Temperaturfühler 35 und die Luftfeuchtigkeitsmeßfühler 36 am unteren und oberen Ende des Luftströmungsraums 32 eingezeichnet.

Der Lufterhitzer 27 ist beidseitig sowohl von oben wie von unten von Filtermatten 38 beabstandet umhüllt. Die Filtermatten 38 halten einerseits niedermolekulare Teilchen, die sich im Umlauf in der Luftströmung 25 befinden, in den Filtermatten 38 zurück und gewährleisten, daß in den Lufterhitzer 27 keine Schmutzpartikeln eintreten können. Der Lufterhitzer 27 ist ebenso wie die Filtermatten 38 derart in die Baueinheit 2 einge­ baut, daß sie jeweils einzeln schnell aus der Baueinheit 2 herausgenommen werden können, damit beispielsweise der Lufter­ hitzer 27 durch einen Luftkühler ersetzt werden kann.

Durch das Öffnen der Klappe 16 können die Strömungsgitter 14, 15 ausgetauscht werden, die in Führungsschienen in der Bauein­ heit 2 gehalten sind.

Fig. 4 zeigt die Baueinheit 2 in einer Seitenansicht. Dabei sind der Übersicht halber Teile der Seitenwand 6 ausgeschnitten. Die Monofile 5 werden in Pfeilrichtung durch die Baueinheit 2 geführt. Die Strömungsleitbleche 33 grenzen von innen an die Eintrittswand 10 und die Austrittswand 11. Zwischen den Strö­ mungsleitblechen 33 und dem Strömungskörper 31 erstreckt sich der Luftströmungsraum 32. Mit 39 ist die Innenisolation der Baueinheit 2 in der Figur eingezeichnet. Werden mehrere Bauteile 2 zu einem Luftkanal 1 aneinandergereiht, so kann die Inneniso­ lation im Bereich der Eintrittswand 10 und der Austrittswand 11 entfallen. Im Unterteil 12 ist das Luftumwälzgerät 28 eingebaut. Die Klappe 16 ist noch teilweise gezeigt, die bei der Baueinheit 2 die Strömungsgitter 14, 15 seitlich dicht abdeckt. Das Ober­ teil 13 ist gegenüber dem Unterteil 12 verschwenkbar und/oder verschiebbar. Beispielhaft sind in der Fig. 4 Laufrollen 22 eingezeichnet, mittels derer sich die Baueinheit 2 verschieben läßt. Gestrichelt ist in der Figur der Lufterhitzer 27 darge­ stellt.

Fig. 5 zeigt in Draufsicht das Strömungsgitter 14 und im Aus­ schnitt Teile des Schlitzlochblechs 14′ und des Siebs 14′′. Die Draufsicht entspricht dem nicht dargestellten Strömungs­ gitter 15. Das Strömungsgitter 14 weist ganzflächig die nur teilweise dargestellten Kanäle 40 auf, die dicht aneinanderlie­ gend angeordnet sind und beispielhaft eine kreisförmige Öffnung aufweisen. Mit dem Sieb 14′′ wird ein Staudruck im Luftströ­ mungsraum 32 erzeugt. Der Staudruck ist so groß, daß sich die Luft gleichmäßig auf der Oberfläche des Siebs 14′′ verteilt.

Fig. 5a zeigt in Draufsicht einen Teilausschnitt des Strömungs­ gitters 14 in vergrößertem Maßstab. Die Kanäle 40 verjüngen sich auf eine kreisförmige Fläche, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung an der Ober­ fläche des Strömungsgitters 14. Die kreisförmigen Öffnungen der Oberfläche sind auf einer Seite vom Sieb 14′′ und auf der anderen Seite vom Schlitzlochblech 14′ verdeckt.

