专利名称：用于牵引和拉伸多纤维长丝的装置的制作方法当在熔融纺丝过程中制造多纤维长丝时，已知将新纺制的多纤维长丝从纺丝装置中抽出并根据长丝类型或多或少地进行拉伸以及还可能进行另外的处理，以便能够在处理结束时将所述多纤维长丝巻绕成一个巻筒。为了牵引和拉伸所述多纤维长丝通常采用导丝辊，所述导丝辊具有受驱动的导丝外壳，在所述导丝外壳的周边上以部分缠绕引导长丝。根据希望的拉伸率或者拉伸率要求的拉伸力，导丝辊由长丝缠绕一次或多次。特别是这里在多纤维长丝中拉伸过程通过对长丝调温来辅助。为了在拉伸前对多纤维长丝进行加热，原则上已知这样的系统，在所述系统中，对长丝的加热通过单独的加热元件或间接地通过导丝辊受加热的导丝外壳来进行。例如由US 5，137，670已知所述类型的装置加热元件在长丝进程中设置在两个导丝辊之间。所述加热元件构成为一受加热的板件，在该板件的表面上以较小的间距引导长丝。这里，通过热对流和热传导形式的热交换对长丝进行调温。为此，热的板件被加热到250°C至500°C的范围内。这种系统有这样的缺点，长丝和受加热的板件之间的距离会影响热交换。这样，根据位置的不同，即所述单丝是位于长丝朝向加热板的側面还是位于背向加热板的侧面，复合长丝中的单丝受到不均匀的调温。为了改善对多纤维长丝的调温的这种不均匀性，已知这样的系统，在这种系统中，多纤维长丝利用受加热的表面上的接触进行调温。这例如由US5，902，503已知一种导丝辊，在这种导丝辊中，导丝外壳通过内置的红外元件加热。这里红外元件的能量通过电磁波供应给导丝辊的导丝外壳并对其加热。为了对长丝进行调温，所述长丝利用在导丝外壳的周边上的多圏缠绕来引导，其中通过多个单丝形成的复合长丝被分开。但在这种系统中应注意的是，要使受加热的表面的表面温度尽可能具有调温的长丝的目标温度，以便避免材料损伤。由此，在长丝运行速度高时需要较大的加热路段，以便加热长丝。这样的热拉伸因此可以只是通过多次缠绕在相应地悬伸的导丝辊上实现。
现在本发明的目的是，提供一种所述类型的用于对多纤维长丝进行牵引和拉伸的装置，在这种装置中，在没有接触的情况下可以对多纤维长丝进行强烈的加热。本发明的另一个目的是，提供一种所述类型的用于牵引和拉伸多纤维长丝的装置，在该装置中在没有接触的情况下尽可能均匀地对多个长丝进行加热。
根据本发明，所述目的这样来实现，加热元件通过多个相互并排设置细长的热辐射体形成，所述热辐射体基本上平行于导丝辊的导丝
外壳延伸并且所述热辐射体设置在各导丝辊的导丝外壳之间的、由张紧的长丝段限定的自由空间中。
本发明有利的改进方案通过各相应从属权利要求的特征和特征组合限定。
本发明的突出之处在于，可以产生高的热辐射的辐射密度，用于对长丝进行加热。由此，可以有利地利用导向辊的导丝外壳之间的整个中间空间，以便在较为狭窄的空间内并排设置多个热辐射体。各导丝辊之间的热的高度集成导致非常紧凑的结构形式。
在本发明的一个改进方案中，热辐射体通过红外辐射体构成，这种改进方案的突出之处在于，在加热元件和多纤维长丝之间的能量传输只通过电磁波辐射进行。这种能量传输与多纤维长丝到加热元件的距离和周围环境无关。为了在导丝辊之间的长丝进程中保持高的辐射密度，以对多纤维长丝进行加热，所述红外辐射体并排设置，其中各红外辐射体平行于导丝辊的导丝外壳延伸并在设置各导丝辊的导丝外
壳之间的、由张紧的长丝段限定的自由空间中。由此，可以有利地利用各导丝辊的导丝外壳之间的整个中间空间，以便利用多个红外辐射
