DE3435427C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Texturier­ maschinen zur gleichmäßigen Aufheizung des durchlaufenden Fadens im wesentlichen durch Konvektion, bestehend aus einem Heizrohr, das in einem Heizrohrmantel angeordnet ist und einen mindestens dem zwanzigfachen Durchmesser des glatten Fadens entsprechenden Innendurchmesser hat.

Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, wie er in der DE 33 06 459 A1, die eine Heizeinrichtung insbesondere zur Wärmebehandlung von Fäden an Kräuselmaschinen betrifft, beschrieben ist. In der dort beschriebenen Heizeinrichtung ist ein als Fadenführungsrohr bezeichnetes Heizrohr auswechselbar in eine beheizte Rohrhülse bzw. in ein beheiztes Mantel­ rohr auswechselbar eingeschoben. Die Auswechselbarkeit des Heizrohres hat sich als durchaus vorteilhaft erwiesen, um zum einen die Heizeinrichtung gegebenenfalls mit unter­ schiedlich ausgebildeten Heizrohren ausstatten zu können und zum anderen um die Heizrohre zur hin und wieder not­ wendigen Reinigung ausbauen zu können. Zu diesem Zweck mußten dann jedoch Teile der Maschine demontiert werden, die das einfache Herausziehen des Rohres nach oben oder unten aus dem Mantelrohr behinderten. Oder es mußten aufwendige Konstruktionsmaßnahmen zum Schwenken bzw. Kippen der Heizeinrichtungen vorgesehen werden, um das Austauschen der Heizrohre zu ermöglichen oder zumindest zu erleichtern.

Insbesondere bei Heizeinrichtungen, wie sie in der DE 31 01 925 A1 beschrieben sind, ist eine leichte Austauschbarkeit der Heizröhrchen erwünscht. Diese Heizeinrichtung wird von einem Röhrchen gebildet, dessen Innendurchmesser größer sein muß als das Zwanzigfache des Durchmessers des durchlaufenden Fadens in seinem glatten Zustand. Zur Verhinderung von durch die Quer­ bewegung des Fadens verursachten unerwünschten Wandbe­ rührungen, die zu Unregelmäßigkeiten in der Fadenstruktur führen können, weist das Heizrohr eine oder mehrere über seine Länge verteilte Querschnittsverengungen auf.

Zwar wird die Wandberührung, die bei der Verwendung von im Stand der Technik bekannten Heizrohren vor allem bei hohen Fadengeschwindigkeiten auftritt, in den verengten Querschnitten nicht gänzlich vermieden. Die Summe der Längen aller Querschnittsverengungen eines Heizrohres soll jedoch auf höchstens 5% der Heizrohrlänge beschränkt sein, wobei die möglichen einzelnen Berührungslängen sehr kurz sind, so daß nachteilige Folgen nicht beobachtet werden konnten. Die Berührung der Heizrohrinnenwand kann jedoch bei richtiger Anordnung der Engstellen verhindert werden.

Zwar konnte durch die Anordnung der Querschnittsverengungen der Kontakt zwischen Heizrohrinnenwand und Faden praktisch unterbunden werden, als nachteilig stellte sich jedoch heraus, daß insbesondere die Bereiche der Engstellen zu erhöhter Verschmutzung neigen, gerade hier aber die Reinigung erschwert ist.

Ziel der Erfindung ist es, unter Beibehaltung der durch die Anordnung der Querschnittsverengungen erzielten Vorteile die Nachteile der bekannten Heizrohrausführung zu vermeiden und insbesondere die bequeme und gründliche Reinigung der - beispielsweise durch Präparationsablage­ rungen - verschmutzten oder gar verstopften Engstellen zu ermöglichen.

Daraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, die Heiz­ rohre derart auszubilden, daß sie ohne erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand - insbesondere zum Zweck der Reinigung - ausgetauscht werden können, ohne däß dazu aufwendige konstruktive Maßnahmen an der Texturiermaschine notwendig werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst.

