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Verfahren und Vorrichtung zum Spülen von Garnen und Geweben in Strähnen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spülen von Garnen oder Geweben, die in Form einer endlichen
Strähne in kontinuierlicher Bewegung über mindestens eine Haspel und durch eine darunter befindliche Flotte geführt werden.
Es ist bekannt, zum Waschen von Garnen und
Geweben in Strähnen diese in Waschmaschinen über Haspeln laufen zu lassen, die über dem Flüssigkeitsspiegel der Flotte montiert sind.
Die zu waschende Strähne verlässt dabei die Flotte, läuft über die Haspel und kommt darauf in die Flotte zurück. Dabei kann die Haspel als Presswalze ausgebildet sein, an die eine andere Walze drückt, wobei zwischen den Walzen die Strähne abgepresst wird. Die Waschwirkung solcher Vorrichtungen besteht dabei aus der Kombination von Spülen (Bewegen der Strähne in der Flotte) und Einweichen. Bei den verschiedenen Ausführungsformen wird bei einer Vorrichtung intensiv gespült und kurz eingeweicht, während bei einer andern Vorrichtung länger eingeweicht und kürzer gespült wird.
Die Praxis hat gezeigt, dass für beide Stufen der Bearbeitung eine Mindestzeit einzuhalten ist.
In praktisch allen Fällen muss beim Spülen die Flotte mit den darin vorhandenen Hilfsmitteln mit allen Teilen der Strähne in Kontakt gebracht werden, so dass die Flotte darauf konstant einwirken kann. Bei diesem Kontakt ändert sich in der Regel die Zusammensetzung der Flotte, so dass diese nach einer bestimmten Einwirkungsperiode ersetzt werden muss. Wenn man wohl intensiv spült, die Einwirkungsperiode zwischen den Spülpassagen aber zu kurz ist, so wird damit nicht der Höchstnutzeffekt der Waschmaschine erzielt. Die Flotte hat dann nicht in genügendem Masse auf die Strähne einwirken können. Bei einigen Vorrichtungen wird das durch übermässig intensives und vielfaches Spülen ausgeglichen. Der Nachteil dabei ist die Möglichkeit mechanischer Beschädigung oder Strukturänderung der Strähne.
Ausserdem kann das dabei vielfach angewendete Abpressen in bestimmten Fällen nicht befriedigen. Das trifft zumal für die Nachbehandlung bedruckter Gewebe zu, die auf solchen Vorrichtungen gespült und fixiert werden müssen. Einerseits ist es dabei erforderlich, dass die Spül- bzw. Fixierflotte mit der zu behandelnden
Strähne bzw. mit den zu behandelnden Strähnen in intensiven Kontakt gebracht wird, aber ander- seits ist namentlich zu vermeiden, dass die Strähne bei der Spülbearbeitung zu grossem Druck ausgesetzt wird, wobei, abgesehen von mechanischen Beschädigungen, eine Abfärbung bedruckter Stellen auf unbedruckte auftreten kann. Das ist der Grund, aus dem vielfach Haspelkufen verwendet werden.
Die bedruckten Stücke werden dann entweder mit ihren Anfängen und Enden zusammengeknotet verarbeitet (diskontinuierliches Verfahren) oder in zusammengenähtem Zustand als kontinuierliche Strähne schraubenlinienförmig durch die Vorrichtung geführt. Weil es erwünscht ist, ein Abpressen zu vermeiden, ist eine grosse Zahl von Passagen über die Haspel notwendig, damit eine gute Bearbeitung gewährleistet wird. Dabei muss die Durchlaufgeschwindigkeit der Strähne verhältnismässig gross sein, damit eine ausreichende Spülwirkung beim Austreten der Strähne aus der Flotte und beim Zurückfallen erhalten wird.
Auch beim Passieren einer Hilfshaspel wird bei genügend grosser Passiergeschwindigkeit eine gute Spülwirkung dadurch erhalten, dass die Spülflüssigkeit, die beim Hochziehen der Strähne noch darin vorhanden ist, durch diese Hilfshaspel teilweise aus der Strähne ausgetrieben wird und an ihr entlang zurückfliesst. Die Anwendung einer runden (geschlossenen) Hilfshaspel kann diese Bearbeitung fördern.
Sind für bestimmte Spülbearbeitungen, wie beim Nachbehandeln von bedruckten Geweben, diese Bearbeitungen mit einer bestimmten Reaktion von Komponenten aus der Flotte mit den benutzten Farbstoffen verknüpft, wodurch somit die Gesamtspülzeit innerhalb bestimmter Grenzen zu halten ist, so können die Abmessungen der den gestellten Forderungen entsprechenden Spülmaschinen unliebsam gross werden. Zur Erläuterung diene folgendes :
In den meisten Fällen ist zur Erreichung einer guten Spülwirkung eine MindestdurchschnittUmfangsgeschwindigkeit der Haspel von 80 m p. Minute erwünscht. Ist daneben, damit eine Reaktion zwischen der Flotte und z.
