DE4341531C2

DE4341531C2 - Heizvorrichtung bei einer Falschdrahteinrichtung für eine Synthesefaser

Info

Publication number: DE4341531C2
Application number: DE4341531A
Authority: DE
Inventors: Atsuhisa Fujita
Original assignee: Toyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toyo Electric Co Ltd
Priority date: 1992-12-08
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-12-07
Also published as: GB2273302A; GB9324540D0; US5718109A; FR2698889A1; DE4341531A1; GB2273302B; JP2571180B2; FR2698889B1; JPH06184847A; US5519924A; ITMI932575A1; ITMI932575A0; IT1265385B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung bei einer Falsch drahteinrichtung für eine Synthesefaser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Heizvorrichtung ist bereits aus der DE 38 02 112 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird mit einer direkten kontaktierenden Wärmeübertragung gearbeitet, die aufgrund der vorgesehenen Heizkonzeption nur für begrenzte Bearbeitungsge schwindigkeiten geeignet ist.

Aus der DE 40 18 200 C2 ist im Zusammenhang mit einer Vorrich tung zum Heizen eines Fadens in der Falschzwirnzone einer Falschzwirntexturiermaschine ein Rohrkörper bekannt, in dessen Heizkammer zwei Garne gleichzeitig erwärmt werden, wobei die Garne in Garnführungselementen mit Führungsrillen aufgenommen sind.

Aus der GB 21 90 687 A ist es bekannt, bei einer Heizvorrichtung für eine Falschdrahteinrichtung einen in seiner Länge gebogenen Hauptkörper mit Führungsnuten vorzusehen, was auch die DE 38 13 133 offenbart, wobei dort auch noch das Vorsehen einer zusätzlichen Wärmeisolierung außerhalb des Hauptkörpers angesprochen ist.

Aus der GB 21 65 864 A ist es bekannt, ein Filament durch ein beispielsweise Edelstahlpartikel aufweisendes Behandlungsmedium kontaktierend zu ziehen, während die GB 20 38 893 das kontaktierende Beheizen eines Filaments in einer verschließbaren Längsnut offenbart.

Aus der US 4,236,323 ist eine Heizvorrichtung bei einer Falsch drahteinrichtung für eine Synthesefaser bekannt, bei der die Synthesefaser über eine gekrümmte Heizfläche kontaktierend läuft.

Als nachteilig bei den vorbekannten kontaktierenden Heizvorrich tungen ist anzusehen, daß man für eine Hochgeschwindigkeitsver arbeitung längere Heizvorrichtungen benötigt, wodurch eine Erhöhung des auf das laufende Element wirkenden Widerstands auf tritt. Zudem wird die Heizvorrichtung außerordentlich sperrig und läßt sich schwierig instandhalten. Nachteilig ist weiter hin, daß zur Reinigung eine Betriebsabschaltung erforderlich ist. Der auftretende Schmutz bzw. die auftretende Fleckenbildung der in Kontakt mit dem Filament stehenden Fläche machen regel mäßige Reinigungsarbeiten erforderlich, und die lange Ausbildung von Heizflächen stehen dem Trend zur Energieeinsparung entgegen.

Aus der US 4,567,721 ist bereits eine kontaktlose Hochtempera turheizvorrichtung für eine Falschdrahtung bekannt, die einen nutartigen Durchlaß mit einem Heizelement für ein Filament aufweist. Nachteilig ist jedoch hierbei, fertigungstechnisch eine lange Nut und einen ein Heizelement unterbringenden Abschnitt axial auf einem stabförmigen Metall, wie einer langen Messinglegierung durch Schneiden herzustellen. Dies gilt insbesondere bei Herstellung aus Metallen mit hohen Härtegraden, wodurch auch die Herstellungskosten ansteigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung der eingangs genannten Gattung hinsichtlich einer kontaktlosen Hochtemperaturbeheizung für hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.

