用于行进纤维的加热器的制作方法

专利名称：用于行进纤维的加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求1的前序部分所限定的用于加热行进中的热塑性纤维的加热器。
这类加热器已由EP412429文献所公开。它的缺点是，纤维通道的曲率是予定的不可改变的，并且它同时决定了纤维与加热表面的距离。
这类加热器可以使用在假捻卷曲机上。
然而，也可考虑应用在不同场合。
用于加热行进的热塑性纤维(合成长丝纤维)的加热器所在的假捻卷曲机一般包含加热到某一温度的细长导机，纤维沿着该导机行进。
为了拉伸合成长纤维并使其热定形，在DE-AS1303384文献中所介绍的一种加热管为一根锐变螺旋线形状的纤维所环绕。在纤维出口端，加热管装有一个防止沿圆周方向移动的凸缘。
用作纤维的热塑性材料首先是聚酰胺(PA6，PA6.6)或聚对苯二甲酸乙二醇酯，但是并不限于这些材料。
本发明的目的是提供一种纤维加热装置，该装置装配简单，能够在很宽的范围内改变纤维通道的曲率，并且，对每根纤维通道，在纤维通道的所有点上，保证纤维与表面的距离，该距离与选定的曲率无关。
实现这一目的在权利要求1的特征。
而且，还对本发明提出改进，使之能够对不同的应用场合，影响改善热传输。
这种加热器通过调整装设在纤维通道的入口端和出口端的纤维导向元件，使之能够选择沿圆周方向的螺旋线斜率以及纤维通道的曲率，按照该斜率纤维沿加热管的各环通过。虽然，在已介绍的其它已知的加热器中，纤维通道的曲率对热传输具有决定性的影响，但在本发明不是这样的情况。这里，热传输仅决定于加热管的温度和环在管以上的高度，螺旋线的斜率即纤维通道的曲率和卷绕角度，它能自行选择而不影响热传输，使得纤维以平滑稳定的方式行进，并且还有，在假捻卷曲机中对纤维施加捻搓作用使之能够在暴露于加热器的纤维长度区域范围内，纤维的传送不受妨碍。
因此，精确地调节温度也成为可能。因为纤维通道的曲率不影响热传输，纤维温度除了环的高度以外(参见上述)仅取决于管的温度和长度。长度和卷绕角度是彼此独立的。因此，长度可以这样选择，以便能够使管工作温度范围相应于加热表面的自净化温度，在300℃以上。
纤维导向元件分别在领前于或滞后于本发明的加热管配置。两个纤维导向元件沿加热管的圆周方向彼此偏置，使得纤维在加热管范围内沿一条锐变的螺旋线行进。最好，加热管是直通的。加热管曲率不需考虑，因为初纺纤维的曲率如上所述可以予定，通过调节纤维导向元件实现。
加热管从内侧加热。最好用这样的方式实现，在加热管的内部装设一个电阻加热器，其至少在加热管的部分长度范围内延伸通过。在这种情况下，为了在某区域例如入口区域内强化加热，可以沿加热管的长度范围装设几个可接通、可控制的电阻加热器。这就使之能够在加热管长度范围内，调节不同的温度。
这就实现并充分保证了，纤维沿着加热管和环，按照与加热管的本体形成的某一非常精确的角度方向行进。考虑加热管能够被加热到温度高达350℃以上，仅需要很短的加热管长度。因此，相对于加热管的圆周和长度，纤维总的卷绕角度也是相对较小的。最好其总值小于180℃。因此，无论如何在该区域内，加热管总是以圆柱体的断面形式构成，其由圆柱体的形式构成所具有的优点在于，纤维在其全部接触长度范围内，以相同的接触参数，特别是相同的螺旋角，倚靠在环的外表面上，然而，还有其它筒形的结构，例如，椭圆形状的加热管结构也是可能的，特别是当下文将进一步介绍的，在沿加热管长度范围的纤维通道区域内，环的高度不是恒定的情况下。加热管的该部分，面向并离开纤维通道，可以按任何所希望的形式构成。筒形加热管的对称结构，特别是筒形加热管的圆柱形结构是常用的，尤其是当沿加热管的圆周和/或长度均匀的热分布是非常重要的情况下。
无论如何，环都要沿加热管的周向区域延伸，而加热管只是临近初纺纤维。但是它们不需要延伸遍及加热管的整个圆周面，因此在本发明的范围内述为“环截体”。当环的延伸仅在加热管的局部圆周面范围内时，该环为纤维所接触，可能产生良好的热传输。在这种情况下，加热管可以在其扁平的朝外一侧用一个绝热层复盖起来。各环沿其延伸的局部圆周面可能进一步减少在于，按纤维通道的趋向，接连的各环彼此之间是相对偏移的，即它们按照初纺纤维的趋向彼此之间按螺旋线形状产生相对偏移。无论如何，各环沿着圆周方向延伸到某一角度是常用作法，使得能够在所希望的区域内，予先调节初纺纤维的斜率。
如上所述，使本发明的加热器工作在自净化的温度范围是特别有益的。这意味着，温度要足够高，使得在对热塑性纤维进行热处理时粘附到加热器或脊形部分的聚酯残留物被裂解和氧化。在此之后，最多需要进行轻微的机械式清理。对聚酯和尼龙该温度在300℃以上，还可能达到800℃。产生损害的温度限制不仅取决于聚合物的种类和纤维的粗细程度，而且还取决于加热器的长度、所选择的螺旋线参数以及其它热处理参数。
本发明的环每一个都可延伸处在加热管的一个法线平面内。因此，它们是按该词严格意义上讲的环。
然而，各环的也可以相对圆周方向来说是倾斜的。例如，倾斜的环可以以一组平行平面的形式扩展。在这种情况下，其优点在于，相对于被弯成螺旋形的纤维通道，各环的倾斜度可以进行选择，使得纤维在可能最短的长度范围内，纤维与环的外表面相接触。这意味着，环的倾斜度应当进行选择，使得它与纤维通道的斜率变化相反，并且，纤维接触每一个环都按90°或者按与90°偏差很小的一个角度进行。
根据本发明提出的加热器的这样的优选实施例由权利要求2的进一步改进所构成。在该实施例中，倾斜度最好选择得与纤维通道的斜率相反，这两者都与加热管的本体相关。结果就会实现，纤维在可能最短的长度范围内与环相接触。螺旋形的脊形部分也称螺旋线，能够滑动，例如，以螺旋线的形式沿圆柱形加热管滑动，当脊形部分被磨损时可以被互换。叠绕的线的替换用手操作是简便的，因为它是平整清洁的，当使用弹簧丝时，由于它的弹性收缩力，使它紧靠在加热管上，当在纵向上压缩足够强时径向变宽，该弹簧丝就能脱离该管被松开。
在已知的加热器中，纤维导向借助于沿着相当热的表面排列的脊形部分，所具有的缺点是，使该表面和一部分的脊形部分处在必须的自净化温度下，脊形部分由于行进的纤维而被明显地冷却，使得其温度下降，低于自净化温度的范围。利用权利要求3的最佳实施例避免这一缺点。在该实施例中，纤维沿其经过的脊形部分是由在加热管的加热表面中形成的各个凹槽而形成的，在凹槽之间，沿轴向分别留有一个脊形部分，其沿圆周方向延伸或者倾斜。这些凹槽可以沿圆周方向延伸，并遍及整个圆周，在这种情况下以沟槽出现。然而，它们也可以在加热管的局部圆周面内延伸，换句话说，该局部圆周提供是用于螺旋纤维通道的。在这种情况下，接连的各沟槽最好同样按照螺旋线的趋向偏移排列配置。
因此，在该实施例中，各环可以在法线平面内配置，或在一组倾斜的彼此平行平面内延伸或沿着加热管上的一条螺旋线延伸。在这种情况下，前面所做介绍适用于螺旋线的方向。根据权利要求4和5所提出的脊形部分的结构对权利要求4和5的前述部分中所限定的其它加热器，也是具备和同样适合的，所提供的加热表面本身沿纤维行进的方向是曲面状的。
该实施例使从加热向环的接触表面产生良好的热传输，使得能够保证接触表面总是被加热到自净化温度。
已经令人惊奇地发现，烧坏的危险对纤维来说不存在了，甚至在高温和细纤维的情况下，这是当进一步提出参数而受益的，环的高度或对应凹槽的深度选择在0.1-5(mm)，最好0.5-3(mm)。该下限值被予先确定是根据加热管的半径、纤维被导向所沿螺旋线的斜率，或者对应加热表面的曲率以及根据接连的各环/脊形部分之间的间隔，并应当予以选择，使得纤维不与加热表面本身相接触。
下面应当强调两个事实其一脊形部分和加热表面是由一体构成的，因而具有良好的热接触，其二脊形部分相对于加热表面仅具有微小的高度;每一个单独存在和两者综合，都反映了超过已有技术现状的明显改进。这些改进能够适于应用到任何型式的高温加热器中，只要其中纤维是沿加热表面以弯曲的初纺纤维的形式行进的(权利要求4、5)。
当对合成纤维进行热处理时，特别是对具有较小粗细度(支数)的合成纤维，纤维导向表面的磨损对成品的质量扮演十分重要的角色。这一点特别适用于假捻机，在其中，纤维在加热器的区域内，绕其自身的曲线旋转。为了避免单侧磨损，使该加热器的加热管适合于旋转可能是有用的。因此，可能持久地或某些时间间隔旋转加热管，使之形成新的纤维通道。
然而，由于优选使用电阻加热器，这种旋转可能仅限于有限的范围内。因此利用根据权利要求6和11所做的本发明的进一步改进提供一种补救方案。
在环与加热管之间或对应在套管和加热管之间的相对旋转，自然只有当加热管被作为圆柱形时才是可能的。然而，当首先考虑磨损的环是可替换的时，这一点并不是重要的。
根据权利要求6，各环可以作为单个的结构元件构成并套穿到加热管上。在这种情况下，环的内径大体上等于加热管的外径，使得在加热管和环之间存在良好的导热接触。
权利要求7的进一步改进，使之能够单个替换各环，各环的纤维导向部分仅在加热管的部分圆周面范围内延伸。权利要求7的进一步改进，还使之能够实现整个圆周面都是可用于纤维行进。权利要求8的实施例，使之能够沿圆周方向，从一环到一环总是按照恒定的偏移进行调整。权利要求9的实施例允许选择这种偏移。
为了保证在环和加热管之间沿纤维接触侧的直接热接触，根据权利要求10每一个环都利用一个弹簧卡压紧靠贴加热管。该弹簧卡一方面靠贴槽口的侧壁，并以其中部分靠贴在加热管上。
在重叠脊形部分或环的情况下，应当特别优先考虑，其相对加热表面的高度选择在0.1mm到5mm之间，最好在0.5mm到3mm之间。同样在这种情况下，其下限值被予先确定是根据加热管的半径、纤维行进所沿螺旋线的斜率，或对应的加热表面的曲率，以及根据接连的各环/脊形部分之间的间隔，并且应当进行选择，使得纤维不与加热表面本身相接触。
在权利要求11的实施例中，至少加热管的予定作为纤维通道的部分圆周面为一薄层(套筒)所覆盖，其与加热管的表面形状密切配合，并与加热管的表面形成一种紧密的导热接触。应当明确强调，套筒无需在加热管的整个圆周面的范围内延伸，而是，仅需要在朝向纤维通道(加热表面)的加热管圆周面部分的范围内延伸。