B. auf der Faser vorhandenen Farbstoffen verlaufen kann, eine bestimmte Reaktionszeit erwünscht, so
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muss die Strähne gleichfalls eine entsprechende
Strecke durch die Kufe zurücldegen und wechsel- weise eine Haspel passieren.
Ist es wirtschaftlich bedingt, dass die Apparatur vollbesetzt arbeiten muss, so zeigt sich, dass eine solche Spülmaschine nur in den Betrieben voll- benutzt werden kann, die einen Nachbehandlungs- bedarf haben, der der Leistungsfähigkeit für ein Produkt oder eine Reihe von Produkten, welche dieselbe Behandlungsart brauchen, ent- spricht.
In der Praxis hat sich nunmehr gezeigt, dass ein grosser Bedarf an kontinuierlichen Wasch- maschinen vorliegt, die eine weit geringere
Leistung haben und trotzdem kontinuierlich arbeiten.
Diesem Bedarf kann entsprochen werden, indem gemäss der Erfindung beim Durchführen der Strähne durch die Flotte der Förderbewegung der Strähne eine Hin- und Herbewegung über- lagert wird.
Aus der nachstehend angeführten Wirkungs- weise des erfindungsgemässen Verfahrens geht deutlich hervor, dass auch bekannte Vorrichtungen zur kontinuierlichen Behandlung von Textil- bahnen, bei denen dem zu behandelten Gut in der Flotte an einer Führungstrommel Schwin- gungen in einer Ebene senkrecht zur Bewegungs- richtung erteilt werden, ebensowenig mit der
Erfindung in Berührung stehen wie die bekannten, nicht kontinuierlich arbeitenden Verfahren, nach denen das zu behandelnde Gut in der Flotte nur eine hin-und hergehende Bewegung ausführt.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass der Spülvorgang während der
Zeit, in der die Strähne eine Haspel passiert, in drei Teile aufgeteilt werden kann, u. zw. :
1. die Strähne wird aus der Flotte gezogen,
2. die Strähne passiert die Haspel und 3. die
Strähne fällt in die Flotte zurück.
Wird die Strähne aus der Flotte gezogen, so wird sie gespannt. Durch die sich dabei einstellende Kontraktion wird ein Teil der von der
Strähne aufgesaugten Flotte schon aus ihr ausgedrückt. Über der Flotte angelangt, wird die in der Strähne und um dieselbe vorhandene Flotte unter Einfluss der Schwerkraft nach unten abfliessen und teilweise die Strähne verlassen.
Wird nunmehr, während die Strähne aus der Flotte gezogen wird, ihre Bewegungsrichtung umgekehrt, so entspannt sie sich plötzlich und sinkt teilweise in die Flotte zurück.
Die auftretende Entspannung lässt in die Strähne wiederum Flotte eintreten, welche, wenn die Strähne neuerlich aus der Flotte gezogen und dabei gespannt wird, auch wieder teilweise abgedrückt wird. Es stellt sich dabei jedoch noch ein äusserst wichtiger Nebeneffekt ein. Beim Spannen und Entspannen von Strähnen, Geweben oder Garnen in nassem Zustande ändert sich die Struktur dieses Gewebes oder der Garne in starkem Masse. Die Krümmung der Fasern wird weitgehend durch die Spannungsänderung beeinflusst, während dabei eine gegenseitige Verschiebung eintritt. Eine Ände- rung der Krümmung einer Faser ergibt eine Ver- formung ihrer Oberfläche, was die Einwirkung der Spü1- oder Reaktionsflotte stark fördert.
Passiert die Strähne die Haspel (ohne dass eine
Presswalze angewendet wird), so tritt in der
Strähne praktisch keine Waschwirkung auf.
Sinkt die Strähne in die Flotte zurück, so hat eine intermittierend wechselnde Bewegung der
Strähne einen günstigen Einfluss auf die Wasch- wirkung.
Passiert die Strähne die Haspel in normaler
Weise, so wird sie einmal gespannt und einmal entspannt. Dadurch, dass die Bewegungsrichtung der Strähne periodisch gewechselt wird, kann das Spannen und das sich daranschliessende
Entspannen der Strähne pro Haspelpassage bis zu einer grossen Anzahl, z. B. zehnmal) gesteigert werden. Das wird klar, wenn man sich vergegen- wärtigt, dass jedes Mal, wenn die Bewegung einer
Strähne wechselt, dieses Spannen und Ent- spannen sowohl an der-Ausziehseite wie auch an der Einfallseite der Strähne auftritt.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist somit die Bewegung der Spülflotte an der Strähne entlang und durch sie hindurch intensiver, die
Wirkung der Spüllösung auf die Faser günstiger und der Ersatz der Spülflotte besser als bei normaler gleichförmiger Passage einer Strähne über eine Haspel. Der Effekt je Haspelpassage wird somit grösser, so dass mit bedeutend weniger
Haspelpassagen als bei den bekannten Haspelkufen ausgekommen werden kann.
