DE4224101A1

DE4224101A1 - Yarn heating rail - has heater fixed in hollow profile by distance pieces and thermal conductive powder filling inner space

Info

Publication number: DE4224101A1
Application number: DE19924224101
Authority: DE
Inventors: Siegfried Morhenne
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1991-07-25
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1993-01-28

Abstract

The heated rail for a moving yarn, esp. in a false twisting appts., has a heating element (5) secured within the hollow profile (8,11) of the rail by distance pieces (6, 7). The space (9) between the heater (5) and the inner wall of the hollow profile (11) is filed with a powder of good thermal conductivity. Pref. the distance pieces (6,7) are thin-walled tube sections, and the heater (5) is a heating cartridge or a heating tube, with a raised heating density at the end sections of the heater rail assembly. The heating assembly is curved along its length with the heating rail in all at right angles to the curve radius, to form an outer wall (11) of the hollow profile (8,11). The inner space (9) is filled with Al or Cu powder, SiC or Al2O3 or MgO in powder form, with vibration to compress the powder in the space (9). The inner space (9) can also be filled with a poured mass. The base has a wide running surface for the yarn, or it is shaped to give yarn grooves (12), at right angles to the curve radius of the heating rail assembly. The powder filling has a grain size less than 350 micron in globular form. The inner space (9) of the hollow profile is sealed at both ends. ADVANTAGE - The heated rail unit is resistant to wear, and has good thermal conductivity to give the required yarn temp..

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizschiene nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a heating rail according to the preamble of claim 1.

Derartige Heizschienen sind allgemein bekannt. Vorzugsweise besteht mindestens die mit dem Faden in Berührung kommende Heizfläche aus Stahl, wobei zur Verbesserung der Abriebfe stigkeit die Überlauffläche vielfach oberflächengehärtet ist (Oberflächennitrierung). Zur Gewährleistung genügender Biegefestigkeit ist in der Regel mit der die Lauffläche für den Faden bildenden Heizschiene aus Profilmaterial eine wei tere Profilschiene derart verbunden, daß sie zusammen ein Hohlprofil bilden.Such heating rails are generally known. Preferably there is at least the one that comes into contact with the thread Steel heating surface, being used to improve abrasion the overflow surface is often surface hardened (Surface nitriding). To ensure sufficient Flexural strength is usually associated with that of the tread the thread-forming heating rail made of profile material a white tere profile rail connected such that they together Form hollow profile.

Die Wärmeleitwerte von Stahl liegen deutlich niedriger als die von Aluminium oder Kupfer, weshalb versucht wurde, ganze Heizvorrichtungen und insbesondere die Heizschienen aus Stahl durch solche aus Aluminium zu ersetzen. Dabei sollte der Nachteil der erheblich geringeren Verschleißfestigkeit von Aluminium gegenüber Stahl durch eine Oberfläche mit einer Hartcoatierung als Verschleißschutz einigermaßen aus geglichen werden. Zwar ergaben sich bei diesen Versuchen bessere Wärmeleitwerte, was kürzere Heizstrecken ermöglich te, der durch die Beschichtung erzielte Verschleißschutz erwies sich jedoch als nicht ausreichend.The thermal conductivity values of steel are significantly lower than that of aluminum or copper, which is why attempts have been made to whole Heaters and especially the heating rails Replacing steel with aluminum. It should the disadvantage of the considerably lower wear resistance of aluminum versus steel with a surface with a hard coating as wear protection be compared. True, these experiments resulted better thermal conductivity values, which enables shorter heating distances te, the wear protection achieved by the coating however, was not sufficient.

Nach dem Stand der Technik wurde demnach entweder eine Stahlschiene, die zwar einen ausreichenden Verschleißwider stand aufwies, bei der jedoch die Wärmeleitfähigkeit verbes serungsbedürftig war, oder eine Aluminiumschiene benutzt, bei der die Wärmeleitfähigkeit zwar besser war, der Wider stand gegen Verschleiß jedoch nicht ausreichte. Beide Mög lichkeiten waren mit erheblichen Nachteilen behaftet.According to the prior art, either Steel rail, which is resistant to sufficient wear stood, but the thermal conductivity improved was in need of maintenance, or used an aluminum rail, where the thermal conductivity was better, the cons was not sufficient against wear. Both poss were associated with considerable disadvantages.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Heiz schiene zum Erhitzen laufender Fäden zur Verfügung zu stel len, die sowohl einen ausreichenden Verschleißwiderstand als auch eine zufriedenstellende Wärmeleitfähigkeit aufweist. Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Heizschiene durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.The invention is therefore based on the object of heating rail available for heating running threads len, which both have sufficient wear resistance as also has a satisfactory thermal conductivity. The task is carried out with a generic heating rail solved the characterizing part of claim 1.