套筒也可以由具有薄壁的管子构成。在这种情况下，套筒的内侧截面与加热管的外侧截面是密切配合的。当加热管作成圆柱形时，套筒也优先作成圆柱形管，因为这就保证了套筒的旋转导向。
在套筒的外壳上形成若干环，其具有上述形状。最好，套筒在几个法线平面上被压缩，使得环状隆起物朝外形成。
因此，中空的间隙形成，它可能妨碍热传输。另一方面，应用例如焊接方法将整个的环连接到一个薄壁的套筒上求得良好的热传导，从制造的观点看既费钱又费事。在权利要求13的实施例中，这些困难可以避免。根据本发明的之个实施例，一个套筒或壳体，其内径对应于加热管的外径，其外壳带有同样形状的凹槽，各凹槽沿轴向标线顺序延伸，该套筒沿具有基本光滑表面的加热管滑移。最好，各排相同排列的凹槽在套筒中在直径方向上是相对的，最好它们配置靠近具有不同形状的凹槽顺序排列的一排。假如可能，各行轴向平行沿伸。在一行中的接连的凹槽之间相同的各脊形部分对应于各凹槽的形状沿圆周范围延伸。套筒被安装在加热管上防止轴向位移，但是可以旋转。一方面，它所带来的好处是，周期性地或平缓地使套筒在管上旋转，使之能导向纤维总是经过脊形部分的清洁的接触点。另外一方面，由于脊形部分不同构成纤维能够在很宽的温度范围内被加热。因为在套筒中，同样的脊形部分或对应的凹槽在直径方向上是相对的或按某一角度距离重复，它们形成两根或多根纤维接触的通道。另外，延伸在各行之间沿套筒的纵向的脊形部分，对本发明的本质没有什么重要性。
在这种情况下，套筒展开是一平板，一些凹槽开在平板上，沿轴线方向一个接一个排列。这些凹槽被加工成形，使得在轴向相邻的各凹槽之间保留一个脊形部分，其在圆周方向延伸。在该实施例中，脊形部分无需处在加热管的法线平面中，而是可以相对于法线平面倾斜。还有，无需使脊形部分沿整个圆周面延伸。宁愿希望，套筒由一块构成延伸在加热管整个长度范围，因而同样各凹槽分别只在部分圆周面/部分宽度的范围内延伸。
正如上面已经指出的，小的环高不仅是可能的，而且为使热量传输均匀和为了良好控制对纤维的热量传输，这也是优先考虑的。由于这个理由，这里还特别优选地提出，将板厚选择在0.1mm到5mm之间，最好在0.5mm到3mm之间，同时参考上述限制条件。
权利要求6的实施例，允许改变在加热管长度范围内的各环的间隔，下文将详细介绍。为了使这一实施例也使用套筒，建议采用权利要求15的实施例。在这一实施例中，套筒被分成单个的轴向段，其适于以望远镜套筒的形式彼此滑入。每一段在其外圆面具有一个环。由于各段彼此滑入或多或少，能够改变环的间隔。
在复盖加热表面的平板上，用作导向纤维的脊形部分的配置，以及用带有凹槽的平板形成脊形部分，在任何加热器中提供了上述优点，并是权利要求12和14的主题。
正如前面所指出的，纤维导向元件配置在两处，加热管的入口端和其出口端。两个纤维导向元件沿加热管的圆周方向彼此相对偏移，使得纤维以锐变螺旋线的形式沿各环行进。螺旋线的斜率和环外表面的半径决定了纤维通道的曲率。纤维通道的曲率还对纤维通道的稳定性能有决定性意义。为了能满足纤维通道稳定性要求，在权利要求16中提出影响纤维通道稳定性的其它参数(例如，纤维张力、在假捻卷曲过程的捻搓程度)，各纤维导向元件和加热管配置适于沿加热管的圆周方向彼此相对的移动和定位。
正如上面所指出的，从热力工程的观点看，对称加热加热管是有利的。从热力工程的观点看，那么由权利要求17的实施例可得到加热管非常优异的实施方案，它使纤维按单向螺旋线围绕加热管卷绕，只要每根纤维的卷绕角度小于180°，按这种方式可能沿每一个加热管加热两根以上的纤维。自然，这使设备复杂并且特别是纤维的穿过方面。这一点特别重要，因为出于绝热目的，必须用一个绝热外壳环绕加热器，它只允许一个有限的通道通向加热管。这样一个绝热外壳优选环绕整个加热管，只留有一个尽可能窄的开口，径向槽口沿着加热器的本体或沿着与加热管的本体相平行的方向而延伸。这样的绝热外壳的结构使得能穿几根纤维，然而仅限于一个有限的范围，权利要求18的优选实施例，其中，两根纤维沿加热管，以相反的斜率方向穿过，使得穿过这两根纤维，在任何的工序中都不会遇到困难。在这种情况下，对每根初纺纤维在入口和出口端处都装一个纤维导向元件。纤维导向元件在一侧，例如在加热管出口端处，彼此紧密放置，并大体上处在穿线槽口的径向平面内，在另外一侧的两个纤维导向元件，在这样情况下，在加热管入口端，则处在工作位置，相隔很远，对称于穿线槽口的径向平面。为了穿过一根纤维，它们能够在穿线槽口的径向平面和工作位置之间进行适当调整。因此，能够将在穿线槽口的径向平面内的每根纤维穿入在加热管的入口端和出口端的纤维导向元件中，在此以后，两个纤维导向元件中的一个沿圆周方向移动，借此在工作过程中，沿其通道带动该纤维。在任何予期的工序中，两根纤维可以按这种方式一个接一个之后穿过。
在用于热塑性纤维的加热器中，加热表面的温度实际上比纤维要加热达到的目标温度要高，一个特殊的问题是，该目标温度一定要达到，但是不要超过。为了实现这一点，仅加热表面的温度和纤维速度是可调参数，而纤维粗细度和加热器长度是不变的。
在假捻卷曲机中，对纤维的加热效应的最优化对纤维的质量和构成是非常重要的。由于这个原因，提出纤维导向元件的接触长度是可调的，借此使得对于各个所希望的纤维速度和纤维直径(支数)也能实现加热效应的最佳调节。为了实现这一点，提出一个加热器和纤维导向元件的构成方案，使得该纤维导向元件是可替换的。
为了使加热效应达到最佳和适应各种纤维速度和支数，还优先提出，特别是在控制区的范围内，调节纤维导承的接触长度与加热器的非接触长度的比(接触长度)。在这种情况下，例如，加热器基本上取管形。因此，能够在加热管的圆周面上提供几个脊形部分/环截体，其沿圆周方向加宽。这些脊形部分可以接连地排列配置在圆周面上，一个与另一个偏移。因此实现螺旋形围绕该管卷绕的纤维在这样一些区域内一个接一个地接触各脊形部分，在这个区域内各脊形部分基本上具有相同的接触长度。
因此，在权利要求19-20中所述的本发明的进一步改进方案，提出进一步调节的参数，使之能够影响对纤维的热传输，因此影响纤维的目标温度。该参数是沿加热表面的，纤维通道的接触长度与非接触长度的比率(权利要求19、20)以及在加热表面以上的环/脊形部分高度或对应的凹槽的深度，借助该凹槽形成各环或对应的脊形部分(权利要求21、22)。在本发明的各实施例中，接触比率和/或在加热管的圆周面上的环/脊形部分的高度或对应与纤维通道交叉的加热表面的宽度都是变化的。
因此，各环截体/脊形部分所具有的与纤维行进方向相交叉的工作宽度、其数值是纤维直径的数倍。沿纤维行进的方向，跨越工作宽度时的环截体/脊形部分的接触长度是不同的，并且纤维通道能够相对于环截体/脊形部分的工作宽度进行调整。
纤维通道相对于加热管的圆周面，或其上配置的环/脊形部分或沿其延伸的套筒能够进行移动。为了实现这一点，在本发明的所有实施例中都能够沿圆周方向同步调节入口和出口纤维导向元件。然而，也可能保持纤维导向元件的位置不变，而代之以沿圆周方向旋转加热管或放在其上的环(权利要求6-10)，或沿其滑动的套筒(权利要求12-14)。在所有这些例子中，都是沿加热管圆周方向相对旋动纤维通道。这种相对移动可以用手操作实现，能够连续地或步进地改变其高度和宽度。
这种相对移动的优点在于，它非常直接地影响热传输，因而也就直接影响纤维的目标温度。因此，首次成为可能，测量连续行进的纤维温度，通过沿着加热管的圆周面相对移动纤维进行上述控制，使得目标温度保持恒定维持在予定所期望的数值(权利要求26)。
这意味着，在采用装有套筒的加热器的情况下，在与纤维行进方向交叉的宽度上，增加或减少凹槽数。这种方案也是可能的和优选的，在套筒中，具有不同形状的凹槽沿加热管的圆周方向并排地与纤维通道横向交叉地延伸，使得环截体/脊形部分包含很多段，每一段都具有不变的半径/不变的高度、或者环截体/脊形部分的宽度和/或高度仅对纤维加热区中的一个是变化的，环截体/脊截部分的宽度和/或高度对不同的纤维加热区变化是不同的。这就使之能够实现，不仅对每根纤维热量供给是变化的，而且对沿加热器同时行进的几个纤维的热量供给也是相对变化的，相互适应对目标温度的要求。
在假捻卷曲过程中，实际的纤维温度，因此也即目标温度对纤维的质量有着特殊的影响，对纤维质量来说，发现纤维张力是个重要标志，该纤维张力在摩擦假捻单元的下游侧检测。因此也应能控制纤维张力，特别是在摩擦假捻单元与其传输系统下游侧之间被连续检测的纤维张力，通过沿加热管的圆周方向相对移动纤维通道，使得在纤维张力的检测值和期望值之间的偏差不超过某一允许值(权利要求27)。
根据权利要求19、21以及26、27的本发明能够以同样的方式，优选地应用在所有的加热器中，权利要求20和21也是这样。
在加热管范围内延伸的几根纤维通道的出现使环的构成产生新的问题，随着沿着加热管的圆周方向，相对地同步移动两个纤维通道要在环的高度或对应凹槽的深度方面产生予期的相同的变化。从权利要求23和24中得出适当的实际例。
当纤维沿着一个加热器，特别是本发明的加热管行进时，两个基本功能要实现在纤维通道的入口区域，必须向纤维传输必要的热量。在出口区域，在纤维的交叉部分使热分布变得均匀是重要的，以便在纤维的整个交叉部分内本身达到目标温度。这两个不同的功能还导致在加热管的不同的纵向部分，热传输的强度可能是不同的。利用权利要求28实现这一点在于接触比率和/或环高按不同方式形成。
要使在整个纤维的交叉部分的范围内都达到目标温度、管长的范围是很重要的，在本发明应用的最后部分予以介绍。管长的部分作为控制部分介绍，它主要与热传输相关。接触比率在端部部分实际上是比较小的，或者相应的环高，在端部部分被放大高于控制部分的对应数值。
特别在于，在加热器的入口区，纤维与纤维导向元件仅接触很小或不接触，还在于在这个区域中，各纤维导向元件以大的间隔距离配置。最好，入口区域仅装设一个入口纤维导向元件和一个出口纤维导向元件，然而，实际上优先考虑的是，入口纤维导向元件保持不受热状态。由于这个原因，提出入口纤维导向元件基本上维持不受热状态，以便使得热塑性材料被分开。然而，在出口侧的纤维导向元件要具有自净化特性。因此，最好其直接与加热表面相连接并放置在所谓的“控制部分”的起点。
