WO2002055772A1 - Galette zum führen, erwärmen und fördern eines fadens - Google Patents

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WO2002055772A1
WO2002055772A1 PCT/EP2002/000207 EP0200207W WO02055772A1 WO 2002055772 A1 WO2002055772 A1 WO 2002055772A1 EP 0200207 W EP0200207 W EP 0200207W WO 02055772 A1 WO02055772 A1 WO 02055772A1
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godet
heating
casing
heating device
jacket
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PCT/EP2002/000207
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heiner Kudrus
Dirk Zenzen
Thomas Koch
Original Assignee
Barmag Ag
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Classifications

    • 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
    • D02J13/005—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 rotating roll

Definitions

  • Galette for guiding, heating and conveying a thread
  • the invention relates to a godet for guiding, heating and conveying a thread according to the preamble of claim 1.
  • Such godets are used in spinning systems or textile machines for heating, conveying and guiding a thread.
  • a rotating godet jacket is heated so that the thread guided on the circumference of the godet jacket is heated by contact.
  • the thread or a plurality of threads running parallel to one another is preferably passed several times, each with a partial wrap, over the godet casing, the partial wraps of the thread or threads lying next to one another lying within a heated occupancy length of the godet casing. It is particularly important that the godet casing has a uniform surface temperature along the entire length of the covering.
  • the godet jacket is heated by an induction heater.
  • induction coils are arranged on a carrier which projects into the cup-shaped godet jacket.
  • a circumferential air gap is formed between the godet jacket and the induction coils. The magnetic flux induces currents inside the godet jacket, which lead to heating of the godet jacket.
  • a godet is known from EP 0 854 216, in which the electric heating device is formed by a radiation heater.
  • the radiant heater is arranged on the circumference of a carrier and lies within the godet jacket opposite the rotating godet jacket.
  • a distance is provided between the godet casing and the radiant heater.
  • a further godet is known from DE 196 13 433, in which a pipe coil is attached to the godet casing and contains a heat transfer fluid.
  • An electrical heating device for example an induction heating device, is provided within the godet casing at a distance from the pipe coil in order to heat the heat transfer fluid and thus the godet casing.
  • All known godets have in common that a more or less wide air gap is formed between the heating device and the godet jacket for heating the godet jacket, which in particular influences the transmission and control behavior of the heating of the godet jacket.
  • the invention is characterized in that the energy conversion for heating the godet casing takes place directly on the godet casing. In this way, in particular a uniform and also a rapidly changeable heating of the godet jacket can be achieved.
  • the heating device is directly coupled to the godet jacket for this purpose, so that transmission losses are advantageously avoided.
  • the required to generate heat electrical energy could be provided from a storage facility or directly by an energy producer.
  • Another advantage of the invention is that the thermal load on the storage of the godet casing is minimized by the coupling between the godet casing and the heating device.
  • the heating device is connected to an energy exchanger.
  • the heating device can thus advantageously be operated by an energy source arranged outside the godet.
  • the energy can be without contact or with contact e.g. are transmitted by sliding contacts.
  • the energy exchanger advantageously has a stationary stand and a rotating rotor, which interact directly for the transmission of the electrical energy.
  • the rotor is connected to the godet casing, so that a direct connection of the energy exchanger with the heating device is guaranteed.
  • both the stator and the rotor have at least one winding with a pole core.
  • An induction coupling can be produced by the opposite arrangement of the windings.
  • the winding of the stator is connected to a current source, so that an induced current is distorted in the winding of the rotor. This ensures the energy supply to the heating device.
  • the stator and the rotor can face each other radially or axially.
  • an annular air gap is formed between the pole ends of the windings.
  • an axial arrangement of the windings with respect to one another leads to the formation of a disk-shaped air gap.
  • the heating device preferably has one or more induction coils, which are attached with their pole ends directly to the inner wall of the godet jacket.
  • induction coils are preferably arranged axially next to one another.
  • the coils are preferably ring-shaped in order to each extend over the entire circumference of the godet casing.
  • the heating device has at least one resistance heating element which is fastened in the wall of the godet casing or on the inner wall of the godet casing.
  • the electrical energy supplied can thus be converted directly and without significant losses into thermal energy.
  • the resistance heating element is formed by a heating spiral, which can have a radial or an axial spiral.
  • the resistance heating element is formed directly by an energized jacket piece of the godet jacket.
  • the surface resistance of the godet jacket is used directly for heating.
  • the jacket piece could comprise part or all of the godet jacket with appropriate insulation.
  • the heating device is formed by at least one heating tube filled with a heat transfer medium and an electric heater.
  • an electric heater is one or more heating pipes in integrated into the godet jacket.
  • the heat transfer medium is heated by an electric heater, which is attached to the godet jacket.
  • Induction coils, resistance heaters or radiant heaters can be used as electrical heaters.
  • heating zones formed one after the other are formed by the heating device.
  • the heating zones can be heated independently of one another.
  • the heating zones can be formed by individual induction coils which are controlled independently of one another or, for example, by resistance elements, the electrical resistance of which is temperature-dependent.
  • the heating device is assigned at least one temperature sensor for detecting a temperature on the godet casing, the temperature sensor being coupled to a heating controller directly or through a signal transmitter. Both the temperature sensor and the heating controller can be connected to the godet casing, for example, so that no transmission interfaces occur from a rotating to a stationary part.
  • the heating control is preferably placed outside the godet casing, so that when one or more temperature sensors are used, the signals are forwarded by means of a signal transmitter.
  • the godet according to the invention is preferably suitable for interchangeable godet jackets. Since the temperature distribution over the entire circumference of the godet casing is determined by the heating device, presettings and calibrations can be made directly on the godet, regardless of the godet Running godet jacket. By exchanging the godet jacket on a godet according to the invention, predetermined temperature profiles can thus be achieved even when changing the godet jacket without changing the settings.