Durch die Zerlegung des Heizrohres in mehrere Teilstücke ist es nun möglich, das Heizrohr magazinartig in das Mantelrrohr der Heizeinrichtung "einzufüllen". Die Demontage des Heizrohres ist nach unten leicht durch Schwerkraft und mit Hilfe eines Stößels oder mittels Preß­ luft zu bewerkstelligen oder nach oben durch Preßluft oder mit Hilfe eines Ziehdrahtes ohne sonstige Demontage­ vorkehrungen durchzuführen.

Der Außendurchmesser der Teilstücke ist so gewählt, daß sie sich einerseits ohne Mühe im Heizrohrmantel verschieben lassen, andererseits jedoch ein guter Wärmeübergang zwischen dem aus den Teilstücken bestehenden Heizrohr und dem Heizrohrmantel gewährleistet ist. Vorteilhaft sind die einzelnen Teilstücke des Heizrohres gleich lang; ihre jeweilige Länge soll 200 mm bis 350 mm möglichst nicht übersteigen und vorzugsweise unter 200 mm liegen.

Bei den völlig glatten Heizrohren sind Anzahl und Verteilung der Trennebenen über die Länge des Rohres gesehen allein vom Gesichtspunkt der leichten Montage und Demontage be­ stimmt; dahingegen ist es vorteilhaft, bei den vorerwähnten Heizrohren mit Querschnittsverengungen die Lage der Trenn­ ebenen im Hinblick auf die Anordnung und Verteilung der Querschnittsverengungen festzulegen.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die einzelnen Teilstücke des Heizrohrs identische Form haben und derart im Heizrohr angeordnet sind, daß die Querschnitts­ verengungen gleichen Abstand voneinander haben. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Austausch der verschmutzten gegen saubere Teilstücke. Da die Reihen­ folge ohne Bedeutung ist, kann der Austausch erfolgen, indem die sauberen Teilstücke an einem Ende des Heizrohr­ mantels in diesen eingeführt und gleichzeitig die ver­ schmutzten Teilstücke am anderen Ende herausgeschoben werden.

Die Trennebenen können - gleiche Abmessungen und Form vorausgesetzt - an beliebiger Stelle der Teilstücke entlang ihrer Achse liegen. Mögliche Fadenverletzungen an den Stoßstellen lassen sich ausschließen, indem die nach innen weisenden Kanten der Stirn- oder Stoßflächen abgeschrägt oder abgerundet sind. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Trennebenen so gelegt sind, daß die Stoßstellen entweder unmittelbar vor- oder hinter der jeweiligen Querschnittsverengung liegen; in diesem Fall ist Wandberührung an den Stirn- oder Stoßflächen selbst bei schlaffem Faden (bei hohen Überlieferungsraten) praktisch ausgeschlossen, so daß eine Abschrägung oder Abrundung unterbleiben kann.

Wie zuvor geschildert ist es besonders vorteilhaft, die Trennebenen des Heizrohres in der unmittelbaren Nähe einer Querschnittsverengung anzuordnen. Aus fertigungs­ technischen Gründen wird die Querschnittsverengung jedoch vorzugsweise in einem Abstand von weniger als dem 2-fachen Heizrohrdurchmesser, insbesondere weniger als dem 1-fachen Heizrohrdurchmesser, neben der Trennebene angebracht, so daß der Querschnitt des Heizrohres im Bereich der Trennebene durch die Verformung nicht unrund wird.

Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung der Stoßstellen oder Trennebenen derart, daß die Teilstücke symmetrisch zu ihrer senkrecht zur Längsachse gelegten Mittelebene geformt sind, was beispielsweise erreicht wird, indem die Trennung in die Mitte zwischen zwei benachbarte Querschnitts­ verengungen gelegt wird. Eine Verwechslung der Einschub­ seite beim Auswechseln der Teilstücke wird damit unmöglich.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Er­ findung enden die Teilstücke auf beiden Seiten jeweils mit einer Querschnittsverengung, so daß beim zusammen­ gesetzten Heizrohr jede der erfindungsgemäßen Engstellen aus zwei dicht aufeinanderfolgenden ringwulstartigen Verengungen besteht, zwischen denen die Stoß- oder Trennstelle liegt. Eine Berührung zwischen dem Faden und den Kanten der Trennstelle wird damit ausgeschlossen. Daneben ergibt sich der Vorteil, daß beim Einschieben der Teilstücke in den Heizrohrmantel eine sonst mögliche Seitenverwechslung nicht eintreten kann, da es hier gleichgültig ist, welches Ende zuerst eingeschoben wird.

Axialsymmetrische ringwulstartige Querschnittsverengungen haben sich als bevorzugte Ausbildungsform von Querschnitts­ verengungen bewährt. Daneben sind jedoch auch andere Formen von Querschnittsverengungen günstig, solange nur durch die Art der Querschnittsverengung die Wandberührung des Fadens vermieden wird.

Als weitere Ausführungsform haben sich einseitige tangen­ tiale Eindrückungen bewährt, die in Längsrichtung des Heizrohres gegeneinander winkelversetzt sind und im wesentlichen auf einer Schraubenlinie liegen. In ihrer Summenwirkung können derartige in Längsrichtung des Heizrohres winkelversetzte einseitige Eindrückungen den laufenden Faden zentrieren und von der Berührung mit der Rohrwand abhalten. Derartige tangentiale Eindrückungen oder einseitige wulstartige Deformationen des Heizrohres sind kleiner als der halbe Rohrdurchmesser. Sie haben den Vorteil, daß bei einem durch die Stärke der Eindrückung bestimmten Fadenabstand von der Rohrinnenwand eine geringere Querschnittsverengung vorliegt als bei ringwulstartigen Eindrückungen, so daß beim Anlegen des Fadens die durch das Heizrohr gesaugte oder geblasene Luftmenge weniger stark gedrosselt wird.

Es ist auch möglich, die Querschnittsverengung als Sicke auszubilden, die schraubenlinienförmig in einer oder mehreren sich kreuzenden Windungen über jedes Teilstück des Heizrohres verläuft. Eine derartige Sicke bewirkt ebenfalls eine Zentrierung des Fadens im Heizrohr und eine Verminderung der Wandreibung.

Als vorteilhaft, insbesondere für einen problemlosen Austausch der Teilstücke, hat sich ein Kalibrieren der Bohrung im Heizrohrmantel und der Außendurchmesser der Teilstücke erwiesen; die gewählte Fassung kann dabei etwa zwischen Gleitsitz und leichtem Preßsitz festgelegt sein.

Die Erfindung wird anhand der beigegebenen Zeichnung ton Heizrohren mit Querschnittsverengungen als Beispiel näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Schema einer Texturiermaschine mit Querschnitt;

Fig. 2 Längsschnitt durch eine Heizvorrichtung;

Fig. 3, 4 und 5 Ausführungsformen der Heizrohr-Teilstücke;

Fig. 5a eine modifizierte Ausführung des Heizrohres gemäß Fig. 5;

Fig. 6 Heizrohr-Teilstück mit einseitigen Eindrück­ ungen;

Fig. 6a bis 6i Querschnitte des Heizrohres gemäß Fig. 6;

Fig. 7 Heizrohr-Teilstücke mit schraubenlinienförmig verlaufender Eindrückung;

Fig. 7a Querschnitt des Heizrohres gemäß Schnitt VIIa-VIIa in Fig. 7.