在控制部分纤维达到其予期的温度。它跟随在加热器的入口部分之后。在控制部分配置几个纤维导向元件。如在上述EPA20412429文献中所述，这些纤维导向元件彼此均匀间隔或变化间隔。
在控制部分中纤维导向元件的采用使之能够保证使纤维按照与加热表面精确限定的距离进行导向。为了保证在入口部分纤维不与加热表面发生接触，进一步提出，在入口部分和控制部分之间装设加热器，按照这样一种方式，使得在入口部分加热表面与纤维的距离等于在控制部分中纤维通道与加热表面的距离的数倍。
纤维导向元件的这种配置使之能够保证，纤维导向元件仅配置在这样一个区域，在该区域内，一侧是所关心的纤维温度，而在另一侧是加热器温度，都保证实现自净化。在该控制区中，加热器的温度最好利用控制系统精确控制。纤维相对加热器的精确距离，使之能够保证纤维在予定的希望温度下。在入口部分，放弃精确的纤维导向，在该处用以辨别在入口处的纤维输入，纤维的加热在于加热器与纤维之间具大温度梯度，因此，精确控制纤维温度既不需要也不可能。
在控制区纤维的加热首先引起纤维的外层达到期望的温度。然而需要在纤维整个交叉部分被均匀加热。这个目标被达到在于，控制部分后面接着一个终端部分，在该部分中，纤维导向元件再次按照较大的距离配置，或者就没有该纤维导向元件。为了避免纤维与加热器的加热表面发生接触，纤维通道与加热表面之间的距离，这里还应当是在控制区中纤维通道和加热表面之间距离的倍数。终端部分的这种配置使之能够保证，当只有很少的热量被传输时，能避免损失，并且，在纤维的整个交叉部分范围内，在控制系统中所提供的热量均匀分布。
在入口部分，可以允许很大的非支承状态的纤维长度，因为人们已经发现，在入口部分，纤维颤动的强度是很小的。长度400mm到500mm是可能的。然而，该长度应当限制，这是为了限制用于检测的消耗费用，这种检测对达到对纤维所期望予热是必须的。
总之，终端部分比入口部分要短。终端部分的长度优选限制到300mm，最好更短一些。
正如所述，对本发明的加热器重要的应用领域包括假捻卷曲过程，特别是用于拉制膨松热塑性纤维，特别是聚酯和尼龙的假捻卷曲过程。在该过程中，一种未拉延的或局部定向(POY)纤维，由一供料纤维包供料并由供料系统所拉出。然后纤维行进通过加热器并顺序经过与其邻近的冷却板，最后通过一个摩擦假捻单元。利用一个输送系统将纤维从摩擦假捻单元拉出并顺序卷绕。另一个加热器和另一个供料系统可以放在卷绕装置之前。由于借助摩擦假捻单元所施加的摩擦作用的结果，纤维沿圆周方向受到捻搓作用，纤维从摩擦假捻单元返回到加热器并然后再次进入摩擦假捻单元(权利要求29)。
纤维可以每分1000米或更高的速度通过本发明的加热器，而不会产生任何摩擦或过热问题。
利用重叠的环或套筒的实施例也能提供在行进纤维下游侧按某一时间间隔旋转纤维加热区的可能性，以便获得纤维加热区的规则的自净化效果。
附图中所示本发明的实施例下文详细介绍。其中

图1是图3所示加热器的元件环的顶视图;
图2是沿图3中线Ⅱ-Ⅱ的一个剖视图;
图3是本发明的加热器实施例的侧视图;
图4是具有若干个较小厚度的环的另一实施例的侧视图;
图5-6是具有螺旋形环的加热器的侧视图;
图7-8分别是具有几个加热区的实施例的轴向剖视图和透视图;
图9是在圆周方向上脊形部分接触长度变化的加热器的侧视图;
图10-11分别是在圆周方向上脊形部分的高度变化的实施例的侧向透视图和轴向剖视图;
图12是在圆周方向上脊形部分的接触长度和接触高度都变化的实施例的侧视图;
图13A-B分别是具有两个纤维通道的加热器的顶视图和前视图;
图14-18分别是具有脊形部分的高度是可变的，双纤维通道的加热器的顶视图和侧视图;
图19是具有重叠的套筒和各环形部分的加热器的侧视图;
图20是具有一个套筒、双纤维通道的加热器的侧视图;
图21A-B分别是一个套筒的前视图和具有带不同形状凹槽的套筒的加热器的透视图;
图22A-B表示具有可伸缩移动套筒的加热器;以及图23-24分别是具有纤维张力及纤维温度检测装置的假捻卷曲机的示意图。
在下面介绍本发明的不同实施例的过程中，相同的数码用于表未相同的部件。
所介绍的所有加热器都由管1构成，下文称为加热管。该加热管呈直通的圆柱形。该管可以以一个回转体的形式构成，或以回转体的分段或其截体的形式成形，得以获得一个沿一螺旋线行进的纤维通道，下面将进一步说明。
加热管1在其内部容纳一个或几个彼此并列延伸的加热电阻6。该电阻加热件作为一个插入件延伸穿过加热器的全长。在所述实施例中，加热电阻延伸穿过加热管的全长。加热管1由高导热金属构成，例如钢，或最好为铜铝合金。6a所示是电源线。应当指出的是，实际上所述加热器封装在一绝缘壳体中，该壳体具有用于纤维穿过的径向槽口并相对加热管形成圆周气隙。纤维就在该圆周气隙中行进。
在加热管1上排列布置一些脊形部分。在纤维通道的区域内，脊形部分以环截体的方式构成，也作为环来描述。
环截体的圆周面可以是球面形的。在环朝外的方向上，环具有对纤维顺滑的、耐磨特性，即环作用在沿其通过的纤维上的摩擦力可小到忽略不计。各环的圆周面用以对纤维7提供导向，该纤维7沿环截体的圆周表面行进并通过入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9。入口纤维导向元件8相对出口纤维导向元件9沿加热管的圆周方向位置偏移。这就意味着纤维7以螺旋线的形式卷绕加热管，其斜率决定于纤维导向元件8和9彼此之间的圆周方向偏移。该螺旋线曲率决定于环的半径，加热管的长度或纤维导向元件8、9各自的轴向间隔，以及它们之间的周向偏移。这些尺寸的选择使得初纺纤维的曲率半径在5mm到25mm之间，最好在10mm到25mm之间。然而，应当特别强调，纤维绝不与加热表面即加热管的外壳相接触。还要适当选择管的直径、在加热管外壳上的各环的高度、以及纤维行进所沿螺旋线的斜率。至少其中一个导向元件是可动的，最好围绕加热管1的轴线，相对另一个元件是可旋转的，使得沿圆盘2行进纤维的通道通过改变由纤维7形成的螺旋线的间距能够进行改变。
环截体可以像环一样相对于加热管的整个圆周进行延伸。这就使得能够利用加热管的整个圆周，或则为了提供几个纤维通道或/和用以移动一个纤维通道，使之减少该圆周面各部份的磨损或粘染。
各环截体应当延伸至少超过还由螺旋纤维所复盖的圆周面的某一扇形角。其所有的优点在于可以使纤维迅速穿过。此外，当接连的各环截体按初纺纤维的趋向沿圆周而位置偏移时，为了降低环截体圆周各部分的磨损和粘染，相对移动初纺纤维在这种情况下同样是可能的。
当接连的各环截体沿圆周方向位置偏移时，各环截体具有一定的螺旋线间距，沿该螺旋线通道，纤维在加热管的圆周上方行进，这种偏移就使之可能减少各环截体沿圆周方向的长度，而该长度是对纤维导向所必须的。采用这种方式，环截体变成在加热表面上隆起物。然而这种缩短所带来的缺点在于，使纤维穿过变得十分困难，纤维螺旋线的形成是利用被缩短的隆起物的接连分布，该螺旋线不能再改变，并且，当纤维通道被粘染时，不再需要避到圆周的其它位置。
每一个环截体都处在加热管的一个法线平面内，即在与加热管轴线垂直相交的平面内。然而，当还有其它位置可考虑和从制造观点易于实现时，图4-6以及20和21的各实施例应当特别作为参考，下文将进一步介绍。无论如何，与纤维通道相关连的各环截体应当总是处在一组平行的平面内。加热管本体上的各环截体应当不处在一个法线平面内，即它们不按90°和本体相交，选择纤维通道的螺旋线间距是必要的。它与各环相对于该本体的倾斜度反相。按照这样作法，螺旋线的间距像在螺旋线或初纺纤维与加热管本体之间夹角一样，以同样的方式确定。反相倾斜度或间距的选择使之能实现纤维在每个环截体上接触长度短，并且在环截体上实现可靠导向。
下文介绍图1-3所示实施例，图中的环截体以单独的结构元件形式构成，呈圆盘形并套装在加热管4上。图1和图2分别所示的圆盘2是以最简单形状表示的，其具有一个圆柱形的孔，该孔与管的外径紧密配合。采用这种方式，能够装套装在加热管上的圆盘成串配置。那么，它们与加热管形成高导热接触。
在此处所介绍的最佳实施例中，圆盘带有一个幅向槽口5，其内侧宽度大体上相应于加热管1的直径，它的对边彼此平行。圆盘2的外缘是球形的。在圆盘一个前表面中有一个空洞或凹槽4。从圆盘2前端面的反面伸出一个导销3，其用作一个间隔确定元件，它与圆盘轴线的距离对应于凹槽4与圆盘轴线的距离。在每一个圆盘中单独配置一个这样的凹槽4就足够了。然而，从图1可以看出，沿着与加热器轴线同心的环线，彼此之间和与圆盘2轴线均匀间隔开地配置若干个凹槽4是有益的。
圆盘2这样安装在加热管上，使得从一个圆盘2中伸出的导销3嵌入轴向相邻圆盘的一个凹槽4。最好各圆盘2彼此之间按均匀的角度偏移装在加热管上，使得槽口5和导销3以螺旋线排列环绕该加热管。当如图1所示，若干个凹槽排列在一个园周上，就可以调节该螺旋线，沿着它各槽口延伸并配合形成螺旋线，沿着它纤维在加热管上方行进(见下文)。为了将环2夹紧在管上，可以将一个丝状弹簧卡10卡入槽口5中，簧的端部靠在槽口相对的侧壁上，簧的中央部分弹性地贴靠管1。
取下该卡就能够从管上拿下每一个园盘并予更换。当其中一个圆盘因过分磨损而损坏时，这一点就特别重要。
导向元件8和9定位在槽口5的两侧，并且螺旋纤维7在槽口5外侧的圆盘2区域中延伸经过。导销3以及相应的槽口5按螺旋线延伸排列，该螺旋线与间距的方向相一致并且与纤维通道的螺旋线间距大体上相对应。这就使之能够实现保留槽口5外侧的圆盘的整个圆周有利于改变行进中的纤维的通道。
最好，圆盘由耐热不锈材料制成，例如氧化铝或氧化钛。为了增加圆盘外缘的磨损强度，假如需要提高，外缘用一种适当金属被复，为了增加对纤维的顺滑性，圆盘外缘可以进行磨光或抛光。