体产生高的红外辐射的辐射密度并由此对丝束进行加热。
单純地从物理上考察，由US 5,137,670已知的具有最高达500。C的表面温度的热板形式的加热元件同样也产生热辐射，但这种热辐射由于其波长不适于对由聚合物材料制成的多纤维长丝进行调温。已知的是，聚合物材料对于红外辐射的吸收在2.5pm到4jim的波长范围内最大。但这种波i普可以毫无问题地由红外辐射体产生。
为了在制造多纤维长丝时能够实现在3000m/min以上范围内的长丝速度，根据本发明的一个有利的改进方案，通过红外辐射体在各导丝外壳之间形成由长丝行进通过的加热路段，该加热路段具有至少500mm的长度。原则上，通过红外辐射体的数量和选择可以实现在>800mm的范围的较大长度。
在本发明的一个有利的改进方案中，加热路段内部的各红外辐射体可以以相同或不同的辐射功率运行，在该改进方案中，可以在加热路段内部实现有利的温度分布。这样例如单次缠绕导丝辊的辐射功率不同时，可以将加热路段的入口调整为用于对长丝进行较高的调温，所述较高的调温然后通过降低辐射功率朝加热路段的末端逐渐降低。
红外辐射体优选通过加热管构成，各所述加热管相互连接成一加
热模块并朝两侧产生热辐射，其中该加热模块设置在一由各导丝辊的轴限定的中平面中。由此在对导丝外壳多次缠绕时，可以既在上侧也在下侧通过加热管对在导丝外壳之间张紧的长丝段进行加热。
由于加热时间较短以及可快速开关的可能性，加热管优选装备有碳加热导体，以便在2nm到4nm的波长范围产生红外辐射。这里碳加热导体可以在几秒钟内升温到1000°C以上的温度。为了以多次缠绕引导多纤维长丝，以便例如能够实现较高的牵引 力或拉伸力，根据本发明的一个改进方案建议，导丝辊之一的导丝外 壳通过电机驱动，其中相配的导丝辊的导丝外壳可自由旋转地支承并 相对于受驱动的导丝辊的导丝外壳具有一用于长丝布设的斜度。
这里自由运行的导丝辊的导丝外壳与受驱动的导丝辊的导丝外壳 相比可以具有较小或相同大小的直径。
但原则上也存在这样的可能性，即两个导丝辊(分别)通过单独 电机驱动。根据使用目的的不同，可以通过具有相同周向速度的电机 或以在导丝外壳之间产生的速度差驱动各所述导丝外壳。
为了获得尽可能紧凑的导丝辊和加热元件的布置，本发明的这样 一种改进方案特别得到验证，其中，设有一用于保持两个导丝辊的导 丝辊支架，该导丝辊支架同样承载设置在导丝辊之间的加热元件。
为此，导丝辊支架优选通过两个相互隔开距离设置的纵向支架形 成，在所述纵向支架上朝两个端侧可旋转地支承两个导丝辊的导丝外 壳，并且所述纵向支架(将导丝辊)与加热元件组合成一导丝辊模块。 这种导丝辊模块构成一个结构单元，该结构单元能够灵活地用于熔融 纺丝过程中。
通过这种紧凑的布置形式，这种导丝辊模块优选以导丝辊和加热 元件的水平定向的布置集成到绕线机的上部平台中。由此可以实现在 熔融纺丝工艺中的紧凑的布置形式，这种布置形式使得可以由一个操 作平面出发来操作绕线机和导丝辊模块。
为了拉伸多纤维长丝优选使用多个导丝辊，从而本发明的一个改 进方案设想，给所述两个导丝辊配设多个另外的导丝辊，这些另外的 导丝辊在它们之间具有另 一 个加热元件。所述加热元件同样通过多个 并排设置的红外辐射体形成，各所述红外辐射体基本上平行与导丝辊 的导丝外壳延伸并且设置在导丝辊的导丝外壳之间的由张紧的长丝段 限定的自由空间中。由此特别是也可以进行用于对长丝进行所述的松 弛或收缩处理的调温。