Bei einer Ausführung ist die die Fadenlauffläche bzw. Heiz fläche bildende Oberfläche des als Heizschiene dienenden U- Profils eine ebene Fläche, die - im Querschnitt gesehen - mit kleinem Radius in die Seitenwände übergeht. Das die Heizschiene bildende Profil ist in Längsrichtung so ge krümmt, daß der Grund der Heizschiene nach außen weist und - im Querschnitt gesehen - senkrecht zum Krümmungsradius ver läuft.In one version, this is the thread running surface or heating surface forming surface of the U- serving as a heating rail Profiles a flat surface that - seen in cross section - merges into the side walls with a small radius. That the Heating rail forming profile is so ge in the longitudinal direction curves that the bottom of the heating rail points outwards and - seen in cross section - perpendicular to the radius of curvature ver running.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Heizschiene durch ein Profil gebildet, das - im Querschnitt gesehen - durch ein auf dem Kopf stehendes U gebildet wird, wobei in die Querverbindung des U eine oder zwei in Längsrichtung verlaufende, zueinander parallele V-förmige Fadenlaufrillen mit gerundetem Grund als Fadenführungen eingeformt sind. Die Enden der nach unten weisenden Seitenschenkel des U sind durch einen flachen Deckel mit in Richtung der Seitenschen kel umgebogenen Rändern miteinander verbunden. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Heizschiene derart gekrümmt, daß die Fadenlaufrillen radial nach außen offen sind.In a further embodiment, the heating rail formed by a profile that - seen in cross section - is formed by an upside down U, where in the cross connection of the U one or two in the longitudinal direction running, parallel V-shaped thread grooves are formed with a rounded base as thread guides. The Ends of the downward side legs of the U are through a flat lid towards the side edges bent together. Also at In this embodiment, the heating rail is curved that the thread grooves are open radially outwards.

Die im Inneren der Heizschiene zur Festlegung des Heizele ments vorgesehenen Distanzelemente, die aus kurzen, bei spielsweise ca. 10 bis 20 mm langen Rohrabschnitten bestehen und um ein Mehrfaches dieses Betrags voneinander entfernt sein können, sind beispielsweise so angeordnet, daß der Abstand zwischen dem Heizelement und dem Boden der Fadenfüh rungsrille(n) über die gesamte Länge der Heizschiene gleich ist.The inside of the heating rail to fix the heating element distance elements, which consist of short, at for example, there are approximately 10 to 20 mm long pipe sections and separated by a multiple of this amount can be arranged, for example, so that the Distance between the heating element and the bottom of the thread guide groove (s) over the entire length of the heating rail is.

Es hat sich gezeigt, daß sich durch das Befüllen des Inneren der Heizschiene mit einem gut wärmeleitenden Pulver eine be trächtliche Verbesserung des Wärmeübergangs von dem Heizele ment im Inneren der Schiene zur Fadenlauffläche und damit des Wirkungsgrades der Heizvorrichtung einstellt. Daraus ergibt sich die Möglichkeit einer gegenüber den bekannten derartigen Einrichtungen geringeren Heizschienenlänge bei gleicher Fadengeschwindigkeit bzw. der Erhöhung der Fadenge schwindigkeit bei beibehaltener Länge der Heizschiene.It has been shown that by filling the interior the heating rail with a good heat-conducting powder dramatic improvement in heat transfer from the heater ment inside the rail to the thread running surface and thus the efficiency of the heater. Out of it there is the possibility of a compared to the known such devices with smaller heating rail length same thread speed or the increase in thread size speed while maintaining the length of the heating bar.

