WO2018087042A1 - Kühlvorrichtung für einen synthetischen faden - Google Patents

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WO2018087042A1
WO2018087042A1 PCT/EP2017/078334 EP2017078334W WO2018087042A1 WO 2018087042 A1 WO2018087042 A1 WO 2018087042A1 EP 2017078334 W EP2017078334 W EP 2017078334W WO 2018087042 A1 WO2018087042 A1 WO 2018087042A1
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WO
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groove
cooling
thread
section
cross
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PCT/EP2017/078334
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Conrad
Philip JUNGBECKER
Tobias MÜNSTERMANN
Thomas RAMAKERS
Original Assignee
Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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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 cooling device for a synthetic thread, in particular a twisted thread within a texturing zone according to the preamble of claim 1.
  • the multifilament yarns produced in a melt spinning process are crimped in a downstream process for textile purposes.
  • the further treatment of the synthetic threads is effected by means of texturing machines, which have a plurality of processing points in order to curl one thread in each processing point.
  • the crimping of the thread which is also referred to as so-called texturing, can be achieved by a false twist treatment.
  • a mechanical false twist is generated on the thread, which is thermally treated within a texturing zone.
  • the twisted yarn is heated to a temperature of about 200 ° C and then cooled again.
  • cooling devices are used, which are formed as a curved cooling rail.
  • the largest possible radii of curvature are used on the cooling rail in order to keep the contact friction between the twisted yarn and the surface of the cooling rail low.
  • Such cooling rails use only the ambient air to cool the thread. Therefore, the cooling devices such relatively long cooling sections, which usually leads to a multi-layered construction of the texturing machine.
  • cooling devices are known in which the cooling of the thread is intensified by means of a cooling liquid.
  • a generic cooling device is known, for example, from EP 0 403 098 A2.
  • the twisted thread is guided within the texturing zone through a cooling groove on the surface of a heat sink, which holds a cooling liquid for wetting the thread in the groove base.
  • the wetting on the thread promotes the friction behavior of the thread between the thread and the contact rail, so that a twist transfer is favored.
  • Due to the twisted thread structure however, penetration of the cooling liquid into the thread is problematic.
  • the false twist creates a momentum on the thread and makes it difficult in the thread to adhere cooling fluid, which is only carried along by the thread and is thrown off the thread when leaving the cooling groove. Inadequate cooling is achieved in particular in the case of larger yarn tents, so that in the case of the known cooling device the yarn is subsequently guided over a cooling rail for residual cooling.
  • Another object of the invention is to consume the introduced into the cooling groove cooling liquid as possible for cooling the yarn.
  • This object is achieved in accordance with the invention in that the cooling groove has a groove cross-section divided into several partial cross-sections, in which the groove walls are inclined in at least one of the partial cross-sections (guide cross section) parallel to one another or each with an opening angle of less than 15 °.
  • the invention is based on the finding that the inherent dynamics of the thread caused by the false twist hampers the application of the cooling liquid or the action of the cooling liquid. So a part of the coolant is thrown off the thread. Furthermore, the inherent dynamics of the thread, which are manifested essentially by rotations, lead to a transverse evasive movement. There is the possibility that the twisted thread moves up the groove flanks of the cooling groove and leaves the groove bottom.
  • the cooling groove has a groove cross-section which is subdivided into several partial cross sections, wherein the groove walls are designed to be inclined in at least one of the partial cross sections parallel to each other or in each case inclined at an angle smaller than 15 °.
  • one of the partial cross sections forms the groove bottom, wherein the groove flanks, each with a larger opening angle are designed inclined relative to the groove edges of the guide portion.
  • the development of the invention is particularly advantageous, in which one of the partial cross sections forms one end of the groove flanks, the groove flanks of the insertion cross section each inclined with a larger opening angle relative to the groove flanks of the base cross section are executed.
  • a funnel-shaped opening of the cooling groove can be realized in order to insert the thread in a simple manner at the beginning of a process can.
  • the development of the invention has proven particularly useful in which the base cross section and the guide cross section of the cooling groove together form a Colournuttiefe the cooling groove, which is greater than 50% of a total groove depth of the cooling groove.
  • the twisted thread can safely lead in the groove bottom of the cooling groove, with an intensive consumption of the cooling liquid for cooling the thread is possible.
  • the development of the invention is preferably carried out, in which the groove bottom of the cooling groove has a plurality of alternating longitudinal sections in the thread running direction, wherein one of the longitudinal sections forms a corrugated groove bottom with a plurality of guide webs and wherein another of the longitudinal sections a formed in the groove depth smooth groove bottom.
  • the corrugated groove bottom of one of the longitudinal sections can be a continuous mitschleifen the yarn supplied to the coolant avoided.
  • the iffelung in the groove base is suitable to strip 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 longitudinal section with a smooth groove base is provided, in which the thread is cooled by the previously supplied cooling liquid.
  • the longitudinal sections with the smooth groove bottom on a larger groove depth. The thread can thus be guided only with contact on the guide webs, so that the alternately arranged longitudinal sections in the cooling groove lead the thread alternately with contact and without contact.
  • 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 tedders require relatively long cooling grooves.
  • the development of the invention is preferably carried out in which the longitudinal sections with grooved groove bottom and the longitudinal sections with smooth groove bottom each extend over a partial length of the cooling groove in the range of 10 mm to 40 mm ,
  • the development of the invention is preferably carried out, in which the heat sink at a yarn inlet the cooling groove has at least one ceramic insert which forms one of the longitudinal sections with grooved groove bottom within the cooling groove.
  • the supply of the cooling liquid is preferably carried out in an inlet zone of the groove bottom, which is arranged upstream of the corrugated groove base on the ceramic insert.
  • the metering opening opens in the inlet zone, which is traversed by the thread with contact or preferably without contact.
  • the cooling body has at least one further ceramic insert with a corrugated groove base at a thread outlet of the cooling groove, wherein the cooling groove between the ceramic inserts has at least one of the longitudinal sections with the smooth groove base.
  • the thread can also be performed at the yarn outlet with sufficient thread contact in the cooling groove without undue high yarn friction arise.
  • the groove base of the cooling groove on the heat sink is preferably designed such that the thread can be guided in the thread running direction on a guideway with a radius in the range of 300 mm to 1000 mm. This makes it possible to realize very compact texturing zones within texturing machines.
  • the heat sink can be designed to form the cooling groove in several parts or in one piece.
  • the heat sink is formed by a cooling rail, which is held within a housing between a yarn inlet and a yarn outlet. This way, all occurring vapors can be isolated from an environment.
  • the device according to the invention is therefore particularly suitable for use in texturing machines with a large number of processing stations.
