专利名称：用于拉伸卷曲变形合成纤维的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于对合成纤维进行拉伸卷曲变形的方法以及一种如权利要求6前序部分所述的用于执行该方法的装置。
背景技术：
由DE 199 33 990 A1已知这类方法和这类装置。
已知，为了使熔融纺丝的热塑纤维得到一个为纺织目的而改变的结构，使纤维在变形过程中卷曲。在这方面拉伸卷曲变形工艺是特别适合的。在此纤维在拉伸区内部同时被拉伸和卷曲变形。为此已知的装置在拉伸区内部具有一个加热器、一个冷却装置和一个卷曲变形机组。在此纤维通过一个第一输出辊从一个给纱筒子上被拉出并输送到拉伸区。在此拉伸比例通过后置于卷曲变形机组的输出辊确定。两个输出辊以一个速度差驱动。在拉伸区内部纤维在加热器中加热、冷却并通过优选由假捻发生器构成的卷曲变形机组进行输送。通过假捻发生纤维得到所期望的卷曲，卷曲通过所谓的卷缩率确定。为了去除在卷曲变形期间加到纤维上的应力，接着将纤维输送到一个收缩区。在收缩区内部设置一个定型-加热器(Set-Heizer)，通过该加热器为了消除应力将纤维加热到超过100℃。在这里消除应力效果主要取决于收缩区的工艺参数。决定性的参数尤其是后置于定型-加热器的输出辊的速度、定型-加热器的温度以及其长度。尤其力求使后置的输出辊具有一定的滞后，以便减小在定型-加热器中的纤维应力。滞后意味着，前置于定型-加热器的输出辊以比后置的输出辊更快的速度驱动。但是速度差处于某一定临界值，以便能够可靠地在定型-加热器内部输送纤维。因此对于已知的装置不期望出现纤维松弛，因为由此影响到不稳定的纤维输送和对纤维不均匀的加热，这可能导致纤维断裂。
发明内容
本发明的目的是，这样改进上述的方法以及上述的装置，使得通过一定的纤维输送和相应地构成定型-加热器能够改进和强化应力处理。
这个目的通过一个具有权利要求1特征的方法和一个具有权利要求6特征的装置来实现。
本发明的优点是，与已知的方法和装置相比纤维能够以明显更大的滞后在收缩区内部输送。由于速度差产生的纤维松弛根据按照本发明的布置在纤维上导致一个垂度，该垂度能够可靠且无阻碍地通过定型-加热器的纤维通道。为此纤维通道由一个窄的加热缝隙构成，其缝隙高度适配于可能的纤维垂度。在加热缝隙内部纤维均匀地通过对流加热。在此纤维的加热不取决于，纤维是否没有垂度或具有垂度地输送。为了在收缩区内部消除纤维应力时获得不同的应力状态，本发明在对此是特别适合的。在此加热器不仅设置在一个水平位置上而且也设置在一个倾斜位置上。
本发明的另一优点是，由于大的可调节的滞后通过降低加热器温度能够实现可比较的消除应力效果。因此在收缩区获得一个特别体贴的纤维处理。
在此，所述加热缝隙或者槽形地成形在一个一体的加热块(Heizblock)中或者成形在两个构成加热块的加热板之间。尤其是对于在两个加热板之间的导向能够与滞后状态无关地在纤维上实现均匀的加热。
所述加热块最好可更换地设置在一个加热体里面，该加热体具有一个或多个加热器(Heizmittel)用于对加热块进行加热。因此能够以简单的方法清洁加热块内部的加热缝隙。作为加热器不仅可以采用电阻元件而且可以采用载热液体或饱和蒸汽。
当加热体由两个加热板构成时，加热板最好通过张紧机构以一定距离固定在加热体内部，以构成加热缝隙。
定型-加热器的加热缝隙的缝隙高度H与缝隙宽度B之间的比例最好＞5，即，缝隙高度H比缝隙宽度B大至少5倍。在此，一方面通过对流实现纤维的剧烈加热，另一方面通过纤维上的最大垂度实现无应力的状态。
加热缝隙的缝隙宽度B最好在＜4.5mm的范围内。
为了以简单的方式和方法影响纤维加热，例如在纤维纤度和纤维材料变化时，按照本发明的一个有利的扩展结构将定型-加热器中加热缝隙的缝隙宽度设计成可变化的。