图4所示实施例与图1-3所示实施例相一致，并具有如下特点。环2利用例如低温焊接与加热管1固定连接，彼此之间均匀地间隔开。然而，环2也可以利用被压入加热管的凸缘构成，各凸缘按规则间距排列。还有，各环可以由对加热管1的外壳进行机加工形成的园槽形成。环2径向凸出的周缘表面是球形的，对纤维有顺滑特性。环2用以在加热表面上方按某一距离对纤维提供导向，加热表面即加热管1的外壳表面，导向借助于围绕管1以螺旋线方式环绕的行进纤维的通道。如示意表示的，导向元件8和9位于加热管的两端，其彼此之间的相对偏移确定了纤维通道螺纹线或螺旋线的间距。至少两个纤维导向元件中的一个能够在加热管的园周方向上彼此相对进行位置调节。
这就使之能够调节螺旋线的斜率。此外，图1-3所作描绘作为参考。与图1-3所示实施例的基本区别在于各环是与加热表面固定连接还是各自构成上述元件。特别是，若加热管初加工具有较厚的管壁，就能大量加工各环。加热管上需要具有比环直径为小的区域通过车削方法除去，各环就通过机加工从管表面中形成出来。图4所示实施例的所有这些型式特征会产生非常优异导热接触。这是由于各环的接触表面具有像加热表面一样的大体相同的温度。因此，加热表面的温度被调整到一个自净化范围时，即在300°-350℃以上时，自净化的效应将在各环上出现。这意味着，纤维残留物被分离，能够或则作为粉尘而易于擦掉，或则被纤维均匀连续地带走，使得不能粘染该表面或纤维最终制品。
在所有上述本发明的各实施例中，各环都处在加热管1的法线平面内。
与其比较，图5和6所示实施例的特征在于，加热管沿其整个长度为一个环2所环绕，其呈螺管弹簧形状，或分别呈一螺旋线(同义语)形状。该凸缘可以是一线材例如通过低温焊接与管1固定连接。然而，该螺旋状环也可以用那种方式形成，对加热管壁进行机加工通过除去管壁的一部分而加工出来。该实施例在环与具有上述优点的加热管之间新生一种非常好的传热接触面。
在图6所示实施例中，该螺旋形凸缘由一种柔性的弹性线材构成。这种弹簧线材的形状构成，使得它能在加热管的外壳表面上滑动，弹性地紧密地套在该外壳表面上并具有良好的热接触。因此，线材的内侧应当迟可能地平整。
以螺旋方式围绕加热管1延伸的线2的间距可以变化在于，它的端部之一能够相对于另一端，在外壳表面上沿圆周方向进行旋转，使得它在轴向方向上能够移动。所以，本文所述纤维导向螺旋线在加热管范围内延伸时，加热管1的间距和长度就改变了。被本文所述纤维导向螺旋线所环绕的圆柱体，它相应于加热管的外壳，通过在管1的圆周方向和/或轴向上相对调节两个螺旋线端，该圆柱体的加宽或变窄能够重复调节，使得该螺旋线与管1的直径维持适应状态。
在图6中，用实线表示螺旋纤维导向件2处在拉长位置，用点划线2a表示处在压缩位置。在螺旋线的这一变化所产生的加宽或变窄，通过在加热管1的圆周方向相对调整螺旋线端部得到补偿。
同样地，在图5和6所示的实施例中，纤维7沿一螺旋线被导向，该螺旋线的间距是与在该例中形成环2的螺线形凸缘的螺距相反变化的。
因此，在两个实施例中，实现了在纤维与环或各自凸缘或各自线之间的接触表面在各单个接触点上保持尽可能地短。另一方面很明显，具有一个优点是纤维通道的轻微变化，导致接触表面相当大的变化。还有，图6所示实施例的一个优点还在，于在这种情况下，它可以改变纤维与各环或螺旋线各导向表面发生接触的密度。特别是，能够予定环的高密度范围。这一点在加热管长的控制部分中是特别重要的。在其它纵向部分，特别是在入口和出口部份，在这种情况下，并不装设环。
这种情况能够实现，或则是结合一个静止的加热管1，以旋转方式配置入口和/或出口纤维导向元件8和9，或则以静止方式配置入口和/或出口纤维导向元件8和9，与围绕其自身轴线可旋转的加热管1结合在一起，或则以可旋转的入口和/或出口纤维导向元件8、9结合一个可旋转的加热管1。
在图11所示实施例中，仅出口纤维导向元件9相对该管是可旋转的，而入口纤维导向元件8则是静止安装的。
在图7所示实施例中，出口纤维导向元件9由切口16构成，可同轴旋转地配置在加热管的下端，相对该管在范围15之中可以旋转。
应当指出，在出口纤维导向元件9相对该管旋转过程中，纤维7述作为环2上的一条螺旋线，它的几何尺寸(宽度、间距)决定于出口纤维导向元件9上的切口16的旋转位置。
如上所述，图4和图5所示实施例其特征在于，加热管的外壳和各环是由一整件构成的，即各环与外壳是固定连接的，或则利用低温焊接或熔焊，或则在加热表面上直接成形、或则各环是对外壳进行机加工而从中形成。这些特征也是图7-18所示实施例所具有的。本发明的这个构思基本上能够适于所有加热器，其中纤维行进是借助于沿加热表面的各脊形部分，最好，加热表面沿纤维的行进方向是呈曲面状的。然而，需要特别指出，本发明的这个构思能够适用于根据本发明所提出的所有加热器中。但是，对此补充一点是进一步的计量问题，它可以作为补充或作为选择，甚至在图3、4、5的实施例中。这种计量问题在于如下情况各环仅具有很小的高度。因此，在图3到图5中所示各环是被放大的。各环在加热表面(加热管外壳)上的高度等于各环外径与加热管外壳外径之间的差值，其数量级小于0.3mm，不超过5mm，最好不超过3mm。合适的范围是0.5mm到3mm。选择最小高度须使得在各环之间，纤维不接触加热器外壳。因此，最小高度决定于各环的间隔还决定于加热管外壳的外径。这种尺寸选择一方面保证了向各环的外圆周面良好的热传导，使得在该处达到自净化温度，或者，无论如何总能具有很高的温度。另一方面，它还保证纤维在趋向加热管外壳的边缘区域处行进，在该处没有扰动的空气对流存在。在该处，纤维只暴露于来自加热表面即该加热管的外部所产生的热幅射。在该处没有导致冷却或使温度控制变得不可控的空气流存在。
本发明的这个构思基本上适用于所有这样的加热器，在该加热器中，纤维的行进是借助于沿加热表面分布各脊形部分，最好，加热表面沿纤维行进方向是呈曲面状的。然而，尤其是本发明的这个构思能够适合于根据本发明提出的所有加热器。
图7和图8所示实施例还具有如下特征纤维7首先通过入口纤维导向元件8，然后到达该管的圆周面区域。纤维在出口端，利用沿轴向和周向元件由纤维导向元件9所导向。在这种情况下，纤维导向元件9是一个可绕管的轴线旋转的、具有一个纤维导向切口16的圆盘。图7所示的是简化的形式，入口纤维导向元件8与切口16的位置对准。图8表示，圆盘9旋转使得如上所述，纤维用在管上方的轴向和周向两个元件进行导向，因此，呈一锐进的螺旋线状。调节圆盘9就能够调节围绕该管在圆周方向上的纤维的卷绕。卷绕与纤维弯曲是同义词。因此，该卷绕能使纤维平滑地靠在该管上或安装在其上的纤维导向环上。
加热器包括三个部分或区域，即入口部分11、控制部分13以及终端部分12。纤维导向元件8和控制部分13的第一个环两者一起用作纤维导向元件2.1，带动纤维经过入口部分11。
假如可能，入口纤维导向元件8不要与加热器接触。实现这一点，就使纤维导向元件8不被加热。因此，在纤维导向元件8上不会产生沉积物，而当纤维被加热时，该沉积物本会产生的。如上所述，入口部分11的出口纤维导向元件由控制部分13的第一个环2.1构成。
加热表面朝向纤维，即入口部分11的外壳与纤维间隔某一距离，该距离是纤维与加热表面距离的倍数，加热表面即控制部分在各环2.1、2.2、2.3之间延伸的外壳范围。纤维导向元件8与控制部分的第一个纤维导向元件2.1的距离同样是控制部分中的各纤维导向元件的间隔的倍数，在这种情况下，长度达到500mm是可以接受的。该长度这里很大程度上决定于振动的强度。最好，入口部分的长度选择较小一些，至少能够使纤维有效地予热。
加热器的温度控制部分包括末予表示的传感器，其检测控制区13的实际有效温度。该温度是受控的。该控制区具有很精确温度控制功能。
在控制区13中配置若干个纤维导向元3件。根据本发明，该纤维导向元件31中的每一个包括第一个纤维导向元件31.1，导向元件31以环的形式构成，各环至少在控制部分的部分圆周长的范围内延伸。这些环具有某一予定间隔，在控制区13的其余外壳部分以上具有某一高度。环的数目由纤维的振动强度以及热传输来确定。脊形部分相对于控制区的外壳的高度选择较小，最好最大为3mm。优选值小于1.5mm，而大于0.3mm。
这些环是通过对控制区段的外壳进行机加工而形成的。因此，它们与加热器之间具有良好导热接触。较小的环高度使之能保证在接触表面内的温度控制也是很奏效的。因此，它保证了300℃以上的加热器温度甚至在脊形部分31.1、31.2、31.3的接触表面中也具备，温度之所以选择那样高，在于其能使粘附的纤维残余物裂化并烧掉。因此，这些纤维导向元件具有良好的自净化特性。
在所有实施例中，沿纤维方向的环的宽度对热传同样是决定性的。
为了保护纤维，纤维接触长度要短，还必须考虑热传输的要求，进行综合平衡。两个脊形部分之间的轴向间隔(纤维导向元件的间隔)，同样对热传输有影响。以整体来看，可以提出接触长度与纤维导向元件间隔之比高达20%，但是，最好该比值小一些，最好小于10%。
加热表面的距离即入口区段的外壳，其值是环2相对控制区外壳的高度的3-10倍。因此，附图所表示的并非真的按比例画的。
在终端部分，纤维仅由少数纤维导向元件再次进行导向，在这种情况下，是利用作为控制区的出口纤维导向元件的环2.3，以及利用上述具有纤维导向切口16的圆盘9。纤维通道与终端部分12的外壳之间的间隙也数倍大于纤维导向环2.3相对于控制区段的外壳的高度。再者，此处关于确定尺寸的规则同样适用于对入口区11的那些尺寸。从整体上看来，在终端部分中的各纤维导向元件之间的间隔稍小于在入口部分的相应间隔。纤维导向元件之间的间隔总计可达300mm，最好小一些。位于加热管上的环2.3同样通过热传输被加热到自净化温度。
此外，各环的构成参阅图1-6所示。如在图7和图8中所示，各环和加热管的外壳作成一体。
关于图9以及图10-图11所示实施例，如下特征都适用与在图7-8所示实施例相似，各加热器都在加热管1的入口端和/或出口端处分别包括有一个入口部分11和一个终端部分12，它们与行进的纤维7的径向距离比加热管1的外壳表面与纤维7的距离要大。