  • FIG. 1 schematically shows a longitudinal section through a first embodiment of the godet according to the invention
  • the godet has a hollow cylindrical godet casing 1.
  • the godet casing 1 has an end wall 4.
  • the godet casing 1 is open on the opposite side of the end wall 4.
  • the end wall 4 of the godet casing 1 is connected to a hub 5, which is attached to the circumference of a shaft 3 in a rotationally fixed manner.
  • the shaft 3 is supported within a hollow cylindrical carrier 2 by the bearings 6.1 and 6.2.
  • the carrier 2 projects into the hollow cylindrical godet casing 1.
  • the carrier 2 has a flange 27 which is fastened, for example, to a machine frame.
  • the shaft 3 penetrates the carrier 2 and is coupled to an electric motor 7 at the end.
  • An annular space 28 is formed between the godet casing 1 and the projecting carrier 2.
  • a heating device 8 is attached directly to the inner wall 9 of the godet casing 1.
  • the heating device 8 has several induction coils 10.1, 10.2, 10.3 and 10.4, which are arranged axially next to one another.
  • the induction coils 10 are each fixed to the inner wall 9 with the pole ends 11.
  • Support means 30 are arranged between the pole ends 11, which support the windings of the induction coils 10.
  • the induction coils 10 are connected to a heating control 12 attached to the end wall 4.
  • the heating controller 12 is coupled to an energy exchanger 14 via the line 10.
  • the energy exchanger 14 is formed by a stator 17 and a rotor 15.
  • the stand 17 is attached to the projecting end of the carrier 2.
  • the rotor 15, which is fastened to the circumference of the hub 5, is arranged opposite the stand 17.
  • the stator 17 and the rotor 15 each have a winding 16 and a pole core 18, which form an air gap 19 opposite each other in the radial direction.
  • the stator 17 is connected via the supply line 20 to an energy source, not shown here.
  • the heating controller 12 is connected to a temperature sensor 13, which is arranged in the central region of the godet casing 1.
  • the godet casing 1 is driven by the electric motor 7 via the shaft 3.
  • One or more threads are guided on the circumference of the godet casing 1.
  • the godet is preferably assigned an overflow roller, so that the thread or threads can be passed over the godet jacket 1 with several partial wraps.
  • the rotor 15 of the energy exchanger 14 When the godet casing 1 rotates, the rotor 15 of the energy exchanger 14 is also driven. The stand 17 is energized.
  • the electrical energy is now preferably transmitted according to the transformer principle.
  • the changing field strength of the stator is induced to induce a current in the rotor. uses, however, an energy transfer according to the generator principle is possible, so that an induced current is generated by the winding 16.2 due to the movement of the rotor 15.
  • the current is led from the rotor 15 to the heating controller 12 via the line 21.
  • the heating controller 12 supplies and controls the induction coils 10.
  • a current is indicated by the induction coils 10 in the godet jacket 1, which is made of a magnetically conductive material, which leads to the heating of the godet jacket 1.
  • the temperature of the godet casing 1 is detected by the temperature sensor 13 and given to the heating control 12. This ensures that the induction coils 10 lead to a substantially constant heating of the godet jacket.
  • each of the induction coils 10.1, 10.2, 10.3 and 10.4 arranged next to one another can be controlled independently of one another by the heating controller 12.
  • Each induction coil 10.1, 10.2, 10.3 and 10.4 is the each form a heating zone of the godet casing 1, assigned a separate temperature sensor.
  • the temperature sensors are coupled to the heating controller 12 so that a temperature control can be carried out for each heating zone of the godet jacket.
  • the heating controller 12 could also be arranged outside the godet casing, the sensor signals being transmitted by means of a signal transmitter.
  • FIG. 1 A further exemplary embodiment of a godet according to the invention is shown in FIG. The components with an identical function are executed in the following description with the same reference numerals as in FIG. 1.
  • the godet casing 1 has an end wall 4 and an end wall 22 on both end faces.
  • the end walls 4 and 22 are rotatably supported directly on the cantilever beam 2 via the bearings 6.1 and 6.2.
  • an electric motor 7 is preferably arranged in the middle of the godet casing 1. assigns.
  • the electric motor 7 has a stationary stator 24 and a rotor 23 which surrounds the stator 24 in a ring. An air gap is formed between the stator 24 and the rotor 23.
  • the rotor 23 is firmly connected to the godet casing 1.
  • the stator 24 is attached to the carrier 2.
  • the stator 24 is supplied by the supply line 20.2, which is led through the carrier 2 to the outside.
  • the carrier 2 is hollow-cylindrical.
  • the heating device 8 which is formed from a resistance heating element 25 inside the godet casing 1 and a heating control 12, is arranged on the godet casing 1.
  • the heating control 12 is attached to the end wall 4 of the godet casing 1.
  • a bore and groove system 26 is introduced in the godet casing 1, in which the resistance heating element 25 is introduced, for example, as a heating spiral or a plurality of resistance wires.
  • the resistance heating element 25 is energized and controlled via the heating controller 12.
  • the heating controller 12 is coupled to the energy exchanger 14.
  • the energy exchanger is also formed by a stator 17 and a rotor 15, which face each other radially and form an annular air gap 19.
  • the rotor 15 is connected to the end wall 4 of the godet casing 1 by means of a support 29, so that the rotor 15 rotates with the godet casing 1.
  • the stand 17 is attached to the circumference of the carrier 2.
  • the energy exchanger 14 is also designed as a contactless induction transformer, so that the rotor and the stator each have a winding 16 and a pole core 18. The winding 16 is energized via the supply line 20.1.