Fig. 6 zeigt das Strömungsgitter 14 in Vorderansicht der Fig. 5 mit dem Schlitzlochblech 14′ und dem Sieb 14′′. Längs einer Seite erstreckt sich eine Profilleiste 41, die im eingebauten Zustand des Strömungsgitters 14 mit der Klappe 16 zusammenwirkt. Die Klappe 16 liegt mit der Innenseite auf der Profilleiste 41 auf. Die Profilleiste 41 kann aus einem Isolationsmaterial gefertigt sein und zusätzlich zur Klappe 16 weisend einen Dicht­ streifen aufweisen, der bei geschlossener Klappe 16 zwischen der Profilleiste 41 und der Klappe 16 angeordnet ist und vom Anpreßdruck der Klappe 16 leicht verformt wird.

Fig. 6a zeigt die einzelnen Kanäle 40 im Teilausschnitt ver­ größert und räumlich dargestellt. Ausschnitte des Schlitzloch­ blechs 14′ und des Siebs 14′′ begrenzen die Kanäle 40. Von den beiden Oberflächen ausgehend sind die hier beispielhaft darge­ stellten Kanäle 40 zwei Kegelstümpfe, die mit ihren kleineren Öffnungsdurchmessern aneinander anliegen.

Fig. 7 zeigt nochmals in anderer Darstellung den möglichen Aufbau eines Strömungsgitters 14, 15.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Luftkanals der in der Figur beispielsweise aus zwei Baueinheiten 45 zusammengesetzt ist. Bei den Baueinheiten 45 ist das Oberteil und das Unterteil fest miteinander verbunden. Zwischen dem Ober- und Unterteil ist ein Arbeitskanal 46 aus­ gebildet. Der Transport der Monofile 5 im Arbeitskanal 46 er­ folgt in Pfeilrichtung. Zu einer Seitenwand 47 der jeweiligen Baueinheit 45 weisend ist der Arbeitskanal 46 geöffnet. Er weist eine Öffnung 48 auf. Die Öffnung 48 ist mit einer Leiste 49 verdeckbar. Die Leiste 49 kann nach unten mittels handbe­ tätigter oder automatischer Vorrichtungen verschoben werden. Damit ist es möglich, daß die Leiste 49 die Öffnung 48 nur teilweise oder ganz freigibt. In der Figur erstreckt sich die Leiste 49 über beide Baueinheiten 45, so daß bei dem Verschieben der Leiste 49 die Öffnung 48 beider Baueinheiten 45 gleichzeitig frei werden. Auf der Leiste 49 ist an der oberen nach außen gerichteten Kante eine Führungsschiene 50 vorgesehen. Die Füh­ rungsschiene 50 ist aus einem schlecht wärmeleitfähigen Material und im Querschnitt bevorzugt gewölbt. Längs der Führungsschiene 50 kann das Monofilbündel beim Einfädeln geführt werden. Dabei befindet sich die Leiste 49 an den Seitenwänden 47 der Bauein­ heiten 45 in einer Stellung, in der die Öffnungen 48 teilweise frei sind.

In der Fig. 8 weisen die Seitenwände 47 noch ein nicht näher gekennzeichnetes Bedienungstableau und Überwachungsanzeigefeld 51 auf, das z. B. an der Baueinheit 45 vorgesehen ist, um An­ zeigegeräte, Schalt- und Bedienungsknöpfe aufzunehmen. Die Baueinheiten 45 sind auf einem Längsträger 53 geführt und an ihm befestigt. Die Längsträger 53 sind in der Figur teilweise mit gestrichelten Linien gezeichnet, um anzudeuten, daß je nach Länge der Längsträger 53 auch weitere Baueinheiten 45 an die schon bestehenden Baueinheiten 45 ankoppelbar sind. An die Außenseite der Baueinheit 45, die den Luftkanal abschließt, ist eine Austrittswand 54 befestigbar, die als Isolationswand Wärmeabstrahlungen verhindert. Sollen weitere Baueinheiten 45 aneinandergekoppelt werden, so wird die Austrittswand 54 abge­ nommen, die weiteren Baueinheiten 45 werden hinzugefügt und an die letzte Baueinheit, d.h., auf die Außenseite, durch die die Monofile 5 in die Umgebung austreten, wird die Austrittswand 54 wieder aufgesteckt.

