DE3909175C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Luftkanal zum Behandeln von
Monofilen für den Reck-, Thermofixier-, Trocknungs- und/oder
Kühlprozeß, mit einem Luftumwälzsystem und einem Arbeitskanal,
den die Monofile durchlaufen, der aus einem Unterteil und einem
Oberteil gebildet ist.
Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE 26 14 258 C3 bekanntgeworden.
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 Gerätehälften.
Um gleichmäßige physikalische Eigenschaften wie Zugfestigkeit,
Dehnung, Elastizitätsmodul, Schrumpf, Formstabilität,
Verschleißfestigkeit, Flexibilität für das jeweils einzelne
Monofil einer Schar zu erreichen, muß nicht nur die Temperatur
über die ganze Fläche, die die Schar der Monofile bildet,
einheitlich sein, sondern es sollten ferner die Luftgeschwindigkeitsabweichungen
über die Breite und die Länge des
Luftkanals vernachlässigbar klein sein. Mit zum Stand der Technik
zählenden Luftkanälen lassen sich im Arbeitskanal der Monofile
Temperaturtoleranzen von T = +/-1°C Celsius und Luftgeschwindigkeitstoleranzen
v = +/- 0,5m/sec erreichen.
Es ist einfach zu erkennen, daß die angegebenen Toleranzwerte
über einer Fläche von bis zu F = 5 m² nur mit einem hohen apparativen
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 Temperaturschwankungen
unterworfen sind, ist besonders aufwendig.
Ferner ist bei den bekannten Luftkanälen, die ausschließlich
mit Heißluft betrieben werden, schon heute eine maximale Fertigungsgröße
erreicht, die den Anforderungen moderner Fertigungsstraßen
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 benötigt,
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
Faltenbälge oder besonders ausgestaltete Stopfbuchsen. Diese
konstruktive Lösung ist aufwendig und störungsanfällig.
Ferner ziehen die Einblasdüsen Kaltluft in den bekannten Luftkanal.
Dies beeinträchtigt das Flächentemperaturprofil. Das
Temperaturprofil unterliegt auch erhöhten Schwankungen im Abzugsbereich
der Warmluft aus dem Luftkanal und an den Seitenflächen.
Diese Temperaturänderungen wirken sich qualitätsmindernd
auf die dort verlaufenden Monofile aus und beeinträchtigen
damit die Einheitlichkeit der Materialeigenschaften der
Monofilschar. Zudem erzeugen im bekannten Luftkanal querliegende
Staurippen Turbulenzen, die einer gleichmäßigen Luftgeschwindigkeit
über die Breite und Länge des bekannten Luftkanals entgegenwirken.
Schließlich ist auch noch auf die zahlreichen
Drosselklappen hinzuweisen, die bei dem bekannten Luftkanal
benötigt werden, damit die Luftmengen annähernd gleichmäßig
verteilt werden können.
Aus DE 35 38 871 A1 ist ein Verfahren zur Behandlung eines endlosen
Faserkabels bekannt. In der dazu beschriebenen Vorrichtung
ist das Faserkabel auf einem Siebband liegend spannungsfrei
geführt. Die einzelnen Behandlungszonen der bekannten Vorrichtung,
in der das endlose Faserkabel thermisch behandelt wird,
bilden eine Einheit. Die Vorrichtung ist derart aufgebaut, daß
immer nur ein und nicht mehrere endlose Faserkabel gleichzeitig
behandelt werden können.
Aus der DE-AS 20 32 326 ist eine weitere Vorrichtung zum kontinuierlichen
und gleichförmigen Erhitzen und Kühlen eines angehäuften
Kunstfaser-Spinnkabels bekannt, bei der das Kunstfaser-Spinnkabel
ebenfalls im spannungsfreien Zustand durch die Vorrichtung
geführt wird. Bei dem zu behandelnden Spinnkabel handelt
es sich um ein Multifilament, das nicht in einer Schar
behandelt wird.
Weiterhin ist aus der DE-OS 16 60 314 eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Erwärmen von Fadenkabeln aus hochmolekularen synthetischen
Polymeren bekanntgeworden, bei der die Kabel nicht
nur umströmt, sondern durchströmt werden. Mit der bekannten
Vorrichtung werden Multifilamente behandelt. Die Vorrichtung
selbst ist nicht aus Einzelbauteilen aufgebaut. Teile der Vorrichtung
sind auch nicht aneinander koppelbar. Die in der Vorrichtung
ausgebildeten Strömungszonen sind gegeneinander nicht
abgegrenzt, es findet eine Vermischung der Gase aus den unterschiedlichen
Zonen statt.