Die Fig. 1 gibt einen stark schematisierten Querschnitt durch eine Texturiermaschine wieder. Der Faden 1 kommt von einer Einrichtung, in der ihm eine Textur, beispielsweise ein Falschdrall, eine durch Blasbehandlung eingebrachte Schlingenbildung, usw. aufgegeben wurde und tritt von oben nach Durchlaufen eines ersten Lieferwerks 2 in die hier in einem Heizkasten 5 sitzenden Heizvorrichtungen 4 ein, wo er auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Ein zweites Lieferwerk 3 sitzt am Ausgang der Heizvorrichtung 4, so daß durch entsprechende Abstimmung der Liefergeschwindigkeiten der beiden Lieferwerke 2 und 3 die Fadenspannung in der Heizzone beliebig eingestellt werden kann. Der Faden 1 läuft dann weiter über Umlenkungen 6, wobei er gegebenenfalls mit einer Präparationswalze 7 in Berührung gebracht werden kann, zu den Aufwicklungen 8.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Heizvorrichtung 4, den engeren Gegenstand der Erfindung. Sie besteht aus einem äußeren Dampfmantel 9, in welchem der Heizrohrmantel 10 zur Aufnahme des erfindungsgemäßen Heizrohrs 11 einge­ setzt ist. Eine Diphylheizung 20-23 bekannter Art steht mit dem - gegebenenfalls auch mit Heißluft zu beaufschlagenden - Dampfmantel 9 in Verbindung.

Der Heizrohrmantel 10 nimmt nun das erfindungsgemäß aus ohne feste Verbindung aneinandergereihten Teilstücken 12 bestehende Heizrohr 11 auf. Diese Teilstücke 12 sind im Heizrohrmantel 10 verschiebbar, wobei das Spiel so eng wie möglich zu halten ist, um einen guten Wärmeübergang nicht zu gefährden. Dabei kann es zweckmäßig sein, Bohrung und Außendurchmesser zueinander passend zu kalibrieren, wobei Wärmeübergang und Verschiebbarkeit einen Kompromiß nötig machen; Passungen zwischen einem Gleitsitz und einem leichten, gegebenenfalls auch einem mittleren Preßsitz haben sich als geeignet erwiesen.

Die Länge 19 der vorzugsweise gleichlangen Teilstücke 12 soll auf maximal 200 mm bis 350 mm beschränkt sein und vorzugsweise unter 200 mm liegen, zumal sich die letztere Bedingung als zweckmäßig für den Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Querschnittsverengungen 14 erwiesen hat. Auch hinsichtlich der Größe des Einlaufbereichs 28 (Abstand zwischen dem ersten Lieferwerk 2 und dem Einlauf 17) und des Auslaufbereichs 29 (Abstand zwischen dem Aus­ laufstück 18 und dem zweiten Lieferwerk 3), die das Einsetzen und Entnehmen der Teilstücke 12 ohne Veränderung der Gesamtanordnung gestatten soll, empfiehlt sich eine Begrenzung der Länge 19 der Teilstücke 12 in der angege­ benen Weise.

Die Teilungsebenen bzw. Stoßstellen 15 zwischen aufeinander­ folgenden Teilstücken 12 stehen senkrecht zur Längsachse des Heizrohrs 11. Sie können - für alle Teilstücke 12 eines Heizrohrs 11 gleich - an beliebiger Stelle entlang der Längsachse 16 liegen; im oberen Teil der Fig. 2 verlaufen sie in der Mitte zwischen zwei Querschnittsverengungen 14, im unteren Teil unmittelbar unterhalb der jeweiligen Ein­ schnürung 14.

In den Fig. 3 und 4 sind diese Teilstückformen noch einmal vergrößert dargestellt. Im oberen Teil der Fig. 3 ist außerdem die Abschrägung der Innenkanten an der Stoßstelle 15, die mögliche Fadenschädigungen verhindern soll. Dies ist bei einer Lage der Trennebene 15, wie in Fig. 4 dargestellt, nicht erforderlich, da selbst bei sehr schlaffem Faden hier eine Berührung zwischen Faden 1 und den Teilstücken 12 an der Stoßstelle 15 praktisch ausgeschlossen erscheint.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Teilstücke 12 ergibt sich aus Fig. 5. Die Teilstücke 12 enden hier zu beiden Seiten in jeweils einer ringwulstartigen Verengung 14, so daß die Stoßstellen 15 jeweils zwischen zwei dicht aufeinanderfolgenden Verengungen 14 liegen und dadurch jede Fadenberührung unmöglich machen.

