Heizeinrichtung für Fäden, Garne, Textil- oder Kunststoffbahnen

Abstract

 Eine Heizeinrichtung für Fäden, Garne, Textil- oder Kunststoffbahnen weist in einem hinter der Führungsfläche (1) für das zu behandelnde Gut (4) angeordneten Tragkörper ein Vielzahl parallel zueinander angeordneter Wärmerohre (6) auf, die durch eine gemeinsame oder eine Vielzahl einzelner Heizvorrichtungen (7) beheizt werden und für eine gleichmäßige Wärmeverteilung über die gesamte Breite der Führungsfläche sorgen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus CH-PS 377 037 bekannt ist. Dort weisen die Führungsfläche für das Behandlungsgut bildende dickwandige Heizplatten aus Aluminium oder Magnesium rechtwinklig zur Bewegungsbahn verlaufende Bohrungen auf, in welche zylindrische Widerstandsheizelemente eingepaßt sind. Diese Heizelemente heizen unmittelbar die Heizplatten auf, über deren Führungsfläche das Behandlungsgut hinweggezogen wird. In den DE-PS 893 108 und 930 888 sind elektrisch beheizte Walzen beschrieben, bei denen Heizstäbe in axial verlaufende nach außen hin offenene Nuten am Umfang des Walzenkerns eingelegt sind.

[0002] Mit der Erfindung soll eine Heizeinrichtung geschaffen werden, welche über die gesamte Breite der Führungsbahn eine gleichmäßige Temperatur hat, auch wenn beispielsweise den Randbereichen mehr Wärme entzogen wird als dem mittleren Bereich.

[0003] Dies wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung erreicht. Teils mit einer Flüssigkeit und teils mit deren Dampf gefüllte sogenannte Wärmerohre sind an sich bekannt und zeichnen sich dadurch aus, daß sich der Dampf stets an den kühlsten Wandteilen niederschlägt und dort seine Kondensationswärme abgibt. Damit wird verzögerungsfrei und ohne irgendwelchen Regeleingriff von außen mit einfachsten konstruktiven Mittteln eine äußerst gleichmäßige Wärmeverteilung über die gesamte Länge der Wärmerohre und damit über die gesamte Breite der Führungsfläche gewährleistet.

[0004] Die Verwendung von auf dem Prinzip des Wärmerohrs beruhenden Heiz­vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Fäden, Garnen, Bändern oder dergleichen ist an sich bekannt. So zeigt die DE-AS 22 11 658 ein senkrecht stehendes, langgestrecktes Gefäß, dessen eine Wand als Führungsbahn für den zu behandelnden Faden leicht gekrümmt ist und in dessen unteren als Flüssigkeits­sammelraum dienenden Teil elektrische Heizpatronen hineinragen. Weiterhin zeigen die DE-PS 18 04 777 und 19 53 692 Heizgaletten mit einem im Querschnitt ringförmigen Wärmerohr im Galettenmantel. In der US-PS 36 19 539 ist eine Galette dargestellt, deren gesamter leicht konisch gestalteter Innenraum als Wärmerohr arbeitet.

[0005] Gegenüber diesen Heizvorrichtungen mit einem einzigen, entsprechend groß­volumigen Dampfgefäß bietet die Erfindung mit ihrer Vielzahl kleiner Wärme­rohre eine wesentlich erhöhte Sicherheit. Selbst beim Undichtwerden eines der Rohre tritt nur eine sehr geringe Flüssigkeitsmenge aus und kann die Umgebung nicht gefährden. Die Rohrform der Heizelemente und ihr geringes Volumen bedeuten eine verbesserte Festigkeit, zumal diese kleinen Wärmerohre in den sie umgebenden metallischen Tragkörper eingebettet sind. Der Ausfall eines der Wärmerohre beeinträchtigt die Funktion der gesamten Heizeinrichtung kaum. Außerdem ist die Herstellung solcher kleiner Wärmerohre denkbar einfach. Sie können beispielsweise aus sauerstoffreien Kupferrohren zugeschnitten und nach dem Füllen mit einer vorgegebenen geringen Menge Wasser an ihren Enden abgequetscht und dicht verlötet oder verschweißt werden. Sie werden in zylindrische Bohrung oder im Falle eines geteilten Tragkörpers in halbzylindrische Nuten eingesetzt. Sie können auch durch zylindrische oder anderweit geformte Hohlräume in einem metallischen Grundkörper gebildet sein. Die Beheizung der Wärmerohre erfolgt beispielsweise durch parallel zu ihnen im Tragkörper angeordnete Widerstandsheizstäbe oder in an sich bekannter Weise induktiv. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0006] Die Erfindung wird nachfolgend anhand in den Zeichnungen wiedergegebener Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigt

Fig.1 in perspektivischer Ansicht eine großflächige Heizplatte, wie sie beispielsweise zur Wärmebehandlung einer einem Schärbaum zugeführten Fadenschar dient;

Fig.2 einen Schnitt parallel zur Fadenlaufrichtung durch einen Teil der Heizplatte;

Fig.3 einen Teilschnitt durch eine Heizgalette mit einer Vielzahl induktiv beheizter Wärmerohre.