  • one or more threads are likewise guided on the circumference of the godet casing 1.
  • the godet casing 1 is driven by the electric motor 7 inside the godet casing.
  • the heating device 8 is supplied with power at the same time.
  • the godet casing 1 is heated via the resistance heating element 25, for example via one or more heating spirals.
  • Regulation of a surface temperature of the godet is also associated with a temperature sensor 13 of the heating control 12, which is attached to the godet jacket 1.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a godet according to the invention.
  • the components with an identical function have been given the same reference numerals in the following description as in FIG. 1.
  • the structure of the godet shown in FIG. 3 is essentially identical to the godet shown in FIG. 1, so that essentially only the differences are explained in the following description and otherwise reference is made to the previous description of FIG. 1 becomes.
  • the godet jacket 1 has a heating tube 32, which is integrated, for example, as a pipe coil in the wall of the godet jacket 1.
  • An electric heater 33 is arranged on the inside of the end wall 4 and directly heats the heating tube 32 and a heat transfer medium filled in the heating tube 32.
  • the electric heater 33 is preferably designed as an induction coil, which leads to the heating of the heat transfer fluid by induction,
  • the heater 33 is connected to the energy exchanger 14.
  • the energy exchanger 14 is connected via the stand 17 to a supply unit 35 arranged outside the godet jacket.
  • the supply unit 35 is coupled to a heating controller 12.
  • the heating controller 12 is assigned a temperature sensor 13 which is attached to the godet casing 1.
  • the sensor signals of the temperature sensor 13 are routed to the heating control 12 via a signal line 36 and a signal transmitter 34.
  • the signal transmitter 34 is arranged at the end of the shaft 3 directly next to the electric motor 7.
  • the signal transmitter 34 has a rotating and a stationary part, which enable contactless transmission of the signals.
  • the electric heater 33 is supplied with energy by the supply unit 35.
  • the energy provided by the supply unit 35 is conducted via the supply line 20 to the energy transmitter 14. Through contactless transmission, the electrical energy reaches the electric heater 33 via the supply line 21.
  • the supply unit 35 is influenced by the control device 12 in such a way that a higher thermal output is provided by the heater 33.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a godet according to the invention, in which the components with the same function have been given identical reference symbols.
  • the godet casing 1 is attached to the end wall 4 and the hub 5 at the end of a shaft 3.
  • the shaft 3 is cantilevered in the non-cantilever beam 2.
  • the bearings 6.1 and 6.2 are provided in the carrier 2.
  • the shaft 3 is coupled to an electric motor 7.
  • the shaft 3 penetrates the electric motor 7 and has a free end on which the energy exchanger 14 is arranged.
  • the energy transmitter 14 has a rotor 15, which is attached to the front of the shaft 3. On the rotor 15 there is an air gap 19 opposite the stand 17.
  • the stand 17 is coupled to the supply unit 35 via the supply line 20.
  • the supply unit 35 is controlled via the heating controller 12.
  • a resistance heating element 25 is provided for heating the godet casing 1.
  • the resistance heating element 25 is formed by a jacket piece 31, which is integrated in the wall of the godet jacket 1.
  • the jacket piece 31 is coupled to the energy exchanger 14 via the supply line 21.
  • the supply unit 35 for energy supply is activated via the heating controller 12.
  • the electrical energy is supplied to the energy transmitter 14, which leads the electrical energy via the supply line 21 directly to the jacket piece 31 by means of contactless transmission.
  • the godet jacket 1 is heated.
  • the thread guided on the circumference of the godet casing 1 is also tempered.
  • the electric motor 7 could be omitted, so that the godet casing 1 is driven exclusively by one or more threads guided on the circumference of the godet casing 1.
  • Such godets are used, for example, as overflow rollers in drawing units for drawing synthetic threads.
  • the heating control element 12 is assigned at least one sensor.
  • the design of the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 4 are exemplary.
  • the godet casing 1 could be supported on the carrier 2 by magnetic bearings.
  • the functional components of the exemplary embodiments shown can also be combined with one another as desired.
  • the energy transmitter could transmit the current via contact between the stator and the rotor.
  • sliding contacts are particularly suitable, which allow a relative movement between the stator and the rotor.
  • a further possibility of supplying energy to the heating device 8 is to arrange a memory within the godet casing 1, which provides the energy required to supply the heating device 8 for a specific operating time. The memory could be recharged after the operating time.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Galette zum Führen, Erwärmen und Fördern eines Fadens. Die Galette weist einen rotierend antreibbaren hohlzylindrischen Galettenmantel auf, welcher an einem Träger drehbar gelagert ist. Innerhalb des hohlzylindrischen Galettenmantels ist eine elektrische Heinzeinrichtung zur Beheizung des Galettenmantels vorgesehen. Erfindungsgemäss ist die Heizeinrichtung fest mit dem Galettenmantel verbunden, so dass Übertragungsverluste zwischen dem Galettenmantel und der Heizeinrichtung vermieden werden.

Description

Galette zum Führen , Erwärmen und Fördern eines Fadens
Die Erfindung betrifft eine Galette zum Führen, Erwärmen und Fördern eines Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Galette ist beispielsweise aus der WO 97/49265 (= US 5,979,592) bekannt.
