EP3312322B1 - Vorrichtung zum kühlen eines erwärmten fadens - Google Patents

Vorrichtung zum kühlen eines erwärmten fadens Download PDF

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EP3312322B1
EP3312322B1 EP17195863.0A EP17195863A EP3312322B1 EP 3312322 B1 EP3312322 B1 EP 3312322B1 EP 17195863 A EP17195863 A EP 17195863A EP 3312322 B1 EP3312322 B1 EP 3312322B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
groove
cooling
thread
guide
yarn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP17195863.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3312322A1 (de
Inventor
Stefan Conrad
Philip JUNGBECKER
Tobias MÜNSTERMANN
Thomas RAMAKERS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP3312322A1 publication Critical patent/EP3312322A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3312322B1 publication Critical patent/EP3312322B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/001—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass in a tube or vessel
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/003—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass by contact with at least one stationary surface, e.g. a plate
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/008—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass with elimination of fumes

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling a heated thread according to the preamble of claim 1.
  • a generic device is for example in the EP 0 403 098 A2 described.
  • a cooling body is provided with a cooling groove having a plurality of recessed Nuttaschen in the groove bottom of the cooling groove.
  • the cooling groove is coupled via a capillary with a coolant reservoir, so that a cooling liquid is kept continuously in the cooling groove.
  • the heated thread is guided by contact through the cooling groove and cooled by the cooling liquid. Subsequently, the thread is passed over a subsequent cooling rail.
  • the heat sink forms a relatively short cooling section, wherein the excess cooling liquid is collected at the end of the heat sink and returned to a tank.
  • texturing machines which consist of a plurality of such devices for cooling a heated thread, therefore facilities for collecting and processing the coolant liquid losses are required.
  • devices for cooling heated threads have not been able to prevail.
  • the preparation of the excess coolant is associated with a high expenditure on equipment.
  • the cooling groove has a plurality of guide portions with a grooved groove bottom and at least one guide portion with a smooth groove bottom, which are formed alternately one behind the other and that the metering one of the guide portions with grooved groove bottom in a Inlet region of the cooling groove is arranged upstream.
  • the invention has recognized that a corrugated groove bottom of the cooling groove considerably intensifies the wetting of the thread in the inlet region of the cooling groove.
  • a continuous looping of the yarn supplied to the cooling liquid is prevented by the corrugation in the groove bottom.
  • the corrugation in the groove base is suitable for stripping the adhering to the thread unevaporated coolant liquid residues and to keep in the cooling groove.
  • the thread can be evenly wetted over a longer distance, so that the generated cooling effects are intensified.
  • at least one guide section with a smooth groove base is provided, in which the thread is cooled by the previously supplied cooling liquid.
  • the different guide sections of the cooling groove therefore favor intensive cooling with minimal supply of cooling liquid.
  • the cooling effect within the cooling groove can be further improved by the guide section with the smooth groove bottom has a larger groove depth, as the guide sections with the corrugated groove bottom. This allows the thread to be guided through the cooling groove with and without contact. In the guide section with a smooth groove bottom, the thread receives no contact, so that only the cooling liquid acts to cool the thread.
  • the corrugated groove bottoms of the guide sections are each formed by a plurality of recessed groove pockets and a plurality of a plurality of guide webs lying between the nut pockets. The thread can thus pass through the cooling groove with contact on the guide webs.
  • the length of the cooling groove is generally selected depending on the respective thread to be cooled and its yarn denier. For example, threads with relatively large thread ends require relatively long cooling grooves.
  • the development of the invention is preferably carried out, in which the guide sections each have a longitudinal section of the cooling groove in the range from 10 mm to 60 mm.
  • the guide sections of the cooling groove in such a way that the groove bases in the thread running direction have a guide curvature with a radius in a range of 300 mm to 1000 mm ,
  • the groove bases in the thread running direction have a guide curvature with a radius in a range of 300 mm to 1000 mm .
  • the guide sections of the cooling groove can basically be formed in a one-piece heat sink.
  • the development of the invention is preferably carried out, in which the guide portions of the cooling groove are formed by a plurality of successively arranged segments of the heat sink, which are held by a carrier.
  • the composite segments thus provide the heat sink with the cooling groove required for the thread guide.
  • the development of the invention has proven particularly useful, in which the segments of the heat sink are formed with the guide portion with grooved groove bottom and the segments of the heat sink with the guide portion with smooth groove bottom of different materials.
  • the segments that are required for the thread contact in the cooling groove run with appropriate wear-resistant materials.
  • the inventive development of the invention is particularly advantageous in which the heat sink is disposed within a housing between a yarn inlet and a yarn outlet and formed in the region of the yarn outlet a suction opening on the housing, which is connectable to a suction device , This prevents any vapors from entering the environment when the thread cools.
  • the suction opening in a housing bottom between the heat sink and the yarn outlet.
  • the suction flow can be advantageously used to suck a freely guided thread section before exiting the housing.
  • the development of the invention is preferably carried out in which the thread inlet of the housing is assigned an inlet yarn guide and the yarn outlet of the housing an outlet yarn.
  • a reproducible thread guide can be set advantageously.
  • a special orientation of the heat sink within a textile machine is not required.