当采用多个导丝辊和加热元件时，所述导丝辊和加热元件优选组合成单独的导丝辊模块并相互叠置地布置成一拉伸区域。
为了在加热长丝时尽可能保持不希望的环境影响、例如车间中的 环境空气不起作用，导丝辊和加热元件优选在设置在一加热腔内。此 时长丝通过加热腔的长丝入口和长丝出口供应给导丝辊或从导丝辊上 导出。


根据熔融纺丝过程和长丝类型的不同，根据本发明的装置既适合
于制造所谓的预定向的POY纱线或完全拉伸FDY纱线。下面根据本 发明的装置的几个实施例参考附图对本发明进行详细说明。 其中
图1示意性示出根据本发明的装置的第一实施例的横向剖视图， 图2示意性示出图1的实施例的俯视图， 图3示意性示出根据本发明的装置的另一个实施例的侧视图， 图4示意性示出图3的实施例的俯视图，
图5示意性示出根据本发明的在绕线机上方的装置的另一个实施
例，
图6示意性示出根据本发明的装置的另一个实施例的横向剖视图。

图1和图2中用多个视图示出根据本发明的装置的第一实施例。 在图1中用横向剖视图示出而在图2中用俯视图示出。因此如果没有 明确指明所述附图中的一个，下面的说明对两个附图都适用。
该实施例具有两个具有导丝辊1.1和1.2以及设置在它们下面的导 丝辊1.3和1.4的导丝辊对。导丝辊1.1具有一导丝外壳2.1,该导丝 外壳悬伸地可旋转地通过一导丝辊轴11.1支承在一导丝辊支架4.1上， 所述导丝辊轴11.1抗旋转地与导丝外壳2.1相耦联并通过一导丝辊驱 动装置14.1驱动。与导丝辊1.1隔开一定距离地在导丝辊支架4.1上设置第二导丝辊
I. 2。导丝辊1.2具有一导丝外壳2.2，该导丝外壳抗旋转地与导丝辊轴
II. 2相耦联。导丝辊轴11.2以一悬伸的端部可自由旋转地支承在导丝 辊支架4.1中。导丝辊1.2的导丝外壳2.2相对于以一定距离设置的导 丝辊1.1的导丝外壳2.1具有一小的斜度(见图1)，以便以绕导丝外 壳2.1和2.2的多次缠绕引导供应给导丝外壳2.1的由多个合成的多纤 维长丝组成的丝束3。
在导丝外壳2.1和2.2之间的自由空间中设置一加热元件5.1。该 加热元件5.1由多个红外辐射体6.1、 6.2、 6.3、 6.4和6.5构成。所述 红外辐射体6.1至6.5保持在导丝外壳2.1和2.2之间的中心面内，所 述中心面通过导丝辊轴(线)11.1和11.2限定。
红外辐射体6.1至6.5设计成相同的，从而可以以红外辐射体6.1 为例说明各红外辐射体的结构。红外辐射体6.1至6.5分别具有一加热 管8,在所述加热管中设置一碳加热导体9。设计成双管的加热管8 在导丝外壳2.1和2.2的悬伸的端侧区域内具有一自由端。加热管8 以相对的端部保持在一连接支架28上，该连接支架固定在导丝辊支架 4.1上。通过连接支架28和一导线29实现加热管8在这里未示出的供 电和控制单元上的电连接。连接支架28保持所有红外辐射体6.1至6.5 的加热管8并形成一加热模块7，该加热模块作为一结构单元可更换 地保持在导丝辊支架4.1上。