Vorteilhaft wird bei der Erfindung eine indirekte Heizung ohne Kontakt mit dem Filament verwirklicht, bei der das Wärmeleit pulver oder -korn nicht in Berührung mit dem Filament gelangt, und die Heizung erfolgt durch den rohrförmigen Hauptkörper aus dem Inneren desselben.

Vorteilhaft ist zudem, daß das Filament lediglich mit Führungen, die beispielsweise aus Keramik bestehen, in Berührung kommt, so daß die Verunreinigungsneigung deutlich verringert ist.

Gleichzeitig kann wegen der alleinigen Kontaktierung in den Führungen das Filament leicht mit einer hohen Geschwindigkeit bearbeitet werden, und es ist weiterhin für die Herstellung der Vorrichtung von Vorteil, daß das Wärme-leitpulver oder -korn im Inneren des rohrförmigen Hauptkörpers keinerlei Größenbeschränkung unterworfen ist, sondern lediglich der Form des Hauptkörpers folgen muß.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des oberen Endes der in Fig. 1 gezeigten Heizvorrichtung;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Heizvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Heizvorrichtung;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 einen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform;

Fig. 8 einen Schnitt durch eine sechste Ausführungsform;

Fig. 9 einen Schnitt einer siebten Ausführungsform;

Fig. 10 einen Schnitt einer achten Ausführungsform;

Fig. 11 einen Schnitt durch eine neunte Ausführungsform;

Fig. 12 einen Schnitt durch eine zehnte Ausführungsform;

Fig. 13 einen Schnitt durch eine elfte Ausführungsform;

Fig. 14 einen Schnitt durch eine zwölfte Ausführungsform;

Fig. 15 einen Schnitt durch eine dreizehnte Ausführungsform;

Fig. 16 eine perspektive Ansicht des oberen Endes der in Fig. 15 gezeigten Heizvorrichtung;

Fig. 17 eine Seitenansicht der Heizvorrichtung von Fig. 15;

Fig. 18 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 17 von einer vierzehnte Ausführungsform;

Fig. 19 eine schematische Darstellung einer fünfzehnten Ausführungsform; und

Fig. 20 eine schematische Darstellung einer sechzehnten Ausführungsform.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Vorrichtung gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugsnummer 1 bezeichnet den Hauptkörper der Heizvorrichtung, z. B. ein rohrförmiges nicht rostendes, durch Extrudieren gebildetes Material. Wie aus Fig. 3 ersichtlich sind Endwandungen 2 an beiden Enden entlang der Länge des Hauptkörpers 1 ausgebildet. Der Hauptkörper 1 kann aus jedem hitzebeständigen Metall gefertigt sein. Der Hauptkörper 1 kann insbesondere aus einem hitzebeständigem Me tall mit hoher Härte, wie z. B. Inconel, gefertigt sein. Das Bezugs zeichen 3 zeigt einen Durchlaß, durch den ein Filament führt. Der Durchlaß kann in Form einer Nut, wie in Fig. 1 gezeigt, oder in Form eines Rohres im Hauptkörper 1, wie in Fig. 6 ge zeigt, aufgebaut sein. Der Durchlaß 3 kann außerhalb oder in nerhalb des Hauptkörpers 1 ausgeführt sein. Das Bezugszeichen 4 zeigt Wärmeleitpulver oder -korn, z. B. eine pulverförmige Mes singlegierung oder sog. Messingpulver. Das wärmeleitfähige Pul ver oder Korn 4 kann aus nicht rostendem oder Kohlenstoff- bzw. Graphitpulver, oder einer Mischung aus diesen Materialien ge fertigt sein. Die Verwendung von Magnesiumoxid oder Zinkoxid ist möglich. Jede Metallsorte kann verwendet werden, solange sie hitzebeständig ist.