  • the device according to the invention is therefore particularly suitable for use in texturing machines with a large number of processing stations. Every processing point is an equal treatment and thus a uniform cooling by the device according to the invention executable.
  • FIGS. 1 . 2.1 and 2.2 a first embodiment of the inventive device for cooling a heated yarn is shown schematically in several views.
  • FIG. 1 shows the embodiment in a longitudinal sectional view and the Figures 2.1 and 2.2 Two cross-sectional views of the embodiment are shown. Unless an explicit reference is made to one of the figures, the following description applies to both figures.
  • the exemplary embodiment has an elongated heat sink 1.
  • the cooling groove 2 extends up to the front ends of the heat sink 1.
  • the cooling groove 2 thus forms a thread inlet 7 at the front ends and a thread outlet 8 at the opposite ends.
  • the cooling groove 2 has a plurality of guide sections 6.1 with a corrugated groove base 4.1 and a plurality of guide sections 6.2 with a smooth groove base 4.2.
  • the guide sections 6.1 and 6.2 are formed alternately in the direction of yarn travel in the cooling groove 2.
  • the thread inlet 7 is assigned a first guide section 6.1 with the corrugated groove bottom 4.1.
  • the ribbed groove bottom 4.1 of the first guide section 6.1 is preceded by a one-start region 20, in which a metering opening 3 opens.
  • the metering opening 3 is connected via a metering channel within the heat sink 1 with a fluid line 5.1.
  • the fluid line 5.1 is coupled to a metering device 5, which has a dosing 5.2 and a container 5.3.
  • the dosing 5.2 is preferably designed as a metering pump, wherein in the container 5.3 a cooling liquid is kept.
  • the guide sections 6.1 and 6.2 have different groove depths in their respective groove base 4.1 and 4.2.
  • the Figure 2.1 shows a cross section of a guide section 6.1 with the corrugated groove bottom 4.1.
  • the corrugated groove bottom 4.1 is formed by a plurality of recessed nutt pockets 9 and a plurality of guide webs 10, which protrude between the Nuttaschen 9.
  • the guide webs 10 have a groove depth, which is identified by the reference numeral.
  • the Nuttaschen 9 are recessed formed in the heat sink 1 and have a larger groove depth, which is denoted by the reference numeral t 3 in Figure 2.1 is marked.
  • the guide webs 10 are designed with a web width that is only a few millimeters. Likewise, the Nuttaschen have a small width of a few millimeters.
  • Figure 2.2 is a cross-sectional view of a guide section 6.2 shown with the smooth groove bottom 4.2.
  • the smooth groove bottom 4.2 has a groove depth, the in Figure 2.2 is designated by the reference symbol t 2 .
  • the groove depth t 2 of the smooth groove base 4.2 is made slightly larger than the groove depth t 1 of the corrugated groove base 4.1.
  • the guide sections 6.1 and 6.2 of the cooling groove 2 are arranged relative to one another such that the groove bases 4.1 and 4.2 form a guide curvature with a radius R in the thread running direction.
  • the radius R of the guide curvature is in the range of 300 mm to 1000 mm.
  • a cooling liquid is metered in small quantities fed to the guide section 6.1 in the region of the thread inlet 7 via the metering device 5. Due to the running thread, the cooling liquid is partly absorbed directly and distributed over the corrugated structure of the groove base 4.1. This achieves a relatively long contact zone for wetting the thread.
  • the guide section 6.1 has a longitudinal section L 1 which, depending on the thread titer, has a range of 20 mm to 60 mm.
  • the guide section 6.2 also has a longitudinal section of the cooling groove 2, which has an equal length depending on the thread titer.
  • the length section is in FIG. 1 denoted by the reference L 2 and is in the range of 10 mm to 60 mm.
  • the cooling groove 2 follows a contact zone with the corrugated groove bottom 4.1 and a non-contact zone with the smooth groove bottom 4.2 and another the thread outlet 8 associated guide section 6.1 with grooved groove bottom 4.1.
  • the middle guide section 6.1 with the corrugated groove base 4.1 removes the excess cooling fluid from the thread and at the same time leads to a homogenization of the wetting in order to obtain further cooling.
  • the thread is led out without substantially adhering excess coolant from the cooling groove 2.
  • the heat sink is usually encapsulated in a housing.
  • FIG. 3 a further embodiment of the inventive device for cooling a heated yarn in a longitudinal sectional view shown schematically.
  • the heat sink 1 is formed by a plurality of segments 11.1 to 11.7, each having a portion of the open cooling groove 2 on its upper side.
  • the segments 11.1 to 11.7 are arranged one behind the other and held by a carrier 12.
  • Each of the segments 11.1 to 11.7 here forms a guide section 6.1 with a corrugated groove base 4.1 or a guide section 6.2 with a smooth groove base 4.2.
  • the guide sections 6.1 or 6.2 formed by the segments 11.1 to 11.7 are identical in their cross section to the exemplary embodiments according to FIGS. 2.1 and 2.2 executed. In that regard, a thread is guided with contact on the segments 11.1, 11.3, 11.5 and 11.7.
  • the segments 11.2, 11.4 and 11.6 have a smooth groove base 4.2, so that the thread is guided here without contact.
  • the heat sink 1 formed by the support 12 and the segments 11.1 to 11.7 is arranged inside a housing 13.