In Spinnanlagen oder Textilmaschinen werden zum Erwärmen, Fördern und Führen eines Fadens derartige Galetten eingesetzt. Hierbei ist ein rotierender Galettenmantel beheizt, so daß der am Umfang des Galettenmantels geführte Faden durch Kontakt erwärmt wird. Zur Erwärmung wird der Faden oder auch mehrere parallel nebeneinander laufende Fäden vorzugsweise mehrmals mit jeweils einer Teilumschlingung über den Galettenmantel geführt, wobei die parallel nebeneinander liegenden Teilumschlingungen des Fadens bzw. der Fäden innerhalb einer beheizten Belegungslänge des Galettenmantels liegen. Hierbei kommt es insbe- sondere darauf an, daß der Galettenmantel auf der gesamten Belegungslänge eine gleichmäßige Oberflächentemperatur aufweist. Bei der bekannten Galette wird der Galettenmantel durch einen Induktionsheizer erwärmt. Hierzu sind mehrere Induktionsspulen an einem Träger angeordnet, der auskragend in den topfförmigen Galettenmantel hineinragt. Dabei ist zwischen dem Galettenmantel und den In- duktionsspulen ein umlaufender Luftspalt gebildet. Durch den magnetischen Fluß werden innerhalb des Galettenmantels Ströme induziert, die zu einer Erwärmung des Galettenmantels führen.
Aus der EP 0 854 216 ist eine Galette bekannt, bei welcher die elektrische Hei- zeinrichtung durch einen Strahlungsheizer gebildet ist. Der Strahlungsheizer ist am Umfang eines Trägers angeordnet und liegt innerhalb des Galettenmantels dem rotierenden Galettenmantel gegenüber. Auch hierbei ist zwischen dem Galettenmantel und dem Strahlungsheizer ein Abstand vorgesehen.
Aus der DE 196 13 433 ist eine weitere Galette bekannt, bei welcher an dem Galettenmantel eine Rohrschlange angebracht ist, die eine Wärmeträgerflüssigkeit enthält. Innerhalb des Galettenmantels ist mit Abstand zu der Rohrschlange eine elektrische Heizeinrichtung, beispielsweise eine Induktionsheizeinrichtung vorgesehen, um die Wärmeträgerflüssigkeit und damit den Galettenmantel zu erwärmen.
Alle bekannten Galetten haben gemein, daß zur Beheizung des Galettenmantels ein mehr oder weniger breiter Luftspalt zwischen der Heizeinrichtung und dem Galettenmantel ausgebildet ist, was insbesondere das Übertragungs- und Regelverhalten der Beheizung des Galettenmantels beeinflußt.
Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Galette derart weiterzubilden, daß die Beheizung des Galettenmantels im wesentlichen verlustfrei mit feinfühliger und reaktionsschneller Regelbarkeit erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Galette mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 16 definiert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Energieumsetzung zur Erwärmung des Galettenmantels unmittelbar an dem Galettenmantel erfolgt. Damit läßt sich insbesondere eine gleichmäßige und zudem eine schnell veränderbare Erwärmung des Galettenmantels erreichen. Erfindungsgemäß ist hierzu die Heizein- richtung unmittelbar mit dem Galettenmantel gekoppelt, so daß vorteilhaft Ubertragungsverluste vermieden werden. Die zur Erzeugung der Wärme erforderliche elektrische Energie könnte dabei aus einem Speicher oder unmittelbar durch einen Energieerzeuger bereitgestellt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Wärmebelastung der Lagerung des Galettenmantels durch die Kopplung zwischen dem Galettenmantel und der Heizeinrichtung minimiert wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist die Heizeinrichtung mit einem Energieübertrager verbunden. Somit läßt sich die Heizeinrichtung vorteilhaft durch eine außerhalb der Galette angeordnete Energiequelle betreiben. Die Energie kann dabei ohne Kontakt oder mit Kontakt z.B. durch Schleifkontakte übertragen werden.
Der Energieübertrager weist hierzu vorteilhaft einen ortsfesten Ständer und einen rotierenden Läufer auf, die unmittelbar zur Übertragung der elektrischen Energie zusammenwirken. Der Läufer ist mit dem Galettenmantel verbunden, so daß eine unmittelbare Anbindung des Energieübertragers mit der Heizeinrichtung gewährleistet ist.
Zur kontaktlosen Übertragung der Energie wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß sowohl der Ständer als auch der Läufer zumindest eine Wicklung mit einem Polkern aufweist. Dabei läßt sich durch die gegenüberliegende Anordnung der Wicklungen eine Induktionskopplung herstellen. Die Wicklung des Ständers ist dabei mit einer Stromquelle verbunden, so daß in der Wicklung des Läufers ein induzierter Strom entstellt. Somit ist die Energieversorgung der Heizeinrichtung gewährleistet.
Je nach Bauart der Galette können der Ständer und der Läufer sich radial oder axial gegenüberstehen. Bei einer radialen Anordnung bildet sich ein ringförmiger Luftspalt zwischen den Polenden der Wicklungen. Dagegen fuhrt eine axiale Anordnung der Wicklungen zueinander dazu, daß sich ein scheibenförmiger Luftspalt ausbildet. Um die Oberfläche des Galettenmantels gleichmäßig zu erwärmen, weist die Heizeinrichtung bevorzugt eine oder mehrere Induktionsspulen auf, die mit ihren Polenden unmittelbar an der Innenwand des Galettenmantels befestigt sind.
Bei Verwendung mehrerer Induktionsspulen werden diese vorzugsweise axial nebeneinander angeordnet. Hierbei sind die Spulen vorzugsweise ringförmig ausgebildet, um sich jeweils über den gesamten Umfang des Galettenmantels zu erstrecken.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die Heizeinrichtung zumindest ein Widerstandsheizelement auf, das in der Wand des Galettenmantels oder an der Innenwand des Galettenmantels befestigt ist. Damit läßt sich die zugeführte elektrische Energie unmittelbar und ohne wesentliche Verluste in Wärmeenergie umwandeln.
Um bei Verwendung eines Widerstandsheizelementes den gesamten Umfang des Galettenmantels gleichmäßig zu beheizen, ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 besonders vorteilhaft. Hierbei wird das Widerstandsheizelement durch eine Heizspirale gebildet, die eine radiale oder eine axiale Wendelung aufweisen kann.
