用于引导丝束穿过氧化炉的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于通过导丝辊使至少一根丝束多次穿过氧化炉的装置，其中，所述至少一根丝束经由至少一个交错布置的导丝辊被转向。根据本发明设定，所述导丝辊包括一个上面能安插至少两个单辊的轴，其中，每个单辊都可旋转地设置在轴上。
【专利说明】用于引导丝束穿过氧化炉的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于通过导丝辊使至少一根丝束多次穿过氧化炉的装置，其中，经由至少一个交错地布置的导丝辊使所述至少一根丝束转向。
【背景技术】
[0002]在生产碳纤维时，事先纺成的聚丙烯腈纤维合并成丝束，在这些丝束能够在超过1000°C的温度下被碳化之前，它们必须在第二流程步骤中首先被稳定和被氧化。必须非常小心地进行这种处理，因为这是对纤维的放热的转换过程。这种转换通过以热空气形式的输热被触发，其中，这些热空气同时被用于导走反应热量。当然后产生的放热热量不再能够被导走时，过快的输热可能导致过度反应。这可能最终导致发生伴随着自燃的不再可控的链式反应，在这个过程中可能形成有毒蒸汽并且纤维变得不可用。因此，这种转换需要大约60到90分钟的时期，其中，在这段时间内丝束以符合目的的方式连续地以定义的张紧力被引导穿过这个或这些炉子。在这个过程中必须避免纤维堆积，如多个丝束交叉、打结或成束，因为这会让受控的热量排放更加困难。
[0003]按照生产速度，形成巨大的加工长度，利用一条唯一的直的炉通道不再能够经济地提供这样的加工长度。因此，炉子在生产设备中具有多个通口，借此能够引导丝束线相互平行地并且蜿蜒地穿过相应的炉子。转向辊设置在外面，因为一方面耐温的支承系统很昂贵，另一方面在可能因为断丝而形成卷绕的情况下，设备操作员必须能够简单地进入。
[0004]这些转向辊能够自由地旋转并且被丝束推动。这些丝束又被牵引机构向炉子牵拉，其中，牵引机构在炉子前方用作制动站，用于形成对于该流程必要的纤维张紧力。在加热丝束时，通常发生严重的收缩，这种收缩在没有平衡张紧力的情况下可能导致张紧力提升和纤维断裂。因此，在大部分情况下在跟在后面的牵拉机构前面设有张紧力测量辊，这些测量辊产生用于调节牵引机构速度的信号。经由可自由旋转的转向辊完成在多次穿过炉子期间的张紧力传递或平衡。
[0005]通常在生产设备中利用几百个丝束和4-10米/分钟的生产速度工作。从中得出类似于两层住房的、建筑高度直至10米的炉子大小。然而，如果为了发展的目的仅生产一个唯一的或少量的丝束，那么必须明显降低生产速度，使得加工长度从而最终形成的炉子大小仍然适应研宄机构或研发中心的典型空间大小。但是，像在生产设备中那样的蜿蜒的穿引部可能总是通入一个确实很大的并且相应地高成本的氧化炉中。
[0006]由纤维制造中公知许多导丝辊对，利用它们引导丝束多次地越过两个轻微交错地布置的导丝辊。这例如在Bela von Falkai由化学出版社于1981年出版的书“聚合纤维”中第119页的图49中所示的那样。在导丝辊交错时，一条丝分别尝试着分别垂直地延伸到相对置的导丝辊上，由此形成一定的错位。因此可以经由相对的角度位置调定错位。对于多个丝束来说也可以同时如此。
[0007]多倍缠绕导致摩擦力提升或导致滑转减少。如果现在在两个交错的辊子之间设置足够大的间距，就可以在中间设立一个氧化炉，并且这些丝可以多次地在去程和返程上穿过过炉子。然而在单个的导丝辊中，没有解决纤维收缩的补偿问题，因为这些丝通过附着摩擦固定保持在两个辊上，并且在单次的穿过之间没有进行张紧力平衡。由此可能导致纤维高度收缩的区域内发生纤维断裂。
【发明内容】
[0008]本发明的任务是，使得一种用于使丝束多次穿过过氧化炉的同时平衡张紧力的装置成为可能。
[0009]本发明通过一种按照权利要求1所述的教导使所提出的任务得以解决；本发明的其他有利的构造特征通过从属权利要求得以表征。