  • FIG. 1 shows schematically a longitudinal sectional view of a first exemplary embodiment of the cooling device according to the invention
  • FIG. 2 schematically shows a cross-sectional view of the exemplary embodiment from FIG. 1
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a further exemplary embodiment of the cooling device according to the invention
  • FIG. 4 schematically shows a longitudinal sectional view of a further exemplary embodiment of the cooling device according to the invention
  • FIG. 5 schematically shows a cross-sectional view of the embodiment from FIG. 4,
  • FIG. 6 shows schematically a longitudinal sectional view of a further exemplary embodiment of the cooling device according to the invention
  • FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of the embodiment of the cooling device according to the invention from FIG. 6.
  • FIG. 1 shows the embodiment in a longitudinal sectional view
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the exemplary embodiment.
  • 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 yarn inlet 13 at the ends and at the opposite end a thread spout 14, as shown in FIG. l shown.
  • the cooling groove 2 has several rere longitudinal sections 6.1 with a corrugated groove bottom 4.1 and several longitudinal sections 6.2 with a smooth groove bottom 4.2.
  • the longitudinal sections 6.1 and 6.2 are formed alternately in the direction of yarn travel in the cooling groove 2.
  • the thread inlet 13 is assigned a first longitudinal section 6.1 with the corrugated groove base 4.1.
  • the corrugated groove bottom 4.1 of the first longitudinal section 6.1 is preceded by an inlet zone 1 1, in which a metering opening 3 opens.
  • the metering opening 3 is connected via a metering channel 3.1 within the heat sink 1 to 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.
  • FIG. 2 shows a cross section of the cooling groove 2 in the region of the longitudinal section 6.1 with the corrugated groove bottom 4.1.
  • the corrugated groove bottom 4.1 is formed here by a plurality of guide webs 8 and a plurality of grooves 9 which extend substantially transversely to the cooling groove 2.
  • the groove depth of the guide webs 8 is indicated in Figure 2 by the reference numeral ti and the groove depth of the grooves 9 by the reference numeral t 2 .
  • the groove cross-section of the cooling groove 2 is divided into several partial sections 7.1, 7.2 and 7.3.
  • the partial cross sections 7.1, 7.2 and 7.3 of the cooling groove 2 are formed in this embodiment by a groove base 4.1 forming the base section 7.3, a central guide section 7.2 and an upper Einlegequerites 7.1.
  • each of the partial cross sections 7.1 to 7.3 have the groove flanks 10.1 and 10.2 different layers. So the flanks are 10.1 and
  • the groove flanks 10.1 and 10.2 each have an opening angle ⁇ in the region of the basic cross-section 7.3.
  • the opening angle ⁇ are identical to the groove edges 10.1 and 10.2.
  • the groove flanks are embodied 10.1 and 10.2 in the region of Einlegqueriteses 7.1 with a larger opening angle (X3 inclined such that the Einlegquerrough 7.1 leads to a funnel-shaped opening of the cooling groove.
  • the guide cross section 7.2 and the basic cross section 7.3 of the cooling groove 2 form a part groove depth t.sub.F
  • the part groove depth t.sub.F of the cooling groove is greater than 50% of the total groove depth t.sub.i. in the area of the corrugated groove bottom 4.1, thus: t F > 0.5 x ti
  • the longitudinal sections 6.2 with a smooth groove bottom 4.2 have a larger groove depth in relation to the longitudinal sections 6.1 with the corrugated groove bottom 4.1.
  • the Nuttie- fe of Nutgrundes 4.2 is chosen such that a thread is guided only with contact on the corrugated groove bottom 4.1.
  • the groove bases 4.1 of the length sections 6.1 are arranged in the cooling groove 2 to each other such that a thread on a guide track with a radius in the range of 300 mm to 1000 mm is feasible.
  • the radius of curvature of the groove bottom 4.1 is shown in Figure 1 by the reference numeral.
  • the thread is guided only in the longitudinal sections 6.1 with the corrugated groove base 4.1 with contact.
  • the longitudinal sections 6.2 with the smooth groove base 4.2 the thread is guided without contact.
  • a cooling liquid is metered in small quantities via the metering device 5 to the inlet zone 11 in the region of the longitudinal section 6.1. 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 longitudinal section 6.1 has a length Li which, depending on the yarn denier, has a range of 10 mm to 40 mm. The length Li of the longitudinal section 6.1 is shown in FIG.
  • the cooling groove 2 follows a non-contact zone, in which the yarn is guided in one of the longitudinal sections 6.2 without contact. In this section, the applied liquid acts to cool the thread.
  • the longitudinal section 6.2 also extends over a length of the cooling groove 2, which has an equal or unequal length depending on the filament titer. The length is indicated in Figure 1 by the reference L 2 and is in the range of 10 mm to 40 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 14 associated longitudinal section 6.1 with grooved groove bottom 4.1.
  • the middle longitudinal section 6.1 with the corrugated groove base 4.1 on the one hand reduces the excess cooling fluid from the yarn and at the same time leads to a homogenization of the wetting in order to obtain further cooling.
  • the thread is brought out of the cooling groove 2 substantially without adhering excess cooling liquid.
  • the cooling groove 2 has a groove depth ti in the range of 4 to 10 mm.
  • the width of the cooling groove 2 in particular in the region of the guide cross-section 7.2 is a few millimeters, to prevent the ejection of coolant and the emergence of the thread.
  • the width of the cooling groove is preferably 0.5 mm to 4 mm.
  • the groove cross section of the cooling groove 2 extends substantially over the entire length of the cooling groove 2. Basically, however, it is also possible over the length of the cooling groove 2 to vary the groove cross-section.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a cooling device, in which the groove cross-section of the cooling groove 2 has no mutually parallel groove flanks 10.1 and 10.2 in the region of the guide cross-section 7.2.
  • the embodiment of Figure 3 is substantially identical to the embodiment of Figure 1 and 2, so that at this Only the cross section is shown. To avoid repetition, only the difference of the groove cross sections will be explained.
  • the groove cross section of the cooling groove 2 of the embodiment according to FIG. 3 has slightly inclined groove flanks 10.1 and 10.2 in the region of the middle guide cross section 7.2.
  • the groove flanks 10.1 and 10.2 are designed inclined in the region of the guide section 7.2 by an opening angle a 2 .
  • the opening angle a 2 is limited in order to obtain the steepest possible wall of the groove flanks 4.1 and 4.2.
  • the opening angle a 2 is preferably below 15 °.
  • the guide cross-section 7.2 and the basic cross-section 7.1 of the cooling groove 2 have a sufficient sub-groove depth tF, in order in particular to prevent the ejection of coolant.
  • the longitudinal sections 6.1 are integrated with the corrugated groove base 4.1 directly in the groove base of the heat sink 1.
  • the cooling groove 2 in the groove base 4.1 preferably has a wear protection layer in order to be able to bring the thread into contact with it.
  • FIG. 4 shows schematically a longitudinal sectional view
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the cooling groove.