  • the housing 13 surrounds the heat sink 1, wherein the heat sink 1 is disposed within the housing 13 between a yarn inlet 14 and a yarn outlet 15.
  • the yarn inlet 14 is formed by a yarn inlet yarn guide 14.1 and the yarn outlet 15 by the yarn outlet yarn guide 15.1.
  • the thread guides 14.1 and 15.1 could be arranged independently of the thread inlet 14 and the thread outlet 15 in the interior of the housing 13 or else outside the housing 13.
  • the inlet thread guide 14.1 and the outlet thread guide 15.1 are arranged at a short distance from the front ends of the heat sink 1.
  • the guide grooves of the thread guides 14.1 and 9.1 cooperate with the groove bottom 4.1 of the cooling groove 2 for thread guidance.
  • a suction opening 17 is formed inside the housing 13 in a housing bottom 16.
  • the suction port 17 is disposed between the front end of the heat sink 1 and the Auslassfadenmony 15.1.
  • the suction opening 17 is coupled via a suction line 18 with a suction device, not shown here.
  • the housing 13 On the opposite side in the inlet region, the housing 13 has an air opening 19.
  • the air opening 19 is formed in the region between the inlet yarn guide 14.1 and the front end of the heat sink 1.
  • the air opening 19 opens in an environment of the housing thirteenth
  • the supply of a cooling liquid is ensured by a metering device 5, which is arranged outside the housing.
  • the metering device 5 has a metering means 5.2, for example a metering pump and a container 5.3, which is filled with a cooling liquid.
  • the dosing 5.2 is connected via a fluid line 5.1 with the dosing 3.1 in the first segment 11.1 of the heat sink 1.
  • the metering device 5 conveys a predetermined amount of cooling liquid continuously via the metering opening 3 into the inlet region 20 of the cooling groove 2.
  • the inlet region 20 is arranged in the first segment 11.1 upstream of the guide section 6.1.
  • the inlet region 20 in the cooling groove 2 in this case has a substantially identical groove depth to the corrugated groove bottom 4.1.
  • the thread is threaded into the housing 13 at the beginning of the process.
  • the yarn is guided through the cooling groove 2 through the inlet yarn guide 14.1 and the exhaust yarn guide 15.1.
  • the thread passes through the cooling groove 2 with contact with the corrugated groove bases 4.1 of the guide sections 6.1.
  • a total of four segments 11.1, 11.3, 11.5 and 11.7 are provided to guide the thread with contact in the cooling groove 2.
  • the thread is wetted with the cooling liquid and cooled by evaporation of the cooling liquid.
  • the resulting vapors accumulate in the housing 13 and are discharged through the suction port 17.
  • a continuous stream of fresh air is introduced via the air opening 19 into the interior of the housing 13.
  • the device according to the invention for cooling a heated thread is particularly suitable for being used side by side in a texturing machine with a plurality of processing stations.
  • a variety of such devices can be used in a texturing machine.
  • intensive cooling of the threads by the cooling liquid no stresses on the environment occur in the texturing machine. Due to the very low amounts of residual liquid collecting and processing of the cooling liquid after cooling of the thread is not required.
  • the number of different guide portions of the cooling groove is exemplary.
  • a guide section with a grooved groove bottom is required at least at the thread inlet and at the thread outlet of the cooling groove.
  • the cooling groove would only have a single guide section with a smooth groove bottom in the middle area.
  • the lengths of the different guide sections can be the same or different lengths.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es bekannt,
    dass die nach einem Schmelzspinnen erzeugten glatten Fäden in einem Texturierprozess eine Kräuselung erhalten. Hierzu wird an den Fäden innerhalb einer so genannten Texturierzone ein Falschdrall erzeugt, der durch thermische Behandlung in den Filamenten des Fadens fixiert wird. So ist es üblich, den synthetischen Faden in der Texturierzone zunächst auf eine Temperatur im Bereich von 200° C zu erwärmen. Der dabei erreichte plastische Zustand des Fadenmaterials führt dazu, dass sich der Drall in den einzelnen Filamenten des Fadens einprägt. Zur Fixierung dieser Fadenstruktur wird der Faden anschließend unmittelbar auf eine Temperatur von ca. 80° C abgekühlt. Die Kühlung des Fadens wird bevorzugt durch eine luftgekühlte Kühlschiene ausgeführt, an dessen Oberfläche der Faden mit Kontakt geführt wird. Derartige Kühlschienen besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass relativ lange Kühlstrecken erforderlich sind, um eine ausreichende Abkühlung des Fadens zu erhalten. Zudem ist zur Vermeidung starker Reibungen eine Fadenführung erforderlich, die mit möglichst geringen Umschlingungen einen vorzeitigen Verschleiß der Kühlschiene verhindert.
  • Im Stand der Technik sind jedoch auch andere Vorrichtungen zur Kühlung eines erwärmten Fadens bekannt, bei welcher die Kühlung des Fadens mit Hilfe einer Kühlflüssigkeit durchgeführt wird, um möglichst kurze Kühlstrecken realisieren zu können. Von einem derartigen Stand der Technik geht die Erfindung aus.
  • Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise in der EP 0 403 098 A2 beschrieben. Bei der bekannten Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens, ist ein Kühlkörper mit einer Kühlnut vorgesehen, der im Nutgrund der Kühlnut mehrere vertiefte Nuttaschen aufweist. Die Kühlnut ist über eine Kapillare mit einem Kühlflüssigkeitsreservoir gekoppelt, so dass eine Kühlflüssigkeit kontinuierlich in der Kühlnut vorgehalten wird. Der erwärmte Faden wird mit Kontakt durch die Kühlnut geführt und durch die Kühlflüssigkeit gekühlt. Anschließend wird der Faden über eine nachfolgende Kühlschiene geleitet.
  • Bei der bekannten Vorrichtung bildet der Kühlkörper eine relativ kurze Kühlstrecke, wobei die überschüssige Kühlflüssigkeit am Ende des Kühlkörpers aufgefangen und zu einem Tank zurückgeführt wird. In Texturiermaschinen, die über eine Vielzahl derartiger Vorrichtungen zum Kühlen eines erwärmten Fadens bestehen, sind daher Einrichtungen zum Auffangen und Aufbereiten der Kühlflüssigkeitsverluste erforderlich. Insbesondere unter Berücksichtigung der Auflagen zum Umweltschutz haben sich derartige Vorrichtungen zum Kühlen von erwärmten Fäden bisher nicht durchsetzen können. Die Aufbereitung der überschüssigen Kühlflüssigkeit ist mit einem hohen apparativen Aufwand verbunden.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens derart weiterzubilden, dass der Faden mit einer möglichst geringen Menge an Kühlflüssigkeit ausreichend kühlbar ist. Insoweit ist es auch Ziel der Erfindung, die gattungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens derart zu verbessern, dass möglichst geringe Kühlflüssigkeitsüberschussmengen auftreten.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens dadurch gelöst, dass die Kühlnut mehrere Führungsabschnitte mit einem geriffelten Nutgrund und zumindest einem Führungsabschnitt mit einem glatten Nutgrund aufweist, die abwechselnd hintereinander ausgebildet sind und dass die Dosieröffnung einem der Führungsabschnitte mit geriffeltem Nutgrund in einem Einlaufbereich der Kühlnut vorgeordnet ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
  • Die Erfindung hat erkannt, dass ein geriffelter Nutgrund der Kühlnut im Einlaufbereich der Kühlnut die Benetzung des Fadens erheblich intensiviert. So wird ein kontinuierliches Mitschleifen der dem Faden zugeführten Kühlflüssigkeit durch die Riffelung im Nutgrund unterbunden. Andererseits ist die Riffelung im Nutgrund geeignet, um die an dem Faden anhaftenden nicht verdampften Kühlflüssigkeitsreste abzustreifen und in der Kühlnut zu halten. So lässt sich der Faden über eine längere Strecke gleichmäßig benetzen, so dass die erzeugten Kühleffekte intensiviert werden. Um diese Effekte zum Kühlen des Fadens vollständig nutzen zu können, ist zumindest ein Führungsabschnitt mit einem glatten Nutgrund vorgesehen, in welchem der Faden durch die zuvor zugeführte Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Die unterschiedlichen Führungsabschnitte der Kühlnut begünstigen daher eine intensive Kühlung mit minimaler Kühlflüssigkeitszufuhr.
  • Der Kühleffekt innerhalb der Kühlnut lässt sich noch dadurch verbessern, indem der Führungsabschnitt mit dem glatten Nutgrund eine größere Nuttiefe aufweist, als die Führungsabschnitte mit dem geriffelten Nutgrund. So lässt sich der Faden mit und ohne Kontakt durch die Kühlnut führen. In dem Führungsabschnitt mit glattem Nutgrund erhält der Faden keinen Kontakt, so dass allein die Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Fadens wirkt.
  • Damit der Faden innerhalb der Kühlnut eine sichere Führung erhält, sind die geriffelten Nutgründe der Führungsabschnitte jeweils durch eine Mehrzahl von vertieften Nuttaschen und eine Mehrzahl von mehreren zwischen den Nuttaschen liegenden Führungsstegen gebildet. Der Faden kann somit mit Kontakt an den Führungsstegen die Kühlnut durchlaufen.
  • Die Länge der Kühlnut wird im Allgemeinen in Abhängigkeit von dem jeweils zu kühlenden Faden und dessen Fadentiter gewählt. So erfordern Fäden mit relativ großen Fadentitern relativ lange Kühlnuten. Um bei jedem Fadentyp die erfindungsgemäße Wirkung zur effektiven Kühlung zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welchem die Führungsabschnitte jeweils einen Längenabschnitt der Kühlnut im Bereich von 10 mm bis 60 mm aufweisen.
  • So ist es üblich, bei großen Fadentitern und dementsprechend langen Kühlnuten mehrere der Führungsabschnitte mit glattem Nutgrund einzubinden. Dabei schließen die Führungsabschnitte mit dem glatten Nutgrund jeweils immer einen der Führungsabschnitte mit dem geriffelten Nutgrund ein, so dass ein ständiger Wechsel zwischen einer Kontaktzone und einer Nicht-kontaktzone in der Kühlnut vorherrscht.