Die Bezugszahl 5 zeigt ein Heizelement, z. B. einen ummantelten Heizer. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Heizelement 5 im Haupt körper 1 in Kontakt mit dem Wärmeleitpulver oder -Korn 4 vor gesehen. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 zeigt das Bezugszeichen 6 ein geformtes wärmeisolierendes Material, das Bezugszeichen 7 eine Re flexionsplatte, das Bezugszeichen 8 ein wärmeisolierendes Material, das Bezugszeichen 9 ein Gehäuse, und das Bezugszeichen 10 einen Verbin dungsweg. In den Fig. 2, 3, und 4 zeigt das Be zugszeichen 11 eine beispielsweise aus Keramik gefertigte Füh rung für ein Filament 12. Eine Vorrichtung zur Falschdrahtung des Filaments ist hinter und vor dem Hauptkörper 1 entlang eines Filamentbeschickungsweges vor gesehen. Eine Beschreibung dieser Vorrichtung wird jedoch weg gelassen, da die Vorrichtung nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Gemäß Fig. 3 und 4 ist die Anordnung einer Vielzahl von Hei zelementen vorzuziehen, da dieser Aufbau eine leichte Kontrolle der Temperaturen eines jeden Abschnittes durch die gesamte Vor richtung ermöglicht. Fig. 3 zeigt den Fall eines im Hauptkörper 1 unterteilten Heizelementes 5. Fig. 4 zeigt den Fall, wo je weils Heizelemente 5 in unterteilten Abschnitten des Hauptkör pers 1 vorgesehen sind.

Obwohl eine Darstellung der Lagerabschnitte für die Heizel emente ausgelassen wird, können die lagernden Abschnitte durch Schweißen einfach vorgesehen werden. Diese Vorgehensweise ist wesentlich einfacher als der Fall, in dem eine Heizeinrichtung in einem Metallstab, der durch Schneiden oder dergleichen her gestellt wird, vorgesehen ist.

Ein Bleidraht des Heizelementes 5 kann außerhalb des Hauptkör pers 1 einfach eingebracht werden, da der Hauptkörper 1, wie oben beschrieben durch Extrudieren gebildet ist. Es ist mög lich, innerhalb des Hauptkörpers 1 Rohrdurchlässe 3 zu bilden, durch die die Filament hindurchlaufen, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, oder die Rohrdurchlässe innerhalb des Hauptkörpers 1 zu bilden und gleichzeitig die Durchlässe außerhalb des Haupt körpers 1, wie in Fig. 7 gezeigt, vorzusehen. Dieser Aufbau er möglicht die Auswahl eines beliebigen inneren oder äußeren Rohrdurchlasses. Zusätzlich ist auswählbar, ob ein Durchlaß durch eine einzelne Nut, wie in Fig. 8 gezeigt, oder Durch lässe durch eine Vielzahl von Nuten, wie in Fig. 9 gezeigt, vorgesehen werden. Ein wärmeisolierende Material 13 kann auf der Rückseite des Heizelements 5 vorgesehen werden, da eine niedrige Temperatur auf der Rückseite des Hauptkörpers 1 wün schenswert ist. Wie in Fig. 11 gezeigt, ist die Befestigung einer Reflexionsplatte 14 auf dem Hauptkörper 1 möglich.

Die Fig. 12 und 13 zeigen die Fälle, bei denen eine den Durchlaß 3 im Hauptkörper 1 öffnende oder schließende Tür 15 auf einem Gehäuse 9 vorgesehen ist, welches den Hauptkörper 1 enthält. Das Bezugszeichen 14 zeigt wieder die Reflexionsplatte, das Bezugs zeichen 16 zeigt eine Feder, das Bezugszeichen 17 zeigt ein Gelenk und das Bezugszeichen 18 zeigt einen Griff. Gemäß Fig. 14 ist auf dem Hauptkörper 1 ein Loch 19 ausgebildet. Dieses Loch verbindet Luft, die sich infolge des Heizens im Innern des Hauptkörpers 1 durch das Heizelement 5 ausdehnt, mit Außenluft und ermöglicht dadurch die vorzugsweise Heizung des Filaments 12.

