专利名称：用于加热导辊的可转动地支承的引导套的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于对导辊/导丝辊/导丝 罗拉的可转动地支承的引导套进行加热的方法和一种根据权利要求6的前序部分所述的、 用于执行所述方法的装置，其中所述导辊用于引导和加热长丝。
背景技术：
在制造和继续处理合成长丝中通常已知的是，将一根或多根长丝多重包缠在导丝 盘的被驱动的导丝盘外套上，从而通过被驱动的导丝盘外套基于包缠摩擦力来输送所述长 丝。为了在导丝盘外套上实现多重包缠，导丝盘通常配设有导辊，该导辊具有以可转动的方 式被支承的引导套，用以接受长丝包缠。这种导辊例如已由DE 2639439公开。这种已知的导辊具有以可转动的方式被支承的引导套，所述引导套通过空气支承 结构/空气轴承以可转动的方式保持在轴向支座(Achstrager)上。轴向支座配设有多 个加热装置，以便加热引导套和在引导套上引导的长丝。在这种已知的导辊中，为了加热引导套必须将能量从导辊的中心(在此为轴向支 座)引导至靠外的引导套。此时，形成在引导套和轴向支座之间的空气支承结构表现为热 阻，该热阻会造成相应的能量损失。因此必须在轴向支座上产生较高的温度，以便例如将引 导套加热至100°c的外部温度。但是，在轴向支座中的这种加热会造成热变形，该热变形会 对空气支承结构产生不利影响。因此，这种已知的导辊在能量方面非常不利于将引导套加 热至希望的表面温度。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种用于加热导辊的以可转动的方式被支承的引 导套的方法和装置，其中，热能能够尽可能直接地输入引导套。本发明的另一个目的在于，提供一种用于对导辊的以可转动的方式被支承的引导 套进行加热的方法和装置，所述方法和所述装置适于改装未加热的导辊，以便能够加热引导套。根据本发明，所述目的将如此实现，即加热压缩空气，并将经加热的压缩空气输入 空气支承结构。在用于执行本发明方法的本发明装置中，所述目的的解决方案为，压缩空气管路 在导辊外部配设有加热装置，压缩空气能够通过所述加热装置来加热。本发明的有利改进方案通过相应的从属权利要求的特征和特征组合来限定。本发明基于这样的认识，在空气支承结构中，在旋转构件和固定不动的构件之间 被馈入的压缩空气在加热的状态下也适于作为润滑介质。就此而言，可以有利地将压缩空 气用作热载体，以便将热能直接传递给引导套。为支承引导套而形成的压缩空气垫也可以 有利地用加热了的压缩空气来形成。因此本发明的优点在于，在导辊上无需额外的装置来 加热引导套。压缩空气在导辊外通过加热装置来加热。因此，对压缩空气的加热可以灵活地实现。例如压缩空气可以直接在一压缩空气管路内通过设置在压缩空气管路外部的加热 介质来加热。然而特别有利的是本发明的这样一种改进方案，其中，通过将压缩空气从压缩空 气源输入一独立的压缩空气加热器，使得压缩空气在该压缩空气加热器中被加热。为此，该 电的压缩空气加热器连接在位于压缩空气源与导辊的压缩空气接口之间的压缩空气管路 中。这样可以实现压缩空气的缓冲，该缓冲允许高强度加热。与加热装置的实施方式无关地优选应用本发明的改进方案，其中，将压缩空气加 热至理想温度，检测所述压缩空气的实际温度，根据所述理想温度和所述实际温度的偏差 来调节对所述压缩空气的加热。为此，加热装置配设有加热控制装置，所述加热控制装置连 接有温度传感器，所述温度传感器用于检测经加热的压缩空气的实际温度。这样可以保证 在引导套上能产生预定的、在整个工作期间基本保持恒定的表面温度。为了在气隙内得到压缩空气在引导套的周部上的均勻分配，本发明的改进方案是 特别有利的，其中，被加热的压缩空气在导辊内穿过多孔的滑动套被分配到空气支承结构 的气隙中。