  • Damit der Faden auch bei größeren Längen der Kühlnut sicher im Nutgrund der Kühlnut geführt wird, ist des Weiteren vorgesehen, die Führungsabschnitte der Kühlnut derart zueinander anzuordnen, dass die Nutgründe in Fadenlaufrichtung eine Führungskrümmung mit einem Radius in einem Bereich von 300 mm bis 1000 mm aufweisen. Insbesondere in einer Texturiermaschine können somit stärkere Fadenumlenkungen ohne zusätzliche Verschleißerhöhung erreicht werden.
  • Die Führungsabschnitte der Kühlnut lassen sich grundsätzlich in einem einteiligen Kühlkörper ausbilden. Für die Herstellung derartiger Kühlnuten ist jedoch die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Führungsabschnitte der Kühlnut durch mehrere hintereinander angeordnete Segmente des Kühlkörpers gebildet sind, die durch einen Träger gehalten sind. Die zusammengesetzten Segmente ergeben somit den Kühlkörper mit der zur Fadenführung erforderlichen Kühlnut.
  • Dabei hat sich die Weiterbildung der Erfindung besonders bewährt, bei welcher die Segmente des Kühlkörpers mit dem Führungsabschnitt mit geriffeltem Nutgrund und die Segmente des Kühlkörpers mit dem Führungsabschnitt mit glattem Nutgrund aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind. So lassen sich die Segmente, die für den Fadenkontakt in der Kühlnut erforderlich sind, mit entsprechend verschleißbeständigen Materialien ausführen.
  • Damit die unmittelbare Maschinenumgebung unbelastet bleibt, ist die erfindungsgemäße Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher der Kühlkörper innerhalb eines Gehäuses zwischen einem Fadeneinlass und einem Fadenauslass angeordnet ist und das im Bereich des Fadenauslasses eine Saugöffnung am Gehäuse ausgebildet ist, die an eine Absaugeinrichtung anschließbar ist. So wird verhindert, dass auftretende Dämpfe beim Kühlen des Fadens ungehindert in die Umgebung treten.
  • Um auch noch mögliche Kühlflüssigkeitsreste gemeinsam mit den Dämpfen abzuführen, ist des Weiteren vorgesehen, die Saugöffnung in einem Gehäuseboden zwischen dem Kühlkörper und dem Fadenauslass auszubilden. So lässt sich der Saugstrom vorteilhaft nutzen, um einen frei geführten Fadenabschnitt vor dem Austreten aus dem Gehäuse zu besaugen.
  • Um die Vorrichtung zum Kühlen des Fadens möglichst flexibel in einem Maschinengestell beziehungsweise in einem Fadenlauf integrieren zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher dem Fadeneinlass des Gehäuses ein Einlassfadenführer und dem Fadenauslass des Gehäuses ein Auslassfadenführer zugeordnet ist. Damit kann eine reproduzierbare Fadenführung vorteilhaft eingestellt werden. Eine besondere Ausrichtung des Kühlkörpers innerhalb einer Textilmaschine ist nicht erforderlich.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher besonders geeignet, um in Texturiermaschinen mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen eingesetzt zu werden. Jeder Bearbeitungsstelle ist eine Gleichbehandlung und somit eine gleichmäßige Kühlung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ausführbar.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
  • Es stellen dar:
    • Figur 1 schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
    • Figur 2.1 und Figur 2.2 schematisch mehrere Querschnittsansichten des Ausführungsbeispiels aus Figur 1
    • Figur 3 schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • In den Figuren 1, 2.1 und 2.2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens schematisch in mehreren Ansichten dargestellt. Figur 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittansicht und den Figuren 2.1 und 2.2 sind zwei Querschnittsansichten des Ausführungsbeispiels gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
  • Das Ausführungsbeispiel weist einen länglichen Kühlkörper 1 auf. An einer Oberseite des Kühlkörpers 1 erstreckt sich eine offene Kühlnut 2. Die Kühlnut 2 erstreckt sich bis zu den Stirnenden des Kühlkörpers 1. Die Kühlnut 2 bildet somit an den Stirnenden einen Fadeneinlauf 7 und an den gegenüberliegenden Stirnenden einen Fadenauslauf 8.
  • Um einen Faden zwischen dem Fadeneinlauf 7 und dem Fadenauslauf 8 innerhalb der Kühlnut 2 zu führen, weist die Kühlnut 2 mehrere Führungsabschnitte 6.1 mit einem geriffelten Nutgrund 4.1 und mehrere Führungsabschnitte 6.2 mit einem glatten Nutgrund 4.2 auf. Die Führungsabschnitte 6.1 und 6.2 sind in Fadenlaufrichtung abwechselnd in der Kühlnut 2 ausgebildet.
  • Dem Fadeneinlauf 7 ist ein erster Führungsabschnitt 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1 zugeordnet. Dem geriffelten Nutgrund 4.1 des ersten Führungsabschnittes 6.1 ist ein Einalufbereich 20 vorgeordnet, in welchem eine Dosieröffnung 3 mündet. Die Dosieröffnung 3 ist über einen Dosierkanal innerhalb des Kühlkörpers 1 mit einer Fluidleitung 5.1 verbunden. Die Fluidleitung 5.1 ist mit einer Dosiereinrichtung 5 gekoppelt, die eine Dosiermittel 5.2 und einen Behälter 5.3 aufweist. Das Dosiermittel 5.2 ist vorzugsweise als eine Dosierpumpe ausgebildet, wobei in dem Behälter 5.3 eine Kühlflüssigkeit vorgehalten ist.