über die in Fig.1 gezeigte, an ihrer Oberfläche 1 leicht gekrümmte Heizplatte 2 wird in Richtung der Pfeile 3 eine Vielzahl von Fäden 4 hinweggezogen. Rechtwinklig zur Fadenlaufrichtung 3 sind in den beispielsweise aus Aluminium oder Messing bestehenden Tragkörper 5 die Wärmerohre 6 eingebettet, z.B. eingegossen oder eingeschleudert. Es handelt sich um Kupfer- oder Aluminium­rohre geeigneter Wandstärke, z.B. mit einem Außendurchmesser von 9mm und einer Wandstärke vom 2mm. Unterhalb der Reihe von Wärmerohren 6 sind zylindrische Heizstäbe 7 parallel zu den Wärmerohren aber gegenüber diesen auf Lücke versetzt ebenfalls in den Tragkörper 5 eingebettet, vorzugsweise in einem Arbeitsgang mit den Wärmerohren 6 eingegossen oder eingepreßt. Die Wärmerohre 6 sind dicht verschlossen. In ihnen befindet sich eine geringe Menge einer bei der gewünschten Behandlungstemperatur verdampfenden Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser. Sie lassen sich bis zu Temperaturen von 360°C einsetzen. Bei Verwendung von Aluminiumrohren kann man bis 15o°C gehen. Ein Stahlstützring für die Wärmerohre würde Temperaturen bis zu 250°C gestatten.

[0007] Die Heizplatte 2 ist in mehrere Segmente 2a bis 2c unterteilt, die im Bedarfsfall auf unterschiedliche Temperaturen aufgeheizt werden können. Fig.2 zeigt einen besonders vorteilhaften Aufbau solcher Segmente. Die Heizplatte besteht hier aus einem an seiner Oberfläche 1 vergüteten Aluminiumgrundkörper 8, der auf seiner der Fadenlauffläche abgewandten Seite mit halbzylindrischen Nuten 9 versehen ist. In diese Nuten sind die Wärmerohre 6 eingelegt und werden darin durch einen zweigeteilten Tragkörper 5a,5b gehalten, der auf seiner dem Grundkörper 8 zugewandten Seite entsprechende halbzylindrische Nuten 10 aufweist. Diesen Nuten 10 gegenüberliegend hat jeder Teil 5a ud 5b des Tragkörpers ebenfalls halbzylindrische Nuten 11, welche zusammen die Heizstäbe 7 aufnehmen. Beide Tragkörperteile 5a und 5b sind von gleicher Gestalt und beispielsweise als Aluminiumziehprofil hergestellt. Die am Grundkörper 8 vorgesehenen, am Ende T-förmig verbreiterten Stege 12 dienen der Lagefixierung des Tragkörpers 5a,5b sowie der Wärmerohre 6 und der Heizstäbe 7. Hierzu werden Flachfedern 13 aus vorgespanntem Stahlblech zwischen die T-förmigen Verbreiterungen 14 und den dem Grundkörper 8 abgewandten Tragkörperteil 5b eingedrückt. Gegebenenfalls kann man mehrere solcher Segmente 2a bis 2c des Grundkörpers aneinanderreihen und in geigneter Weise zu einer großflächigen Heizplatte verspannen. Ein solcher Aufbau aus untereinander gleichen Baugruppen ist fertigungsmäßig und auch hinsichtlich der Lagerhaltung von Rohmaterialien und Halbzeugen besonders günstig. Anstatt aus Aluminium kann der Tragkörper 5a,5b auch aus einem anderen gut wärmeleitenden Werkstoff, z.B. Kupfer oder Messing bestehen.

[0008] Bei der in Fig.3 im Teilschnitt wiedergegebenen Galette trägt das Ende 15 der Galettenwelle 16 die Stirnwand 17 des Galettenmantels 18. In diesen ist ein Kurzschlußring 19, beispielsweise aus Kupfer, eingesetzt, z.B. eingeschleudert. Innerhalb des Kurzschlußrings 19 erstrecken sich parallel zur Galettenwelle 16 und gleichmäßig über den Galettenumfang verteilt eine Vielzahl von Wärmerohren 20. Diese sind durch zylindrische, an beiden Enden verschlossene Hohlräume im Kurzschlußring 19 gebildet. Zur induktiven Aufheizung des Kurzschlußrings 19 und des Galettenmantels 18 dient ein stationär im Inneren der Galette angeordneter Induktor, bestehend aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen, radial geblechten Induktorkern 21 und einer diesen umschließenden Erreger­wicklung 22. Der Induktorkern 21 ist mittels eines zugleich ein Wälzlager für die Galettenwelle 16 tragenden Flansches 23 am Machinengestell befestigt. Wird die Erregerwicklung 22 mit Wechselstrom beschickt, so heizen die im Galettenmantel 18 und insbesondere im Kurzschlußring 19 induzierten Ströme den Kurzschlußring auf, und die im Kurzschlußring 19 verteilten Wärmerohre 20 sorgen für eine gleichmäßige Wärmeverteilung längs des Galettenmantels 18. Auch hier erweist sich die Verwendung einer Vielzahl von Wärmerohren geringen Volumens aus den oben genannten Gründen von Vorteil gegenüber induktiv beheizten Galetten mit einem einzigen im Querschnitt ringförmigen Dampfgefäß.