位于入口部分11和终端部分12之间的控制部分13在本案中还有一个特征。然而，后者不仅适合于图7-8中所示实施例或分别由图9-10所示实施例，它们都具有一个特定的入口部分、控制部分和终端部分，而且，也适合于均匀分布各环或按另外一种方式非均匀分布各环的情况。
尤其由图9中可以注意到，在图10-11的两个实施例及图9所示实施例中，入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9是可相对于加热管1旋转的，因此在环2的表面上形成一个扇形角，该扇形角由于旋转范围15所限定，为纤维7所复盖。这就导致在纤维和各环之间形成一个可能接触区。
因此，使得纤维7在予定扇形角区域内，沿着所希望的点迹行进，该角是纤维导向元件8、9和管1彼此之间各自的旋转位置的函数。
图9的特征是用作为纤维导向元件的环2.1、2.2或许还有2.3都是圆环形的。沿圆周方向，各脊形部分具有不断增加的轴向延伸度(宽度)，最窄的地点是不定位的，如像图18所指示的那样，精确地沿着本体，基本上在一条与纤维接触线大体上相平行的线上。该纤维的接触线虽然是可改变的。在这种情况下，必须选择与正常工作状态相适应的一条接触线。因此，在图9中不仅由具有纤维导向切口16的圆盘9构成的入口纤维导向元件是可围绕加热器轴线旋转的，而且纤维导向元件8也是这样。这就使之能够沿加热器的圆周将纤维通道移动到这样一个区域，在该区域内，纤维导向环31的接触长度具有所希望的尺寸，并且在该区域内，所希望的接触长度与各脊形部分之间的自由导向长度的比值存在。因此，可能不仅是影响热传输，而且还影响纤维的平滑行进。另一方面，太大的接触长度会导致纤维强摩擦，这种强摩擦从保护纤维的观点来看是不希望的。
因此，图9和图12所示实施例包括的各环其宽度在圆周方向上，在纤维7所复盖的扇形角的范围内是变化的。这就意味着，环的宽度B的变化决定于圆周座标u，该变化按照在每一种情况下是予定的函数B(u)进行。在这种情况下，该函数是线性变化的。
在图12中还示有这样一个特征，在与纤维7可能的接触范围内，环2的高度H在圆周方向上变化。这意味着，高度H是圆周座标U的函数，用H(u)表示。
在图9所示实施例中，各环的宽度B沿该圆周方向增加，沿该方向各环的高度H则降低。因此希望，当由于增加环的宽度B，纤维7与各环上的接触时间增加时，流向纤维的热量增加，与在各环2之间的纵向非接触区中，由于同时降低纤维7和管外壳之间的距离所发生的情况相似。
补充上述内容，图10和11示出，在纤维所能复盖的扇形角区域内，沿圆周方向环2的高度是变化的，即使是当环2的宽度即脊形部分的宽度沿圆周方向不变;特别是参阅图14和18，下文予以更详细的介绍。
因此，应当明确指出，本发明的这两个实施例，正是具有可变宽度的环和具有可变高度的环，可以两者彼此综合构成，也可彼此分别构成。
各环的宽度B也可以同步变化。这意味着，沿长度范围宽度B是不变的，而在某一圆周坐标处是同步增加的，例如从一个较小的宽度增加到一较大的宽度。
与之相似，上述段落同样适用于各环在高度H方面的变化。这就使之能够对在纤维和环之间的接触区进行轻微的横向调整，以便保持在加热表面和纤维之间的热传输不受影响。
在图9-11中的各实施例中，环的形成在于各环形槽是对管外壳进行机加工出来的，使得留有本发明的各环沿其纤维7行进。在图10、11的实施例中，沿加热管外壳圆周的各槽具有不同的深度，在图9中则具有不同的宽度。
在运行过程中，一方面从加热管1向处在环2与纤维7形成的接触区中的纤维进行热传输。
此外，在环2之间不与纤维相接触的纵向区域内，向纤维7流动热量。因此在各环2之间的环形槽的底部与行进中的纤维的距离最多几毫米，例如从0.3mm大约增加到5mm，假定，加热管1的加热温度在300℃或其以上，特别是温度处在自净化温度的数量级，在非接触的纵向区域内，也产生有效的热量流动。
作用在纤维上的有效热量流动，整体上讲必然是相对管几何尺寸的纤维行进各可调几何尺寸的函数，因为，接触长度和非接触纵向区域也正像环的高度一样，取决于入口纤维导向元件8或者出口纤维导向元件9相对于加热管1分别的相对调整。因此，接触的比率和环的高度对热传输而言是有决定性意义的参数，接触比率需理解为在每个环上的纤维接触长度与继之距下一个环的非接触间隔的长度的商。
沿圆周具有不同高度的各环可以通过加工形成，例如，做成圆柱形，但是相对于管的轴线要偏心排列配置。但是，各环也可以以椭圆方式或其它方式形成。
下面参考图14-18以及21进一步介绍热传输的各种变化方式。
通过沿热管的圆周移动纤维通道可以分别灵敏地调节所传输的热流。在彼此相对的旋转位置方面的极为细微的改变都会在整体而言在有效的热量流动和所达到的纤维温度方面产生显著的改变。
本发明由于适用于假捻卷曲机已获得共识，下文将更详细地予以介绍。
上面已经指出，纤维行进是顺着一条沿加热管分布的螺旋线或螺旋初纺纤维进行的。例如，在图9-11所示加热管的实施例中，其中环的接触宽度沿圆周方向是变化的和/或其高度在加热管长度的范围内是变化的，重要性与这样一个事实相关，沿螺旋线行进的纤维总是在具有同一接触宽度或分别具有同一高度的地点与各环接触，各环一个接着一个，就它们的接触宽度或分别的接触高度而言，沿圆周方向，按螺旋线的趋向产生位置偏移。假如，该螺旋线的斜率能够通过移动纤维导向元件8或9其中的一个而被调整，那么就能够以间距的平均值移置接连的各环，螺旋状的初纺纤维就能被调整。那么它将导致接连的各接触宽度或接触高度无论如何都接近相同的尺寸。
不用复杂、不清晰的图来说明，人们应当认为在图9-11中接连的各环2.1、2.2、2.3等是沿圆周方向分别按照某一角度值而偏移的。该角度值对应于由纤维行进所体现的螺旋线的可调间距的上述平均值。
然而，人们也可以有意放弃各环的这种圆周方向偏移，并将各环一个接一个配置，使得具有相同宽度和/或相同高度的各点沿着该管的本体延伸。采用这种措施，可以使环的接触比率和/或接触高度沿纤维通道按不同的方式形成，因此，也使在沿纤维通道长度范围在的热传输也按不同的方式实现。
根据本发明的所有加热器实施例都至少能对一根行进纤维加热。然而，沿圆周配置几对入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9也能够同时对相当大量的行进纤维进行处理。为了实现这一点，很明显要使出口纤维导向元件9相对于入口纤维导向元件8同样沿圆周分别进行偏移。在这种情况下，所有纤维沿着单向的螺旋线在管的圆周面范围内行进。与之比较，图13中所示实施例是一种改进方案，两条纤维以相反方向的间距沿各自的螺旋线行进。
下面介绍图13A和图13B。
图13A是这样一种加热器的垂直断面图，它包含有环绕加热管的绝热体41。图13B是所述改进方案的加热器的侧视图，其朝向绝热体的穿线槽口42。
环绕加热管1的绝热体41是一管状体。该管状体41带有一个沿本体走向的纵向槽口42。该纵向槽口宽度为几毫米以避免热量散失。自然绝热体41在其前表面同样要用图13A中末反映的绝热层来封闭。在图13A和13B中的槽口42的宽度都被夸大了。出口纤维导向元件9静止配置落在槽口宽度范围内。然而，它们也可以在所述位置和一个面向并离开槽口42中心线40的位置之间移动。如上所述，图13B所示绝热体41是一改进方案，由粗线所表示的轮廓可以辨认。
在任何情况下，入口纤维导向元件8能够从图13B用虚线表示的其穿线位置，按相反的方向(箭头)移动到其工作位置(箭头)，还能够透过绝热体41辨认潜在的加热管加热表面部分，其本身是不可见的。
从图13A能够看出，绝热体41和加热管或单个叠放的一些环一起，沿圆周区域形成一个狭窄气隙，在该区域纤维是可移动的。当将各纤维导向元件8沿相反的方向，从其和槽口42相对准的穿线位置移到其工作位置时，各纤维沿环2的圆周沿一条螺旋线形状行进，两条纤维的螺旋线具有相反方向的间距。
当出口纤维导向元件9也从和纵向槽口42相对准的穿线位置，按反向移动到工作位置时，自然需要将入口纤维导向元件8移到更远，以便使每一根纤维成为具有所希望的间距的螺旋初纺纤维。应当提醒，两个纤维导向元件8和9也可以静止地配置在所示工作位置处。这一点更适用，因为也可能实际上用冷却板19的槽替代出口纤维导向元件9，该冷却板如图13B所示，不过要侧重很多装置以便和各槽对准。在这种情况下，已利用穿线用的吸枪拉出并导向的行进纤维，首先入入口纤维导向元件，然后导入穿过纵向槽口42，在此之后横向受拉并插入出口纤维导向元件9，导向元件9或则和纵向槽口42相对准或配置在其附近。
在已经介绍的各实施例中，沿加热管1的圆周方向，环的接触比率和/或高度都是变化的，使得由于沿圆周方向移动初纺纤维的结果，能够改变所施加的热量。在图14、15、16、17和18所示意表示的是这样一些环的可能采用的实施例，在各实施例中，两根贯穿纤维在加热管上被加热。
在图14所示实施例中，各环2相对管轴线17是偏心安装的，接连的各环的偏心度是彼此相对分别偏移180°。
该实施例具有的优点在于，通过在加热管和纤维通道7.1和7.2之间，按相同方向的相对旋转，在纤维接触点处环的高度的比率是对称地，按相同方式变化的。
图15-17以同样方式介绍了在加热器1上具有两个纤维加热区25的实施例。
在每个纤维加热区25a和25b中，在加热表面上固定的是几个脊形部分(环截体2)，其沿纤维行进的方向，轴向地一个接一个地配置，延伸在加热表面以外的环高至少0.1mm，不大于5mm。
因此，这一点是重要的，环2在加热表面以上的高度总计不大于大约5mm，以便实现根据本发明所提出的加热器的优点，特别自净化和灵敏的调节性能。
环2的宽度B沿圆周方向是变化的。应当清楚地指明，这可能是本发明的一个优点，其单独变化或与环的高度沿圆周方向变化相综合。在后一种情况下，随着宽度增加，高度应当降低，假如希望热效应增强，将纤维通道移到具有较大宽度的区域范围内。