Unter Bezugnahme auf Fig. 15 bis 18 ist der Hauptkörper 1 bezüglich seiner Länge gebogen und somit unterschiedlich zu einem wie in 3, 4 und dergleichen gezeigten geraden Kör per. Das Bezugszeichen 11 zeigt eine Führung. Die Führung 11 ist z. B. aus Keramik mit einem wie in Fig. 15 gezeigten Querschnitt ge bildet, und eine Vielzahl von Führungen ist im gleichen Abstand im Hauptkörper 1 vorgesehen. Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet ein auf dem Hauptkörper 1 vorgesehenes Befestigungselement. Für dieses Ele ment wird beispielsweise ein Schraubenbolzen und eine Mutter verwendet. Infolge der Biegung des Hauptkörpers 1 bezüglich der Länge des Hauptkörpers, wie in Fig. 16 gezeigt, kann das Fila ment an einer Seitwärtsbewegung während seiner Beschickung ge hindert werden. In dem oben beschrieben gebogenen Hauptkör per 1 kann jede der entsprechenden, in Fig. 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12 und 13 gezeigten Strukturen gebildet werden. Die Teilansichten dieser Konstruktionen werden weggelassen, da sie nahezu die gleichen sind wie die in den Fig. 3, 4, 5, 8, 9, 11, 12 und 13 gezeigten Teilansichten bzw. Schnitte. Das Heizelement 5 kann, wie in den Fig. 19 und 20 gezeigt, ausgebildet sein.

In den Fig. 19 und 20 zeigt das Bezugszeichen 21 einen Nichromdraht. Wie in Fig. 19 gezeigt, ist der Nichromdraht im oberen Bereich weiter und im Bodenbereich 23 enger bzw. dich ter verteilt. Die Temperatur im Bodenbereich ist dementsprechend höher als die im oberen Bereich 22. Je höher jedoch im allgemei nen in dieser Art von Vorrichtung die Position ist, um so höher ist die Temperatur. Die vorstehend erwähnte Struktur ermöglicht daher einen nahezu auf dieselbe Temperatur heizbaren Gesamtbereich. Obwohl der Nichromdraht im in Fig. 19 gezeigten Fall in zwei Stufen unterteilt ist, kann der Nichromdraht in drei Stu fen unterteilt werden. Im Gegensatz zum in Fig. 19 gezeigten Draht ist der in Fig. 20 gezeigte Nichromdraht kontinuierlich ohne Stufen ausgebildet.

Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau der vorliegenden Erfindung wird der Hauptkörper durch Extrudieren hergestellt, und Wärme leitpulver oder -korn und das Heizelement 5 werden innerhalb des Hauptkörpers eingefügt. Demgegenüber muß nach dem Stand der Technik ein langer Metallstab durch Schneiden oder dergleichen wie in der Beschreibung zum Stand der Technik ausgeführt gebil det werden. Die vorliegende Erfindung kann daher einen dem Stande der Technik nach schwierigen Vorgang sehr einfach aus führen. Zusätzlich ist das Vorsehen eines Abschnittes zur Lage rung eines Heizelementes durch Schneiden nicht notwendig, son dern das Heizelement 5 kann einfach im Hauptkörper durch Schweißen gelagert und in Stufen im Hauptkörper 1 unterteilt werden. Der Bleidraht und dergleichen kann einfach außerhalb des Hauptkörpers 1 eingeführt werden, was die abschnittsweise Temperaturkontrolle bzw. -regelung erleichtert. Falls die Füh rung 11 in dem Durchlaß 3, durch den das Filament führt, vorge sehen wird, und falls der Durchlaß 3 bezüglich der Hauptkörper länge gebogen ist, kann das Filament 12 an einer Seitwärtsbewe gung während seiner Zuführung und an einer Kontaktaufnahme mit der Hauptkörperfläche 1, was zu seinem Schmelzen führt, gehin dert werden. Durch Vorsehen des Entlüftungsloches 19 auf dem Hauptkörper 1 wird ein Ausströmen der infolge der innerhalb des Hauptkörpers 1 erzeugten Hitze ausgedehnten Luft und damit eine Einstellung des inneren Druckes ermöglicht, wodurch die im Hauptkörper 1 herbeigeführte Wirkung unter guten Bedingungen aufrecht erhalten wird. Da das wärmeisolierende Material 8 zu sätzlich außerhalb des Hauptkörpers 1 vorgesehen ist, kann ein Entweichen von Wärme im Hauptkörper 1 verhindert werden, was zu einer wirkungsvollen Falschdrahtung beiträgt.