Gemäß einer Modifikation des Heizrohres 11 nach Fig. 5a ist zwischen den beiden ringwulstförmigen Verengungen 14 der aufeinanderfolgenden Teilstücke 12 jeweils ein kurzer zylindrischer Rohrabschnitt 30 vorgesehen, dessen Länge weniger als der 2-fache und insbesondere weniger als der 1-fache Rohrdurchmesser ist. Ein solcher Rohrabschnitt 30 ann auch zwischen Ringwulst 14 und Trennebene 15 in Fig. 4 liegen. Fertigungstechnische Vorteile bei der Herstellung des Ringwulstes und Stabilitätsgründe sind hierfür maßgebend. Sowohl bei dieser als auch bei der Ausführung nach Fig. 3 liegt noch ein weiterer Vorteil darin, daß beim Austausch der verschmutzten gegen gerei­ nigte Teilstücke 12 Bedienungsfehler nicht gemacht werden können, da es gleichgültig ist, welches Teilstückende zuerst in den Heizrohrmantel 10 eingeführt wird.

Fig. 6 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel ein Heiz­ rohr 11, bei dem die Teilstücke einseitige tangentiale oder kreisbogenförmige Eindrückungen 31 haben, die in Längs­ richtung des Rohres gesehen gegeneinander winkelversetzt umlaufend angeordnet sind. Die Verengungen 14 liegen dabei vorzugsweise auf einer Schraubenlinie und sind so angeordnet, daß die ins Rohrinnere hervorstehenden Defor­ mationen benachbarter Rohrbereiche in der Projektion einen Zylinder umhüllen, der einen relativ kleinen Durch­ messer hat. Die rund um den Fadenlauf angeordneten Ein­ drückungen halten ebenfalls den laufenden Faden von der Rohrwand ab, wobei jedoch die Querschnittsverengung bei gegebenem Fadenabstand von der Rohrwand wesentlich geringer ist als bei einer ringwulstartigen Eindrückung 14 nach den Fig. 3 bis 5a.

Die Fig. 6a bis 6i zeigen Querschnitte des Ausführungs­ beispiels nach Fig. 6.

Fig. 7 zeigt schließlich ein aus mehreren Teilstücken 12 zusammengesetztes Heizrohr 11, bei dem die Querschnitts­ verengung als Sicke 32 ausgebildet ist, die vom Anfang bis Ende jedes Teilstückes 12 des Heizrohres 11 schrauben­ linienförmig verläuft. Die Teilstücke 12 des Heizrohres 11 sind vorzugsweise gegeneinander winkelversetzt, um Wärme­ verluste zwischen dem Heizrohr 11 und dem Heizrohrmantel 10 infolge einer Kaminwirkung zu vermeiden. Der Querschnitt des Heizrohres 11 mit Sicke 32 gemäß Fig. 7 ist in Fig. 7a dargestellt.

Wie weiter oben bereits erwähnt, sind die Teilstücke 12 im Heizrohrmantel 10 verschiebbar. Um ein Herausrutschen infolge der unvermeidlichen Maschinenschwingungen zu verhindern, ist es daher zweckmäßig, am unteren Ende des Heizrohrmantels eine Sperre vorzusehen, die beim Wechsel von Teilstücken 12 gelöst wird. Sind - wie in Fig. 2 angedeutet - besonders geformte Ein- und Auslaufstücke (17, 18) vorge­ sehen, so sind diese vor dem Wechsel zu entfernen; sie erübrigen sich erfahrungsgemäß, wenn die Teilstücke 12 eine Form entsprechend Fig. 5 haben.