Fig. 9 zeigt einen Auschnitt einer Leiste 49 in vergrößertem Maßstab, wie sie an den Profilleisten 41 der Strömungsgitter 14, 15 anliegt. Die Profilleisten 41 können, wie in der Figur ge­ zeigt, auch Dichtungsstreifen 55 aufweisen die vom Anpreßdruck der Leiste 49 leicht verformt werden und damit den Arbeitskanal 46 zur Seitenwand 47 hin dicht abschließen.

Claims (27)

1. Verfahren zur Orientierung der fadenartigen Makromoleküle von Monofilen (5) in einer Schar mit Luft bestimmter Tem­ peratur, dadurch gekennzeichnet, daß die Monofile (5) von in beliebiger Anzahl aneinandergereihten einzelnen Strö­ mungszonen (29) behandelt werden, die sich zur Laufrichtung der Monofile (5) orthogonal erstrecken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Strömungzonen (29) erwärmte oder gekühlte Luft transportiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlte Luft vor dem Eintritt in die Strömungszone (29) entfeuchtet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strömung der Luft zu der von der Schar der Monofile (5) gebildeten Ebene orthogonal erfolgt.

5. Luftkanal zum Behandeln von Monofilen für den Reck-, Ther­ mofixierprozeß o. dgl., insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Luftumwälzsystem und einem Arbeitskanal (4), den die Monofile (5) durch­ laufen, der aus einem Unterteil (12) und einem Oberteil (13) gebildet ist, das bei raumfester Anordnung des Unter­ teils (12) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (1) aus Baueinheiten (2) beliebiger Anzahl ge­ bildet ist, die jeweils ein Oberteil (13) und ein Unter­ teil (12), einen Lufterhitzer (27) oder einen Luftkühler und ein Luftumwälzgerät (28) aufweisen und über Stirnseiten der Baueinheiten (2) dicht aneinanderkoppelbar sind.

6. Luftkanal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkühler mit einer Vorrichtung gekoppelt ist, die die gekühlte Luft unter die maximale H₂O Beladung ent­ feuchtet.

7. Luftkanal zum Behandeln von Monofilen für den Reck-, Ther­ mofixierprozeß o. dgl., mit einem Luftumwälzsystem und einem Arbeitskanal (4), den die Monofile (5) durchlaufen, der aus einem Unterteil (12) und einem Oberteil (13) ge­ bildet ist, das bei raumfester Anordnung des Unterteils (12) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luft­ umwälzsystem die Luft im Kreuzstrom durch den Arbeits­ kanal (4) führt.

8. Luftkanal nach einem der Ansprüche 5 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberteile (13) des Luftkanals (1) gemeinsam oder jeweils einzeln gegenüber dem Unterteil (12) verschwenkbar und/oder verschiebbar sind.

9. Luftkanal nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Arbeitskanal (4) eine Querschnittsfläche aufweist, die nach oben und unten von Strömungsgittern (14, 15) begrenzt ist.

10. Luftkanal nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Strömungsgitter (14, 15), die der Schar von Monofilen (5) zugewandt ist, ein Schlitzlochblech (14′, 15′) anliegt und gehalten ist und daß auf der einem Luftströmungsraum (32) zugewandten Oberfläche der Strö­ mungsgitter (14, 15) ein Sieb (14′′, 15′′) angeordnet ist.

11. Luftkanal nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgitter (14, 15) bewegbar im Oberteil (13) und im Unterteil (12) angeordnet sind und im Betrieb des Luftkanals (1) auswechselbar sind.

12. Luftkanal nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strömungsgitter (14, 15) Kanäle (40) aufweisen, die sich von der einen zur anderen hori­ zontalen Oberfläche der Strömungsgitter (14, 15) erstrek­ ken.