在加热模块7中，各红外辐射体6.1至6.5组合成一加热路段。这 里红外辐射体6.1至6.5的加热管8朝上侧32和下侧30发出其红外辐 射。导丝辊1.1和1.2的平行于红外辐射体6.1至6.5在加热路段的端 部处延伸的导丝外壳2.1和2.2构成为使其直径大于加热管8的直径， 从而在导丝外壳2.1和2.2上被引导的丝束3分别以在导丝外壳2.1和 2.2之间张紧的长丝段在红外辐射体6.1至6.5的上方或下方被引导。 由此，在运行中，丝束3的长丝段在上侧32和下側30受到红外辐射。 通过碳加热导体9在加热管8中产生的电磁波结构特别是与长丝的聚 合物材料相匹配，从而在单丝的材料中吸收尽可能多的辐射，以便获得对长丝的加热。通过加热管8产生的红外辐射为此优选具有波长在 2至4nm的波长的波i瞽。
在具有导丝辊L1和L2的.第一导丝辊对的后面设置具有导丝辊
1.3和1.4的第二导丝辊对。导丝辊1.3和1.4设计成与导丝辊1.1和 1.2是相同的，其中，导丝外壳2.3和2.4悬伸地可旋转地保持在第二 导丝辊支架4.2上。导丝辊1.3通过第二导丝辊驱动装置(未示出)驱 动，其中导丝外壳2.3的周向速度选择得比导丝辊1.1的导丝外壳2.1 大，以便在导丝辊1.1和1.3之间实现对丝束3的拉伸。
保持在导丝辊支架4.2上的第二导丝辊1.4以其导丝外壳2.4可旋 转地支承。为此，导丝辊1.4的导丝外壳2.4相对于导丝外壳2.3具有 略微的倾斜，以便能够在该导丝辊对上对丝束3的多次缠绕进行引导。
导丝外壳2.3和2.4竖直地设置在导丝外壳2.1和2.2的下方，其 中导丝支架4.1和4.2这样相互错开地设置，使得在导丝外壳2.2悬伸 的端部上离开导丝外壳2.2的丝束3直接到达导丝外壳2.3的支承端 部。
在导丝外壳2.3和2.4之间的自由空间中设置一第二加热元件5.2。 该加热元件5.2在结构上与加热元件5.1相同，因此这里不必详细i兌明。 第二加热元件5.2的红外辐射体6.1至6.5形成导丝辊1.3和1.4之间 的第二加热路段。红外辐射体6.1至6.5为此同样通过一连接支架28 作为一加热模块7固定在导丝辊支架4.2上。
第二加热元件5.2位于导丝外壳2.3和2.4之间的中心面上，从而 丝束3的所述长丝段在上侧30和下侧29上以到红外辐射体6.1至6.5 的均匀的距离并且不与其接触地被引导。
在图1和2中所示的根据本发明的装置的实施例中，导丝辊1.1 和1.3之间的丝束3被拉伸。为此，丝束3的长丝首先通过第一加热 元件5.1加热到一拉伸温度。在拉伸之后通过导丝辊1.3和1.4之间的 第二加热元件5.2进行后处理，例如触发收缩。
因此，在图l和2中示出的装置特别适合于在熔融纺丝过程中制 造完全拉伸的纱线。导丝辊1.1至1.4结构上的布置以及设置在导丝辊之间的加热元件
5.1和5.2是举例性的。原则上可以将一个导丝辊对的导丝外壳设计成
具有不同的尺寸或具有相同的尺寸。此外，平行于导丝外壳设置的红 外辐射体的数量可以自由地选择。这里，也可以使用只向一个侧面产
生红外辐射的加热管。从而例如可以只在上侧或只在下侧上对导丝辊
之间的长丝段进行调温。此外，加热路段的长度也是可以选择的。根
据红外辐射器的数量的不同，所述长度可以在500mm至1000之间的
范围内或以上。
加热元件5.1和导丝辊1.1和1.2优选设置在一这里没有示出的加 热腔内。由此可以对周围环境进行屏蔽，从而在车间中通常存在的气 候条件对长丝加热保持没有影响。
在图3和4中用多个视图示出根据本发明的装置的另一个实施例。 图3示意性示出侧视图，而图4则示出该装置的俯视图。因此，在没 有明确指明所述附图中的一个时，以下说明对两个附图都适用。
根据图3和4的实施例基本上与根据图l和2的实施例相同，因 此下面只说明区别之处，而其余情况可参考前面的说明。