此外为了在加热缝隙内部进一步使纤维导向和加热最佳化，在加热缝隙中组合多个导向元件，以便避免例如在松弛的纤维与加热缝隙的槽壁之间产生接触。在此，在定型-加热器内部尤其是之字形(zick-zack)的纤维导向已经被证明是有利的。
为了尽管狭窄的加热缝隙也能够使纤维自动穿进到定型-加热器里面，按照本发明的一个优选扩展结构具有一个与加热缝隙连接的导纱通道，它或者直接成形在加热块上或者成形在加热块与加热体之间。由此使纤维以简单的方式和方法气动地通过导纱通道输送。
下面通过按照本发明的装置实施例借助于附图详细描述按照本发明的方法。附图中图1简示出一个用于将合成纤维拉伸卷曲变形的按照本发明的装置实施例，图2简示出图1中按照本发明装置中的定型-加热器的横截面，图3简示出定型-加热器的第二实施例的横截面，图4简示出图3中的定型-加热器的打开的加热块的侧视图，图5简示出定型-加热器的另一实施例的横截面视图。
具体实施例方式
图1借助于一个加工位置简示出用于执行按照本发明方法的按照本发明的装置实施例。该加工位置的各个机组通常用于纤维走向设置在一个机架上。在该机架上最好相邻地固定多个加工位置，其中机组在加工位置内部或者只附属于一根纤维或者也附属于多根纤维。
为了使纤维拉伸和卷曲变形并接着消除应力，采用在图1中所示的机组布置。在一个筒管架3上可转动地固定一个给纱筒子1，该给纱筒子1包括一个光滑的熔融纺丝的纤维2。该筒管架3配属于一个顶部导纱器(Kopffadenfuehrer)31。在第一输出辊5与第二输出辊6之间构成一个拉伸区4。该拉伸区4通常也称为卷曲变形区，因为在这个区内部同时进行纤维的拉伸和卷曲变形。在该拉伸区4内部在纤维输送方向上先后设置一个加热器7、一个冷却装置8和一个卷曲变形机组9。在加热器7与冷却装置8之间以及在冷却装置8与卷曲变形机组9之间分别配有转向导辊32用以纤维导向。
在第二输出辊6与第三输出辊15之间构成一个收缩区10。在收缩区10内部设置一个定型-加热器11。在此第二输出辊6、定型-加热器11和第三输出辊15设置在一个水平平面上，该平面在这里称为收缩平面。在进入端一个入纱导纱器12配属于定型-加热器11而在输出端一个出纱导纱器13配属于定型-加热器。
在纤维输送方向上一个卷绕装置16配属于第三输出辊15，以便将被卷曲变形和消除应力的纤维2卷绕成一个卷筒19。为此将卷筒19固定在一个可转动地支承的筒管架18上。用于卷绕纤维2的卷筒19的驱动通过一个滚筒17实现。在这里未示出用于铺设纤维而配备的往复装置。
对于在图1中所示的实施例纤维2通过第一输出辊5从给纱筒子1中拉出并输送到拉伸区4。第二输出辊6和第一输出辊5通过一个速度差驱动，使得纤维2在拉伸区4内部拉伸。同时在拉伸区4内部实现纤维卷曲变形。在卷曲变形机组9由假捻发生器构成的情况下，在纤维2上产生一个假捻，纤维2上的假捻一直返回到加热器7。在加热器7中将纤维加热到最好200℃以上。因此起到使假捻的纤维2拉伸和定型的作用。为此加热器7可以例如由一个高温加热器构成，其中加热表面具有一个温度，它明显高于纤维材料的熔化温度。在此纤维不仅能够有接触地或者无接触地输送而且能够有接触与无接触相结合地在加热器7中输送。但是加热器7也可以由全接触加热器构成，其中纤维接触一加热表面，该表面基本具有纤维的温度。
在纤维2离开拉伸区4之前，在冷却装置8中进行冷却。为此冷却装置8可以由一冷却排(Kuehlschiene)或一冷却体构成，它通过冷却介质冷却。