13. Luftkanal nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die horizontalen Flächen des Arbeits­ kanals (4) rechtwinklig zur Laufrichtung der Monofile (5) und seitlich von einer Klappe (16) und eines Teilabschnitts eines Strömungskörpers (31) begrenzt sind.

14. Luftkanal nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskörper (31) zweiteilig und im Oberteil (13) wie auch im Unterteil (12) eingebaut ist und die Baueinheit (2) in zwei vertikal verlaufende Luftströmungsräume (32, 32′) trennt, wobei in dem einen Luftströmungsraum (32) der Arbeitskanal (4) angeordnet ist und in dem anderen Luftströmungsraum (32′) ein Lufterhitzer (27) oder ein Luftkühler, Filtervorrichtungen und ein Luftumwälzgerät (28) vorgesehen sind.

15. Luftkanal nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den Luftströmungsräumen (32, 32′) Temperaturmeßfühler (35), Luftfeuchtigkeitsmeßfühler (36) und Luftdrosselorgane vorgesehen sind.

16. Luftkanal nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftströmungsraum (32′) der Lufterhitzer (27) als eine Einheit eingebaut ist und getrennt von den auswech­ selbaren Filtervorrichtungen, bevorzugt Filtermatten (38), auswechselbar ist.

17. Luftkanal nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermatten (38) in der Baueinheit (2) auf Führungs­ schienen verschiebbar angeordnet sind.

18. Luftkanal nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftumwälzgerät (28) ein Ventilator ist, der bevorzugt unterhalb des Lufterhitzers (27) im Luftströmungsraum (32′) eingebaut ist.

19. Luftkanal nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Baueinheiten (2) Seitenwände (6, 9) aufweisen, die aus ein- oder mehrstückigen Isolations­ platten bestehen und an einem Rahmen (3) der Baueinheit (2) befestigbar sind.

20. Luftkanal nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Baueinheiten (2) einen Frischluft­ kanal und einen Abluftkanal aufweisen, die einen oder beide Luftströmungsräume (32, 32′) mit der Umgebung verbinden.

21. Luftkanal nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischluftkanal und/oder der Abluftkanal mit Vorrich­ tungen verbunden sind, die die in die Baueinheit (2) ein­ und abströmende Luft entfeuchten und die entfeuchtete Abluft der Baueinheit (2) erneut zuführen.

22. Luftkanal nach einem der Ansprüche 5 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Baueinheiten (2) auf der Bodenseite nach außen weisende Laufrollen (22) und Justierschrauben (21) aufweisen.

23. Luftkanal nach einem der Ansprüche 5 bis 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Baueinheiten (2) Deckenwände (8), Bodenwände (7) und der Luftkanal (1) eine Eintrittswand (10) und eine Austrittswand (11) aufweisen, an denen Iso­ lationsplatten befestigbar sind.

24. Luftkanal nach einem der Ansprüche 5 bis 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Oberteil (13) und das Unterteil (12) fest miteinander verbunden sind und eine Baueinheit (45) bilden, die einen Arbeitskanal (46) aufweist, der längs einer Seitenwand (47) mit einer Öffnung (48) versehen ist, die mit einer Leiste (49) über handbetätigte oder automatische Schließmittel dicht abdeckbar ist.

25. Luftkanal nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (48) mehrerer dicht aneinandergereihter Baueinheiten (45) mit einer Leiste (49) luftdicht abdeckbar sind und die Leiste (49) unterschiedlich große Flächenab­ schnitte der Öffnungen (48) freigeben kann.

26. Luftkanal nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (49) an der nach außen und oben gerichteten Kante eine Führungsschiene (50) aufweist.

27. Luftkanal nach einem der Ansprüche 5 bis 26, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Baueinheiten (2, 45) eine über Iso­ lationsbrücken befestigte Wandisolation aufweisen.