Für die Füllung hat sich eine Reihe feinkörniger, pulveriger Stoffe mit guten Wärmeleiteigenschaften als geeignet erwie sen. So wurden sehr gute Ergebnisse mit Kupfer- oder Alumi niumpulver erzielt, aber auch die Verwendung anderer Stoffe wie Siliziumkarbid (SiC) oder Oxide von Aluminium (Al₂O₃) oder Magnesium (MgO) zeigte gute Ergebnisse. Dabei haben sich die letztgenannten Pulverarten insbesondere bei höheren Heiztemperaturen bewährt, während bei niedrigeren Tempera turbereichen Kupfer- oder Aluminiumpulver bevorzugt wird. Bei allen Pulverarten zeigte sich, daß ein Pulver mit im wesentlichen kugelförmigem Korn bei Korngrößen von vorzugs weise bis zu ca. 350 µm besonders geeignet ist.A number of fine-grained, powdery substances with good thermal conductivity properties have proven suitable for the filling. Very good results were achieved with copper or aluminum powder, but the use of other substances such as silicon carbide (SiC) or oxides of aluminum (Al ₂ O ₃ ) or magnesium (MgO) also showed good results. The latter types of powder have proven particularly useful at higher heating temperatures, while copper or aluminum powder is preferred at lower temperature ranges. With all types of powder, it was found that a powder with an essentially spherical grain is particularly suitable for grain sizes of up to approximately 350 μm.

Vorteilhaft wird das Pulver - etwa durch Rütteln - verdich tet und kann durch Verschließen beider Enden der Heizschiene beispielsweise mit einer geeigneten temperaturbeständigen Vergußmasse, einem temperaturbeständigen Kleber wie bei spielsweise Keramikkleber oder anderen geeigneten tempera turbeständigen formbaren Massen haltbar eingeschlossen wer den.The powder is advantageously compacted, for example by shaking tet and can by closing both ends of the heating rail for example with a suitable temperature-resistant Potting compound, a temperature-resistant adhesive as in for example ceramic glue or other suitable tempera who resistant the.

Anhand der in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung erläutert.Using the shown in the attached drawing The invention is explained in exemplary embodiments.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 Längsschnitt entlang der Krümmungsebene durch eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung; FIG. 1 is a longitudinal section along the plane of curvature of an inventive heater;

Fig. 2 Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung; Fig. 2 cross section through a first embodiment of a heating device according to the invention;

Fig. 3 Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung. Fig. 3 cross section through a further embodiment of a heating device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 1 ist ein Hohlprofil 2, 3 (Fig. 2) bzw. 8, 11 (Fig. 3), das aus an sich bekannten Profilschienen zusammengesetzt ist. Ihre Länge liegt übli cherweise zwischen ca. 1,5 und ca 2,5 m und kann bei Hoch temperaturheizvorrichtungen auf ca. 0,5 bis 1,0 m herabge setzt sein. Die die Heizvorrichtung bildenden Profilschienen 2, 3 bzw. 8, 11 sind aus Stahl, wobei die mit den Fäden in Berührung kommende Heizschiene 2 bzw. 8 einsatzgehärtete Fadenlaufflächen 4 aufweist.The heating device 1 according to the invention is a hollow profile 2 , 3 ( FIG. 2) or 8, 11 ( FIG. 3), which is composed of profile rails known per se. Their length is usually between approx. 1.5 and approx. 2.5 m and can be reduced to approx. 0.5 to 1.0 m for high-temperature heating devices. The heater-forming rails 2, 3 and 8, 11 are made of steel, with the coming into contact with the threads heating rail has 2 or 8 hardened thread running surfaces. 4

Die Heizvorrichtung 1 ist in Längsrichtung gekrümmt. Der Krümmungsradius ist rel. groß und kann Werte zwischen ca. 15 m und ca. 20 m aufweisen. Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die Fadenlauffläche 4 rel. breit und eben und geht seitlich mit einem kleinen Radius in zwei niedrige Seitenbegrenzungen über.The heating device 1 is curved in the longitudinal direction. The radius of curvature is rel. large and can have values between approx. 15 m and approx. 20 m. In the embodiment according to FIG. 2, the thread running surface 4 is rel. wide and flat and laterally with a small radius merges into two low side boundaries.

