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Die
Erfindung betrifft eine Hotflue mit mindestens zwei Serien von horizontal
und parallel zueinander angeordneten Leitwalzen für ein schleifenförmiges Auf-
und Abführen
einer ausgebreitet unter mechanischer Zugspannung über die
Walzenserie transportierten textilen Stoffbahn.
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Eine
Hotflue wird beschrieben in
DE
33 36 328 C2 . Die hieraus bekannten Leitwalzen-Serien, bestehend
aus einem Oberwalzenpaket und einem Unterwalzenpaket, werden in
einem Hotflue-Gehäuse – mit Einlauf-
und Auslaufschlitz für
die zu behandelnde Stoffbahn – gelagert.
Innerhalb des Gehäuses können Glasdüsen angeordnet
werden, mit deren Hilfe erhitzte Luft auf die Stoffbahn bzw. in
die durch die Leitwalzen aufgespannten Stoffbahnschleifen zu blasen
ist.
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Im
Allgemeinen wird angestrebt die Stoffbahn faltenfrei durch die Hotflue
laufen zu lassen. Unter anderem aus diesem Grunde wird die Stoffbahn
mit einer der Stabilität
des Bahnenmaterials jeweils angemessenen Zug- bzw. Längsspannung durch
die Hotflue transportiert. Diese Längsspannung reicht oft aus,
die Leitwalzen durch Friktion mitzudrehen. Häufig werden zusätzlich zu
den äußeren Zugmitteln
oder an deren Stelle Hilfsantriebe, z. B. entsprechend
DE 103 29 218 A1 , für einen
Teil oder alle Leitwalzen vorgesehen.
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In
einer Hotflue soll die behandelte Stoffbahn ausgebreitet über alle
Leitwalzen laufen. Aus diversen Gründen, z. B. wegen Durchbiegung
der Walzen und/oder abhängig
vom Textilmaterial, können
in der durch die Hotflue laufenden textilen Stoffbahn Längsfalten
entstehen. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, solche Längsfalten
zu verhindern. In diesem Zusammenhang hinzuweisen ist beispielsweise
auf
DE 102 04 365
B4 . Hiernach soll der Stoffbahn zwischen einer oberen und
einer unteren Leitwalze eine Ausbreitwalze zugeordnet werden. Mit
Hilfe der Ausbreitwalze kann der Faltenbildung erfolgreich begegnet werden,
die zusätzlich
eingebaute Walze kann jedoch den Strömungsverlauf der in die Stoffbahn
geblasenen Behandlungsluft ungünstig
beeinflussen.
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Man
kann zum Verhindern von Längsfalten auch
bombierte Leitwalzen verwenden; das sind Walzen, welche in der Mitte
ihrer Länge
einen größeren oder
kleineren Durchmesser als an den Längsenden besitzen. Ein solche
Bombierung ist aber betreffend das Verhindern von Längsfalten
meist nur für
eine bestimmte Zugspannung und/oder Materialart erfolgreich. Walzen
mit veränderlicher
Bombage werden beschrieben in
DE 44 185 49 A1 . Diese Walzen enthalten einen
mit einer Flüssigkeit
gefüllten
Hohlraum. Durch Veränderung
des auf die Flüssigkeit
wirkenden Drucks lässt
sich die Bombage der Walzen einstellen. Derartige Walzen sind aufwendig
und besitzen einen für
den Einsatz in eine Hotflue viel zu großen Durchmesser. Durch Vergrößerung des
Leitwalzendurchmessers wird ersichtlich der Wareninhalt einer Hotflue
vorgegebener Gehäusegröße vermindert.
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Schließlich wird
in
DE 23 01 990 A1 eine Waschmaschine
beschrieben, in welcher eine textile Stoffbahn abwechselnd durch
Flüssigkeitströge und außerhalb
der Letzteren über
Leitwalzen geführt wird.
Auf den jeweils aus einem Trog aufsteigenden Stoffbahntrumm wird
eine Vibration ausgeübt,
um die Flüssigkeit
weitgehend abzuschütteln.