  • the further exemplary embodiment of the cooling device according to the invention likewise has an elongated heat sink 1.
  • an open cooling groove 2 extends.
  • the cooling groove 2 extends between a yarn inlet 13 and a yarn outlet 14, which are formed on the front ends of the heat sink 1.
  • a ceramic insert 12.1 is held on the heat sink 1 in the cooling groove 2.
  • the ceramic insert 12.1 is integrated in the cooling groove and forms a corrugated groove base 4.1.
  • the corrugated groove bottom 4.1 is preceded by an inlet zone 1 1, which forms the thread inlet 13.
  • In the inlet zone 1 1 of the ceramic insert 12.1 opens a metering 3.
  • the metering port 3 is connected via a metering 3.1, which penetrates the ceramic insert 12.1 and the heat sink 1 with a metering device 5.
  • the metering device 5 is executed according to the embodiment of Figure 1 and 2.
  • the ceramic insert 12.1 extends within the cooling groove 2 over a partial length and forms a longitudinal section 6.1, which is indicated in Figure 4 by the reference Li.
  • the thread outlet 14 is likewise assigned a ceramic insert 12.
  • the ceramic insert 12.2 is integrated within the cooling groove 2 and forms a second length section 6.1 with a corrugated groove bottom 4.1.
  • the corrugated groove bottom 4.1 of the ceramic inserts 12.1 and 12.2 is essentially identical. leads.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the ceramic insert 12.1 in the region of the corrugated groove base 4.1.
  • the ceramic insert 12.1 is embedded to form the cooling groove 2 in the heat sink 1 and integrated in the groove cross-section of the cooling groove 2.
  • the groove cross-section is identical to the embodiment of Figure 3 executed. In that regard, to explain the Nutquerschnit- tes the cooling groove 2 reference to the above description taken and explained at this point only the differences.
  • the basic cross section 7.3 is formed by the ceramic insert 12.1.
  • the groove flanks 10.1 and 10.2 of the ceramic insert 12.1 have an opening angle ⁇ relative to the groove base 10.1.
  • the ceramic insert 12.1 is in this case integrated into the heat sink 1 in such a way that, in the further course of the groove cross section, the groove flanks 10.1 and 10.2 continuously merge into one another in the region of the basic cross section 7.3 and the guide cross section 7.2.
  • all areas of the cooling groove contacted by the thread are thus formed by the ceramic inserts 12.1 and 12.2.
  • the ceramic inserts 12.1 and 12.2 are integrated in the cooling groove 2 in such a way that a guideway with a radius of curvature is established.
  • a longitudinal section 6.2 is formed in the cooling groove 2, with a smooth groove base 4.2. In this area, the thread is guided without contact.
  • the number of ceramic inserts and the number of longitudinal sections with a smooth groove base are exemplary.
  • FIG. 6 schematically shows a longitudinal sectional view
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the cooling device.
  • the cooling body 1 is formed by a cooling rail 20. Inside the cooling rail 20, several ceramic inserts 12.1 to 12.4 are integrated. The ceramic inserts 12.1 to 12.4 form the length sections 6.1 with the corrugated groove bottom 4.1. In this case, the groove cross-section is essentially identical to the exemplary embodiment according to FIG. 5.
  • the basic cross-section 7.3 containing the groove bottom 4.1 is formed by the ceramic inserts 12.1 to 12.4.
  • the basic cross-section 7.3 is designed in a V-shape, wherein the groove flanks 10.1 and 10.2 are designed inclined with an opening angle ⁇ .
  • the groove bottom 4.1 of the ceramic inserts 12.1 to 12.4 is formed by a plurality of grooves 9 and a plurality of guide webs 8, wherein the thread is guided with contact on the guide webs 8. It is the at the thread inlet 13th arranged ceramic insert 12.1 upstream of an inlet zone in which a metering opening 3 opens, as shown in Figure 6.
  • the partial cross sections 7.2 and 7.3 of the cooling groove 2 are in this case identical to the embodiment of FIG. 5, so that no further explanation is made at this point and reference is made to the aforementioned description.
  • the cooling rail 20 is held by a support 19 within a housing 15.
  • the housing 15 encloses the cooling rail 20, wherein the cooling rail 20 is disposed within the housing 15 between a yarn inlet 16 and a yarn outlet 17.
  • a suction opening 21 is formed within the housing 15 in a housing bottom 18.
  • the suction opening 21 is arranged between the yarn outlet 14 and the yarn outlet 17.
  • the suction opening 21 is coupled via a suction line 22 with a suction device not shown here.
  • the housing 15 On the opposite side in the inlet region, the housing 15 has an air opening 23.
  • the air opening 23 is formed in the region between the thread inlet 16 and the thread inlet 13 of the cooling rail. The air opening 23 opens in an environment of the housing 15th
  • the supply of a cooling liquid is ensured by a metering device 5, which is arranged outside the housing 15.
  • the metering device 5 is identical to the aforementioned embodiments, so that reference is made to the above description at this point.
  • the vapors released by evaporation of the cooling liquid on the heated thread are collected within the housing 15 and removed via the suction opening 21.
  • a continuous flow of fresh air is introduced via the air opening 23 into the interior of the housing 15. It thus sets a uniform in the direction of yarn flow air flow, which favors the removal of vapors above the cooling groove 2.
  • the cooling device according to the invention for a synthetic thread, in particular a twisted thread within a texturing zone is particularly suitable for enabling intensive cooling on the thread with complete exhaustion of the supplied cooling liquid.
  • a safe thread guidance of the twisted thread is achieved in the groove bottom.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
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Abstract

Es ist eine Kühlvorrichtung für einen synthetischen Faden insbesondere einem gedrallten Faden innerhalb einer Texturierzone beschrieben. Die Kühlvorrichtung weist einen länglichen Kühlkörper mit einer an einer Führungsseite offenen Kühlnut auf. Über eine Dosieröffnung im Nutgrund ist die Kühlnut mit einer Dosiereinrichtung zur Zuführung einer Kühlflüssigkeit verbunden. Um trotz der Eigendynamik des gedrallten Fadens eine sichere Fadenführung und intensive Kühlung des Fadens zu erhalten, weist die Kühlnut erfindungsgemäß einen in mehreren Teilquerschnitten unterteilten Nutquerschnitt auf, bei welchem die Nutflanken in zumindest einem der Teilquerschnitte (Führungsquerschnitt) parallel zueinander oder jeweils mit einem Öffnungswinkel kleiner 15° geneigt ausgeführt sind.

