DE3415677A1

DE3415677A1 - Vorrichtung zur spannungsarmen verweilbehandlung von warenbahnen in einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE3415677A1
Application number: DE3415677A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1985-10-31
Also published as: DE3415677C2

Description

Eduard Küsters Maschinenfabrik
4150 Krefeld

Vorrichtung zur spannungsarmen Verweilbehandlung von Warenbahnen in einer Flüssigkeit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Vorrichtungen mit einer oberen und einer unteren Reihe von Rollen, über die eine Textilbahn in vertikalen Schlaufen geführt ist, sind seit langem bekannt. Es sind dabei auch bereits Maßnahmen getroffen worden, die durch die Behandlung oder anderweitig auftretenden Spannungen in der Textilbahn, die zu Faltenbildung und auch zu Schädigungen der Textilbahn führen können, in Grenzen zu halten.

Bei der DE-AS 11 15 211 sind für die Zuführung und für das Abziehen der Warenbahnen oberhalb des die Rollen und die Flüssigkeit enthaltenden Behälters Quetschwerke vorgesehen. Es wurde erkannt, daß das Abzugsquetschwerk normalerweise bei einer derartigen Anordnung einen kräftigen Zug auf die Karenbahn ausüben muß, um die Gesamtheit der nicht angetriebenen Rollen, die ja in ihren Lagern eine gewisse Reibung aufweisen, in Drehungen zu versetzen. Diese Spannung beeinträchtigt die Behandlung

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und den einwandfreien Lauf in dem Abzugsquetschwerk. Um die Spannung zu verringern, wird in der DE-AS 11 15 211 vorgeschlagen, die letzte obere Walze vor dem Abzugsquetschwerk anzutreiben.

Dadurch wird zwar die Spannung in dem Warenbahnabschnitt vor dem Abzugsquetschwerk herabgesetzt, doch ist das Problem praktisch nur von dem Abzugsquetschwerk auf die angetriebene Walze verlagert worden: Um die Gesamtheit der vorangehenden Walzen zu drehen und den in dem Behälter befindlichen Warenbahnabschnitt durch die Flüssigkeit hindurchzubewegen, bedarf es einer nicht geringen Zugkraft, die bei der DE-AS 11 15 211 dann eben von der einzelnen angetriebenen Walze aufzubringen ist.

Aus der DE-OS 19 33 517 ist eine Vorrichtung der dem Oberbegriff entsprechenden Art bekannt, bei der es ebenfalls um die Begrenzung von Spannungen in einer in vertikalen Schlaufen geführten Warenbahn geht. Bei dieser Ausführungsform werden die oberen Rollen nicht drehzahlstarr angetrieben, sondern sind über Kohleringe auf ihrer mit Voreilung gegenüber der Warenbahn angetriebenen Welle gelagert. Wenn in der Warenbahn eine Vergrößerung der Spannung auftritt, vergrößert sich auch die Belastung der Kohleringe auf der Welle einer bestimmten Rolle und damit die Reibung, so daß die mit Voreilung umlaufende Welle die Rolle und damit die Warenbahn etwas stärker mitnimmt. Auf diese Weise sollen sich Spannungen in der Warenbahn ausgleichen .

Der Nachteil bei dieser Ausführungsform ist der durch die Lagerung der einzelnen Rollen über die Kohleringe auf den Wellen erforderliche zusätzliche Aufwand und die je nach Präzision und Verschmutzungsgrad der Kohleringe unterschiedliche Wirkung des Schlupfantriebs. Zur Behebung von Spannungen muß immerhin ein Zug durch die Warenbahn übertragen

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werden, der eine Verdrehung einer oder mehrerer Rollen gegen die Reibung auf den Wellen zustande bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art so auszugestalten, daß mit einfachen Mitteln die Spannungsarmut in der Warenbahn noch gesteigert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Der schlupffreie Antrieb der oberen Rollen kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß die oberen Rollen über einen Kettentrieb sämtlich miteinander verbunden sind. Wenn dann die Außendurchmesser der Rollen untereinander gleich sind, ist die bei allen oberen Rollen gleiche Umfangsgeschwindigkeit auf baulich einfache Weise sichergestellt. Wesentlich für die Funktion ist die Ausbildung und Führung der unteren Rollen. Diese sind so ausgebildet, daß sie in der Flüssigkeit zwar noch untersinken, daß aber ihr spezifisches Gewicht nur geringfügig über dem der Flüssigkeit liegt. Wenn also eine untere Rolle in einer vertikalen Schlaufe aufliegt und von der Schlaufe gehalten wird, sind die hierzu in den beiden Schenkeln der Schlaufe auftretenden Kräfte sehr gering und können überdies durch entsprechende Ausbildungen der Rolle so gering wie gewünscht gemacht werden. Die in der Schlaufe gehaltene Rolle zieht also die Schlaufe kaum nennenswert stramm und dient mehr der Führung der Schlaufe als der Erhöhung der Warenbahnspannung in derselben.