来自拉伸区4通过第二输出辊6拉出的、被卷曲变形和拉伸的纤维2接着被直接输送到收缩区10。在收缩区10纤维2基本上无应力地输送。为此第三输出辊15在收缩区10末端上以一个小于第二输出辊圆周速度的圆周速度驱动。因此纤维2以一个滞后在收缩区10内部输送。该滞后的大小影响到在收缩区10内部用于消除纤维2应力的处理。为此纤维2通过定型-加热器11的一个纤维通道输送。定型-加热器的纤维通道由加热缝隙构成，使得纤维2可以有垂度或无垂度地通过定型-加热器。下面还要详细描述定型-加热器11的结构。
为了能够去除在收缩处理时在纤维2内部产生的应力，将纤维在定型-加热器11内部最好加热到100-250℃。在此纤维2能够以最大的滞后这样输送，使得出形成一个由于纤维松弛而产生的垂度。能够与垂度的大小无关地或与滞后无关地在定型-加热器中均匀地通过对流加热纤维。
由收缩区4输送出来的、消除了应力且被卷曲变形的纤维2被卷绕装置16接收并卷绕成卷筒19。这样加工出来的卷曲变形的纤维已知作为所谓的定型假捻变型丝(Setgarne)并可以直接用于继续纺织加工。
在图1中所示的按照本发明的装置实施例在其布置和各机组的结构上是示例性的。输出辊被画成夹紧输出辊。但是它们也可以以简单的方式和方法通过单独驱动的输出辊如导丝辊替换。为了获得尽可能分开调整拉伸区4和收缩区10的可能性对于另一实施例在第二输出辊6与定型-加热器11之间设置一个第四输出辊33。在图1中第四输出辊33用虚线画出。因此使纤维应力在收缩区10中通过第四输出辊33和第三输出辊15进行调整。在输出辊6与33之间优选设置一个射流装置，在该装置中卷曲的纤维被喷气变形。在拉伸区4中用于拉伸纤维的纱线张力可以与此无关地通过第一输出辊5和第二输出辊6进行调整。
在图2中简示出图1中按照本发明装置的定型-加热器11的横截面图。该定型-加热器11由一个长形的加热体20组成，该加热体是U形结构的并包括多个电阻元件形式的加热器21。在加热体20中装入一个可更换的加热块25。该加热块25在中间具有一个长形的加热缝隙24。该加热缝隙24的一个纵向边被加热块25限定而位于对面的纵向边敞开。在加热缝隙24的敞开一侧连接一个导纱通道23，它构成加热块25的敞开的端面。加热体20和加热块25通过一个绝缘体22对外遮热。
为了加热，基本上无接触地通过加热缝隙24输送纤维2。为此该加热缝隙24具有一个缝隙宽度B，该宽度位于＜4.5mm范围内。最好这样调整缝隙宽度B，使其等于纤维横截面的两倍或三倍。例如对于0.5mm的纤维横截面缝隙宽度B最好为1.5mm。为了实现尽可能大的滞后调整范围，加热缝隙具有一个缝隙高度，它比缝隙宽度B大5倍。例如对于3mm的缝隙宽度缝隙高度为15mm。由此对于非常大的滞后也能够加热纤维。
为了保证在纤维2与加热缝隙24槽壁之间不出现所不期望的接触，纤维导向元件最好设置在加热通道的侧边上。为此在图3和图4中示出定型-加热器的另一实施例，它例如可以安装在图1所示的装置里面。在图3中示出定型-加热器的横截面视图而在图4中示出加热板的展开侧视图。
按照图3和4的实施例基本上与图1和2所示的定型-加热器相同，因此能够以前面所述的内容为基础并只示出在这个位置上差别。所述加热块25通过两个加热板26.1和26.2构成。加热板26.1和26.2相互间以微小的间距固定在加热体20里面，由此在加热板26.1与26.2之间构成加热缝隙24。为了保持一定的间距例如可以使用一个或多个间隔块，它们设置在加热板之间。在加热缝隙24的纵向边上在加热板26.1和26.2的端面上设置一个导纱通道23，它与加热缝隙24连接并具有一个远大于加热缝隙缝隙宽度B的宽度。加热板26.1和26.2具有多个相互间隔距离设置的导向元件27，它们凸进加热缝隙24。所述导向元件27相互错开地这样设置在加热板26.1和26.2上，使得在加热板26.1和26.2与导向元件27之间输送的纤维2保持一个之字形的纤维移动轨迹。导向元件27在加热板26.1和26.2上的布置由图4的示意图给出。此外在图4中示出纤维2在定型-加热器11中的纤维移动。由于纤维2以滞后输送产生一定的松弛，它仅仅由于纤维2的重力影响到垂度14。在加热缝隙内部不产生由于垂度14而影响到纤维加热的变化。