Demgegenüber zeigt die Ausführungsform der Fig. 3 einen Querschnitt, bei dem die Heizschiene 8 zwei rel. tiefe V-förmige Fadenlaufrillen 12 mit gerundetem, die Fadenlauf fläche 4 bildenden Grund aufweist. Das Hohlprofil ist durch eine Rückwand 11 verschlossen.In contrast, the embodiment of FIG. 3 shows a cross section in which the heating rail 8 has two rel. deep V-shaped thread running grooves 12 with rounded, the thread running surface 4 forming base. The hollow profile is closed by a rear wall 11 .

Im Innenraum 9 des Hohlprofils 2, 3 bzw. 8, 11 der Heizvor richtung 1 ist ein Heizelement 5 angeordnet, das über die Länge des Hohlprofils 2, 3 bzw. 8, 11 reicht. Das Heizel ement 5 kann beispielsweise eine Heizpatrone oder ein Rohr heizkörper sein. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist das Heizelement 5 an den Endabschnitten des Hohlprofils 2, 3 bzw. 8, 11 erhöhte Leistungsdichte auf. Durch Distanzelemente 6, 7 ist das Heizelement 5 im Innen raum 9 festgelegt. Die Distanzelemente 6, 7 sind bevorzugt durch dünnwandige kurze Rohrabschnitte gebildet, die bei einer Länge von beispielsweise 10 bis 20 mm in Abständen voneinander angeordnet sind, die ein größeres vielfaches ihrer Länge betragen können.In the interior 9 of the hollow profile 2 , 3 or 8 , 11 of the Heizvor direction 1 , a heating element 5 is arranged, which extends over the length of the hollow profile 2 , 3 or 8 , 11 . The heating element 5 can be, for example, a heating cartridge or a tubular heating element. In a special embodiment of the invention, the heating element 5 has an increased power density at the end sections of the hollow profile 2 , 3 or 8 , 11 . By spacers 6 , 7 , the heating element 5 is set in the interior 9 . The spacer elements 6 , 7 are preferably formed by thin-walled short tube sections which are arranged at a length of, for example, 10 to 20 mm at intervals from one another which can be a multiple of their length.

Zur Verbesserung des Wärmetransports von dem Heizelement 5 zur Fadenlauffläche 4 ist der gesamte freie Innenraum 9 - vorzugsweise einschließlich des Inneren der die Distanzele mente 6, 7 bildenden Rohrabschnitte - erfindungsgemäß mit einem feinkörnigen, gut wärmeleitenden Pulver gefüllt. Dies kann beispielsweise ein Metallpulver wie Aluminium- oder Kupferpulver, sein. Insbesondere bei Hochtemperaturheizern, die beispielsweise mit Temperaturen über ca. 250°C betrie ben werden, kann vorteilhaft pulverisiertes Siliziumkarbid oder ein geeignetes Metalloxid wie Aluminiumoxid oder Magne siumoxid als Füllung verwendet werden. Bevorzugt werden dabei Körner mit Korngrößen, die Werte von ca. 350 µm nicht übersteigen sollten.To improve the heat transport from the heating element 5 to the thread running surface 4 , the entire free interior 9 - preferably including the interior of the elements 6 , 7 forming the distance elements - is filled according to the invention with a fine-grained, good heat-conducting powder. This can be, for example, a metal powder such as aluminum or copper powder. In particular in the case of high-temperature heaters which are operated, for example, at temperatures above approximately 250 ° C., it is advantageously possible to use powdered silicon carbide or a suitable metal oxide such as aluminum oxide or magnesium oxide as the filling. Grains with grain sizes that should not exceed values of approximately 350 μm are preferred.

Die Pulverfüllung ist vorzugsweise, beispielsweise durch Rütteln, verdichtet. Bevorzugt wird der die Pulverfüllung enthaltende Innenraum 9 der Heizvorrichtung 1 an den beiden Enden abgeschlossen, was vorteilhaft durch eine geeignete temperaturbeständige Verschlußmasse 10 oder auch auf andere Art geschehen kann. The powder filling is preferably compacted, for example by shaking. The interior 9 of the heating device 1 containing the powder filling is preferably closed off at both ends, which can advantageously be done by a suitable temperature-resistant sealing compound 10 or in another way.