  • Wie in der Darstellung aus Figur 1 und Figur 2.1 und 2.2 hervorgeht, weisen die Führungsabschnitte 6.1 und 6.2 in ihrem jeweiligen Nutgrund 4.1 und 4.2 unterschiedliche Nuttiefen auf.
  • Die Figur 2.1 zeigt einen Querschnitt eines Führungsabschnittes 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1. Der geriffelte Nutgrund 4.1 wird durch eine Mehrzahl von vertieft angeordneten Nuttaschen 9 und einer Mehrzahl von Führungsstegen 10 gebildet, die zwischen den Nuttaschen 9 aufragen. Die Führungsstege 10 weisen eine Nuttiefe auf, die mit dem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Die Nuttaschen 9 sind vertieft im Kühlkörper 1 ausgebildet und weisen eine größere Nuttiefe auf, die mit dem Bezugszeichen t3 in Figur 2.1 gekennzeichnet ist. Die Führungsstege 10 sind mit einer Stegbreite ausgeführt, die nur wenige Millimeter beträgt. Ebenso haben die Nuttaschen eine geringe Breite von wenigen Millimetern.
  • In Figur 2.2 ist eine Querschnittsansicht eines Führungsabschnitts 6.2 mit dem glatten Nutgrund 4.2 gezeigt. Der glatte Nutgrund 4.2 weist eine Nuttiefe auf, die in Figur 2.2 mit dem Bezugszeichen t2 gekennzeichnet ist. Die Nuttiefe t2 des glatten Nutgrundes 4.2 ist etwas größer ausgeführt, als die Nuttiefe t1 des geriffelten Nutgrundes 4.1.Es gilt somit: t1 > t2
  • Wie aus der Darstellung in Figur 1 hervorgeht, sind die Führungsabschnitte 6.1 und 6.2 der Kühlnut 2 derart zueinander angeordnet, dass die Nutgründe 4.1 und 4.2 in Fadenlaufrichtung eine Führungskrümmung mit einem Radius R bilden. In Abhängigkeit von der Länge der Kühlnut 2 beziehungsweise des Kühlkörpers 1 und in Abhängigkeit vom Fadentiter liegt der Radius R der Führungskrümmung im Bereich von 300 mm bis 1000 mm. Somit wird zwischen dem Fadeneinlauf 7 und dem Fadenauslauf 8 eine sichere Fadenführung erreicht. Der Faden wird dabei nur in den Führungsabschnitten 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1 mit Kontakt geführt. In den Führungsabschnitten 6.2 mit dem glatten Nutgrund 4.2 wird der Faden ohne Kontakt geführt. Somit ergeben sich innerhalb der Kühlnut Kontaktzonen und Nicht-Kontaktzonen bei der Fadenführung.
  • Im Betrieb wird über die Dosiereinrichtung 5 eine Kühlflüssigkeit in kleinen Mengen dosiert dem Führungsabschnitt 6.1 im Bereich des Fadeneinlaufs 7 zugeführt. Durch den laufenden Faden wird die Kühlflüssigkeit zum Teil unmittelbar aufgenommen und über die geriffelte Struktur des Nutgrundes 4.1 verteilt. Damit wird eine relativ lange Kontaktzone zur Benetzung des Fadens erreicht. Der Führungsabschnitt 6.1 weist hierzu einen Längenabschnitt L1 auf, der je nach Fadentiter einen Bereich von 20 mm bis 60 mm aufweist.
  • Im weiteren Verlauf der Kühlnut 2 folgt eine Nicht-Kontaktzone, bei welchem der Faden in einem der Führungsabschnitte 6.2 ohne Kontakt geführt wird. In diesem Abschnitt wirkt die aufgetragene Flüssigkeit zur Kühlung des Fadens. Der Führungsabschnitt 6.2 weist ebenfalls einen Längenabschnitt der Kühlnut 2 auf, der je nach Fadentiter eine gleiche Länge besitzt. Der Längenabschnitt ist in Figur 1 mit dem Bezugszeichen L2 gekennzeichnet und liegt im Bereich von 10 mm bis 60 mm.
  • Im weiteren Verlauf der Kühlnut 2 folgt eine Kontaktzone mit dem geriffelten Nutgrund 4.1 sowie eine Nicht-Kontaktzone mit dem glatten Nutgrund 4.2 und eine weitere dem Fadenauslauf 8 zugeordneten Führungsabschnitt 6.1 mit geriffeltem Nutgrund 4.1. Der mittlere Führungsabschnitt 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1 nimmt einerseits die überschüssige Kühlflüssigkeit von dem Faden ab und führt gleichzeitig zu einer Vergleichmäßigung der Benetzung, um weitere Kühlung zu erhalten. Im letzten Führungsabschnitt 6.1 am Fadenauslauf 8 wird der Faden im Wesentlichen ohne anhaftende überschüssige Kühlflüssigkeit aus der Kühlnut 2 herausgeführt.
  • Durch die abwechselnde Kombination zwischen geriffelten Nutgründen 4.1 und glatten Nutgründen 4.2 wird eine intensive Kühlung des Fadens mit minimalem Kühlflüssigkeitseinsatz erreicht. Ein Überschuss an Kühlflüssigkeit lässt sich dadurch vorteilhaft vermeiden.