Description

Kühlvorrichtung für einen synthetischen Faden
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für einen synthetischen Faden, insbesondere einen gedrallten Faden innerhalb einer Texturierzone gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es bekannt, dass die in einem Schmelzspinnprozess erzeugten multifilen Fäden in einem nachgeordneten Prozess für textile Zwecke gekräuselt werden. Hierdurch erhalten die synthetischen Fäden eine der Naturfaser ähnliche Struktur. Die Weiterbehandlung der synthetischen Fäden erfolgt mittels Texturiermaschinen, die eine Vielzahl von Bearbeitungsstellen aufweisen, um in jeder Bearbeitungsstelle jeweils einen Faden zu kräuseln. Die Kräuselung des Fadens, die auch als so genannte Texturierung bezeichnet wird, lässt sich durch eine Falsch- drallbehandlung erreichen. Dabei wird an dem Faden ein mechanischer Falschdrall erzeugt, der innerhalb einer Texturierzone thermisch behandelt wird. Zur thermischen Behandlung wird der gedrallte Faden auf eine Temperatur von ca. 200°C erwärmt und anschließend wieder abgekühlt. Da der in dem Faden erzeugte Falschdrall sich entgegengesetzt der Fadenlaufrich- tung fortpflanzt, muss gewährleistet sein, dass der an dem Faden erzeugte Drall möglichst ungehindert die Kühlvorrichtung passiert und in die Heizvorrichtung einlaufen kann. Zu diesem Zweck werden üblicherweise Kühlvorrichtungen verwendet, die als eine gekrümmte Kühlschiene ausgebildet sind. Hierbei werden möglichst große Krümmungsradien an der Kühlschie- ne verwendet, um die Kontaktreibung zwischen dem gedrallten Faden und der Oberfläche der Kühlschiene gering zu halten. Derartige Kühlschienen nutzen lediglich die Umgebungsluft, um den Faden zu kühlen. Daher erfor- dem derartige Kühlvorrichtungen relativ lange Kühlstrecken, die üblicherweise zu einer mehretagigen Bauweise der Texturiermaschine führt.
Im Stand der Technik sind auch Kühlvorrichtungen bekannt, bei welchen die Abkühlung des Fadens mit Hilfe einer Kühlflüssigkeit intensiviert wird. Eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 403 098 A2 bekannt. Dabei wird der gedrallte Faden innerhalb der Texturierzo- ne durch eine Kühlnut an der Oberfläche eines Kühlkörpers geführt, die im Nutgrund eine Kühlflüssigkeit zur Benetzung des Fadens vorhält. Die Be- netzung an dem Faden begünstigt das Reibungsverhalten des Fadens zwischen dem Faden und der Kontaktschiene, so dass eine Drallübertragung begünstigt wird. Aufgrund der gedrallten Fadenstruktur ist ein Eindringen der Kühlflüssigkeit in den Faden jedoch problematisch. Der Falschdrall erzeugt an dem Faden eine Eigendynamik und erschwert in dem Faden das Anhaften von Kühlflüssigkeit, die von dem Faden nur mitgeführt und beim Verlassen der Kühlnut von dem Faden abgeschleudert wird. Insbesondere bei größeren Fadentitern wird im Inneren eine unzureichende Kühlung erreicht, so dass bei der bekannten Kühlvorrichtung der Faden anschließend über eine Kühlschiene zur Restkühlung geführt wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung derart weiterzubilden, dass eine möglichst intensive Kühlung des Fadens durch den Auftrag einer Kühlflüssigkeit innerhalb der Kühlnut erreicht wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, die in die Kühlnut eingeleitete Kühlflüssigkeit möglichst zur Kühlung des Fadens zu verbrauchen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kühlnut einen in mehreren Teilquerschnitten unterteilten Nutquerschnitt aufweist, bei welchem die Nutwandungen in zumindest einem der Teilquerschnitte (Führungsquerschnitt) parallel zueinander oder jeweils mit einem Öffnungswin- kel kleiner 15° geneigt ausgeführt sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die durch den Falschdrall bedingte Eigendynamik des Fadens das Auftragen der Kühlflüssigkeit beziehungsweise das Einwirken der Kühlflüssigkeit behindert. So wird ein Teil der Kühlflüssigkeit vom Faden abgeschleudert. Des Weiteren führt die Eigendynamik des Fadens, die sich im Wesentlichen durch Drehungen be- merkbar machen, zu einer quergerichteten Ausweichbewegung. Dabei besteht die Möglichkeit, dass der gedrallte Faden sich an den Nutflanken der Kühlnut hochbewegt und den Nutgrund verlässt. Um derartige Effekte zu vermeiden, weist die Kühlnut einen in mehreren Teilquerschnitten unterteilten Nutquerschnitt auf, wobei die Nutwandungen in zumindest einem der Teilquerschnitte parallel zueinander oder jeweils mit einem Öffnungswinkel kleiner 15° geneigt ausgeführt sind. So lassen sich relativ steile Nutflanken innerhalb der Kühlnut nutzen, um das Herausschleudern von Kühlflüssig- keit zu vermeiden. Des Weiteren bleibt der Faden trotz seiner Eigendynamik innerhalb der Kühlnut am Nutgrund.
Zur Führung des Fadens im Nutgrund der Kühlnut ist des Weiteren vorgesehen, dass einer der Teilquerschnitte (Grundquerschnitt) den Nutgrund bildet, wobei die Nutflanken mit jeweils einem größeren Öffnungswinkel gegenüber den Nutflanken des Führungsabschnittes geneigt ausgeführt sind. Hierdurch wird ein relativ enger Führungsbereich am Nutgrund der Kühlnut realisiert, in welchem der Faden mit Kontakt geführt ist und mit der Kühl- flüssigkeit in Berührung kommt.
Damit der Faden in einer möglichst engen Kühlnut geführt werden kann, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher einer der Teilquerschnitte (Einlegquerschnitt) ein Ende der Nutflanken bildet, wobei die Nutflanken des Einlegequerschnittes jeweils mit einem größeren Öffnungswinkel gegenüber den Nutflanken des Grundquerschnitts geneigt ausgeführt sind. Damit lässt sich eine trichterförmige Öffnung der Kühlnut realisieren, um den Faden in einfacher Art und Weise bei einem Prozessbeginn einlegen zu können. Bei einer Nutbreite im Bereich des Führungsquerschnitts von wenigen Millimetern hat sich die Weiterbildung der Erfindung besonders bewährt, bei welchem der Grundquerschnitt und der Führungsquerschnitt der Kühlnut zusammen eine Teilnuttiefe der Kühlnut bilden, die größer 50% einer Gesamtnuttiefe der Kühlnut ist. Damit lässt sich der gedrallte Faden sicher im Nutgrund der Kühlnut führen, wobei ein intensiver Verbrauch der Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Fadens möglich ist.