这样，空心筒形的引导套能够在内部区域中基本在整个长度上被加热了的压缩 空气环绕冲淋。为此，多孔滑动套保持在轴向支座的周部上，在该周部上形成有至少一个与 压缩空气接口连接的环形室。加热的压缩空气在整个轴向延伸的支承长度上被提供给在引 导套和多孔滑动套之间的气隙。本发明的该改进方案的特征特别在于，引导套的高强度加 热可通过经加热的压缩空气来实现。这样，在引导套上的表面温度可以处于200°C及以上的 范围。在压缩空气通过喷嘴口直接流入空气支承结构的气隙中的传统空气支承结构中， 根据权利要求5和权利要求11的本发明的改进方案是特别有利的。在此，被加热的压缩空 气在导辊内通过多个喷嘴孔分配到空气支承结构的气隙中。喷嘴口有利地直接形成在轴向 支座上，并且与压缩空气接口连接。在此，空气支承结构通过在引导套与轴向支座之间的气 隙形成。本发明特别适于在制造过程或继续处理过程中弓丨导和加热一根或多根长丝。本发 明的在熔融纺丝设备中的应用(其中一根或多根长丝通过多个导丝盘引导、加热和拉伸) 特别有利的是，能够在多重包缠导丝盘的情况下持续地加热长丝。为此，长丝在多重包缠的 情况下交替地在导丝盘外套的加热的表面上和导辊的加热的表面上被加热。不再出现在现 有技术中在传统导辊情况下常见的冷却阶段。因此本发明装置的应用是特别有利的，其中导丝盘的导丝盘外套和导辊的引导套 被加热至同样高的表面温度。基于用空气支承的导辊的高转速和低运动阻力，本发明尤其还可用于4000m/min 及更高的高长丝速度，以便例如在熔融纺丝过程中拉伸多根长丝。
下面根据附图结合本发明装置的一些实施例进一步说明本发明。在附图中图1以示意性剖视图示出用于执行本发明方法的本发明装置的第一实施例；图2以示意性剖视图示出用于执行本发明方法的本发明装置的另一实施例；
图3示意示出应用本发明装置的熔融纺丝设备。
具体实施例方式图1示出用于执行本发明方法的本发明装置的第一实施例。在根据图1的实施例 中，导辊1是以横剖视图示出的。导辊1具有以可转动的方式被支承的引导套2。为此，引 导套12构造成空心筒形。引导套2保持在轴向支座3上，该轴向支座借助支架端部13固 定在机架(这里未示出)上。支架端部13在导辊1的一个端侧上突出于引导套2。轴向支座3基本上在引导套2的整个长度上延伸，其中在引导套2和从引导套2 中穿过的轴向支座3之间形成有空气支承结构/空气轴承4。在该实施例中，为了形成空气支承结构4，在轴向支座3的周部上布置有滑动套7。 滑动套7由多孔材料(如多孔性烧结金属或者多孔性烧结炭)构成。在滑动套7和轴向支 座3之间的重叠区域内，两个并排的环形室6. 1和6. 2形成在轴向支座3的周部上。环形 室6. 1和6. 2通过在轴向支座3内径向延伸的多个分配孔10与压缩空气通道9连接。压 缩空气通道9形成在轴向支座3的中间区域内，并且在支架端部13处通入压缩空气接口 8。滑动套7与引导套2形成环绕的气隙5，从而使经由环形室6. 1和6. 2输入滑动套 7的压缩空气穿过滑动套7的多孔材料并在滑动套7的外表面上均勻地进入该气隙5中。为使引导套2在轴向上固定在轴向支座3上，将两个挡圈11. 1和11. 2分别设置 在引导套2的两端。挡圈11. 1和11. 2均抗转动地与引导套2连接。挡圈11. 1和11. 2这 样相对滑动套7的端部固定在引导套2上，使得在滑动套7的端部与挡圈11. 1和11. 2之 间分别形成径向间隙12. 1和12. 2。挡圈11. 1和11. 2在中间区域内分别具有开口，所述开 口使得径向间隙12. 1和12. 2与环境建立连接。输入气隙5的用于空气支承结构4的压缩空气经由导辊1的压缩空气接口 8输入。 压缩空气接口 8经由压缩空气管路15与压缩空气源16连接。