Zwar ist aus der DE-OS 19 16 124 bereits bekannt, zum Hitzefixieren
eines Stranges aus synthetischen Endlosfäden eine Maschine mit
mehreren Behandlungszonen zu versehen, in denen die synthetischen
Endlosfäden thermisch behandelt werden. Die Endlosfäden
werden beim Lauf durch die Vorrichtung mehrfach umgelenkt und
in jeder Strömungszone werden in unterschiedlichen Höhen gleichzeitig
mehrere Fäden behandelt.
Schließlich ist durch die DE 19 37 492 B2 eine Vorrichtung zur
Wärmebehandlung laufender synthetischer Fäden bekanntgeworden, in
der die Gasströmung in Laufrichtung der Fäden im Kanal umgelenkt
und verwirbelt werden kann. Aufgrund der erzeugten Turbulenzen
soll der Wärmeübergang im Gasführungskanal verbessert werden.
Mit den im Gasführungskanal angeordneten Prallplatten werden
Strömungsabrisse erzeugt, aufgrund der sich ein einheitliches
Temperaturprofil im Gasführungskanal einstellen soll.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Luftkanal
der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei
hochgenauer Temperaturführung eine einheitliche, gleiche Belastung
des einzelnen Monofils in der Schar erfolgt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß 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,
wobei das Luftumwälzgerät die Luft
senkrecht durch die von der Schar der Monofile
gebildete Ebene führt.
Der erfindungsgemäße Luftkanal hat damit den wesentlichen Vorteil,
daß das Temperaturprofil im Arbeitskanal über seine gesamte
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 verbessert
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 Arbeitskanals
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 Temperaturprofil
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 ausgewählt,
so ist neben dem besonders vorteilhaften Kreuzstrombetrieb
des erfindungsgemäßen Luftkanals einfach erkennbar,
daß es zur Konstanthaltung des auf der genannten Fläche einzustellenden
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 einzelne
Baueinheit schnell geöffnet werden kann.
Weiterhin weist bevorzugt der Arbeitskanal eine Querschnittsfläche
auf, die nach oben und unten von Strömungsgittern begrenzt
ist.
Dies hat den Vorteil, daß die in einer Schar verlaufenden Monofile
jeweils einzeln gleichzeitig umströmt werden. Der Arbeitskanal
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 Strömungsgitter
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 aufgrund
von Wärmedehnungen nicht verbiegen.
Die Schlitzlochbleche können bei herausgezogenen Strömungsgittern
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 Oberteil
und im Unterteil angeordnet und sind im Betrieb des Luftkanals
auswechselbar.
Dies hat den Vorteil, daß verschmutzte Strömungsgitter, Siebe
und Schlitzlochbleche schnell durch neue, gereinigte ausgetauscht
werden können. Die Reinigung von verschmutzten Strömungsgittern
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 Strömungsgitter
Kanäle auf, die sich von der einen zur anderen horizontalen
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 ist der Arbeitskanal
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 Luftströmungsraum
der Arbeitskanal angeordnet ist und in dem anderen
Luftströmungsraum ein Lufterhitzer oder ein Luftkühler, Filtervorrichtungen
und ein Luftumwälzgerät vorgesehen sind.
Dies hat den Vorteil, daß durch die Ausgestaltung des Strömungskörpers
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, sondern
unterstützt auch eine im Umlauf weitgehend kreisförmig
zirkulierende Warm- oder Kaltluft.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in den Luftströmungsräumen
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 Arbeitskanal
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 Auswechslung
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 Luftumwälzgerät
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 Baueinheiten
Seitenwände auf, die aus ein- oder mehrstückigen Isolationsplatten
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 austauschbar.
Die notwendige Isolation der Baueinheit, damit eine unerwünschte
Wärmeabstrahlung unterbleibt, kann je nach Anwendung
gewählt werden, indem zum Beispiel Isolationsplatten unterschiedlicher
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 Frischluftkanal
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 Reckprozeß
bessere Produkqualitäten ereichen. Zudem wird die
Umwälzung einer mit H₂O-übersättigten Luft und damit unerwünschte
Kondensation in den Baueinheiten vermieden.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Baueinheiten
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 Isolationsplatten
befestigbar sind.