Auf die detaillierte Darstellung geteilter glatter Heizrohre in den Zeichnungen wurde verzichtet, da zu ihrer Herstellung - in Hinblick auf die dargestellten Heizrohre mit Quer­ schnittsverengungen - sich weitere Informationen erübrigen.

Claims (13)

1. Vorrichtung an Texturiermachinen zur gleichmäßigen Aufheizung des durchlaufenden Fadens im wesentlichen durch Konvektion, bestehend aus einem Heizrohr, das in einem beheizten Heizrohrmantel angeordnet ist und einen mindestens dem zwanzigfachen Durchmesser des glatten Fadens entsprechenden Innendurchmesser hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizrohr (11) aus mehreren Teilstücken (12) besteht, deren einander benachbarte Stirnflächen (15) sich vollflächig berühren und die bei Sicherstellung eines guten Wärmeüberganges zwischen dem Heizrohr­ mantel (10) und den Teilstücken (12) im beheizten Heizrohrmantel (10) axial verschiebbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilstücke (12) gleich lang sind und ihre Einzellänge (19) im wesentlichen einen Wert von 200 mm bis 350 mm nicht übersteigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellängen (19) der gleich langen Teilstücke (12) des Heizrohres (11) kleiner sind als 200 mm.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Teilstücke (12) des Heiz­ rohres (11) eine Querschnittsverengung (14) oder mehrere Querschnittsverengungen (14) aufweist, deren Innendurchmesser um 10% bis 50% kleiner ist als der Innendurchmesser des Heizrohres (11).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverengungen (14) des Heizrohres (11) im wesentlichen axialsymmetrisch ringwulstartig in den Innenraum (13) des Heizrohres (11) hineinragen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverengungen (14) einseitige und in Längsrichtung des Heizrohres (11) gegeneinander winkel­ versetzte Eindrückungen sind, die vorzugsweise auf einer Schraubenlinie liegen und durch die benachbarte Umfangsabschnitte des Heizrohres (11) wulstartig deformiert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverengung (14) des Heizrohres (11) als Sicke ausgebildet ist, die über jedes Teil­ stück (12) des Heizrohres (11) schraubenlinienförmig verläuft.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennebenen (15) zwischen den einzelnen Teil­ stücken (12) auf das ganze Heizrohr (11) bezogen an beliebigen, jedoch in Bezug auf die Querschnitts­ verengungen (14) bei allen Teilstücken (12) an gleich angeordneten Stellen entlang der Heizrohrachse (16) liegen und senkrecht zu dieser (16) verlaufen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennebenen (15) zwischen jeweils zwei unmittel­ bar benachbarten Teilstücken (12) des Heizrohres (11) in der Mitte zwischen jeweils zwei benachbarten Querschnittsverengungen (14) liegen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6 und 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennebenen (15) zwischen den einander benachbarten Teilstücken (12) des Heizrohres (11) jeweils unmittelbar oder im Abstand von weniger als dem zweifachen Heizrohrdurchmesser neben einer Querschnittsverengung (14) liegen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Querschnittsverengungen (14) jeweils aus zwei im wesentlichen ohne Zwischenraum unmittelbar nebeneinander angeordneten ringwulstartigen Ver­ engungen (14) bestehen und die Trennebenen (15) jeweils zwischen diesen einander unmittelbar benachbarten Ringwülsten (14) liegen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Teilstücke (12) des Heizrohres (11) an ihren in den Trennebenen (15) liegenden und zum Rohrinneren weisenden Kanten (27) abgeschrägt oder abgerundet sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Heizrohrmantels (10) und der Außendurchmesser des aus den Teilstücken (12) bestehenden Heizrohres (11), ersterer mindestens in seinen beiden Endbereichen, kalibriert sind und die Fassung zwischen Gleitsitz und leichtem Preßsitz festgelegt ist.