Zur Realisierung möglichst kompakter Einheiten ist die Weiterbildung der Galette gemäß Anspruch 12 besonders vorteilhaft. Hierbei ist das Widerstandsheizelement unmittelbar durch ein bestromtes Mantelstück des Galettenmantels gebildet. Hierbei wird der Flächenwiderstand des Galettenmantels unmittelbar zur Beheizung ausgenutzt. Das Mantelstück könnte einen Teil oder den gesamten Galettenmantel bei entsprechender Isolierung umfassen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Heizein- richtung durch zumindest ein mit einem Wärmeträgermedium gefülltes Heizrohr und einen elektrischen Heizer gebildet. Hierbei ist ein oder mehrere Heizrohre in dem Galettenmantel integriert. Das Wärmeträgermedium wird durch einen elektrischen Heizer, der an dem Galettenmantel befestigt ist, erwärmt. Als elektrischer Heizer können hierbei Induktionsspulen, Widerstandsheizer oder Strahlungsheizer verwendet werden.
Zur Realisierung bestimmter Temperaturprofile innerhalb der Belegungslänge des Galettenmantels wird desweiteren vorgeschlagen, daß in Längsrichtung des Galettenmantels mehrere hintereinander ausgebildete Heizzonen durch die Heizeinrichtung ausgebildet sind. Dabei sind die Heizzonen unabhängig voneinander be- heizbar. Die Heizzonen können durch einzelne Induktionsspulen, die unabhängig voneinander gesteuert werden oder beispielsweise durch Widerstandselemente, deren elektrischer Widerstand temperaturabhängig ist, gebildet werden.
Um einerseits eine konstante Temperatur an der Oberfläche des Galettenmantels zu erhalten und andererseits eine schnelle Temperaturänderung zur Behandlung eines Fadens ausführen zu können, ist die Weiterbildung der Galette nach Anspruch 15 besonders vorteilhaft. Hierbei ist der Heizeinrichtung zumindest ein Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur am Galettenmantel zugeordnet, wobei der Temperatursensor unmittelbar oder durch einen Signalübertrager mit einer Heizsteuerung gekoppelt ist. Sowohl der Temperatursensor als auch die Heizsteuerung können beispielsweise mit dem Galettenmantel verbunden sein, so daß keine Übertragungsschnittstellen von einem rotierenden zu einem stationären Teil auftreten. Bevorzugt wird jedoch die Heizsteuerung außerhalb des Galettenmantels plaziert, so daß bei Verwendung eines oder mehrerer Temperatursensoren die Signale mittels eines Signalübertragers weitergeleitet werden.
Durch die erfindungsgemäße Kombination zwischen dem Galttenmantel und der Heizeinrichtung ist die erfindungsgemäße Galette bevorzugt für austauschbare Galettenmantel geeignet. Da die Temperaturverteilung über den gesamten Um- fang des Galettenmantels durch die Heizeinrichtung bestimmt ist, können Voreinstellungen und Kalibrierungen unabhängig von der Galette unmittelbar an dem Galettenmantel ausgeführt werden. Durch Austausch der Galettenmantel an einer erfindungsgemäßen Galette können somit einmal vorgegebene Temperaturprofile selbst beim Wechsel der Galettenmantel ohne Einstellveränderungen realisiert werden.
Im folgenden werden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Galette näher beschrieben.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Galette;
Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Galette; Fig. 3 und 4 schematisch Längsschnitte weiterer Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Galette.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Galette ge- zeigt. Hierbei weist die Galette einen hohlzylindrischen Galettenmantel 1 auf. Der Galettenmantel 1 weist eine Stirnwand 4 auf. Auf der gegenüberliegenden Seite der Stirnwand 4 ist der Galettenmantel 1 offen. Die Stirnwand 4 des Galettenmantels 1 ist mit einer Nabe 5 verbunden, die drehfest am Umfang einer Welle 3 angebracht ist. Die Welle 3 ist innerhalb eines hohlzylindrischen Trägers 2 durch die Lager 6.1 und 6.2 gelagert. Hierzu ragt der Träger 2 auskragend in den hohlzylindrischen Galettenmantel 1 hinein. Außerhalb des Galettenmantels 1 besitzt der Träger 2 einen Flansch 27, der beispielsweise an einem Maschinengestell befestigt ist.
Die Welle 3 durchdringt den Träger 2 und ist am Ende mit einem Elektromotor 7 gekoppelt. Zwischen dem Galettenmantel 1 und dem auskragenden Träger 2 ist ein Ringraum 28 gebildet. In dem Ringraum 28 ist eine Heizeinrichtung 8 unmittelbar an der Innenwand 9 des Galettenmantels 1 befestigt. Die Heizeinrichtung 8 besitzt meh- rere Induktionsspulen 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4, die axial nebeneinander angeordnet sind. Die Induktionsspulen 10 sind mit den Polenden 11 jeweils an der Innenwand 9 befestigt. Zwischen den Polenden 11 sind Stützmittel 30 angeordnet, die eine Abstützung der Windungen der Induktionsspulen 10 bewirken. Die Induktionsspulen 10 sind mit einer an der Stirnwand 4 angebrachten Heizsteuerung 12 verbunden. Die Heizsteuerung 12 ist über die Leitung 10 mit einem Energieübertrager 14 gekoppelt. Der Energieübertrager 14 wird hierbei durch einen Ständer 17 und einen Läufer 15 gebildet. Der Ständer 17 ist am auskragenden Ende des Trägers 2 befestigt. Gegenüberliegend zu dem Ständer 17 ist der Läufer 15 angeordnet, der am Umfang der Nabe 5 befestigt ist. Der Ständer 17 und der Läufer 15 weisen jeweils eine Wicklung 16 und einen Polkern 18 auf, die in radialer Richtung gegenüberstehend einen Luftspalt 19 ausbilden. Der Ständer 17 ist über die Versorgungsleitung 20 mit einer hier nicht dargestellten Energiequelle verbunden.