在图15所示实施例中，宽度从加热器的本体朝两侧不断增加。因此，当一根纤维沿本体两侧行进时，相对这些纤维通道，沿着相同的方向，管的相对旋转将会导致两根纤维加热效应产生相反的变化。这可能是希望的假如不希望这样的情况，要保证，分别与一个纤维通道相关连的入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9，与沿加热管圆周方向的其它纤维通道的纤维导向元件分开进行调整。为了实现这一点，纤维导向元件8和9支承若干杠杆上，这些杠杆可围绕加热管的轴线旋转。如图16所示，那样做也可能是有意义的，即仅利用其宽度B沿圆周方向是变化的各环提供一个纤维加热区，并且与前述相似，环的高度H同样是变化的，而在两个纤维加热区中的另一个，环的宽度B和环的高度H则是不变的。
在这种情况下，并不要求对一个(左边)纤维通道，在入口纤维导向元件8或出口纤维导向元件9与加热管之间提供相对调节能力。
然而，对另一个(右边)纤维通道，在加热管和纤维通道之间进行相对调节则是可能的，例如，通过调节相关连的纤维导向元件8和9。这种调节应使对一根纤维的加热作用能与对另一根纤维的加热作用相适应。
在本发明的所有的在加热管与纤维通道间进行相对调节的所有实施例中，一方面，当纤维通道是静止的，通过旋转管道，能够沿圆周方向进行这种相对调节。在假捻卷曲机中，这是一种显明的解决方案，因为该纤维通道是由机器几何尺寸所限定的，纤维通道的变化对纤维张力和其它过程参数都会新生消极的影响。然而，在另外一种情况下，纤维通道分别与同步移动的入口纤维导向元件8或出口纤维导向元件9相关连，也能进行相对调节，两导向元件配置在可旋转杠杆26的端部区域。然而，通过相对调节纤维导向元件即通过改变初纺纤维的斜率也能改变加热效果。
为了实现同步旋转，可以通过一个齿轮装置将各纤维导向元件杠杆连接起来。在图16中的实施例实现这一点在于，沿加热器行进的两根纤维的纤维特性是彼此相同的，或者故意采用不同方式进行调节。说到图17的实施例，可以用图15和16的实施例的介绍作为参考。该实施例的特征在于，对于右侧纤维通道，仅环的宽度沿圆周方向增加，而在加热管外壳以上的环的高度保持不变。对于左边纤维通道，环的宽度B沿圆周方向增加，并且相反指向另一侧，而环的高度H降低。在该实施例中，这种方法是有用的，为了彼此独立地调节右侧纤维通道和左侧侧纤维通道，通过相应调节入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9，或则改变螺旋线的斜率，或则平行移动螺旋线。这一点还适用于利用改变环的宽度或环的高度的所有实施例。纤维通道的周向移动使之加热效果不同地发生变化。因此，不仅可能对每个纤维通道的加热效果实现绝对变化，而且也可在加热效果上实现相对变化，与此相关，实现为要达到的目标温度所需要的相应配合措施。
图18a-c是带两个环2的加热管的轴向示意图，环的高度相对于加热管的外壳沿圆周方向是变化的。
在图18a-c的实施例中，实现这一点在于，各环的形状是椭圆形的，与圆柱形的加热管是同心配置的。这种配置方式使得沿直径方向相对配置两个纤维加热区25a和25b，并且，在这种情况下，在各自的杠杆26上进一步配置入口纤维导向元件8或出口纤维导向元件9，使得纤维在具有相同工作条件的位置上行进。对此，必备条件是两根纤维沿一条螺旋线按相同方向进行导向。在这种情况下，两个入口纤维导向元件8或相应出口纤维导向元件9的同步移动在两个初纺纤维中产生同样的变化，并且影响初纤纤维所经受的工作条件。这同样适用于两个出口纤维导向元件9的同步调整。因此，可以在同一杠杆上分别配置一对入口纤维导向元件8和一对出口纤维导向元件9，而该杠杆是可围绕加热管的轴线旋转的。
在图18-c中所示的纤维通道是特别适宜的。在该实施例中，每一根纤维7仅仅在椭圆的长半轴和短半轴之间沿伸的象限范围内行进。
应指出，在所选择的象限内，从加热管1向纤维的热传输在介于入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9之间的整个纤维长度范围内连续增加，因为当该纤维在该象限中行进时，在入口纤维导向元件8上的纤维与加热管1之间有很大的距离，当纤维朝向出口纤维导向元件9行进时该距离明显降低，在出口纤维导向元件9处其呈现最小值。
在入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9之间的纤维行进的整个长度范围内的热传输分布，在所有这类实施例中，以同样的方式，作为热量传输的总量而言变得是可调的。
在图18a-c中所示的椭圆形环的实施例中，在根据图18c所选择的象限范围内，沿同样方向，按所选择的初纺纤维斜率的纤维通道移动中，介于椭圆短轴区域内的最小距离与椭圆长轴区域内的最大距离之间的，各环2分布的整个范围是适于这种调整的。
在可能的纤维接触路线范围内，人们期望，在介于入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9之间的某一相对位置处，可能具有最佳的热传输效果，在这种情况下，存在一种从管向纤维的热传输，其沿纤维的方向是连续增加的。
因此，在本实施例中，“椭圆的两个反相点”要理解为这样的椭圆的两个圆形区域，该区域相对于椭圆长轴和短轴的交叉点在直径方向是相反的。
图18d和图18e的实施例装备偏心配置的环2。环2是圆形的，脊形部分2的圆心与加热管的圆心偏移一个偏心度27。
在这种情况下，所有环的偏心都处在加热管1的一个共同轴线平面中的轴线的同一径向侧。
入口纤维导向元件和出口纤维导向元件对每根纤维而言，都分别地配置在一个纤维导向元件杠杆26之上，并且相对于环2的中心，沿圆周方向是可旋转的，以对被加热纤维产生同样的效果。
两根纤维7.1和7.2沿着具有反向间距的双螺旋线通道行进。
按照这种方式，其实施在于，仅对入口纤维导向元件8或仅对出口纤维导向元件9进行同步调节，作用在两根纤维上的热流以同样的方式受到影响，即沿暴露于加热管的纤维长度范围的热流分布与热量的总量这两方面受到同样的影响。
正如在图18e中所补充表示的那样，该图是根据图18d，表示旋转180°后的情况，它能影响从加热管1向纤维7的热传输实现最佳。
当在图18d所示情况，进入入口纤维导向元件8区域的纤维与加热管的加热表面有一相对较大的距离，与之相比，而离去的纤维则有一相对较小的距离，该状态正好与图18e的情况相反。
在图18e中，进入入口纤维导向元件8区域的纤维以相对较强的方式被加热，因为它与加热管1的加热表面的距离十分短，而在出口纤维导向元件9区域离去的纤维与加热表面有相对长的距离。
图9到图18的各实施例能够灵敏地调节对纤维的热作用，其灵敏地适应于各个纤维的各种参数。因此，在加热管和脊形部分总是能够工作在自净化温度，甚至使用很细的支数的纤维，接触比率和/或纤维间隔对该纤维也是适宜的。尽管如此，它适合于能够加热任何种类的纤维而不受损害。
首先，本发明使其能够处理具有不同支数，例如20支或各别40支的纤维丝，倘若在行进纤维和加热表面之间的相对位置要相应调节，使用相同的加热器同时就能进行这样的处理。
因此，所有这些实施例，借助一个上述的加热器，不改变或调节加热表面的温度，仅通过选择纤维通道与加热器间的相对位置，就能实现不同的热量传输和目标温度。因此，它还能适应各种的纤维粗细程度(支数)以及材料(聚酯、尼龙)或者所希望的各自不同的纤维特性。
直到目前为止，已经介绍的各实施例，其中环2作为单个结构元件，沿加热管被滑移，或者与之固定连接，成为加热管的一部分。下面参阅图19-22，介绍环作为独立结构部件的整体成型部分的实施例。对于图19-22的所有实施例，如下内容都适用套筒33是沿圆柱形加热管1滑动的。套筒33是一薄板制品，它至少在纤维通道和纤维的加热区处，紧密靠在加热管的外形轮廓上。它可以是一个圆柱体的一部分，利用弹簧或狭带固定到加热管上。在图19-22中的各实施例中，套筒是圆柱形的管，它的内径与加热管的外径相对应，具有一紧配合公差。该套筒在轴向上带有几个本发明的环2。图19-22所示实施例就环的构成而言是不相同的。套筒在轴向上为一导向轴套45所限定。然而，它是可旋转的。为了实现这一点，套筒沿其圆周方向备有几个孔44，一个适当工具穿过该孔能够插入以旋转该套筒。然而，也可能为图19中的套筒装设一个常设的旋转器件。
在图19中的实施例中，套筒至少在纤维通道的区域内，在几个法线平面内，是向外隆起的。这种隆起能够利用在轴线方向上例如滚轧和/或压制该管而形成。因此，沿圆周形成几个隆起的环2。一根或几根纤维能够沿着其外圆行进。
当加热器明显污染是被预料到的时候，本实施例具有特殊的优点。在这种情况下，能够按照时间间隔，连续地、缓慢地用于或利用图上末表示的驱动装置旋转该沿圆周方向是对称的套筒。因此，纤维连续带走形成在环上的沉积物。这就使之能够相当明显地增加加热器清洁的时间范围。为纤维所携带的杂质对纤维质量的影响是不明显的。
在图20和21的实施例中，套筒带有几个环，其跟随予期的纤维通道，一些凹槽34在套筒的板面中形成。凹槽34是在板面中形成的孔，图20所示实施例是一种改进方案，其基本上与图13A和13B所示的相一致。某种程度上对其介绍可作为参考。然而，在图13A、13B的实施例中，环是加热管的一部分，而在图20的实施例中，环是形成是利用上述凹槽34。凹槽在套筒的部分圆周面范围内沿伸，轴向上各接连的凹槽34是位置偏移的，跟随着予定的中心的初纺纤维，沿套筒的圆周方向按一定的角度值偏移。凹槽34是矩形的，它的长边指向圆周方向，每一个都处在法线平面内。因此，在相邻凹槽之间的脊形环截体保留下来。其作用与本发明的环2是一样的。在图20实施例中，两排凹槽34接连地按距中心线40对称的相反的轴向偏移进行排列配置，使得，由于分别与其相连系的入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9的作用，两根纤维能够导向越过各凹槽和各环。各凹槽的周向沿伸选择那样大，使其能够调节予期的纤维通道。