Um die Kühleffekte innerhalb der Kühlnut zu intensivieren, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher der Nutgrund der Kühlnut in Fadenlaufrichtung mehrere abwechselnde Längsabschnitte aufweist, wobei einer der Längsabschnitte einen geriffelten Nutgrund mit einer Mehrzahl von Führungsstegen bildet und wobei ein anderer der Längsabschnitte einen in der Nuttiefe ausgebildeten glatten Nutgrund bildet. Durch den geriffelten Nutgrund einer der Längsabschnitte lässt sich ein kontinuierliches Mitschleifen der dem Faden zugeführten Kühlflüssigkeit vermeiden. Zudem ist die iffelung im Nutgrund geeignet, um die an dem Faden anhaftende 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 Längsabschnitt mit einem glatten Nutgrund vorgesehen, in welchem der Faden durch die zuvor zugeführte Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Hierbei weisen die Längsabschnitte mit dem glatten Nutgrund eine größere Nuttiefe auf. Der Faden lässt sich somit nur mit Kontakt an den Führungsstegen führen, so dass die abwechselnd angeordneten Längsab- schnitte in der Kühlnut den Faden abwechselnd mit Kontakt und ohne Kontakt führen.
Die Länge der Kühlnut wird im Allgemeinen in Abhängigkeit von dem jeweils zu kühlenden Faden und dessen Fadentiter gewählt. So erfordern Fä- den 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 welcher die Längsabschnitte mit geriffeltem Nutgrund und die Längsabschnitte mit glattem Nutgrund sich jeweils über eine Teillänge der Kühlnut im Bereich von 10 mm bis 40 mm erstrecken.
Zur Führung des Fadens im Nutgrund wird bevorzugt die Weiterbildung der Erfindung ausgeführt, bei welcher der Kühlkörper an einem Fadeneinlauf der Kühlnut zumindest einen Keramikeinsatz aufweist, der innerhalb der Kühlnut einen der Längsabschnitte mit geriffeltem Nutgrund bildet. So kann der Faden über eine Mehrzahl von Stützstellen geführt werden, die trotz intensivem Kontakt die Reibung an dem Faden begrenzen und zu kei- ner Drallbehinderung führen.
Die Zufuhr der Kühlflüssigkeit erfolgt bevorzugt in einer Einlaufzone des Nutgrundes, die dem geriffelten Nutgrund am Keramikeinsatz vorgeordnet ist. So mündet die Dosieröffnung in der Einlaufzone, die vom Faden mit Kontakt oder vorzugsweise ohne Kontakt durchquert wird. Damit ist eine kontinuierliche und dosierte Zufuhr der Kühlflüssigkeit in die Kühlnut möglich.
Zur stabilen Fadenführung ist des Weiteren vorgesehen, dass der Kühlkör- per an einem Fadenauslass der Kühlnut zumindest einen weiteren Keramikeinsatz mit einem geriffelten Nutgrund aufweist, wobei die Kühlnut zwischen den Keramikeinsätzen zumindest einen der Längsabschnitte mit dem glatten Nutgrund aufweist. Somit kann der Faden auch am Fadenauslass mit ausreichendem Fadenkontakt in der Kühlnut geführt werden, ohne dass unzulässige hohe Fadenreibungen entstehen.
Aufgrund der geriffelten Nutgrundstrukturen der Längsabschnitte innerhalb der Kühlnut lassen sich relativ große Fadenumlenkungen innerhalb der Tex- turierzone realisieren. So ist der Nutgrund der Kühlnut am Kühlkörper vor- zugsweise derart ausgebildet, dass der Faden in Fadenlaufrichtung auf einer Führungsbahn mit einem Radius im Bereich von 300 mm bis 1000 mm führbar ist. Damit können sehr kompakte Texturierzonen innerhalb von Texturiermaschinen realisiert werden. Der Kühlkörper lässt sich zur Ausbildung der Kühlnut mehrteilig oder auch einteilig ausführen. Vorzugsweise wird der Kühlkörper durch eine Kühlschiene gebildet, welche innerhalb eines Gehäuses zwischen einem Faden- einlass und einem Fadenauslass gehalten ist. So können alle auftretenden Dämpfe isoliert von einer Umgebung abgefangen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher besonders geeignet, um in Texturiermaschinen mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen eingesetzt zu werden.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung für einen synthetischen Faden insbesondere einen gedrallten Faden innerhalb einer Texturierzone wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beige- fügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:
Figur 1 schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbei- spiels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
Figur 2 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels aus Figur 1 , Figur 3 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, Figur 4 schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
Figur 5 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels aus Figur 4,
Figur 6 schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, Figur 7 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung aus Figur 6.
In den Figuren 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung schematisch in mehreren Ansichten dargestellt. Figur 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittansicht und in der Figur 2 ist eine Querschnittsansicht 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 Führungsseite 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 13 und an dem gegenüberliegenden Stirnende einen Fadenauslauf 14, wie in Fig. l dargestellt.
Um einen Faden zwischen dem Fadeneinlauf 13 und dem Fadenauslauf 14 innerhalb der Kühlnut 2 am Nutgrund zu führen, weist die Kühlnut 2 meh- rere Längsabschnitte 6.1 mit einem geriffelten Nutgrund 4.1 und mehrerer Längsabschnitte 6.2 mit einem glatten Nutgrund 4.2 auf. Die Längsabschnitte 6.1 und 6.2 sind in Fadenlaufrichtung abwechselnd in der Kühlnut 2 ausgebildet.
Dem Fadeneinlauf 13 ist ein erster Längsabschnitt 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1 zugeordnet. Dem geriffelten Nutgrund 4.1 des ersten Längsabschnittes 6.1 ist eine Einlaufzone 1 1 vorgeordnet, in welcher eine Dosieröffnung 3 mündet. Die Dosieröffnung 3 ist über einen Dosierkanal 3.1 in- nerhalb des Kühlkörpers 1 mit einer Fluidleitung 5.1 verbunden. Die Fluid- leitung 5.1 ist mit einer Dosiereinrichtung 5 gekoppelt, die ein 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.
Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt der Kühlnut 2 im Bereich des Längenabschnittes 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1. Der geriffelte Nutgrund 4.1 wird hierbei durch eine Mehrzahl von Führungsstegen 8 und eine Mehrzahl von Rillen 9 gebildet, die im Wesentlichen quer zur Kühlnut 2 verlau- fen. Die Nuttiefe der Führungsstege 8 ist in Figur 2 mit dem Bezugszeichen ti und die Nuttiefe der Rillen 9 mit dem Bezugszeichen t2 gekennzeichnet.