Wenn nun in einer bestimmten Schlaufe eine Verlängerung eintritt und die im unteren Scheitel der Schlaufe befindliche Rolle an der unteren Grenze -ihres Höhenverlagerungsbereiches angekommen ist, geht das geringe Gewicht der unteren Rolle auf den Grenzanschlag über und wird die Warenbahn in der

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Schlaufe auch von diesem geringen Gewicht noch entlastet. Dadurch wird auch der Druck, der die Warenbahn auf der in Warenbahnlaufrichtung vorangehenden oberen Rolle aufliegt, verringert. Dies wiederum führt zu einer Art Aquaplaningeffekt am Umfang der betreffenden oberen Walze und zu einer verringerten Mitnahme der Warenbahn. Die folgende Schlaufe erfährt dadurch einen geschwächten Nachschub, wodurch sie sich verkürzt und die untere Rolle von dem unteren Grenzanschlag abhebt. Das geringe, in der Flüssigkeit verbleibende Gewicht der unteren Rolle wird dann wieder von den Schlaufenschenkeln aufgenommen, wodurch sich der Druck der Warenbahn auf die vorangehende obere Rolle und damit der Mitnahmeeffekt verstärken und wieder mehr Warenbahn in die Schlaufe geliefert wird. Möglicherweise hängt dies damit zusammen, daß die zwischen der voreilenden oberen Walze und der Warenbahn gebildete Flüssigkeitsschicht in ihrer Dicke verringert und die Warenbahn der Oberfläche der Rolle stärker angenähert wird. an der anhaftende Flüssigkeit mitgeführt wird, und sich ein Geschwindigkeitsgefälle in der Flüssigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit der Rolle bis hin zur Geschwindigkeit der die Rolle umschlingenden Warenbahn ergibt.

Es pendelt sich auf diese Weise eine sehr gleichmäßige und sehr' geringe Spannung in der Warenbahn ein. Versuche haben gezeigt, daß der Effekt in der Praxis überraschend gut funktioniert und sogar eine ausgeprägte Bereithaltewirkung eintritt, d.h. etwa in die Vorrichtung einlaufende Falten glätten sich beim Durchlaufen der Vorrichtung von selbst aus.

Um die Flüssigkeitsgleitschicht zwischen den voreilenden oberen Rollen und der Warenbahn zu erzeugen, ist es notwendig, daß· die oberen Rollen ganz unterhalb des Flüssigkeitsspiegels sich befinden.

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Das Merkmal a) ist also für die Erzielung des erfindungsgemäßen Effekts integrierend. Zwar funktioniert der Transport im Prinzip auch bei oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindlichen oberen Rollen, doch sind die dann auftretenden Mitnahmekräfte bei unmittelbar auf Rollenoberfläche anhaftender Warenbahn viel größer und kann von einer spannungsarmen Förderung nicht mehr gesprochen werden.

Wenn auch das Merkmal a) für sich genommen bekannt ist. so hat es doch innerhalb der Merkmalsgesamtheit des Kennzeichens des Anspruchs 1 seine besondere Wirkung.

Natürlich können die oberen Rollen sämtlich einen separaten Antrieb aufweisen, doch ist aus ökonomischen Gründen der gemeinsame Antrieb nach Anspruch 2 zu bevorzugen.

Für diesen Antrieb kann gemäß Anspruch 3 auch der Motor der Zuführvorrichtung oder der Abzugsvorrichtung herangezogen werden, wobei sich auf einfache Weise, z.B. in Gestalt eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses eine vorgegebene Voreilung einstellen läßt.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 dient dazu, die äußeren Antriebe an die Förderverhältnisse in der Vorrichtung anpassen zu können. Wenn beispielsweise die unteren Rollen dauernd auf den unteren Grenzanschlägen sitzen bleiben, muß dafür gesorgt werden, daß mehr Ware aus der Vorrichtung abgezogen wird.

In einer ersten Ausführungsform nach Anspruch 5 können die oberen und/oder unteren Rollen glatt sein. Gemäß Anspruch 6 können sie allerdings auch ein Oberflächenrelief aufweisen, welches so ausgebildet sein kann, daß der Mitnahmeeffekt über' eine Flüssigkeitsschicht zwischen der oberen Rolle und der Warenbahn aufrechterhalten bleibt.

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Anspruch 7 gibt eine praktische Ausführungsform der Rollen wieder. Durch Bemessung der Wandstärke und/oder der Endscheiben der Rollen im Verhältnis zu dem den Auftrieb bestimmenden Volumen kann das spezifische Gewicht der Rollen eingestellt werden, und damit auch die Spannung, die sie auf die Schenkel einer vertikalen Schlaufe der Warenbahn ausüben, wenn sie in dieser getragen werden.