在图21A-B中所示本发明的实施例中，套筒33同样以一个中空的圆柱体构成，照样装在加热管1上，中空圆柱体的内径对应于加热管的外径，具有紧配合的公差。该圆柱体即下文的套筒33被固定在加热管1上，防止轴向位移，但能围绕加热管旋转，假如需要，旋转运动取决于松开一个锁定元件，该元件末示出。在图21B的实施例中，两根纤维顺着套筒沿相反两侧行进。相关的入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9未予表示。这是为了不对清晰度产生有害影响。相应地，纤维没有以螺旋线的形状表示，在工作时，纤维是成螺旋线状的，而是仅仅示意表示轴线是平行的。然而，为了对纤维进行导向，如已上述的同样方法也适用于此。为了实现这一点，对图20所示实施例的介绍特别适于作为参考。
与之相比，图21A-B的实施例具有如下的特征，各凹槽34呈一排以在平行于加热管1的轴向的方向上延伸的方式排列配置，并在各槽之间形成具有同一宽度的环截体2。环截体2用作脊形部分对其中一根纤维7进行导向，并且在轴向上是等宽的。套筒33能够围绕加热管1旋转，这一事实提供了这样一种可能性，使纤维7在脊形部分32的在圆周方向沿伸的区域，分别在一个清洁的地点上方行进，因此，进一步增加了脊形部分的自净化效果，这种自净化按照前述温度本身是存在的。一排相同形状的凹槽34’与凹槽34是径向相对的，其沿第二纤维7的纤维通道排列。
沿圆周方向，靠近该排矩形凹槽34还有一排凹槽35，它是梯形的。这些凹槽在其间形成楔形环截体，本文标示为38。与这一排在直径方向上相对的是同样排列配置的梯形凹槽35’。以及用于第二根纤维的各呈楔形的环截体。因此，通过简单围绕加热管1旋转套筒33，提供了这样一种可能性，即改变与纤维接触的加热表面的长度。
沿圆周方向，靠近一排梯形凹槽的是另一排接连的凹槽36。这些凹槽在轴向上相对较窄，但是其间遗留部分当作宽的环截体2，它提供与纤维7具有较大接触表面的纤维导向的脊形部分。与其它凹槽相对应，在仍为凹槽36的情况下，与径向相对的一排凹槽36’具有相应的环截体，提供用来构成第二纤维的接触通道。
图19是作为一种方案的套筒的放大图。每一排凹槽具有同样的形状，彼此之间具有相等的间隔。在各排之间，排列配置沿圆周方向延伸的环截体。沿套筒32的圆周方向保留的介于各排凹槽之间的各脊形部分对套筒的刚性结构是重要的，但是除此之外，它们的存在仅影响热量的平均分布。
套筒外壳厚度计量是由0.1mm到5mm，(实际上为0.3mm)，最好从0.5mm到3mm。这就使得能也够在本实施例中实现，介于加热管1外壳表面与对应于上述环高尺寸的环截体的表面之间径向距离落在所讨论的范围之内，优选范围是从0.1mm(实际上0.3mm)到5mm，最好为0.5mm-3mm。
套筒33可以设有不同形状的凹槽，以满足工作条件4及可能遇到的其它所希望的运行条件的需要。
套筒是一个便宜的结构元件，易于安装和拆卸。在套筒的结构范围内，凹槽的形状以环或相应环截体的形状构成都是非限定的。因此，在该实施例中，由于具有一个特别的优点，应当考虑，套筒的构成能适应于接触比率(环截体的宽度与凹槽宽度的比，该宽度对应于纤维行进的方向)、环的数量和分布，适应于每一种单独的应用场合(纤维支数、纤维行进速度、纤维材料、目标温度、其它等等)。
在图22A-B中所示本发明的各实施例具有共同的特点在于，带有纤维导向脊形部分或相应环2的套筒是由管状部分33构成的。
在轴向上一个接着一个的各段，在两实施例中，像一个望远镜，适于彼此滑入。为了实现这一点，两是顺序连接的段的端部彼此相对，其中一段的端部的外径基本上相应于另一段的端部的内径，具有紧配合的公差。这些段都穿到加热管1上。
在图22A所示实施例的情况下，套筒33每一个都由具有较大直径的轴向部份33a和具有较少外径的轴向部份33b构成，后者对应于具有较少外径的轴向部份33a的内径。适当地将螺纹G刻入具有较大外径的轴向部分33a的外壳内表面，以及具有较小外径的轴向部分33b的外壳外表面，以便使得将单个的管状部分1相互连接起来。假如需要，可以利用锁紧螺母K固定螺纹联接，因此，能够精确调节各部分彼此之间的相对位置。具有较大外径的各部分33a的外圆部份为环2。图22B中所示实施例不同于图22A之处在于，接连的各段中的较小直径各段和较大直径各段交替排列。内侧各段的外径对应于外侧各段的内径。利用外侧和内侧螺纹G各段被旋在一起，假如需要，利用锁紧螺母将其固定在它们彼此之间的相对位置。每一个大的段在其外壳表面上带有一个环2用作纤维导向元件，所述环2沿套筒的纵向宽度不断增加。
此外，其它实施例的前面介绍也适用于具有加热器和其纤维导向环的这些实施例。特别是，能构成根据图9-12的上述实施例的环。
本发明的加热器优先地应用在假捻卷曲机中。这样的假捻卷曲机已有介绍，例如在DE-PS3719050文献中，它包括若干个纤维供料包，纤维从每一包中拉出;加热系统，每根纤维经过该系统行进;冷却系统，每根纤维经过该系统行进;假捻单元，其对每根纤维产生一个瞬时的捻搓作用以及馈送传输系统，其从纤维供料包中拉出纤维或另外从假捻单元中拉出纤维。接着，每一根纤维被卷绕在一个卷绕包上。本发明的所有加热器都可使用，特别是在假捻作业区中配置的加热器。
在图23和24中进一步表示入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9彼此之间是相对可调的，或沿加热管1的圆周方向是同步可调的。各纤维导向元件利用步进电动机23进行调节。或者反过来，也可能旋转加热管调节。该加热管带有根据图9-12所构成的环。或者，加热管也能用根据图20或21所示的套筒环绕。无论如何，环的构成是这样的，接触比率和/或在加热表面以上环的高度，沿圆周方向对所有的环，按相同或不同的程度变化。
在图23的假捻卷曲机中，入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9利用步进电动机旋转，按照在加热器的出口端所检测的纤维温度的函数调节。
为了实现这一点，使用一个配置在加热管1的出口区域的温度传感器22，其发出一个输出信号，利用该信号启动步进电动机，入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9按照温度的函数变化移动。
应当明确指出，温度传感器22的测量信号也可以与纤维张力信号相叠加，张力信号由张力检测器件24所产生，该器件在本发明的实施例居加热器的下游出口处。
图24的实施例可以选作一种替换方案。在该假捻卷曲机中，利用摩擦假捻单元20的下游侧的张力检测器件24检测纤维张力。动作入口纤维导向元件8和出口纤维导向元件9的步进电动机由张力检测器件24的输出信号进行控制并沿圆周方向移动。已经指出，在摩擦假捻单元的下游，在工作过程中产生的纤维张力对所有过程参数来说都是一个检测量，它构成卷曲的质量参数。为了影响热传输和纤维的目标温度，沿加热管的圆周方向移动纤维通道，使之能够实现在一些限制条件范围内，摩擦假捻单元下游处的纤维张力维持恒定。假如这些限制被超过，其它过程参数将被迫被调节或校正。关于对图23和图24的介绍，具有本发明的加热器的假捻机具有的优点在于，从加热器到纤维的有效热传输能够分别非常灵敏地进行调节，实现过程最优化，还在于能够非常精确地控制或调节纤维温度，以便在纤维通道的整个长度范围内得到最佳的纤维质量。
参考数码1 加热管 2 环,环截体3 间隔确定元件 4 凹槽,空洞,孔洞5 槽口 6 电阻6a 电源线 7 纤维8 入口纤维导向元件,纤维导向元件9 出口纤维导向元件,纤维导向元件10 弹簧卡 11 入口部分12 终端部分 13 控制部分14 纤维行进方向 15 旋转方向16 切口 17 管轴线18 供料系统 19 冷却板20 假捻单元 21 传输系统22 温度传感器 23 步进电动机24 张力检测单元 25a 纤维加热区25b 纤维加热区 25 纤维导向元件杠杆27 偏心度 30 加热器31 纤维导向元件,脊形部分,环32 侧边33 套筒33a 套筒轴向部分 33b 套筒轴向部分34 凹槽 35 凹槽36 凹槽 37 脊形部分38 脊形部分 39 脊形部分
40 中心线 41 绝热体42 纵向槽口,槽口,穿线槽口43 沟槽 44 孔45 轴向导槽
权利要求
1.用于加热一种行进的热塑性纤维(7)的加热器，其中纤维(7)沿着被加热表面(加热表面)并与加热表面相隔，在配置在加热表面上的脊形部分范围内行进，其特征在于，加热表面是一个管的外壳(加热管1)，该加热表面在与纵向交叉的方向上是曲面状的；脊形部分是利用环截体(2)形成的，环截体(2)安装在加热管(1)上并至少在加热管(1)的部分圆周面的范围内延伸；以及在加热管的起始和终端处配置纤维导向元件(8、9)，纤维导向元件沿加热管的圆周方向彼此之间位置偏移，借助于它带动纤维沿着加热管按锐变的螺旋线行进，和环截体的外形轮廓相接触，但是不与加热管外壳相接触。
2.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，该环截体(2)以螺旋环绕加热体的凸缘(螺旋线)的形式构成。
3.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，环截体利用几个孔洞(凹槽、沟槽)形成，其是被机加工深入加热表面的，环截体沿圆周方向，至少在加热管的部分圆周面的范围内延伸，并沿轴向具有一限定的长度并彼此跟随排列，具有的脊形部分用作对纤维导向的环截体，是两个轴向相邻的孔洞之间的剩余部分，以及孔洞计量深度优选在0.1mm到5mm，最好在0.5mm到3mm之间。
4.用于加热一种行进的热塑性纤维(7)的加热器，其中纤维(7)被导向，沿着弯曲的被加热表面(加热表面)并与之相隔，在配置在加热表面上的脊形部分的范围内行进，其特征在于，脊形部分(2)利用几个孔洞(凹槽、沟槽)形成，其是被机加工深入加热表面的，脊形部分沿纤维行进方向具有一限定的长度并彼此跟随排列，具有的脊形部分用于导向纤维，是两个轴向相邻的孔洞之间的剩余部分，孔洞计量深度优选在0.1mm到5mm之间，最好在0.5mm到3mm之间。