在图3和4所示的实施例中，两个导丝辊1.1和1.2组合成一个导 丝辊模块16。每个导丝辊1.1和1.2具有一可旋转的导丝外壳2.1和 2.2。导丝辊1.1的导丝外壳2.1抗旋转地与一导丝辊轴11.1相连，该 导丝辊轴在一个端侧通过一后部的支承件13.1支承在一纵向支架10.1 中，并利用一前部的支承件12.1支承在相对的第二纵向支架10.2中。 导丝辊轴11.1在后部的支承件13.1上与一电机14.1相耦联，以驱动 导丝外壳2.1。导丝辊1.2的导丝外壳2.2通过支承件12.2和13.2可自 由旋转地保持在纵向支架10.1和10.2上。导丝外壳2.2这里相对于导 丝外壳2.1以一定的斜度保持，以便能够以多次缠绕引导丝束。
在通过导丝外壳2.1和2.2以及通过纵向支架10.1和10.2形成的 自由空间中设置加热元件5.1。该加热元件5.1设计成与前面的实施例 相同，从而可以参考前面的说明。但可选地，通过红外辐射体6.1至 6.5构成的加热才莫块7与纵向支架10.1和10.2中的每一个相连。在图3和图4中所示的根据本发明的装置的实施例形成一导丝辊 模块16，该导丝辊模块作为一个结构单元可以优选多个一起相互叠置 地设置在一熔融纺丝过程中，以便牵引和拉伸多个多纤维长丝。同样 这种导丝辊模块也可以用于对已经拉伸的长丝进行后处理。这里重要 的是，丝束能够在导丝辊之间没有接触的情况下通过红外辐射进行加 热。
如图3和4所示，这种导丝辊模块优选可以与绕线机相组合，以 便实现尽可能紧凑且易于操作的用于制造熔融訪制的长丝的单元。因 此，在图5中示出这种导丝辊模块的安装状态的实施例。设计成与图 3和4的实施例相同的导丝辊模块16.1和16.2直接利用 一模块支架31 设置在绕线机17的上部平台18上。绕线机17具有一机架15，该机 架形成一上部板18，并且它具有用于总共四个巻绕部位21.1至21.4 的装置，以便同时将由四个长丝组成的丝束巻绕成巻筒26。为此在每 个绕线部位21.2至21.4中设置一转向滚轮20、 一往复装置23、 一在 所有四个绕线部位上延伸的挤压辊24以及两个交替地被导入在巻绕 区域内的巻筒轴22.1和22.2，在所述巻筒轴上同时巻绕所述巻筒26。
为了将巻筒轴22.1和22.2交替地导入巻绕区域中，设有一巻筒轮 换器25，该巻筒轮换器通过旋转交替地将巻筒轴22.1和22.2从巻绕 区域引导到更换区域中。
在巻绕之前拉伸丝束3的导丝辊模块16.1和16.2之间的过渡区域 内，设有一退绕导丝辊19，该退绕导丝辊保持在绕线机17的在端侧 的端部上。这里丝束3通过输出导丝辊19引导并向各巻绕部位21.1 至21.2的各单个转向滚轮20分配。
在图5所示的实施例中，具有纺丝甬道的纺丝装置直接设置在导 丝辊模块16.1和16.2的上方，从而可以实现纺丝装置较小的结构高度。 导丝辊模块16.1和16.2利用一纵向支架10.1或10.2固定在模块支架 31上，从而从一个纺丝萄道导出的丝束3的长丝可以简单地通过一手 动引导的抽吸枪铺设到导丝辊16.1和16.2的导丝辊上。导丝辊模块 16.1和16.2通常在一加热腔(这里没有示出)中，所述加热腔保持在模块支架31上。丝束3此时可以通过加热腔中的长丝开口输送给导丝 辊模块16.1和16.2。
在图5中示出的实施例优选用于制造完全拉伸的长丝。但原则上 也存在利用本发明的装置制造预定向的长丝的可能性。