BezugszeichenaufstellungList of reference symbols

1 Heizvorrichtung
2 Heizschiene
3 Profilschiene
4 Fadenlauffläche, Heizfläche
5 Heizelement
6 Distanzelement
7 Distanzelement
8 Heizschiene
9 Zwischenraum, Innenraum
10 Vergußmasse, Verschluß
11 Rückwand, Wand
12 Fadenlaufrille 1 heater
2 heating rails
3 profile rail
4 thread running surface, heating surface
5 heating element
6 spacer
7 spacer
8 heating rail
9 space, interior
10 potting compound, closure
11 rear wall, wall
12 thread running groove

Claims

1. Heating rail for heating running threads, especially on false twist curling machines, with a heating rail which is formed by one side of an elongated hollow profile with a closed cross-section, in the cavity of the heating rail a heating element NEN length extending is arranged, characterized in that the heating element ( 5 ) is fixed by spacer elements ( 6 , 7 ) inside the hollow profile ( 2 , 3 ; 8 , 11 ) and that the space ( 9 ) between the heating element ( 5 ) and the inner wall of the hollow profile ( 2 , 3 ; 8 , 11 ) is filled with a good heat-conducting powder.

2. Heating rail according to claim 1, characterized in that the spacer elements ( 6 , 7 ) are thin-walled pipe sections.

3. Heating rail according to claim 1 or 2, characterized in that the heating element ( 5 ) is a heating cartridge.

4. Heating rail according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heating element ( 5 ) is a tubular heater.

5. Heating rail according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element ( 5 ) at the end portions of the Heizvor direction ( 1 ) has increased power density.

6. Heating rail according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device ( 1 ) is curved in the longitudinal direction such that the heating rail ( 2 ; 8 ) the generally perpendicular to the radius of curvature, outwardly facing wall ( 2 ; 11 ) of the hollow profile ( 2 , 3 ; 8 , 11 ).

7. Heating rail according to one of the preceding claims, characterized in that the filling of the intermediate space ( 9 ) consists of aluminum powder.

8. Heating rail according to one of claims 1 to 6, characterized in that the filling of the intermediate space ( 9 ) is made of copper powder.

9. Heating rail according to one of claims 1 to 6, characterized in that the filling of the intermediate space ( 9 ) consists of powdered silicon carbide (SiC).

10. Heating rail according to one of claims 1 to 6, characterized in that the filling of the intermediate space ( 9 ) consists of powdered aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) or magnesium oxide (MgO).

11. Heating rail according to one of the preceding claims, characterized in that the powder filling of the intermediate space ( 9 ) is compressed by shaking.

12. Heating rail according to one of the preceding claims, characterized in that the interior ( 9 ) of the heating device ( 1 ) fill de powder is enclosed by a casting compound.

13. Heating rail according to one of the preceding claims, characterized in that the base serving as the thread running surface ( 4 ) of the heating rail ( 2 ) forms a wide, flat surface ( 4 ) which - seen in cross section - with a small radius in steeply increasing low Sidewalls merges.

14. Heating rail according to one of claims 1 to 12, characterized in that the thread running surface ( 4 ) of the heating rail ( 8 ) through the bottom ( 4 ) of one or more in the surface of the heating rail ( 8 ) formed parallel running thread grooves ( 12 ) becomes.

15. Heating rail according to one of claims 1 to 13, characterized in that the heating device ( 1 ) is curved in the longitudinal direction and that the outwardly facing thread running surface ( 4 ) of the heating rail ( 2 ) - seen in cross section - runs perpendicular to the radius of curvature.

16. Heating rail according to one of claims 1 to 12 and 14, characterized in that the heating device ( 1 ) is curved in the longitudinal direction, that the openings of the thread running grooves ( 12 ) point radially outwards and that the central planes of the grooves are radii live.

17. Heating rail according to one of the preceding claims, characterized in that the powder used for filling the interior ( 9 ) has a grain size which is below about 350 microns.

18. Heating rail according to one of the preceding claims, characterized in that the grains of the powder used to fill the interior ( 9 ) used have substantially spherical shape.

19. Heating rail according to one of the preceding claims, characterized in that the interior ( 9 ) of the hollow profile ( 2 , 3 ) is closed at both ends.