Wie aus der Darstellung in Figur 2 hervorgeht, ist der Nutquerschnitt der Kühlnut 2 in mehrere Teilquerschnitte 7.1, 7.2 und 7.3 aufgeteilt. Die Teil- querschnitte 7.1, 7.2 und 7.3 der Kühlnut 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch einen den Nutgrund 4.1 bildenden Grundquerschnitt 7.3, einen mittleren Führungsquerschnitt 7.2 und einem oberen Einlegequerschnitt 7.1 gebildet. In jedem der Teilquerschnitte 7.1 bis 7.3 weisen die Nutflanken 10.1 und 10.2 unterschiedliche Lagen auf. So sind die Nutflanken 10.1 und
10.2 im Bereich des Führungsquerschnittes 7.2 parallel zueinander ausgebildet, so dass sich ein Führungsschlitz innerhalb der Kühlnut 2 ausbildet. Um gegenüber dem Führungsquerschnitt 7.2 einen relativ schmalen Nut- grund 4.1 zu realisieren, weisen die Nutflanken 10.1 und 10.2 im Bereich des Grundquerschnittes 7.3 jeweils einen Öffnungswinkel αι auf. Hierbei sind die Öffnungswinkel αι an den Nutflanken 10.1 und 10.2 identisch ausgeführt. Am offenen Ende der Kühlnut 2 sind die Nutflanken 10.1 und 10.2 im Bereich des Einlegquerschnittes 7.1 mit einem größeren Öffnungswinkel (X3 derart geneigt ausgeführt, dass der Einlegquerschnitt 7.1 zu einer trichterförmigen Öffnung der Kühlnut 2 führt. Der Öffnungswinkel a3 im Bereich des Einlegquerschnittes 7.1 ist somit größer als der Öffnungswinkel αι im Bereich des Grundquerschnittes 7.3. Zur Führung des Fadens im Nutgrund 4.1 der Kühlnut 2 bilden der Führungsquerschnitt 7.2 und der Grundquerschnitt 7.3 der Kühlnut 2 eine Teilnuttiefe tF. Die Teilnuttiefe tF der Kühlnut ist größer als 50 % der Gesamtnuttiefe ti im Bereich des geriffelten Nutgrundes 4.1. Somit gilt: tF > 0,5 x ti
Wie aus der Darstellung in Figur 1 hervorgeht, weisen die Längsabschnitte 6.2 mit einem glatten Nutgrund 4.2 eine größere Nuttiefe im Verhältnis zu den Längsabschnitten 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1 auf. Die Nuttie- fe des Nutgrundes 4.2 ist dabei derart gewählt, dass ein Faden nur mit Kontakt an dem geriffelten Nutgrund 4.1 geführt wird. Die Nutgründe 4.1 der Längenabschnitte 6.1 sind in der Kühlnut 2 derart zueinander angeordnet, dass ein Faden auf einer Führungsbahn mit einem Radius im Bereich von 300 mm bis 1000 mm führbar ist. Der Krümmungsradius der Nutgründe 4.1 ist in Figur 1 mit dem Bezugszeichen dargestellt. Somit wird zwischen dem Fadeneinlauf 13 und dem Fadenauslauf 14 eine sichere Fadenführung erreicht. Der Faden wird dabei nur in den Längsabschnitten 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1 mit Kontakt geführt. In den Längsabschnitten 6.2 mit dem glatten Nutgrund 4.2 wird der Faden ohne Kontakt geführt. Somit ergeben sich innerhalb der Kühlnut 2 Kontaktzonen und nicht Kontaktzonen bei der Fadenführung. Im Betrieb wird über die Dosiereinrichtung 5 eine Kühlflüssigkeit in kleinen Mengen dosiert der Einlaufzone 1 1 im Bereich des Längenabschnittes 6.1 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 Benet- zung des Fadens erreicht. Der Längsabschnitt 6.1 weist hierzu eine Länge Li auf, der je nach Fadentiter einen Bereich von 10 mm bis 40 mm auf- weist.Die Länge Li des Längsabschnitts 6.1 ist in Figur 1 dargestellt.
Im weiteren Verlauf der Kühlnut 2 folgt eine Nicht-Kontaktzone, bei wel- chem der Faden in einem der Längsabschnitte 6.2 ohne Kontakt geführt wird. In diesem Abschnitt wirkt die auftragende Flüssigkeit zur Kühlung des Fadens. Der Längsabschnitt 6.2 erstreckt sich ebenfalls über eine Länge der Kühlnut 2, der je nach Fadentiter eine gleiche oder ungleiche Länge besitzt. Die Länge ist in Figur 1 mit dem Bezugszeichen L2 gekennzeichnet und liegt im Bereich von 10 mm bis 40 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 ein weiterer dem Fadenauslauf 14 zugeordneter Längsabschnitt 6.1 mit geriffeltem Nutgrund 4.1. Der mittlere Längsabschnitt 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 Längsabschnitt 6.1 am Fadenauslauf 14 wird der Faden im Wesentlichen ohne anhaftende überschüssige Kühlflüssigkeit aus der Kühlnut 2 herausgeführt.
Zur sicheren Führung des gedrallten Fadens weist die Kühlnut 2 eine Nut- tiefe ti im Bereich von 4 bis 10 mm auf. Die Breite der Kühlnut 2 insbesondere im Bereich des Führungsquerschnittes 7.2 liegt bei wenigen Millimetern, um das Herausschleudern von Kühlflüssigkeit und das Heraustreten des Fadens zu verhindern. Die Breite der Kühlnut beträgt vorzugsweise 0,5 mm bis 4 mm.
Bei dem in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung erstreckt sich der Nutquerschnitt der Kühlnut 2 im Wesentlichen über die gesamte Länge der Kühlnut 2. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, über die Länge der Kühlnut 2 den Nut- querschnitt zu variieren.
Ebenso ist der in Figur 2 dargestellte Nutquerschnitt der Kühlnut beispielhaft. In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kühlvorrichtung gezeigt, bei welchem der Nutquerschnitt der Kühlnut 2 keine parallel ange- ordneten Nutflanken 10.1 und 10.2 im Bereich des Führungsquerschnitts 7.2 aufweist. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und 2, so dass an dieser Stelle nur der Querschnitt dargestellt ist. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird nur der Unterschied der Nutquerschnitte erläutert.
Der Nutquerschnitt der Kühlnut 2 des Ausführungsbeispiels nach Figur 3 weist im Bereich des mittleren Führungsquerschnittes 7.2 leicht geneigte Nutflanken 10.1 und 10.2 auf. Die Nutflanken 10.1 und 10.2 sind im Bereich des Führungsquerschnitts 7.2 um einen Öffnungswinkel a2 geneigt ausgeführt. Der Öffnungswinkel a2 ist jedoch begrenzt, um eine möglichst steile Wandung der Nutflanken 4.1 und 4.2 zu erhalten. So liegt der Öff- nungswinkel a2 vorzugsweise unterhalb von 15°.
Im Verhältnis zu dem Einlegquerschnitt 7.1 und dem Grundquerschnitt 7.3 ergibt sich folgendes Größenverhältnis in der Ausführung der Öffnungswinkel αι, a2 und a3.