Für das spezifische Gewicht der Rollen kommt ein Wert im Bereich von 1,01 und 1,20 g/cm³ in Betracht.

Die Praxis hat gezeigt, daß eine Voreilung der Umfangsgeschwindigkeit der oberen Walzen gegenüber der Warenbahn von 1 bis 2.0 % zweckmäßig ist (Anspruch 9) .

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im vertikalen Längsschnitt schematisch dargestellt.

Die als Ganzes mit 10 bezeichnete Vorrichtung umfaßt einen Behälter 1 , in welchem eine Flüssigkeit 2. z.B. heißes Wasser, eine Waschflüssigkeit, eine Imprägnierflüssigkeit, eine Lauge oder dergleichen, bis zu einem Flüssigkeitsspiegel 3 enthalten ist. Die Warenbahn 4 wird durch eine Zuführvorrichtung 5 dem Behälter 1 zugeführt, die einen Motor 6 aufweist, der auf die untere Walze 7 eines Quetschwalzenpaares 8 wirkt, durch dessen Fuge , die Warenbahn 4 hindurch- und in den Behälter 1 eingeleitet wird.

Am gegenüberliegenden Ende des Behälters 1 ist eine Abzugseinrichtung 9 vorgesehen, deren Motor 11 auf die untere Walze 12 eines Quetschwalzenpaares 13 wirkt, durch dessen Fuge die Warenbahn 4 hindurchgeleitet ist und welches die Warenbahn 4 aus dem Behälter 1 herauszieht.

In dem Behälter 1 sind obere Rollen 14 und untere Rollen 15 angeordnet. Die oberen Rollen 14 sind

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mit ihren Achsen in einer horizontalen Ebene so gelegen, daß sie sich ganz unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 3 befinden. Die oberen Rollen 14 haben alle den gleichen Durchmesser, sind fest gelagert und über Ketten 16 drehzahlverbunden, so daß sie von dem Antriebsmotor 17 und die Kette 18 gemeinsam drehzahlstarr und mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit antreibbar sind. Der Umfang der oberen Rollen 14 ist in dem Ausführungsbeispiel glatt, kann aber auch ein mitnahmeförderndes Relief etwa in Gestalt einiger weniger über den Umfang verteilter flacher Längsrippen aufweisen.

Die unteren Rollen 15 befinden sich mit ihren Achsen in ihrer untersten Stellung, in welchem sie mit den Achszapfen auf nur schematisch angedeuteten Grenzanschlägen 19 aufliegen, ebenfalls im wesentlichen in einer horizontalen Ebene. Die unteren Rollen 15 können sich aber, wie durch den Pfeil 20 und die gestrichelt wiedergegebene obere Grenzstellung 21 der Sollen 15 angedeutet, in einem Höhenverlagerungsbereich 22 in entsprechenden, nicht wiedergegebenen Führungen vertikal unabhängig voneinander verlagern.

Die unteren Rollen bestehen aus dünnwandigen Rohren aus korrosionsfestem Blech mit ebensolchen Endscheiben, die einen dichten Innenraum abschließen, so daß das Gewicht der unteren Rollen 15 teilweise durch den Auftrieb ausgeglichen wird und die unteren Rollen 15 in der Flüssigkeit 2 nur noch ein spezifisches Gewicht aufweisen, das beispielsweise etwa 10 % über dem der Flüssigkeit 2 liegt.

Die unteren Rollen 15 sind horizontal gegenüber den oberen Rollen 14 Versetzt, so daß die Warenbahn 4, wenn sie abwechselnd über obere und untere Rollen 14, 15 geleitet wird, in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise vertikale Schlaufen bildet. Wenn die unteren Rollen 15 im unteren Scheitel ei-

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ner vertikalen Schleife getragen werden, die unteren Rollen 15 also nicht auf den unteren Grenzanschlägen 19 aufliegen, ist die durch das verbleibende Gewicht der unteren Rollen 15 erzeugte Spannung in den Schenkeln der vertikalen Schlaufe der Warenbahn 4 nur sehr gering.