Dies hat den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln je nach Luftkanallänge
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 Baueinheit,
die einen Arbeitskanal aufweist, der längs einer Seitenwand
mit einer Öffnung versehen ist, die mit einer Leiste
über handbetätigte oder automatische Schließmittel dicht abdeckbar
ist. Die Öffnungen mehrerer dicht aneinandergereihter
Baueinheiten sind mit einer gemeinsamen Leiste luftdicht abdeckbar
und die Leiste kann unterschiedlich große Flächenabschnitte
der Öffnungen freigeben.
Dies hat den Vorteil, daß, obwohl die Baueinheit nicht geteilt
ist, der Arbeitskanal leicht zugänglich ist. Durch ein Verschieben
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 Monofilebündel
beim Einfädelvorgang längs dieser Führungsschiene geführt werden.
Die Führungsschiene ist bevorzugt aus einem schlecht wärmeleitenden
Material, so daß bei Warmluftbetrieb die Führungsschiene
immer kalt bleibt.
Weisen in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Baueinheiten
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 erweiterten
Anforderungen, die bei der Herstellung von Monofilamenten
höchster Präzision gestellt werden. Der Luftkanal ist in der
Leistung beliebig erweiterbar, ist bedienungs- sowie wartungsfreundlich
und kann ein vorgegebenes Temperaturfeld selbstregelnd
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.
Die Erfindung wird anhand
von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Luftkanal bestehend aus mehreren
Baueinheiten;
Fig. 2 ein stark schematisiertes Funktionsprinzip einer
einzelnen Baueinheit eines erfindungsgemäßen Luftkanals;
Fig. 3 eine räumliche Darstellung einer Baueinheit eines
erfindungsgemäßen Luftkanals im Schnitt;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Baueinheit eines erfindungsgemäßen
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 Profilleiste,
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 Strömungsgitters
im Teilausschnitt, vergrößert und räumlich
dargestellt;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Luftkanals bestehend aus beispielsweise zwei
Baueinheiten;
Fig. 9 einen Ausschnitt einer Leiste im vergrößerten Maßstab
nach Fig. 8.
Die einzelnen Figuren der Zeichnungen 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 IV der Übersichtlichkeit halber beabstandet
von den Baueinheiten 2′, 2′′, 2′′′ eingezeichnet ist. Die Baueinheiten
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 ganze 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 zusammen.
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 befestigen,
die eine Wärmeabstrahlung in die jeweilige Richtung verhindern.
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 Strömungsgitter
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 andererseits
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 angrenzenden
Baueinheit 2′′′ und sind über Langlöcher, durch die Schrauben
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 erfindungsgemäßen
Luftkanals 1. Eine Luftströmung 25 ist in antiparallelen
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 Baueinheit
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 Luftkanalflächen,
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 gezeichneten
Pfeil angegeben. Die Siebe 14′′, 15′′ und die Schlitzlochbleche
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 Baueinheit
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 Öffnung
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 Durchmesser
in eine rechteckförmige Fläche übergeht, die der Fläche
der Strömungsgitter 14, 15 entspricht. Die Luft wird umlaufend
in den Luftströmungsräumen 32, 32′ geführt, indem das Luftumwälzgerät
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, Luftdurchsatzmeßstellen
und Luftgeschwindigkeitsmeßstellen vorgesehen. Beispielhaft
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 eingebaut,
daß sie jeweils einzeln schnell aus der Baueinheit 2
herausgenommen werden können, damit beispielsweise der Lufterhitzer
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 Baueinheit
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 Strömungsleitblechen
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 Innenisolation
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 Oberteil
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 dargestellt.
Fig. 5 zeigt in Draufsicht das Strömungsgitter 14 und im Ausschnitt
Teile des Schlitzlochblechs 14′ und des Siebs 14′′.
Die Draufsicht entspricht dem nicht dargestellten Strömungsgitter
15. Das Strömungsgitter 14 weist ganzflächig die nur
teilweise dargestellten Kanäle 40 auf, die dicht aneinanderliegend
angeordnet sind und beispielhaft eine kreisförmige Öffnung
aufweisen. Mit dem Sieb 14′′ wird ein Staudruck im Luftströmungsraum
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 Strömungsgitters
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 Oberfläche
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 Dichtstreifen
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 vergrößert
und räumlich dargestellt. Ausschnitte des Schlitzlochblechs
14′ und des Siebs 14′′ begrenzen die Kanäle 40. Von den
beiden Oberflächen ausgehend sind die hier beispielhaft dargestellten
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 erfindungsgemäßen
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 ausgebildet.