Teilt man die Bewegungsformen der Strähne beim erfindungsgemässen Verfahren in ihre Komponenten (die Förderbewegung-konstant-und die Hin-und Herbewegung-z. B. sinus- förmig-) so zeigt sich, dass die Spülintensität durch beide Komponenten beeinflusst wird.
Innerhalb bestimmter Grenzen können diese Komponenten nach Wunsch unabhängig voneinander geregelt werden. Diese Möglichkeit ist von grosser Wichtigkeit, weil dadurch die Geschwindigkeit, mit der die Strähne über die Haspel gefördert wird, nach Wunsch eingestellt werden kann. Die benötigte Spülwirkung wird erhalten, indem die Amplitude der Hin- und Herbewegung der Strähne nach Bedarf gewählt wird.
Für die Wahl der Abmessungen einer auf dem erfindungsgemässen Verfahren basierenden Spülmaschine kann somit von einer beliebig niedrigen Fördergeschwindigkeit ausgegangen werden, welche die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung bestimmt, ohne dass der Nutzeffekt der Vorrichtung verloren geht. Es wird dadurch möglich, mit Fördergeschwindigkeiten von allenfalls zwei m/min unter Beibehaltung einer guten Waschwirkung zu arbeiten.
Weil die in der Textilindustrie üblichen Ausdrücke Spülen, Waschen und Fixieren einander : oft teilweise decken, sei darauf hingewiesen, dass alle diese Bearbeitungen darauf hinausgehen, dass die Reaktionsflotte mit der zu behandelnden
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Fig. 1 und 3 angegebenen Weise gelegte Strähne 25 nicht kontinuierlich in Richtung des Pfeiles P bewegt, sondern wechseln jeweils wenn die Be- wegungsrichtung des Schlittens 11 wechselt, auch ihre Bewegungsrichtung. Die Strähne 25 bewegt sich somit so, als ob ihrer kontinuierlichen
Vorwärtsbewegung eine sinusförmige Bewegung überlagert wäre (= Pilgerschritt). Das hat zur
Folge, dass jeweils eine Vorwärtsbewegung über einen bestimmten Abstand mit einer Rückwärtsbewegung über einen geringeren Abstand abwechselt.
Dabei bestimmt die Stelle der Kupplung zwischen dem Arm 21 und der Stange 23 das Mass dieser Vor- und Rückwärtsbewegung, ebenso wie das der Geschwindigkeit, mit der die Strähne 25 aus der Vorrichtung abgeführt wird.
Der Effekt der Vorrichtung ist, dass die Strähne 25 von jeder Haspel 3 wiederholt und schrittweise aus der in der Spülkufe 2 befindlichen Flotte herausgezogen und wieder in diese eingetaucht wird, so dass trotz einer geringen, einstellbaren Abfuhrgeschwindigkeit der Strähne 25 aus der Vorrichtung eine vollkommene Spülwirkung erzielt wird.
Obwohl das beschriebene Ausführungsbeispiel der Spülmaschine baumässig äusserst einfach und dadurch vorteilhaft ist, ist es klar, dass man das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erforderliche Hin- und Zurückbewegen der zu behandelnden Strähne auch in vielen anderen Weisen durchführen kann. Weiters ist klar, dass überall dort, wo im Vorstehenden von Spülen die Rede ist, darunter auch jede andere Behandlung einer
Strähne, wobei das Hin- und Zurückbewegen den gleichen Effekt wie bei Spülen ergibt, zu verstehen ist. Ferner ist auch klar, dass der
Arm 21 von einem eigenen Antriebsmechanismus gedreht werden kann und dass dadurch nicht nur das Bewegungsmass des Schlittens, sondern auch unabhängig davon die Frequenz dieser Bewegung variiert werden kann.
Indem man diesen gesonderten Antriebsmechanismus für den Arm 21 auf dem Gestell 1 montiert und die Antriebsstange 23 dem Wagen 11 anlenkt, wird es möglich, die Frequenz der Schlittenbewegung während des Betriebes der Maschine zu variieren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Spülen von Garnen oder Geweben, die in Form einer endlichen Strähne in kontinuierlicher Bewegung über mindestens eine Haspel und durch eine darunter befindliche Flotte geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchführen der Strähne durch die Flotte der Förderbewegung der Strähne eine Hin- und Herbewegung überlagert wird.