压缩空气管路15配设有加 热装置14，以便加热输入压缩空气接口 8的压缩空气。在该实施例中，加热装置14由加热 盘管17形成，该加热盘管加热压缩空气管路和在其中输送的压缩空气。加热盘管17配设 有加热控制装置18，该加热控制装置18与温度传感器19连接。温度传感器19在压缩空气 接口 8的入口的紧前方配设给压缩空气管路15。在图1所示的装置中，在工作状态下，一根长丝或多根平行并排的长丝以部分包 缠的方式在导辊1的引导套2的周向上被引导。所述长丝驱动引导套2转动。为此，压缩 空气通过压缩空气源16持续地提供，以便经由压缩空气管路15输入压缩空气接口 8。压 缩空气在进入导辊1之前由加热盘管17加热至一预定的理想温度。然后，加热了的压缩空 气经由压缩空气接口 8到达轴向支座3的压缩空气通道9中，并通过分配孔10输入环形室 6. 1和6. 2。随后，被加热的压缩空气穿过滑动套7，并在滑动套7的外表面上持续地进入气 隙5中。从而在引导套2和滑动套7之间形成“气垫”，该气垫基本上在气隙5的整个长度 上延伸。引导套2由被加热的压缩空气加热，从而可在引导套2的外周上调节出处理长丝 所必需的、预定的表面温度。持续输入气隙5的被加热的压缩空气随后通过径向间隙12. 1和12. 2进入导辊1 的周围环境中。于是，除了支承引导套2之外，同时也实现了持续地调整引导套2的温度。为了能够维持引导套2上的预定表面温度，加热盘管17配设有加热控制装置18。加热控制装置18与温度传感器19连接，该温度传感器持续地检测被送入轴向支座3的压 缩空气通道9中的压缩空气的温度。在加热控制装置18内判定出在预定的压缩空气理想 温度和测得的压缩空气实际温度之间存在偏差时，对加热盘管17进行控制。从而可以建立 温度调节，这种温度调节保证了恒定的压缩空气温度。图2示意示出根据本发明的装置的第二实施例。该实施例在结构和功能方面基本 与前述实施例一致，因此此处仅说明区别之处，其余部分参引前述说明。各部件保持相同的 附图标记。在图2所示的装置中，导辊1的引导套2直接支承在轴向支座3上。为此，轴向支 座3具有支承部段31，该支承部段在一个端侧上与直径更小的支架端部13相连接。在支承 部段31的周部上形成有均勻分布的多个喷嘴口 22。这些喷嘴口 22通过喷嘴孔21与径向 延伸的分配孔10连接，所述分配孔通入中间的压缩空气通道9中。压缩空气通道9在支架 端部13处与压缩空气接口 8连接。空气支承结构4是通过在轴向支座3与引导套2之间的径向环绕的气隙5形成 的。气隙5在轴向上在轴向支座3的支承部段31的长度上延伸，其中在支承部段31的两 端，引导套2具有挡圈11. 1和11.2。因此，在挡圈11. 1和11. 2与轴向支座3之间形成有 在支承部段31的端侧上径向延伸的径向间隙12. 1和12. 2。在该实施例中，通过压缩空气源16和与压缩空气源16和压缩空气接口 8相连接 的压缩空气管路15来实现压缩空气供应。为了对压缩空气进行加热，在压缩空气管路15 中连接有起加热装置14的作用的压缩空气加热器20。从而，首先将由压缩空气源16提供 的压缩空气引入压缩空气加热器20中，并加热至预定的压缩空气温度；随后，将被加热的 压缩空气从压缩空气加热器20输送给压缩空气接口 8。为了控制和调节被加热的压缩空气的压缩空气温度，设有温度传感器19，该温度 传感器19设置在轴向支座3内的压缩空气通道9中。温度传感器19与加热控制装置18 连接，该加热控制装置与压缩空气加热器20联接以进行控制。图2所示的用于执行本发明方法的本发明装置的实施例的功能与根据图1的前述 实施例一样，因此此处省略对其的进一步说明。图1和图2所示的本发明装置的实施例在导辊1的构造方面、尤其在空气支承结 构4的构造方面均为示例性的。此处重要之处在于，输入空气支承结构4的压缩空气能够 通过布置在导辊外的加热装置来加热。