Es gilt: α3 > αι > a2
Wesentlich hierbei ist, dass der Führungsquerschnitt 7.2 und der Grundquerschnitt 7.1 der Kühlnut 2 eine ausreichende Teilnuttiefe tF aufweist, um insbesondere das Herausschleudern von Kühlflüssigkeit zu vermeiden.
Bei dem in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Längsabschnitte 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1 unmittelbar in dem Nutgrund des Kühlkörpers 1 integriert. Hierbei weist die Kühlnut 2 im Nut- grund 4.1 vorzugsweise eine Verschleißschutzschicht auf, um den Faden mit Kontakt führen zu können. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Kontaktzonen innerhalb der Kühlnut 2 durch Keramikeinsätze zu bilden. Hierzu ist in Figur 4 und 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemäßen Kühlvorrichtung dargestellt. Figur 4 zeigt hierbei schematisch eine Längsschnittansicht und in Figur 5 ist eine Querschnittansicht der Kühlnut gezeigt. Wie aus der Darstellung in Figur 4 hervorgeht, weist das weitere Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ebenfalls einen länglichen Kühlkörper 1 auf. An einer Oberseite des Kühlkörpers 1 erstreckt sich eine offene Kühlnut 2. Die Kühlnut 2 erstreckt sich zwischen einem Fadeneinlauf 13 und einem Fadenauslauf 14, die an den Stirnenden des Kühlkörpers 1 ausgebildet sind. An dem Fadeneinlauf 13 ist in der Kühlnut 2 ein Keramikeinsatz 12.1 an dem Kühlkörper 1 gehalten. Der Keramikeinsatz 12.1 ist in der Kühlnut integriert und bildet einen geriffelten Nutgrund 4.1. Dem geriffelten Nutgrund 4.1 ist eine Einlaufzone 1 1 vorgeordnet, die den Fadeneinlauf 13 bildet. In der Einlaufzone 1 1 des Keramikeinsatzes 12.1 mündet eine Dosieröffnung 3. Die Dosieröffnung 3 ist über einen Dosierkanal 3.1, der dem Keramikeinsatz 12.1 und den Kühlkörper 1 durchdringt mit einer Dosiereinrichtung 5 verbunden. Die Dosiereinrichtung 5 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und 2 ausgeführt. Der Keramikeinsatz 12.1 erstreckt sich innerhalb der Kühlnut 2 über eine Teillänge und bildet einen Längenabschnitt 6.1, der in Figur 4 mit dem Bezugszeichen Li gekennzeichnet ist.
Wie aus der Darstellung in Figur 4 weiter hervorgeht, ist dem Fadenauslass 14 ebenfalls ein Keramikeinsatz 12.2 zugeordnet. Der Keramikeinsatz 12.2 ist innerhalb der Kühlnut 2 integriert und bildet einen zweiten Längenabschnitt 6.1 mit einem geriffelten Nutgrund 4.1. Der geriffelte Nutgrund 4.1 der Keramikeinsätze 12.1 und 12.2 ist im Wesentlichen identisch ausge- führt. Zur weiteren Erläuterung der Keramikeinsätze 12.1 und 12.2 ist in der Figur 5 eine Querschnittsansicht des Keramikeinsatzes 12.1 im Bereich des geriffelten Nutgrundes 4.1 gezeigt. Wie aus der Darstellung in Figur 5 hervorgeht, ist der Keramikeinsatz 12.1 zur Bildung der Kühlnut 2 in dem Kühlkörper 1 eingebettet und in dem Nutquerschnitt der Kühlnut 2 integriert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Nutquerschnitt identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ausgeführt. Insoweit wird zur Erläuterung des Nutquerschnit- tes der Kühlnut 2 Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen und an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert.
Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Grundquerschnitt 7.3 durch den Keramikeinsatz 12.1 gebildet. Hierbei weisen die Nut- flanken 10.1 und 10.2 des Keramikeinsatzes 12.1 gegenüber dem Nutgrund 10.1 einen Öffnungswinkel αι auf. Der Keramikeinsatz 12.1 ist hierbei derart in den Kühlkörper 1 integriert, dass im weiteren Verlauf des Nutquerschnitts die Nutflanken 10.1 und 10.2 im Bereich des Grundquerschnittes 7.3 und des Führungsquerschnittes 7.2 stetig ineinander übergehen.
Bei dem in Figur 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind somit alle vom Faden kontaktierten Bereiche der Kühlnut durch die Keramikeinsätze 12.1 und 12.2 gebildet. Wie aus der Darstellung in Figur 4 hervorgeht, sind die Keramikeinsätze 12.1 und 12.2 derart in der Kühlnut 2 integriert, dass sich eine Führungsbahn mit einem Krümmungsradius einstellt. Zwischen den Keramikeinsätzen 12.1 und 12.2 ist in der Kühlnut 2 ein Längenabschnitt 6.2 ausgebildet, mit einem glatten Nutgrund 4.2. In diesem Bereich wird der Faden ohne Kontakt geführt. Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sind die Anzahl der Keramikeinsätze sowie die Anzahl der Längsabschnitte mit glattem Nutgrund beispielhaft. So können vorteilhaft auch mehrere Keramikeinsätze verteilt über die gesamte Kühlnut vorgesehen sein.
Um die bei der Kühlung auftretenden Dämpfe nicht in die Maschinenumgebung abzugeben, ist der Kühlkörper üblicherweise in einem Gehäuse gekapselt. Hierzu ist in den Figuren 6 und 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in mehreren Ansichten dargestellt. In der Figur 6 ist schematisch eine Längsschnittansicht und in Figur 7 eine Querschnittsansicht der Kühlvorrichtung gezeigt.
Bei dem in Figur 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kühl- körper 1 durch eine Kühlschiene 20 gebildet. Innerhalb der Kühlschiene 20 sind mehrere Keramikeinsätze 12.1 bis 12.4 integriert. Die Keramikeinsätze 12.1 bis 12.4 bilden dabei die Längenabschnitte 6.1 mit dem geriffelten Nutgrund 4.1. Dabei ist der Nutquerschnitt im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5.
Wie aus der Darstellung in Figur 7 hervorgeht, ist der den Nutgrund 4.1 enthaltende Grundquerschnitt 7.3 durch die Keramikeinsätze 12.1 bis 12.4 gebildet. Der Grundquerschnitt 7.3 ist v-förmig ausgeführt, wobei die Nutflanken 10.1 und 10.2 mit einem Öffnungswinkel αι geneigt ausgeführt sind. Der Nutgrund 4.1 der Keramikeinsätze 12.1 bis 12.4 ist durch mehrere Rillen 9 und mehrere Führungsstege 8 gebildet, wobei der Faden mit Kontakt an den Führungsstegen 8 geführt ist. Dabei ist dem am Fadeneinlauf 13 angeordnete Keramikeinsatz 12.1 eine Einlaufzone vorgeordnet, in welcher eine Dosieröffnung 3 mündet, wie in Figur 6 gezeigt.