Die Heizsteuerung 12 ist mit einem Temperatursensor 13 verbunden, welcher im mittleren Bereich des Galettenmantels 1 angeordnet ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Galette wird der Galettenmantel 1 über die Welle 3 durch den Elektromotor 7 angetrieben. Dabei wird am Umfang des Galettenmantels 1 ein oder mehrere Fäden geführt. Im Betrieb ist der Galette vorzugsweise eine Überlaufrolle zugeordnet, so daß der oder die Fäden mit mehreren Teilum- schlingungen über den Galettenmantel 1 geführt werden können.
Bei Drehung des Galettenmantels 1 wird der Läufer 15 des Energieübertragers 14 mit angetrieben. Der Ständer 17 ist bestromt. Die Übertragung der elektrischen Energie erfolgt nun bevorzugt nach dem Transformatorprinzip. Hierbei wird die sich ändernde Feldstärke des Ständers zur Induktion eines Stroms im Läufer ge- nutzt, Es ist jedoch auch eine Energieübertragung nach dem Generatorprinzip möglich, so daß aufgrund der Bewegung des Läufers 15 durch die Wicklung 16.2 ein induzierter Strom erzeugt wird. Der Strom wird vom Läufer 15 über die Leitung 21 zu der Heizsteuerung 12 geführt. Die Heizsteuerung 12 versorgt und steu- ert die Induktionsspulen 10. Hierbei wird durch die Induktionsspulen 10 in dem Galettenmantel 1, der aus einem magnetisch leitbaren Material hergestellt ist, ein Strom indiziert, der zur Erwärmung des Galettenmantels 1 führt. Um eine bestimmte Temperatur des Galettenmantels 1 einhalten zu können, wird die Temperatur des Galettenmantels 1 durch den Temperatursensor 13 erfaßt und der Heiz- Steuerung 12 aufgegeben. Somit ist gewährleistet, daß die Induktionsspulen 10 zu einer im wesentlichen konstanten Beheizung des Galettenmantels führen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Galette besteht auch die Möglichkeit, daß jede der nebeneinander angeordneten Induktionsspulen 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 unabhän- gig voneinander durch die Heizsteuerung 12 angesteuert werden, Dabei ist jeder Induktionsspule 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4, die jeweils eine Heizzone des Galettenmantels 1 bilden, ein separater Temperatursensor zugeordnet. Die Temperatursensoren sind mit der Heizsteuerung 12 gekoppelt, so daß zu jeder Heizzone des Galettenmantels eine Temperaturregelung ausführbar ist. Hierbei könnte die Heiz- Steuerung 12 auch außerhalb des Galettenmantels angeordnet sein, wobei die Sensorsignale mittels eines Signalübertragers übertragen werden.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Galette gezeigt. Die Bauteile mit identischer Funktion werden in der folgenden Beschrei- bung mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 ausgeführt.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Galettenmantel 1 zu beiden Stirnseiten jeweils eine Stirnwand 4 und eine Stirnwand 22 auf. Die Stirnwände 4 und 22 sind über die Lager 6.1 und 6.2 unmittelbar an dem auskragenden Träger 2 drehbar gelagert. Zwischen den Stirnwänden 4 und 22 ist innerhalb des Galettenmantels 1 vorzugsweise im mittleren Bereich ein Elektromotor 7 ange- ordnet. Der Elektromotor 7 weist einen ortsfesten Stator 24 und einen ringförmig den Stator 24 umhüllenden Rotor 23 auf. Zwischen dem Stator 24 und dem Rotor 23 ist ein Luftspalt gebildet. Der Rotor 23 ist fest mit dem Galettenmantel 1 verbunden. Der Stator 24 ist an dem Träger 2 befestigt. Die Versorgung des Stators 24 erfolgt durch die Versorgungsleitung 20.2, die durch den Träger 2 nach außen geführt wird. Hierzu ist der Träger 2 hohlzylindrisch ausgebildet.
An dem Galettenmantel 1 ist die Heizeinrichtung 8 angeordnet, die aus einem Widerstandsheizelement 25 innerhalb des Galettenmantels 1 und einer Heizsteue- rung 12 gebildet ist. Die Heizsteuerung 12 ist an der Stirnwand 4 des Galettenmantels 1 angebracht. In dem Galettenmantel 1 ist ein Bohrungs- und Nutensystem 26 eingebracht, in welchem das Widerstandsheizelement 25 beispielsweise als eine Heizspirale oder mehrere Widerstandsedrähte eingebracht sind. Das Widerstandsheizelement 25 wird über die Heizsteuerung 12 bestromt und gesteuert. Hierzu ist die Heizsteuerung 12 mit dem Energieübertrager 14 gekoppelt. Der Energieübertrager wird hierbei ebenfalls durch einen Ständer 17 und einen Läufer 15 gebildet, die sich radial gegenüberstehen und einen ringförmigen Luftspalt 19 bilden. Der Läufer 15 ist über einen Träger 29 mit der Stirnwand 4 das Galettenmantels 1 verbunden, so daß der Läufer 15 mit dem Galettenmantel 1 umläuft. Der Ständer 17 ist am Umfang des Trägers 2 angebracht. Der Energieübertrager 14 ist hierbei ebenfalls als kontaktloser Induktionsübertrager ausgebildet, so daß der Läufer und der Ständer jeweils eine Wicklung 16 und einen Polkern 18 aufweisen. Die Bestromung der Wicklung 16 erfolgt über die Versorgungsleitung 20.1.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Galet- teneinheit wird am Umfang des Galettenmantels 1 ebenfalls ein oder mehrere Fäden geführt. Hierzu wird der Galettenmantels 1 durch den Elektromotor 7 im Innern des Galettenmantels angetrieben. Dabei erfolgt gleichzeitig die Stromversor- gung der Heizeinrichtung 8. Der Galettenmantel 1 wird über das Widerstandsheizelement 25, beispielsweise über eine oder mehrere Heizspiralen, beheizt. Zur Regelung einer Oberfϊächentemperatur der Galette ist hierbei ebenfalls ein Temperatursensor 13 der Heizsteuerung 12 zugeordnet, der am Galettenmantel 1 angebracht ist.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Galette gezeigt. Die Bauteile mit identischer Funktion haben auch hierbei in der folgenden Beschreibung die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 erhalten. Zudem ist der Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Galette im wesentlichen identisch zu der in Fig. 1 gezeigten Galette, so daß in der nachfolgenden Beschreibung im wesentli- chen nur die Unterschiede erläutert sind und ansonsten zu der vorhergehenden Beschreibung zu Fig. 1 Bezug genommen wird.
Bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 3 weist der Galettenmantel 1 ein Heizrohr 32 auf, das beispielsweise als Rohrschlange in der Wand des Galettenmantels 1 integriert ist. Auf der Innenseite der Stirnwand 4 ist ein elektrischer Heizer 33 angeordnet, der unmittelbar das Heizrohr 32 und ein in dem Heizrohr 32 eingefülltes Wärmeträgermedium erhitzt. Der elektrische Heizer 33 wird dabei bevorzugt als Induktionsspule ausgebildet, die durch Induktion zur Erwärmung der Wärmeträgerflüssigkeit führt,
Der Heizer 33 ist an den Energieübertrager 14 angeschlossen. Der Energieübertrager 14 ist über den Ständer 17 mit einer außerhalb des Galettenmantels angeordneten Versorgungseinheit 35 verbunden. Die Versorgungseinheit 35 ist mit einer Heizsteuerung 12 gekoppelt. Der Heizsteuerung 12 ist ein Temperatursensor 13 zugeordnet, der am Galettenmantel 1 angebracht ist. Die Sensorsignale des Temperatursensors 13 werden dabei über eine Signalleitung 36 und einen Signalübertrager 34 zur Heizsteuerung 12 geführt. Der Signalübertrager 34 ist hierzu am Ende der Welle 3 unmittelbar neben dem Elektromotor 7 angeordnet. Hierbei besitzt der Signalübertrager 34 einen rotierenden und einen stationären Teil, die eine kontaktlose Übertragung der Signale ermöglichen. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel wird der elektrische Heizer 33 durch die Versorgungseinheit 35 mit Energie versorgt. Hierbei wird die von der Versorgungseinheit 35 bereitgestellte Energie über die Versorgungsleitung 20 zum Energieübertrager 14 geführt. Durch kontaktlose Übertragung gelangt die elektrische Energie über die Versorgungsleitung 21 zu dem elektrischen Heizer 33. Für den Fall, daß der Temperatursensor 13 in dem Galettenmantel 1 eine zu niedrige Temperatur signalisiert, wird die Versorgungseinheit 35 durch die Steuereinrichtung 12 derart beeinflußt, daß eine höhere Wärmeleistung von dem Heizer 33 erbracht wird.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Galette dargestellt, bei welcher die Bauteile gleicher Funktion identische Bezugszeichen erhalten haben.
Hierbei ist der Galettenmantel 1 über die Stirnwand 4 und die Nabe 5 am Ende einer Welle 3 befestigt. Die Welle 3 ist auskragend in dem nicht auskragenden Träger 2 gelagert. Hierzu sind in dem Träger 2 die Lager 6.1 und 6.2 vorgesehen. Auf der zum Galettenmantel 1 gegenüberliegenden Seite des Trägers 2 ist die Welle 3 mit einem Elektromotor 7 gekoppelt. Die Welle 3 durchdringt den Elek- tromotor 7 und besitzt ein freies Ende, an dem der Energieübertrager 14 angeordnet ist. Der Energieübertrager 14 besitzt einen Läufer 15, der an der an der Stirnseite der Welle 3 befestigt ist. An dem Läufer 15 steht mit einem Luftspalt 19 der Ständer 17 gegenüber. Der Ständer 17 ist über die Versorgungsleitung 20 mit der Versorgungseinheit 35 gekoppelt. Die Versorgungseinheit 35 wird über die Heiz- Steuerung 12 angesteuert.
Zur Beheizung des Galettenmantels 1 ist ein Widerstandsheizelement 25 vorgesehen. Hierbei ist das Widerstandsheizelement 25 durch ein Mantelstück 31 gebildet, das in der Wand des Galettenmantels 1 integriert ist. Das Mantelstück 31 ist über die Versorgungsleitung 21 mit dem Energieübertrager 14 gekoppelt. Zur Erwärmung des Galettenmantels 1 wird über die Heizsteuerung 12 die Versorgungseinheit 35 zur Energieversorgung aktiviert. Dabei wird die elektrische Energie dem Energieübertrager 14 zugeführt, der durch kontaktlose Übertragung die elektrische Energie über die Versorgungsleitung 21 unmittelbar zu dem Man- telstück 31 führt. Durch Bestromung des Mantelstücks 31 wird der Galettenmantel 1 erwärmt. Somit wird der am Umfang des Galettenmantels 1 geführte Faden ebenfalls temperiert. Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung der erfindungsgemäßen Galette ist insbesondere für kleine Durchmesser des Galettenmantels geeignet. Dabei könnte der Elektromotor 7 entfallen, so daß der Galettenmantel 1 aus- schließlich durch einen oder mehrere am Umfang des Galettenmantels 1 geführte Fäden angetrieben wird. Derartige Galetten werden beispielsweise als Überlaufrollen in Verstreckeinheiten zum Verstrecken synthetischer Fäden eingesetzt.
Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 wurde auf die Darstellung eines Tempera- tursensors sowie eines Signalübertragers verzichtet. Es versteht sich jedoch von selbst, daß zur Regelung der Oberflächentemperatur des Galettenmantels der Heizsteuerang 12 zumindest ein Sensor zugeordnet ist.
Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele sind in ihrem Auf- bau beispielhaft. So könnte der Galettenmantel 1 beispielsweise durch Magnetlager an dem Träger 2 gelagert sein. Ebenso sind die Funktionsbauteile der dargestellten Ausführungsbeispiele beliebig miteinander kombinierbar. Desweiteren könnte der Energieübertrager den Strom über Kontakt zwischen dem Ständer und dem Läufer übertragen. Hierzu sind insbesondere Schleifkontakte geeignet, die eine Relativbewegung zwischen dem Ständer und dem Läufer ermöglichen. Eine weitere Möglichkeit der Energieversorgung der Heizeinrichtung 8 besteht darin, einen Speicher innerhalb des Galettenmantels 1 anzuordnen, welcher eine für eine bestimmte Betriebszeit erforderliche Energie zur Versorgung der Heizeinrichtung 8 bereitstellt. Der Speicher könnte nach Ablauf der Betriebszeit eine erneute Auf- ladung erhalten. B ezugszeichenliste
Galettenmantel Träger Welle Stirnwand Nabe Lager Elektromotor Heizeinrichtung Innenwand Induktionsspule Polenden Heizsteuerung Temperatursensor Energieübertrager Läufer Wicklung Ständer Polkern Luftspalt Versorgungsleitung Leitung Stirnwand Rotor Stator Widerstandsheizelement Bohrungs- und Nutensystem Flansch Ringraum Träger Stützmittel Mantelstück Heizrohr Heizer Signalübertrager Versorgungseinheit Signalleitung

Claims

Patentansprüche
1. Galette zum Führen, Erwärmen und Fördern eines Fadens mit einem rotierend antreibbaren hohlzylinderischen Galettenmantel (1), welcher an einem Träger (2) drehbar gelagert ist, und mit einer elektrischen Heizeinrichtung (8), welche zur Beheizung des Galettenmantels (1) innerhalb des hohlzylinderischen Galettenmantels (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (8) fest mit dem Galettenmantel (1) verbunden ist.
2. Galette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (8) mit einem Energieübertrager (14) verbunden ist, welcher zur Versorgung der Heizeinrichtung eine elektrische
Energie ohne Kontakt oder mit Kontakt überträgt.
3. Galette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieübertrager (14) einen ortsfesten mit dem Träger (2) verbundenen Ständer (17) und einen rotierenden mit dem Galettenmantel (1) verbundenen Läufer (15) aufweist, und daß der Ständer (17) und der Läufer (15) zur Übertragung der elektrischer Energie zusammenwirken.
4. Galette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (17) zumindest eine Wicklung (16.1) mit einem Polkern (18.1) aufweist und daß der Läufer (15) zumindest eine Wicklung (16.2) mit einem Polkern (18.2) aufweist, wobei sich die Polenden der Wicklungen (16.1, 16.2) in einem Luftspalt (19) gegenüberliegen.
5. Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (17) und der Läufer (15) sich radial gegenüberstehen, so daß der zwischen den Polenden der Wicklungen (16.1, 16,2) gebildete Luftspalt (19) ringförmig ist.
6. Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (17) und der Läufer (15) sich axial gegenüberstehen, so daß der zwischen den Polenden der Wicklungen (16.1, 16.2) gebildete
Luftspalt (19) scheibenförmig ist.
7. Galette nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (8) eine oder mehrere Induktionsspulen (10) aufweist und daß die Induktionsspulen (10) durch die Polenden (11) an der Innenwand (9) des Galettenmantels (1) befestigt sind.
8. Galette nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Induktionsspulen (10) sich unmittelbar oder durch zumindest ein Stützmittel (30) an der Innenwand (9) des Galettenmantels (1) abstützen.
9. Galette nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspulen (10.1, 10.2) axial nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils über den gesamten Umfang des Galettenmantels (1) erstrecken.
10. Galette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (8) zumindest ein Widerstandsheizelement (15) aufweist, welches an der Innenwand (9) des Galettenmantels (1) oder innerhalb der Wand des Galettenmantels (1) angeordnet ist.
11. Galette nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsheizelement (25) durch eine Heizspirale mit einer radialen Wendelung und/oder einer axialen Wendelung gebildet ist.
12. Galette nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsheizelement (25) durch ein bestromtes Mantelstück
(31) des Galettenmentels (1) gebildet ist.
13. Galette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (8) durch zumindest ein mit einem Wärmeträgermedium gefülltes Heizrohr (32) und einen elektrisches Heizer (33) gebildet ist. li
14. Galette nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (8) mehrere in Längsrichtung des Galettenmantels (1) hintereinander ausgebildete Heizzonen aufweist und daß die Heiz- zonen unabängig voneinander beheizbar sind.
15. Galette nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizeinrichtung (8) zumindest einen Temperatursensor (13) zur Erfassung einer Temperatur am Galettenmantel (1) zugeordnet ist, welcher mit einer Heizsteuerung (12) verbunden ist.
16. Galette nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Temperatursensor/en (13) am Galettenmantel (1) befestigt und durch einen Signalübertrager (34) mit der ortsfesten Heizsteuerung (12) verbunden ist/ sind.
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