DE4341531C2 - Heizvorrichtung bei einer Falschdrahteinrichtung für eine Synthesefaser - Google Patents
Heizvorrichtung bei einer Falschdrahteinrichtung für eine SynthesefaserInfo
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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 (12)
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.
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.
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