Die Teilquerschnitte 7.2 und 7.3 der Kühlnut 2 sind hierbei identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ausgeführt, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt und zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird.
Wie aus der Darstellung in Figur 6 hervorgeht, wird die Kühlschiene 20 durch einen Träger 19 innerhalb eines Gehäuses 15 gehalten. Das Gehäuse 15 umschließt die Kühlschiene 20, wobei die Kühlschiene 20 innerhalb des Gehäuses 15 zwischen einem Fadeneinlass 16 und einem Fadenauslass 17 angeordnet ist. Im Bereich des Fadenauslasses 17 ist eine Saugöffnung 21 innerhalb des Gehäuses 15 in einem Gehäuseboden 18 ausgebildet. Die Saugöffnung 21 ist zwischen dem Fadenauslauf 14 und dem Fadenauslass 17 angeordnet. Die Saugöffnung 21 ist über eine Saugleitung 22 mit einer hier nicht näher dargestellten Absaugeinrichtung gekoppelt.
Auf der gegenüberliegenden Seite im Einlaufbereich weist das Gehäuse 15 eine Luftöffnung 23 auf. Die Luftöffnung 23 ist im Bereich zwischen dem Fadeneinlass 16 und dem Fadeneinlauf 13 der Kühlschiene ausgebildet. Die Luftöffnung 23 mündet in einer Umgebung des Gehäuses 15.
Die Zufuhr einer Kühlflüssigkeit wird durch eine Dosiereinrichtung 5 ge- währleistet, die außerhalb des Gehäuses 15 angeordnet ist. Die Dosiereinrichtung 5 ist identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispielen ausgeführt, so dass an dieser Stelle Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird. Im Betrieb werden die durch Verdampfung der Kühlflüssigkeit an dem erwärmten Faden freiwerdenden Dämpfe innerhalb des Gehäuses 15 gesammelt und über die Saugöffnung 21 abgeführt. Hierbei wird ein kontinuierli- eher Frischluftstrom über die Luftöffnung 23 in das Innere des Gehäuses 15 eingeleitet. Es stellt sich so eine in Fadenlaufrichtung gleichmäßige Luftströmung ein, die die Abfuhr der Dämpfe oberhalb der Kühlnut 2 begünstigt. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung für einen synthetischen Faden insbesondere einen gedrallten Faden innerhalb einer Texturierzone ist besonders geeignet, um an dem Faden eine intensive Kühlung bei vollständigem Aufbrauch der zugeführten Kühlflüssigkeit zu ermöglichen. Durch die steilwandige Kühlnut wird eine sichere Fadenführung des gedrallten Fadens im Nutgrund erreicht.

Claims

Patentansprüche
Kühlvorrichtung für einen synthetischen Faden, insbesondere einen gedrallten Faden innerhalb einer Texturierzone, mit einem länglichen Kühlkörper (1), der an einer Führungsseite eine offene Kühlnut (2) zur Führung des Fadens aufweist, wobei die Kühlnut (2) über eine Dosieröffnung (3) im Nutgrund (4.1) mit einer Dosiereinrichtung (5) zur Zuführung einer Kühlflüssigkeit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlnut (2) einen in mehreren Teilquerschnitten (7.1, 7.2, 7.3) unterteilten Nutquerschnitt aufweist, bei welchem die Nutflanken (10.1, 10.2) in zumindest einem der Teilquerschnitte (7.2) (Führungsquerschnitt) parallel zueinander oder jeweils mit einem Öffnungswinkel (a2)< 15° geneigt ausgeführt sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Teilquerschnitte (7.3) (Grundquerschnitt) den Nutgrund (4.1, 4.2) bildet, wobei die Nutflanken (10.1, 10.2) mit jeweils einem größeren Öffnungswinkel (a3) gegenüber den Nutflanken (10.1, 10.2) des Führungsabschnittes (7.2) geneigt ausgeführt sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Teilquerschnitte (7.1) (Einlegquerschnitt) ein Ende der Nutflanken (10.1, 10.2) bildet, wobei die Nutflanken (10.1, 10.2) des Einlegquerschnittes (7.1) jeweils mit einem größeren Öffnungswinkel (a3) gegenüber den Nutflanken (10.1, 10.
2) des Grundquerschnitts (7.
3) geneigt ausgeführt sind.
4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundquerschnitt (7.3) und der Führungsquerschnitt (7.2) der Kühlnut (2) zusammen eine Teilnuttiefe (tp) der Kühlnut (2) bilden, die größer 50% einer Gesamtnuttiefe (ti) der Kühlnut (2) ist.
5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutgrund (4.1 , 4.2) der Kühlnut (2) in Fadenlaufrichtung mehrere abwechselnde Längsabschnitte (6.1, 6.2) aufweist, wobei einer der Längsabschnitte (6.1) einen geriffelten Nutgrund (4.1) mit ei- ner Mehrzahl von Führungs Stegen (8) bildet und wobei ein anderer der
Längsabschnitte (6.2) einen in der Kühlnut (2) tiefer ausgebildeten glatten Nutgrund (4.2) bildet.
6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenabschnitte (6.1) mit geriffeltem Nutgrund (4.1) und die Längenabschnitte (6.2) mit glattem Nutgrund (4.2) sich jeweils über eine Teillänge der Kühlnut (2) im Bereich von 10 mm bis 40 mm erstrecken.
7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (1) an einem Fadeneinlauf (13) der Kühlnut (2) zumindest einen Keramikeinsatz (12.1) aufweist, der innerhalb der Kühlnut (2) einen der Längsabschnitte (6.1) mit geriffelten Nutgrund (4.1) bildet.
8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosieröffnung (3) dem geriffelten Nutgrund (4.1) am Keramikeinsatz (12.1) vorgeordnet ist und in eine Einlaufzone (1 1) des Nutgrundes (4.1) der Kühlnut (2) mündet.
. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (1) an einem Fadenauslauf (14) der Kühlnut (2) zumindest einen weiteren Keramikeinsatz (12.2) mit einem geriffelten Nutgrund (4.1) aufweist, wobei die Kühlnut (2) zwischen den Keramikeinsätzen (12.1, 12.2) zumindest einen der Längenabschnitte (6.2) mit dem glatten Nutgrund (4.2) aufweist.
0. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutgrund (4.1, 4.2) der Kühlnut (2) am Kühlkörper (1) derart ausgebildet ist, dass der Faden in Fadenlaufrichtung auf einer Führungsbahn mit einem Radius (R ) im Bereich von 300 mm bis 1000 mm führbar ist.
1. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (1) durch eine längliche Kühlschiene (20) gebildet ist, welche innerhalb eines Gehäuses (15) zwischen einem Fa- deneinlass (16) und einem Fadenauslass (17) gehalten ist.
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