  • Um die bei der Kühlung auftretenden Dämpfe nicht in die Maschinenumgebung abzugeben, ist der Kühlkörper üblicherweise in einem Gehäuse gekapselt. Hierzu ist in Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens in einer Längsschnittansicht schematisch gezeigt. Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kühlkörper 1 durch mehrere Segmente 11.1 bis 11.7 gebildet, die an ihrer Oberseite jeweils einen Teilbereich der offenen Kühlnut 2 aufweisen. Die Segmente 11.1 bis 11.7 sind hintereinander angeordnet und durch einen Träger 12 gehalten. Jeder der Segmente 11.1 bis 11.7 bildet hierbei einen Führungsabschnitt 6.1 mit einem geriffelten Nutgrund 4.1 oder einem Führungsabschnitt 6.2 mit einem glatten Nutgrund 4.2. Die durch die Segmente 11.1 bis 11.7 gebildeten Führungsabschnitte 6.1 oder 6.2 sind in ihrem Querschnitt identisch zu dem Ausführungsbeispiele nach Figur 2.1 und 2.2 ausgeführt. Insoweit wird ein Faden mit Kontakt an den Segmenten 11.1, 11.3, 11.5 und 11.7 geführt. Die Segmente 11.2, 11.4 und 11.6 weisen einen glatten Nutgrund 4.2 auf, so dass der Faden hier ohne Kontakt geführt ist.
  • Der durch den Träger 12 und die Segmente 11.1 bis 11.7 gebildete Kühlkörper 1 ist innerhalb eines Gehäuses 13 angeordnet. Das Gehäuse 13 umschließt den Kühlkörper 1, wobei der Kühlkörper 1 innerhalb des Gehäuses 13 zwischen einem Fadeneinlass 14 und einem Fadenauslass 15 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Fadeneinlass 14 durch einen Fadeneinlassfadenführer 14.1 und der Fadenauslass 15 durch den Fadenauslassfadenführer 15.1 gebildet. Grundsätzlich könnten die Fadenführer 14.1 und 15.1 unabhängig von dem Fadeneinlass 14 und dem Fadenauslass 15 im Inneren des Gehäuses 13 oder auch außerhalb des Gehäuses 13 angeordnet sein.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind der Einlassfadenführer 14.1 und der Auslassfadenführer 15.1 mit kurzem Abstand zu den Stirnenden des Kühlkörpers 1 angeordnet. Hierbei wirken die Führungsnuten der Fadenführer 14.1 und 9.1 mit dem Nutgrund 4.1 der Kühlnut 2 zur Fadenführung zusammen.
  • Im Bereich des Fadenauslasses 15 ist eine Saugöffnung 17 innerhalb des Gehäuses 13 in einem Gehäuseboden 16 ausgebildet. Die Saugöffnung 17 ist zwischen dem Stirnende des Kühlkörpers 1 und dem Auslassfadenführer 15.1 angeordnet. Die Saugöffnung 17 ist über eine Saugleitung 18 mit einer hier nicht näher dargestellten Absaugeinrichtung gekoppelt.
  • Auf der gegenüberliegenden Seite im Einlaufbereich weist das Gehäuse 13 eine Luftöffnung 19 auf. Die Luftöffnung 19 ist im Bereich zwischen dem Einlassfadenführer 14.1 und dem Stirnende des Kühlkörpers 1 ausgebildet. Die Luftöffnung 19 mündet in einer Umgebung des Gehäuses 13.
  • Die Zufuhr einer Kühlflüssigkeit wird durch eine Dosiereinrichtung 5 gewährleistet, die außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Die Dosiereinrichtung 5 weist hierzu ein Dosiermittel 5.2 beispielsweise eine Dosierpumpe und einen Behälter 5.3 auf, der mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt ist. Das Dosiermittel 5.2 ist über eine Fluidleitung 5.1 mit dem Dosierkanal 3.1 in dem ersten Segment 11.1 des Kühlkörpers 1 verbunden.
  • Im Betrieb fördert die Dosiereinrichtung 5 eine vorbestimmte Menge an Kühlflüssigkeit kontinuierlich über die Dosieröffnung 3 in den Einlaufbereich 20 der Kühlnut 2. Der Einlaufbereich 20 ist hierzu in dem ersten Segment 11.1 dem Führungsabschnitt 6.1 vorgeordnet. Den Einlaufbereich 20 in der Kühlnut 2 weist dabei eine im Wesentlichen identische Nuttiefe zu dem geriffelten Nutgrund 4.1 auf.