[0009] Anstelle der gezeigten induktiven Heizvorrichtung für die Wärmerohre 20 kann auch eine Widerstandsheizvorrichtung vorgesehen sein, bei der in den Galettenmantel 18 eingebettete und sich parallel zur Galettenwelle erstreckende Heizstäbe über Schleifringe mit Strom versorgt werden. Die Widerstands­heizvorrichtung kann auch stationär angeordnet und die Wärme durch Strahlung oder ein übertragungsmedium auf den Galettenmantel und die darin eingebetteten Wärmerohre übertragen werden.

Ansprüche

1. Heizeinrichtung für Fäden, Garne, Textil- oder Kunststoffbahnen mit mehreren rechtwinklig zur Bewegungsbahn des zu behandelnden Gutes ausgerichteten, parallel zueinander angeordneten und mit einer Führungsfläche für das Behandlungsgut in gutem Wärmekontakt stehenden, im wesentlichen zylindrischen Heizelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente durch allseitig geschlossene Wärmerohre (6;20) aus gut wärmeleitendem Material gebildet sind, welche teilweise mit einer bei der Behandlungstemperatur für das Behandlungsgut verdampfenden Flüssigkeit gefüllt sind, und daß wenigstens eine die Wärmerohre aufheizende Heizvorrichtung (7;21,22,18,19) in gutem Wärmekontakt mit den Wärmerohren angeordnet ist.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Führungsfläche (1) durch den Mantel (18) einer zylindrischen Rolle, Walze oder Galette (17,18) gebildet ist, die auf oder mit einer Welle (16) drehbar gelagert ist, uns daß die Wärmerohre (20) im Mantel parallel zur Welle (16) und gleichmäßig über deren Umfang verteilt angeordnet, vorzugsweise in einem in den Mantel eingesetzten Kurzschlußring (19) vorgesehen sind.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Rolle, Walze oder Galette (17,18) eine Induktionsheizvorrichtung (21,22,18,19) stationär angeordnet ist.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtungen (7) durch Widerstandsheizstäbe gebildet und die Wärmerohre (6) von der Führungsfläche (1) aus gesehen in Höhe einer ersten ebenen oder gekrümmten, z.B. zylindrischen Fläche und die Heizvorrichtungen (7) in Höhe einer dahinter liegenden zweiten ebenen oder gekrümmten, z.B. zylindrischen Fläche, vorzugsweise gegenüber den Wärmerohren auf Lücke versetzt angeordnet sind.

5. Heizeinrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmerohre (6) zumindest teilweise in einen zugleich die Heizvorrichtungen (7) umschließenden, gut wärmeleitenden Tragkörper (5), vorzugsweise ein Aluminium-, Messing- oder Kupferziehprofil eingebettet sind.

6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Führungsfläche abgewandten Seite mit im Querschnitt halbrunden Vertiefungen (9) zur teilweisen Aufnahme der Wärmerohre (6) versehen ist.

7. Heizeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (5a,5b) in Höhe der Heizstäbe (7) geteilt ist.

8. Heizeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teile (5a,5b) des Tragkörpers (5) gleiche Form haben, nämlich auf der einen Seite eine mittlere halbrunde Vertiefung (11) zur Aufnahme des Heizstabes (7) aufweisen und auf der gegenüberliegenden Seite mit zwei im Abstand nebeneinander angeordneten halbrunden Vertiefungen (10) zur teilweisen Aufnahme der Wärmerohre (7) versehen sind.

9. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einzelnen quer zur Laufrichtung des Behandlungsguts nebeneinander angeordneten Heizsegmenten (2a bis 2c) zusammengesetzt ist, von denen jedes einen gut wärmeleitenden Tragkörper (5), einen Heizstab (7) und zwei Wärmerohre (6) umfaßt.

10. Heizeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Führungsfläche (1) aufweisender Grundkörper (8) auf der der Führungsfläche (1) abgewandten Seite im Abstand nebeneinander angeordnete Haltestege (12) aufweist, zwischen welche die Tragkörper (5) einsetzbar sind.

11. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmerohre (6,20) aus Kupfer bestehen und als dampfbildende Flüssigkeit Wasser dient.

Zeichnung