[0010]根据按照权利要求1所述的技术教导，所述装置为了使至少一根丝束多次地穿过过氧化炉包含导丝辊，其中，所述至少一根丝束经由至少一个交错地布置的导丝辊被转向。通过让导丝辊包括一个轴，在该轴上能安插至少两个单辊，其中，每个单辊都可旋转地设置在轴上，使得能够多次地穿过氧化炉，其中，同时实现丝束的张紧力平衡。
[0011]按照本发明能够实现的是，在氧化炉的两侧上设置有交错布置的导丝辊，或者仅布置在一侧上。通过让丝束不再通过摩擦围绕着导丝辊被引导，而是通过可旋转地布置的单辊被引导，使得丝束中的张紧力减小。按照现有技术，丝束经由一个共同的可旋转的导丝辊被转向，由此使得一部分丝束借助摩擦在导丝辊上滑动，因为丝束具有不同的滞后和张紧力。根据本发明可以通过以下方式减少张紧力，方式为:使丝束在导丝辊上每次转向时通过单独的单辊被引导和被转向。
[0012]每个单辊优选地可以具有未示出的、用于最小化摩擦阻力的球轴承或滑动轴承。
[0013]在优选的实施方式中，每个单辊至少在端侧的区域内具有一凸肩。借此确保了丝束在单辊上的引导。
[0014]一种有利的构造方案在于，单辊在带有凸肩的端侧的区域内具有凹部，另一个单辊的端侧可以进入该凹部中。借此防止丝束可能夹入单辊之间。
[0015]可以通过以下方式实现进一步的改进，进入凹部的端侧同样具有一凸肩。这也增强了对防止丝束被夹入单辊之间的间隙中的保护。
[0016]单辊相互之间的定心可以通过以下方式实现，即，凹部具有相应的圆锥形的或凹形的轮廓。
[0017]为此该单辊的进入凹部的端侧具有与凹部对应的圆锥形或凸形的轮廓
[0018]通过不同地构造布置在端面上的凸肩，这些凸肩优选地构造成不同的高度，使得具有小的凸肩的端侧进入具有大的凸肩的端侧上的凹部，其中存在套筒形式的遮盖部，在其中丝束不能进入单辊之间的间隙。
[0019]一种优选的实施方式在于，轴支承在一个保持架中，其中，可以经由该保持架调定轴的角度位置。借此能够设置倾斜角从而调定丝束穿过氧化炉的转向。
[0020]通过让这些轴单侧地得以支承，使得在丝束撕裂后或者在设备新开机以后张紧丝束时明显更加容易。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面借助一种可能的示意性示出的实施例更详尽地阐述本发明。图中示出:
[0022]图1:具有双侧的导丝棍的氧化炉的不意性俯视图；
[0023]图2:无氧化炉的根据本发明的导丝辊对；
[0024]图3:辊子或导丝辊的细节图；
[0025]图4:具有单辊的导丝辊的部分剖面图；
[0026]图5:根据本发明的导丝辊用作牵拉机构的示图。
【具体实施方式】
[0027]在图1中示意性示出了一种具有两侧的导丝辊2a、2b和在其上面运行的丝束3的氧化炉I。该丝束3从左边过来被输入氧化炉1，并且在多次穿过之后水平错开地在右侧上离开氧化炉I。然而也有可能的是，当流程需要或者当地的条件需要时，丝束3在左侧上离开氧化炉I。
[0028]图2再次示出一对导丝辊2a、2b连同丝束3。每个导丝辊2a、2b包括至少两个单辊4a、4b，这两个单辊能够安插在轴5a和5b上。在本实施例中，分别有五个单辊4a、4b安插到轴5a、5b上。根据氧化炉I的尺寸，也可以将或多或少的单辊4a、4b布置在轴5a、5b上。
[0029]轴5a、5b固定在一种未示出的两侧的保持架中，但是也可以仅单侧地支承。保持架可推移地布置，使得能够设置为了理想的错位所需要的角度位置。为了更好的理解，上面的丝路(在那里丝束3从左向右伸展)示为连贯的线，而且下面的丝线路(在那里丝束3从右向左伸展)示为虚线。