Eine Heizvorrichtung zur Falschdrahtung einer Synthesefaser soll aus der Sicht der Effektivität und der Energieeinsparung eine kontaktlose Heizvorrichtung mit hoher Temperatur sein. In diesem Fall ist jedoch die Herstellung eines langen Metallsta bes zur Bildung eines langen Durchlasses, durch den ein Fila ment führt, und zur Aufnahme eines langen Heizelementes in dem Metallstab notwendig. Dies ist sehr schwierig herzustellen. Die Erfindung wurde zur Lösung dieses Problems vorgesehen. Ein Hauptkörper ist aus Metall derart hergestellt, daß der Haupt körper in Form eines Rohrs aufgebaut ist oder er rohrförmig und bezüglich der Länge des Hauptkörpers gebogen ist. Stirnwandun gen werden an beiden Enden des Hauptkörpers gebildet. Im Haupt körper sind Durchlässe, durch die Filamente führen, entlang der Länge des Hauptkörpers sowie Führungen vorgesehen. Zudem ist im Hauptkörper Wärmeleitpulver oder -korn und zusätzlich ein Hei zelement darin enthalten.

Claims

1. Heizvorrichtung bei einer Falschdrahteinrichtung für eine Synthesefaser, bestehend aus:
wenigstens einem rohrförmigen metallischen Hauptkörper (1), dessen Enden jeweils Endwandungen (2) besitzen;
einem entlang der Längsrichtung jedes Hauptkörpers (1) gebildeten Durchlaß (3) für wenigstens einen Filamentlauf;
Wärmeleitpulver oder -korn (4), das in jedem Hauptkörper (1) enthalten ist; und aus
wenigstens einem Heizelement (5) für jeden Hauptkörper (1);
dadurch gekennzeichnet,
daß das wenigstens eine Heizelement (5) in jedem Hauptkörper (1) in Kontakt mit dem Wärmeleitpulver oder -korn (4) angeordnet ist, und
daß für jedes Filament (12) zur kontaktlosen Beheizung im Bereich des zugeordneten Durchlasses (3) Führungen (11) vorgesehen sind.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb jedes Hauptkörper (1) nutförmige Durchlässe (3) und/oder innerhalb jedes Hauptkörpers (1) rohrförmige Durchlässe (3) gebildet sind.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Durchlaß (3) durch die beiden Endwandungen (2) jedes Hauptkörpers (1) verläuft.

4. Heizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb jedes Hauptkörpers (1) zur Wäremeisolierung des Hauptkörpers nach außen ein wärmeisolierendes Material (8) vorgesehen ist.

5. Heizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite jedes Heizelements (5) ein wärmeisolierendes Material (13) vorgesehen ist.

6. Heizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die nutförmigen Durchlässe (3) eine Reflexionsplatte (14) vorgesehen ist.

7. Heizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein in seiner Länge gebogener Hauptkörper (1) vorgesehen ist, in dem Führungen (11) gebildet sind.

8. Heizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (11) in dem gebogenen Hauptkörper (1) gleichmäßig beabstandet angeordnet sind.

9. Heizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (11) aus Keramik bestehen.

10. Heizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitpulver oder -korn (4) metallisch ist.

11. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitpulver oder -korn (4) Kohlenstoff ist.

12. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitpulver oder -korn eine metallische Verbindung ist.