在图6中示出根据本发明的装置的这样的实施例，在该实施例中， 丝束以部分缠绕在导丝辊上引导。在图6中以侧视图示意性示出该实 施例。
在例如与根据图1和图2的实施例的导丝辊支架相类似的导丝辊 支架4上隔开距离地设置两个导丝辊1.1和1.2。导丝辊1.1具有一导 丝外壳2.1，导丝辊1.2具有一导丝外壳2.2。两个导丝外壳2.1和2.2 通过这里没有示出的电机驱动。在导丝外壳2.1和2.2之间的自由空间 中设有一加热元件5.1,该加热元件通过总共四个红外辐射体6.1至6.4 形成。所述红外辐射体6.1至6.4平行于导丝外壳2.1和2.2定向并作 为加热管8保持在连接支架28上。各加热管8具有一朝向上侧32的 辐射出口 ，从而通过红外辐射体6.1至6.4的红外辐射对丝束3在导丝 外壳2.1和2.2之间张紧的长丝段进行加热。
为了实现丝束3在导丝辊1.1和1.2上对于牵引和拉伸必要的缠 绕，给导丝外壳2.1和2.2分别配设一转向滚轮27.1和27.2,所述转 向滚轮控制向导丝辊1.1的绕上(Auflauf)和从导丝辊1.2的退绕 (Ablauf)，以实现较高的缠绕程度。转向滚轮27.1和27.2这里优选 设计成可调节的，从而可以选择在导丝辊1.1和1.2上的缠绕程度。
在图1至6中示出的根据本发明的装置的各实施例的突出之处特 别在于，不对导丝辊的导丝外壳进行加热。对长丝的加热只是通过电 磁波形式的能量传输无接触地进行。通过使红外辐射的波长与长丝材 料相匹配并且由于多个并排设置的红外辐射体，产生了高的辐射密度，
这种辐射密度即使在加热路段较短时以及长丝速度较高时也能实现对 长丝的强烈的加热。
原则上在图1至6中示出的根据本发明的装置的各实施例中，加 热元件也可以通过细长的热辐射体构成，这种热辐射体例如具有电磁加热的辐射表面，以产生热辐射。这种热辐射体是公知的，从而这里 不需要详细说明。例如可以由金属形成的辐射表面具有优选大于
200°C的高表面温度。1.1、 1.2、 1.3、1.4导丝辊
2.1、 2.2、 2.3、2.4导丝外壳
3丝束
4、 4.1、 4.2导丝辊支架
5、 5.1、 5.2加热元件
6.1、 6.2、 6.3、6.4红外辐射体
7加热模块
8力口热管
9碳力口热导体
10.1、 10.2纵向支架
11.1、 11.2导丝辊轴
12.1、 12.2前部的支承件
13.1、 13.2后部的支承件
14.1、 14.2电机
15才几架
16、 16.1、 16.2导丝辊模块
17绕线机
18平台
19输出导丝辊
20转向滚轮
21.1、 21.2、 21.3、 21.4巻绕部位
22.1、 22.2巻筒轴
23往复装置
24挤压辊
25巻筒轮换器
26巻筒
27.1、 27.2转向滚轮
28连接支架
1629 导线
30 下侧
31 模块支架
32 上侧


本发明涉及一种用于在熔融纺丝过程中牵引和拉伸多纤维长丝的装置，其中设有至少两个相互隔开距离设置的具有能够旋转的导丝外壳的设置在各导丝辊之间加热元件的导丝辊。长丝以在导丝辊的导丝外壳上的一次或多次缠绕被引导，长丝在其在各导丝辊之间张紧的长丝段上被加热。为了实现尽可能不受环境影响的能量传输，根据本发明，加热元件通过多个并排设置的红外辐射体构成，各所述红外辐射体基本上平行于导丝辊的导丝外壳延伸，并且各所述红外辐射体设置在各导丝辊的导丝外壳之间的、由所述张紧的长丝段限定的自由空间中。