Die Zuführeinrichtung 5 , die Abzugseinrichtung 9 und der Antrieb 17 der oberen Rollen 14 sind so aufeinander abgestimmt, daß die oberen Rollen 14 gegenüber der Warenbahn eine Voreilung von beispielsweise 10/4 aufweisen. Da die oberen Rollen 14 sich ganz unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 3 befinden und die Warenbahn 4 in der Flüssigkeit 2 praktisch schwebt und auch das Gewicht der unteren Rollen 15 nur eine geringe Spannung erzeugt, liegt die Warenbahn 4 auf den oberen Rollen 14 nur mit einem geringen Druck an. Dieser Druck reicht aber aus, um die durch die Voreilung der oberen Rollen

14 zwischen dieser und der Warenbahn gebildete Flüssigkeitsgleitschicht dünner werden zu lassen und den Mitnahmeeffekt einer bestimmten oberen Rolle 14 zu erhöhen. Es wird dadurch in die nachfolgende Schlaufe die Warenbahn hineingeliefert, die die Schlaufe verlängert und die untere Rolle 15 absinken läßt, bis sie auf den unteren Grenzanschlägen 19 zur Anlage kommt. Dadurch wird die vertikale Schlaufe auch noch von der Spannung durch das Gewicht der unteren Rolle 15 befreit und lockert sich der Druck, unter dem die Warenbahn 4 auf der vorangehenden oberen Rolle 14 anliegt. Dadurch wird die dortige Flüssigkeitsgleitschicht dicker und der Mitnahmeeffekt geringer, so daß durch die Abzugswirkung der folgenden oberen Rolle 14 sich die vertikale Schlaufe wieder verkürzt und die untere Rolle

15 wieder von dem unteren Grenzanschlag 19 abhebt. Auf diese Weise stellt sich ein Gleichgewicht ein, bei welchem die Warenbahn in dem ganzen' in dem Be-

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hälter 1 befindlichen Abschnitt eine gleichmäßige und sehr geringe Spannung erfährt.

Wenn sich die Warenbahn 4 in der Flüssigkeit 2 längt oder kürzt, kann bei gleicher Geschwindigkeit der Zuführvorrichtung 8 und der Abzugsvorrichtung 9 es dazu kommen, daß alle unteren Rollen 15 auf den unteren Grenzanschlägen 19 aufsitzen und die Schlaufen schlaff werden bzw. alle unteren Rollen 15 die oberen Grenzen der Höhenverlagerungsbereiche 22 erreichen und die Warenbahnspannung in dem Behälter 1 ansteigt. Um dies zu verhindern, können geeignete Schalteranordnungen 23 vorgesehen sein, die in einem solchen Fall die Arbeitsgeschwindigkeit der Zuführvorrichtung 8 und/oder der Abzugsvorrichtung 9 beeinflussen.

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Claims

Eduard Küsters Maschinenfabrik
4150 Krefeld

Patentansprüche

1 . Vorrichtung zur spannungsarmen Verweilbehandlung von Warenbahnen in einer Flüssigkeit, mit einem die Flüssigkeit enthaltenden Behälter _t in welchem eine obere und eine untere Reihe voneinander parallelen Rollen vorgesehen sind, über welche die Warenbahn abwechselnd geführt ist und von denen die Rollen der oberen Reihe in der Nähe der Wandung des Behälters drehbar jedoch feststehend gelagert und angetrieben sind, wobei die Warenbahn einen schlupfaufweisenden Vortrieb erhält, und mit einer Zuführvorrichtung und einer Abzugsvorrichtung für die Warenbahn, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Alle Rollen (14, 15) befinden sich ganz unter dem Flüssigkeitsspiegel (3);

b) Die oberen Rollen (14) sind schlupffrei mit untereinander gleicher, über der Vorlaufgeschwindigkeit der Warenbahn (4) liegender Umfangsge-. schwindigkeit angetrieben;

c) Die Rollen (15) der unteren Reihe weisen ein spezifisches Gewicht auf, welches geringfügig ober-

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halb des spezifischen Gewichts der Flüssigkeit (2) liegt;

d) Die unteren Rollen (15) sind in einem nach unten begrenzten Bereich (22) höhenverlagerbar geführt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Rollen (14) gemeinsam angetrieben sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der. Antrieb der oberen Rollen (14) durch die Motoren (6, 11) der Zuführvorrichtung (8) oder der Abzugsvorrichtung (9) erfolgt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelvorrichtung (29) vorgesehen ist, mittels deren bei Erreichen der unteren oder der oberen Grenze des Höhenverlagerungsbereichs (22) mindestens einer der unteren Rollen (15) der Antrieb der oberen Rollen (14) und/oder der Zuführvorrichtung (8) und/oder der Abzugsvorrichtung (9) derart verstellbar ist, daß die untere Rolle (15) in den Höhenverlagerungsbereich (22) zurückgeführt wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und/oder unteren Rollen (14, 15) glatt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet. daß die oberen und/oder unteren Rollen (14, 15) ein Oberflächenrelief aufweisen .
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Rollen (15) als geschlossene Hohlkörper aus Blech ausgebildet sind, deren Volumen im Verhältnis zum Gewicht so gewählt ist. daß ihr spezifisches Gewicht wenig über dem der Flüssigkeit (2) liegt.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht der unteren Rollen (14) zwischen 1,01 und 1,20 g/cm³ liegt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreilung der Umfangsgeschwindigkeit der oberen Rollen (14) gegenüber der Warenbahn (4) 1 bis LD % beträgt.

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