在图2和3中所示的位于加热缝隙24端部上的导纱通道23用于在铺设纤维时使纤维尽可能自动地通过气动输送主动地铺放并在加热缝隙24里输送。
在图5中简示出定型-加热器的另一实施例截面图。该定型-加热器11具有一个由双壁构成的加热体20，它包围加热块25。该加热体20包含载热液体，它作为蒸汽通过输入管28输送到加热体20。冷凝的载热液体可以通过排出管29从加热体20回输到所连接的载热回路。在加热体20内部的加热块25通过两个相互间隔距离的加热板26.1和26.2构成。加热缝隙24在加热板26.1与26.2之间延伸，纤维2通过加热缝隙无接触地输送。为了将加热板26.1和26.2固定在加热体20中在加热板26.1与26.2之间固定一个或多个张紧机构30。张紧机构30最好由弹性元件构成，它们能够以简单的方法实现加热板26.1和26.2的更换，以便能够例如清洁加热缝隙24并由此清洁加热板26.1和26.2。张紧机构例如也可以具有磁性元件，以便固定加热板。在加热板26.1和26.2的端部具有一个形成于加热板26.1和26.2与加热体20之间的导纱通道，它在定型-加热器的整个长度上延伸。
对于在图5中所示的实施例以简单的方法这样实现加热缝隙24缝隙宽度B的调整，使加热板26.1或26.2中的一个通过另一加热板以变化的宽度替换。但是也可以使至少一个加热板由多个薄板构成，它们可以有选择地插入或取出。由此可以实现最佳的加热缝隙宽度用于处理任意的纤维纤度和任意的纤维材料。但是也可以在加热板之间组合一个直接的调整装置，使至少一个加热板相对于位于对面的加热板保持移动，以便根据需要能够将加热缝隙调整到一定的缝隙宽度。
按照本发明的方法以及按照本发明的装置特别适合于，能够对于最大的滞后实现纤维的消除应力。当然对于由于微小的纤维应力在收缩区内部扩大的具有相应较大纤维体积的纤维通过按照本发明的方法和按照本发明的装置可以均匀地加热，以便在纤维的全部丝束里并由此在纤维的整个横截面上实现去除应力。通过对流加热保证能够均匀地处理位于外部或内部的纤维部分。
附图标记清单1给纱筒子 18筒管架2纤维 19卷筒3筒管架 20加热体4拉伸区 21加热器5第一输出辊 22绝缘体6第二输出辊 23导纱通道7加热器 24热缝隙8冷却装置 25热块9卷曲变形机组 26.1加热板10收缩区26.2加热板11定型-加热器 27导向元件12入纱导纱器28输入管13出纱导纱器29排出管14垂度 30张紧机构15第三输出辊31顶部导纱器16卷绕装置 32转向导辊17滚筒 33第四输出辊
权利要求
1.一种用于拉伸卷曲变形合成纤维的方法，其中纤维在一个拉伸区里被加热、拉伸和卷曲变形，其中被卷曲变形的纤维在一收缩区里被加热并消除应力，其中纤维在收缩区内基本无接触地通过一定型-加热器的纤维通道输送，并且将消除了应力的纤维卷绕成一个卷筒，其特征在于，为了在收缩区里进行加热，所述纤维在至少定型-加热器的一段上具有垂度地输送，其中所述定型-加热器的纤维通道由具有与垂度相适配的缝隙高度的狭窄的加热缝隙构成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维以垂度在两个基本平行的加热板之间输送，这些加热板形成在加热缝隙之间。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述纤维的加热通过改变加热缝隙的缝隙宽度或通过改变加热温度进行调整。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述纤维的导向通过多个导向元件在加热缝隙中这样确定，使得在纤维与加热缝隙壁之间不产生接触。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纤维之字形地通过加热缝隙输送。