Der Transport der Monofile 5 im Arbeitskanal 46 erfolgt
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 handbetätigter
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 Führungsschiene
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 Baueinheiten
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 Anzeigegeräte,
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 abgenommen,
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 Ausschnitt 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 gezeigt,
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 (21)
1. Luftkanal zum Behandeln von in einer Schar angeordneten
Monofilen für den Reck-, Thermofixier-, Trocknungs-
und/oder Kühlprozeß, mit einem Luftumwälzsystem und einem
Arbeitskanal (4), den die Monofile (5) durchlaufen, der
aus einem Unterteil (12) und einem Oberteil (13) gebildet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (1) aus
Baueinheiten (2) beliebiger Anzahl gebildet ist, die jeweils
ein Oberteil (13) und ein Unterteil (12), einen
Lufterhitzer (27) oder einen Luftkühler und ein Luftumwälzgerät
(28) aufweisen und über Stirnseiten der Baueinheiten
(2) dicht aneinanderkoppelbar sind, wobei das Luftumwälzgerät
(28) die Luft
senkrecht durch die von der Schar der Monofile gebildete
Ebene führt.
2. Luftkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberteile (13) des Luftkanals (1) gemeinsam oder jeweils
einzeln gegenüber dem Unterteil (12) verschwenkbar
und/oder verschiebbar sind.
3. Luftkanal nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Arbeitskanal (4) eine Querschnittsfläche aufweist,
die nach oben und unten von Strömungsgittern (14, 15)
begrenzt ist.
4. Luftkanal nach Anspruch 3, 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 Strömungsgitter
(14, 15) ein Sieb (14′′, 15′′) angeordnet
ist.
5. Luftkanal nach Anspruch 3 oder 4, 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.
6. Luftkanal nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsgitter (14, 15) Kanäle
(40) aufweisen, die sich von der einen zur anderen horizontalen
Oberfläche der Strömungsgitter (14, 15) erstrecken.
7. Luftkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Arbeitskanal (4) seitlich von einer
Klappe (16) und von einem Teilabschnitt eines Strömungskörpers
(31) begrenzt ist.
8. Luftkanal nach Anspruch 7, 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.
9. Luftkanal nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in
den Luftströmungsräumen (32, 32′) Temperaturmeßfühler
(35), Luftfeuchtigkeitsmeßfühler (36) und Luftdrosselorgane
vorgesehen sind.
10. Luftkanal nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß im Luftströmungsraum (32′) der Lufterhitzer (27) als
eine Einheit eingebaut ist und getrennt von den auswechselbaren
Filtervorrichtungen, bevorzugt Filtermatten (38),
auswechselbar ist.
11. Luftkanal nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Filtermatten (38) in der Baueinheit (2) auf Führungsschienen
verschiebbar angeordnet sind.
12. Luftkanal nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Luftumwälzgerät (28) ein Ventilator
ist, der bevorzugt unterhalb des Lufterhitzers (27) im
Luftströmungsraum (32′) eingebaut ist.
13. Luftkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Baueinheiten (2) Seitenwände (6, 9)
aufweisen, die aus ein- oder mehrstückigen Isolationsplatten
bestehen und an einem Rahmen (3) der Baueinheit
(2) befestigbar sind.
14. Luftkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Baueinheiten (2) einen Frischluftkanal
und einen Abluftkanal aufweisen, die einen oder beide
Luftströmungsräume (32, 32′) mit der Umgebung verbinden.
15. Luftkanal nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der Frischluftkanal und/oder der Abluftkanal mit Vorrichtungen
verbunden sind, die die in die Baueinheit (2) ein-
und abströmende Luft entfeuchten und die entfeuchtete
Abluft der Baueinheit (2) erneut zuführen.
16. Luftkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Baueinheiten (2) auf der Bodenseite
nach außen weisende Laufrollen (22) und Justierschrauben
(21) aufweisen.
17. Luftkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Baueinheiten (2) Deckenwände (8),
Bodenwände (7) und der Luftkanal (1) eine Eintrittswand
(10) und eine Austrittswand (11) aufweisen, an denen Isolationsplatten
befestigbar sind.
18. Luftkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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.
19. Luftkanal nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnungen (48) mehrerer dicht aneinandergereihter
Baueinheiten (45) mit einer gemeinsamen Leiste (49) luftdicht
abdeckbar sind und die Leiste (49) unterschiedlich
große Flächenabschnitte der Öffnungen (48) freigeben kann.
20. Luftkanal nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leiste (49) an der nach außen und oben gerichteten
Kante eine Führungsschiene (50) aufweist.
21. Luftkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Baueinheiten (2, 45) eine über Isolationsbrücken
befestigte Wandisolation aufweisen.
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