就此而言，本发明特别适于对已经安装在机器中的、 带有冷的引导套的导辊进行改装，从而将用于空气支承结构的压缩空气在加热了的状态下 提供给导辊。本发明可特别有利地应用在熔融纺丝设备中，在该熔融纺丝设备中新挤出的长丝 由导丝盘系统来引导、加热和拉伸。图3示意示出这种熔融纺丝设备的一种实施例。在此 仅示出熔融纺丝设备的对于应用本发明装置很重要的那些构件。该熔融纺丝设备具有纺丝 头23，该纺丝头在其下侧上带有喷丝板/纺丝喷嘴M。纺丝头23通过熔体输入管道32与 熔体源连接。在纺丝头23下方设置有冷却甬道25和导丝盘系统，该导丝盘系统包括牵引 导丝盘单元27和拉伸导丝盘单元28。牵引导丝盘单元27由导丝盘29. 1和冷的导辊30形 成。导丝盘29. 1具有被加热的导丝盘外套33。设置在下游的拉伸导丝盘单元28由被驱动的第二导丝盘29. 2和未被驱动的、加热的导辊1形成。导辊1配设有压缩空气源16和压缩空气加热器20，从而该导辊1可以按 照图1和图2的实施例具有被加热的引导套2。第二导丝盘29. 2的导丝盘外套33同样也 被加热。在熔融纺丝设备的图3所示的实施例中，长丝34由聚合物熔体纺出。为此，聚合 物熔体被喷丝板M挤出成多个单丝，这些单丝在冷却后聚集成单丝束26。通过牵引导丝盘 单元27从喷丝板M牵拉出单丝束沈。为此，牵引导丝盘单元27被长丝34多重包缠。通 过被加热的导丝盘外套33使得长丝34被加热，以便通过借助于拉伸导丝盘单元28所进行 的牵拉而被拉伸。在拉伸导丝盘单元观上长丝34同样也以多重包缠的方式被引导，其中 该长丝在加热的导丝盘外套33的表面上和导辊1的加热的引导套2的表面上被加热以进 行热的后处理。随后，将长丝卷绕成筒子或者对长丝进行后续处理，例如为了制造地毯纱线 而进行卷曲加工。在导丝盘外套33和引导套2上的表面温度优选设定成彼此相同，以便加热长丝 34。例如在收缩处理时，该表面温度可能处于200°C的范围内。当然，带有被驱动的导丝盘和被加热的导丝盘外套的牵引导丝盘单元27也具有 与本发明装置相结合的可能性。在图3中以虚线示出这种实施方式。附图标记列表1导辊/导丝辊/导丝罗拉2引导套3轴向支座4空气支承结构5 气隙6.1、6. 2 环形室7滑动套8压缩空气接口9压缩空气通道10分配孔11.1、11. 2 挡圈12. 1、12. 2 径向间隙13支架端部14加热装置15压缩空气管路16压缩空气源17加热盘管18加热控制装置19温度传感器20压缩空气加热器21喷嘴孔22 喷嘴 口23纺丝头
24喷丝板25冷却甬道26单丝束27牵引导丝盘单元观拉伸导丝盘单元29. 1,29. 2导丝盘30冷的导辊31支承部段32熔体输入管道33被加热的导丝盘外套34长丝
权利要求
1.一种用于对导辊的以能转动的方式被支承的引导套进行加热的方法，所述导辊用于 引导和加热长丝，在该方法中所述引导套通过空气支承结构保持在所述导辊的轴向支座的 周部上，其特征在于，在所述导辊外加热压缩空气，将加热了的所述压缩空气输送给所述引导 套的所述空气支承结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在独立的压缩空气加热器中加热所述压 缩空气，所述压缩空气从压缩空气源被输送给所述压缩空气加热器。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述压缩空气加热至理想温度；检 测所述压缩空气的实际温度；根据所述理想温度与所述实际温度之间的偏差来调节对所述 压缩空气的所述加热。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，被加热的所述压缩空气在所 述导辊内穿过多孔的滑动套分配到所述空气支承结构的气隙中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，被加热的所述压缩空气在所 述导辊内通过多个喷嘴孔分配到所述空气支承结构的气隙中。