6.一种用于实施如权利要求1至5中任一项所述方法的装置，该装置具有一个卷筒架(3)用以固定至少一个给纱筒子(1)，具有多个输出辊(5，6，15)用以导向和输送纤维(2)，在一个拉伸区(4)内具有一个加热器(7)、一个冷却装置(8)和一个卷曲变形机组(9)，在收缩区(10)内具有一个定型-加热器(11)并具有一个卷绕装置(14)，其特征在于，所述定型-加热器(11)在一个收缩平面上具有一前置于定型-加热器(11)的输出辊(6，33)和一个后置于定型-加热器(11)的输出辊(15)，并且所述定型-加热器(11)在至少一个分段上具有一个由加热缝隙(24)构成的纤维通道，通过该通道纤维可以具有垂度或没有垂度地输送。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述加热缝隙(24)槽形地成形在一个长形的加热块(25)内，该加热块(25)从外面通过至少一个加热器(21)进行加热。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述加热块(25)由两个长形的加热板(26.1，26.2)构成，该加热板基本相互平行地设置并在其自身之间形成所述加热缝隙(24)。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述加热块(25)可更换地设置在一容纳加热器(21)的加热体(20)内。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述加热板(26.1，26.2)通过张紧机构(30)固定在加热体(20)内。
11.如上述权利要求6至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述加热缝隙(24)具有一缝隙高度H和一缝隙宽度B，其比例为H/B＞5。
12.如上述权利要求6至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述加热缝隙(24)的缝隙宽度B设计成小于4.5mm。
13.如上述权利要求6至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述加热缝隙(24)的缝隙宽度B设计成可变化的。
14.如上述权利要求6至13中任一项所述的装置，其特征在于，为了引导纤维在所述加热缝隙(24)内设置一个导向元件或多个导向元件(27)。
15.如上述权利要求6至14中任一项所述的装置，其特征在于，在所述加热块(25)上或在所述加热块(25)与加热体(20)之间设有一个与加热缝隙(24)连接的导纱通道(23)，它设计成比加热缝隙(24)更宽。
全文摘要
本发明描述了一种用于拉伸卷曲变形合成纤维的方法和装置。在此纤维在拉伸区被加热、拉伸和卷曲变形并接着在收缩区加热并消除应力。为了消除应力纤维在收缩区内基本无接触地通过一个定型－加热器的纤维通道输送。为了能够在纤维上得到尽可能大地消除应力的效果，按照本发明为了在收缩区加热至少在定型－加热器的一个水平分段上无张力地以一垂度输送纤维，其中定型－加热器的纤维通道由具有与垂度相适配的缝隙高度的狭窄加热缝隙构成。
文档编号D02G1/02GK1504595SQ20031010295
公开日2004年6月16日 申请日期2003年10月30日 优先权日2002年11月29日
发明者费利克斯·赫尔韦格, 费利克斯 赫尔韦格 申请人:苏拉有限及两合公司