[0030]在图3中示出了针对丝束3的错位的物理规律。由于出现横向力，丝线或丝束3总是追求垂直地以90°的角度向旋转的辊子或导丝辊2b延伸。在丝线或丝束3离开时，当丝束3和辊子表面之间的摩擦力不再足以形成对抗轴向的横向力的阻力时，纤维行进中出现真正的弯折(Knick)。于是丝束3打滑，直至先前在径向上越过辊子延伸的丝束3与相对置的辊子的垂直的角度形成一条直线。
[0031]为了在放置和校准导丝辊2a、2b时提供支持，单辊4a、4b在第一端侧的区域内具有一个大的凸肩7b，并且在第二端侧的区域内具有一个小的凸肩7a。单棍4a、4b在上面布置有大的凸肩7b的第一端侧区域内具有一个凹部8，小的凸肩7a可以进入该凹部中。借此避免丝束3滑入两个单辊4a之间的间隙6并且卡在那里。
[0032]大的凸肩7b借此以套筒的形式遮盖住相邻的单辊4a、4b的小的凸肩7a。通过以下方式实现自定心，为此使单辊4a、4b的具有小的凸肩7a的第二端侧具有圆锥形的或凸形的轮廓。与之相应地，凹部8在具有大的凸肩7b的第一端侧上同样构造成圆锥形的或凹形的。
[0033]当然，单辊4a、4b可以根据穿过过氧化炉I的理想次数进行更换，并且具有不同的宽度。以有意义的方式，总是使用具有这样的宽度的单辊4a、4b，该宽度的多倍相当于氧化炉I的总宽度或导丝辊2a、2b的宽度。
[0034]为了平衡因缠绕形成的水平错位，同样可以使用构造成导丝辊的牵拉机构9，正如在图5中所示的那样，它们朝下定向。由此再次向后方引导丝束3，借此在一次布置有多个氧化炉I的情况下优雅地实现氧化炉I站立对齐，这让操作和保养明显更加轻松。
[0035]附图标记列表
[0036]I氧化炉
[0037]2a、2b导丝辊
[0038]3丝束
[0039]4a、4b单辊
[0040]5a、5b轴
[0041]6间隙
[0042]7a 小的凸肩
[0043]7b 大的凸肩
[0044]8凹部
[0045]9牵拉机构
【权利要求】
1.用于通过导丝辊使至少一根丝束多次穿过过氧化炉的装置，其中，所述至少一根丝束经由至少一个交错布置的导丝辊被转向，其特征在于，所述导丝辊包括一个上面能安插至少两个单辊的轴，其中，每个单辊都可旋转地设置在轴上。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，每个单辊至少在端侧的区域内具有一凸肩O
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，所述单辊在具有凸肩的端侧的区域内具有凹部，另一个单辊的端侧能进入该凹部中。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，进入凹部的端侧具有一凸肩。
5.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，所述凹部具有圆锥形的或凹形的轮廓。
6.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，单辊的进入凹部的端侧具有与凹部相对应的圆锥形的或凸形的轮廓。
7.按照以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述凸肩不同地构成。
8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述单辊能够利用轴承安插到轴上。
9.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴支承在保持架中，其中，能经由保持架调节这些轴的角度位置。
10.按照权利要求9所述的装置，其特征在于，所述轴单侧地被支承。
【文档编号】B65H1/06GK104471126SQ201380037655
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2012年11月5日
【发明者】艾文·格拉维昂, 霍夫·施略德, 克里斯蒂安·科诺泽 申请人:特吕茨施勒有限及两合公司