5.用于加热一种行进的热塑性纤维(7)的加热器，其中纤维(7)被导向，沿着弯曲的被加热表面(加热表面)并与之相隔，在配置在加热表面上的脊形部分的范围内行进，其特征在于，脊形部分相对于加热表面的高度在0.1mm到5mm之间，优选在0.5mm到3mm之间，并且最好利用几个孔洞(凹槽、沟槽)形成，其是被机加工深入加热表面的，并且脊形部分沿纤维行进方向具有一限定的长度并彼此跟随排列，具有的脊形部分用于导向纤维，是两个轴向相邻的孔洞之间的剩余部分。
6.如权利要求1或2所述的加热器，其特征在于环截体是利用环形结构元件形成的，它的内侧轮廓对应于加热管的外形轮廓，具有紧配合公差，其被穿套在加热管上，轴向间隔开(间隔元件3)，利用结构元件的厚度(外圆半径与内圆半径的差值)，使环截体从加热表面突出，其数值至少0.1mm，但是不大于到5mm，最好至少0.5mm，但是不大于3mm。
7.如权利要求6所述的加热器，其特征在于，装有环形结构元件(2)，在它们的内圆周面和外圆周面之间其有一个径向槽口(5)，其宽度至少是等于加热管(1)的直径，槽口轴向上邻近结构元件，最好，沿加热管的圆周，按螺旋线的趋向，偏移某一固定角度值，沿该螺旋线纤维沿加热管行进。
8.如权利要求7所述的加热器，其特征在于，所装的每一结构元件(2)在其一侧具有一个轴筒延伸的用作间隔元件(3)的导销，在其另外一侧具有凹槽(4)，利用轴向相邻的结构元件的相互配合的导销和凹槽，最好相对于径向槽口(5)，沿加热管的圆周方向，经一固定的角度值偏移，使得接连的各结构元件(2)的径向槽口(5)基本上沿一条对应于纤维(7)的螺旋线的螺旋线排列。
9.如权利要求8所述的加热器，其特征在于，两个轴向上邻近的结构元件(2)的间隔元件(3)通过径向角度位移的方式相配合，借此，利用带有若干孔洞(4)的每一个结构元件(2)实现径向角位移，各孔洞(4)相对于加热管沿同心的圆周排列配置并且彼此之间具有固定的角位移。
10.如权利要求7-9其中之一所述的加热器，其特征在于，在槽口(5)的侧面之间配装一个弹簧卡(10)用于滑动连接，以其中央部分弹性地贴靠在加热管(1)的外壳上并将环(2)卡紧在加热管上。
11.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，与加热管的加热表面相对应的薄板形的套筒(33)在加热表面的范围内延伸，并且，环截体(2)由隆起物形成，其沿轴向、相互隔开地接连地排列配置在套筒上，该套筒最好是沿加热管的圆周方向可旋转的。
12.用于加热一种行进的热塑性纤维(7)的加热器，其中纤维(7)被导向，沿着弯曲的被加热表面(加热表面)并与相隔，在配置在加热表面上的脊形部分行进，其特征在于，与加热面的形状相对应的薄板形的套筒在加热表面的范围内延伸，并且脊形部分由隆起物形成，其沿轴向，相互隔开地接连地排列配置在套筒上。
13.如权利要求1所述的加热器，其特征在于与加热管的加热表面相对应的薄板形的套筒(33)在加热表面的范围内延伸，并且，各环截体由凹槽(34)的形成，该凹槽(34)形成在套筒的壁中，沿轴向接连地排列配置并彼此间隔。该脊形部分沿圆周方向，至少在加热管的部分圆周范围内延伸，并且沿轴向具有一限定的长度，彼此跟随排列，具有的脊形部分用作环截体对纤维导向，是两个轴向上相邻的凹槽之间的剩余部分，套筒的板厚值至少0.1mm，但不超过5mm，最好至少0.5mm，但不超过3mm。
14.用于加热一种行进的热塑性纤维(7)的加热器，其中纤维(7)被导向，沿着弯曲的被加热表面(加热表面)并与之相隔，在配置在加热表面上的各脊形部分范围内行进，其特征在于，与加热表面相对应的薄板形的套筒在加热表面的范围内延伸，并且各脊形部分(2)由各凹槽形成，其被机加工深入套筒的壁中，沿轴向接连排列配置并彼此隔开，各凹槽沿纤维的行进方向具有一限定的长度并彼此跟随排列，具有的脊形部分用作环截体对纤维导向，是两个轴向上相邻的凹槽之间的剩余部分，套筒的薄板厚度值至少0.1mm，但是不超过5mm，最好至少0.5mm，但是不超过3mm。
15.如权利要求11-14所述的加热器，其特征在于，该套筒是多个可调的相互连接的各段(33a、33b)所组成的，各段最好以望远镜套筒方式彼此相互连接。
16.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，纤维导向元件(入口纤维导向元件8、出口纤维导向元件9)与每根纤维加热区段的纤维引入部分和纤维出口部分相关连，它对在各环截体的范围内，沿着一条螺旋线行进的纤维(7)进行导向，纤维导向元件沿加热管的圆周方向配置，彼此之间相对位移和定位。
17.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，几根纤维在加热管的加热表面范围内行进，每一个纤维通道分别与一个入口纤维导向元件(8)和一个出口纤维导向元件相关连。
18.如权利要求17所述的加热器，其特征在于，两根纤维在加热管范围行进，具有相反的卷绕方向，沿圆周方向按一变化距离间隔，卷绕角度小于180°，最好该加热管被一绝热外壳所环绕，其具有的狭窄的穿线槽口沿平行于加热管轴线的方向上延伸并且从圆周方向看时，介于两个纤维通道之间。
19.如权利要求1-18其中之一所述的加热器，其特征在于，各环截体在与纤维可能接触范围内具有的宽度(接触长度)沿圆周方向是可变的。加热管以及各纤维导向元件(入口纤维导向元件8、出口纤维导向元件9)与每个纤维加热区段的纤维入口部分和纤维出口部分相关连，它们导向纤维(7)沿着一条螺旋线在各截体的范围内行进，各纤维导向元件沿圆周方向配置，彼此之间相对偏移并定位，使得接触比率(在环截体上的纤维接触长度与跟随的一个环截体的非接触长度之商)在环截体上是可变的。
20.用于加热一种行进的热塑性纤维(7)的加热器，其中纤维(7)沿加热表面并与之相隔，在脊形部分的范围内行进，各脊形部分配置在加热表面(纤维加热区段)上，其特征在于，脊形部分在可能与纤维接触的范围内具有的宽度(接触长度)，在与纤维行进方向交叉的方向上是变化的，在于加热器以及各纤维导向元件(入口纤维导向元件8、出口纤维导向元件9)与纤维加热区段的纤维入口部分和纤维出口部分相关连，它们带动纤维(7)在各脊形部分(2)范围内行进，它们沿着与纤维行进方向相交叉的方向配置，彼此之间相对偏移并定位，使得在脊形部分上的接触比率(在一个脊形部分上的纤维接触长度与跟随该脊形部分的非接触长度之商)是可调节的。
21.如权利要求1-20其中一个所述的加热器，其特征在于，各环截体在可能与纤维接触的范围内具有的高度沿圆周方向是变化的，在于加热管以及各纤维导向元件(入口纤维导向元件8、出口纤维导向元件9)与每个纤维加热区段的纤维引入部分和纤维出口部分相关连的，它们在各环截体的范围内，沿着一条螺旋线带动纤维(7)，它们在沿加热管的圆周方向配置，彼此之间相对位移和定位，使得纤维通道与加热表面的距离，在环截体上是可调的。
22.用于加热一行进的热塑性纤维的加热器，其中纤维(7)沿着加热表面并与之相隔，在配置在加热表面(纤维加热区段)上的各脊形部分范围内被带动行进，其特征在于，各脊形部分在可能与纤维接触的区域内具有的高度在与纤维行进的方向相交叉的方向上是变化的，在于加热器以及各纤维导向元件(入口纤维导向元件8、出口纤维导向元件9)与纤维加热区段的纤维入口部分和纤维出口部分相关连的，它们在各脊形部分范围内，带动纤维行进，它们在与纤维行进方向相交叉的方向上配置，彼此之间相对偏移并定位，使得纤维通道与加热表面的距离在脊形部分是可调的。
23.如权利要求21所述的加热器，其特征在于，环截体的外形轮廓，至少归类基本上是椭圆形的，具有的椭圆中心处在加热管的轴线上，并且最好在椭圆的相对的点上，以同样倾斜角带动两根纤维行进。
24.如权利要求21所述的加热器，其特征在于，各环截体相对于加热管的轴线是偏心的，使得最好两根纤维分别沿着加热管的轴向平面的这一侧和另一侧，按照相反方向的倾斜角行进，各环截体的中心位于该平面上，轴向上相邻的环截体彼此偏移180°。
25.如权利要求19-24其中之一所述的加热器，其特征在于，各环截体在加热管上沿轴向一个接一个排列，沿圆周方向，大体上按纤维接触线的趋向相互偏移。
26.如权利要求19-25其中之一所述的加热器，其特征在于，加热管和入口纤维导向元件(8)以及出口纤维导向元件(9)彼此之间是相对可调的，调节是按照在加热器出口端检测的纤维温度的函数进行的，使得由于改变调节接触比率或相应的纤维与加热表面的距离，纤维温度维持恒定，基本上处于所期望的输入值。
27.如权利要求19-26其中之一所述的加热器，其特征在于，加热管和入口纤维导向元件(8)以及出口纤维导向元件(9)彼此之间是相对可调的，调节是按照在加热器下游侧检测的纤维张力的函数进行的，由于改变调节接触比率或对应的纤维与加热表面之间的距离，使得纤维温度维持恒定，基本上处于所期望的输入值。
28.如权利要求1-27其中之一所述的加热器，其特征在于，加热管沿其轴向长度设有的加热区具有不同的环截体的接触比率和高度，该加热管具有一个入口和/或出口部分，在其中纤维被导向，与中央控制区相比较，与加热管的外表面的距离增加(大于5mm)和/或接触比率显著地降低(小于0.1)。
29.如权利要求1-28其中之一所述的加热器，其特征在于，加热管安装在一个假捻卷曲机中，该机具有一个配置在加热器上游侧的供料系统和一个冷却区域，尤其是一个冷却板，一个摩擦假捻单元以及在其下游侧的传输系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于行进的热塑性纤维加热的加热器。该纤维沿着加热表面在各环截体(2)的范围内被导向行进。通过改变热传输的几何参数，流向纤维的热量是可调的。
文档编号D02G1/00GK1084912SQ9310457
公开日1994年4月6日 申请日期1993年3月20日 优先权日1992年6月6日
发明者亨茨·斯齐皮斯, 乔汉斯·布鲁斯克, 宾努·福兰克, 劳福·迪克恩, 卡里·包尔, 马亭·非斯彻, 塞格福里德·莫荷恩, 贺伯特·斯特皮尔 申请人:巴马格股份公司