6.一种用于执行根据权利要求1至5之一所述方法的装置，所述装置具有导辊(1)，所 述导辊具有一以能转动的方式被支承的引导套( 和一轴向支座(3)，其中在所述引导套 (2)和所述轴向支座(3)之间形成有空气支承结构G)，所述空气支承结构通过压缩空气管 路(15)与压缩空气源(16)联接，其特征在于，所述压缩空气管路(1 在所述导辊(1)外配设有加热装置(14)，压缩空 气能通过所述加热装置来加热。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述加热装置(14)由电的压缩空气加热 器00)形成，所述压缩空气加热器连接在位于所述压缩空气源(16)与所述导辊(1)的压 缩空气接口(8)之间的所述压缩空气管路(15)中。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述加热装置(14)配设有加热控制 装置(18)，所述加热控制装置与温度传感器(19)连接，所述温度传感器用于检测被加热的 压缩空气的实际温度。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述空气支承结构(4)由位 于所述引导套( 和多孔的滑动套(7)之间的气隙( 形成，其中，所述滑动套(7)保持在 所述轴向支座(3)的周部上，在该周部上形成有至少一个与所述压缩空气接口(8)连接的 环形室(6. 1,6. 2)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述滑动套(7)由多孔性烧结金属或者 多孔性烧结炭形成。
11.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述空气支承结构由 位于所述引导套⑵和所述轴向支座⑶之间的气隙(5)形成，其中所述轴向支座(3)在周 部上具有多个喷嘴口(22)，所述喷嘴口与所述压缩空气接口(8)连接并通入所述气隙(5) 中。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述引导套(2)构造成 空心筒形，所述引导套在两个端部各具有一个挡圈(11. 1、11.2)，其中，所述挡圈(11.1、 11.2)抗转动地与引导套(2)连接并在朝向两个端侧的方向上界定所述空气支承结构(4)的所述气隙(5)。
13.根据权利要求6至12之一所述的装置在熔融纺丝设备中的应用，其中，一根或多根 长丝(34)通过多个导丝盘1,29. 2)来引导、加热和拉伸，其中所述导丝盘1,29. 2) 中的至少一个与导辊(1)协同工作以引导所述长丝(34)。
14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述导丝盘2)的导丝盘外套(33) 和所述导辊(1)的引导套(2)被加热至同样高的表面温度。
全文摘要
本发明涉及一种用于对导辊的可转动地支承的引导套进行加热的方法和装置，所述导辊用于引导和加热长丝。所述导辊具有引导套，所述引导套通过空气支承结构保持在轴向支座的周部上。为了加热引导套，压缩空气在导辊外被加热并被输送给导辊内的空气支承结构。
文档编号D02J13/00GK102137965SQ200980133812
公开日2011年7月27日 申请日期2009年8月26日 优先权日2008年9月1日
发明者C·马蒂斯, F·莱内曼, L·莱格, T·卢特耶 申请人:欧瑞康纺织有限及两合公司