  • Zur Abkühlung eines erwärmten Fadens, wird der Faden bei Prozessbeginn in das Gehäuse 13 eingefädelt. Der Faden wird hierbei durch den Einlassfadenführer 14.1 und den Auslassfadenführer 15.1 durch die Kühlnut 2 geführt. Der Faden durchläuft die Kühlnut 2 mit Kontakt zu den geriffelten Nutgründen 4.1 der Führungsabschnitte 6.1. In diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt die vier Segmente 11.1, 11.3, 11.5 und 11.7 vorgesehen, um den Faden mit Kontakt in der Kühlnut 2 zu führen. Dabei wird der Faden mit der Kühlflüssigkeit benetzt und durch Verdampfung der Kühlflüssigkeit gekühlt. Die dabei auftretenden Dämpfe sammeln sich im Gehäuse 13 und werden über die Saugöffnung 17 abgeführt. Hierbei wird ein kontinuierlicher Frischluftstrom über die Luftöffnung 19 in das Innere des Gehäuses 13 eingeleitet. Es stellt sich eine in Fadenlaufrichtung gleichmäßige Luftströmung ein, die die Abfuhr der Dämpfe oberhalb der Kühlnut 2 begünstigt. Darüber hinaus wird auf der Fadenauslassseite die Luftströmung genutzt, um an einem frei geführten Fadenabschnitt zwischen dem Kühlkörper 1 und dem Auslassfadenführer 15.1 lose anhaftende Restkühlflüssigkeit vom Faden abzusaugen. Damit lässt sich ein Austreten einer Restflüssigkeit aus dem Gehäuse 1 vermeiden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens ist besonders geeignet, um in einer Texturiermaschine mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen nebeneinander eingesetzt zu werden. So lässt sich eine Vielzahl von derartigen Vorrichtungen in einer Texturiermaschine einsetzen. Trotz intensiver Kühlung der Fäden durch die Kühlflüssigkeit treten keine Belastungen der Umgebung in der Texturiermaschine auf. Aufgrund der sehr geringen Restflüssigkeitsmengen ist ein Auffangen und Aufbereiten der Kühlflüssigkeit nach der Abkühlung des Fadens nicht erforderlich.
  • Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Anzahl der unterschiedlichen Führungsabschnitte der Kühlnut beispielhaft. Zur Fadenführung wird zumindest am Fadeneinlauf und am Fadenauslauf der Kühlnut ein Führungsabschnitt mit einem geriffelten Nutgrund erforderlich. Dabei hätte die Kühlnut nur einen einzigen Führungsabschnitt mit glattem Nutgrund im mittleren Bereich. Die Längen der unterschiedlichen Führungsabschnitte können gleich oder auch unterschiedlich lang ausgeführt sein.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Kühlen eines erwärmten Fadens mit einem Kühlkörper (1), der eine längliche Kühlnut (2) zur Führung des Fadens aufweist, wobei die Kühlnut (2) über eine Dosieröffnung (3) im Nutgrund (41,4.2) mit einer Dosiereinrichtung (5) zur Zuführung einer Kühlflüssigkeit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlnut (2) mehrere Führungsabschnitte (6.1) mit einem geriffelten Nutgrund (4.1) und zumindest einen Führungsabschnitt (6.2) mit einem glatten Nutgrund (4.2) aufweist, die abwechselnd hintereinander ausgebildet sind, und dass die Dosieröffnung (3) einem der Führungsabschnitte (6.1) mit geriffeltem Nutgrund (4.1) in einem Einlaufbereich (20) der Kühlnut (2) vorgeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (6.2) mit dem glatten Nutgrund (4.2) eine größere Nuttiefe (t2 > t1) aufweist als die Führungsabschnitte (6.1) mit dem geriffelten Nutgrund (4.1).
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geriffelten Nutgründe (4.1) der Führungsabschnitte (6.1) jeweils durch eine Mehrzahl von vertieften Nuttaschen (9) und eine Mehrzahl von mehreren zwischen den Nuttaschen (9) liegenden Führungsstegen (10) gebildet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsabschnitte (6.1, 6.2) jeweils einen Längenabschnitt der Kühlnut (2) im Bereich von 10 mm bis 60 mm aufweisen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlnut (2) mehrere der Führungsabschnitte (6.2) mit dem glatten Nutgrund (4.2) aufweist, die jeweils zumindest einen der Führungsabschnitte (6.1) mit dem geriffeltem Nutgrund (4.1) einschließen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsabschnitte (6.1, 6.2) der Kühlnut (2) derart zueinander angeordnet sind, dass die Nutgründe (4.1, 4.2) in Fadenlaufrichtung eine Führungskrümmung mit einem Radius im Bereich von 300 mm bis 1000 mm aufweisen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsabschnitte (6.1, 6.2) der Kühlnut (2) durch mehrere hintereinander angeordnete Segmente (11.1-11.7) des Kühlkörpers (1) gebildet sind, die durch einen Träger (12) gehalten sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (11.1-11.7) des Kühlkörpers (1) mit dem Führungsabschnitt (6.1) mit geriffeltem Nutgrund (4.1) und die Segmente (11.1-11.7) des Kühlkörpers (1) mit dem Führungsabschnitt (6.2) mit glattem Nutgrund (4.2) aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (1) innerhalb eines Gehäuses (13) zwischen einem Fadeneinlass (14) und einem Fadenauslass (15) angeordnet ist und dass im Bereich des Fadenauslasses (15) eine Saugöffnung (17) am Gehäuse (13) ausgebildet ist, die an eine Absaugeinrichtung anschließbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugöffnung (17) in einem Gehäuseboden (16) zwischen dem Kühlkörper (1) und dem Fadenauslass (15) ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fadeneinlass (14) des Gehäuses (13) ein Einlassfadenführer (14.1) und dem Fadenauslass (15) des Gehäuses (13) ein Auslassfadenführer (15.1) zugeordnet ist.
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