Im Bekannten wird zum Vermeiden einer Faltenbildung einer Stoffbahn
vorgeschlagen, in den Weg der Bahn Querstreben zu setzen, die in
ihrer Wirkung den oben genannten Ausbreitwalzen im wesentlichen
entsprechen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zu schaffen, mit deren
Hilfe in einer Hotflue das Entstehen von Längsfalten zu verhindern und/oder entstandene Längsfalten
zu glätten
sind, ohne dass die Nachteile herkömmlicher Mittel zum Verhindern oder
Beseitigen von Längsfalten
in Kauf zu nehmen wären.
Insbesondere sollen weder Einbauten in den zu beblasenen Stoffbahnschleifen
erforderlich sein, noch die Durchmesser der Leitwalzen vergrößert werden
müssen.
Die gesuchten Ausbreit- bzw. Glättmittel
sollen im wesentlichen universell, d. h. unabhängig vom Bahnmaterial, für feuchte
und trockene Stoffbahnen einsetzbar sein.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird
im Anspruch 1 angegeben. Einige Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen
der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
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In
einer erfindungsgemäß bevorzugten
Hotflue mit mindestens zwei Serien von Leitwalzen, über die
eine textile Stoffbahn unter mechanischer Zugspannung zu transportieren
ist, werden Mittel zum Erzeugen einer schwingenden Relativbewegung
von Stoffbahn einerseits und Oberfläche mindestens einer Leitwalze
andererseits vorgesehen. Vorzugsweise soll die Schwingung eine Frequenz
in der Nähe
einer Eigenschwingung, Grund- oder Oberschwingung, des jeweils schwingenden
Systems, insbesondere der Walzenoberfläche oder der Stoffbahn, besitzen.
Im Rahmen der Erfindung kann die jeweilige Schwingung in Bezug auf
die einzelne Leitwalze radial, axial und/oder in Umfangsrichtung
laufen. Wenn die Stoffbahn selbst erfindungsgemäß in Schwingung versetzt wird,
kommen vor allem Schwingungen in Bahnenlängs- und -querrichtung in Frage.
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Abhängig vom
Zustand (trocken/feucht) und abhängig
von Material sowie Aufbau (Gewebe, Gewebeart, Maschenware usw.)
der Stoffbahnen können
andere Frequenzen besonders erfolgreich ausbreitend wirken. Bevorzugt
sollen daher die von den erfindungsgemäßen Ausbreitmitteln gelieferten
Frequenzen einstellbar sein.
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Die
Schwingungsfrequenzen können
in der Größenordnung
von wenigen Hz, z. B. 40–100
Hz bis zu Hochfrequenzen in der Größenordnung von 1000 Hz und
mehr betragen. Bei Versuchen mit trockenem Baumwollgewebe haben
sich Frequenzen in der Größenordnung
von etwa 50 bis 60 Hz bewährt.
Es hat sich ergeben, dass allein durch die genannte Relativschwingung
von Walze bzw. Walzen einerseits und Stoffbahn andererseits eine
Faltenbildung im Wesentlichen ausgeschlossen wird. Eine in einem
erfindungsgemäß ausgestatteten
Bereich einer Hotflue laufende trockene oder feuchte Stoffbahn,
die Längsfalten
besitzt, wird geglättet bzw.
ausgebreitet. In einer Filmaufnahme des Glättvorgangs kann man sehen,
wie in den erfindungsgemäß ausgestatteten
Bereich einlaufende Falten durch Relativschwingungen die Stoffbahn
in Richtung quer zu ihrer Transportrichtung geglättet wird.
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Nach
einer Erkenntnis der Erfinders wird dieser Erfolg dadurch erreicht,
dass durch die schwingende Relativbewegung die Haftreibung der Stoffbahn
an der Walzenoberfläche
in Gleitreibung umgewandelt wird. Durch Erhöhen der Frequenz der Relativschwingung
kann die Gleitreibung soweit verringert werden, dass die Stoffbahn
schließlich
von der Walzenoberfläche
abhebt, also schwebt. Im Zustand der Gleitreibung oder des Schwebens
wird die Stoffbahn – vermutlich
vor allem als Folge der auf sie in Längsrichtung wirkenden Zugspannung – ausgebreitet.
Da nämlich
die Falten von der Walzenoberfläche abstehen,
wirkt auf sie eine größere Zugspannung als
auf die an der Walzenoberfläche
anliegenden Teile der Stoffbahn. Die größere Zugspannung an den von
der Walzenoberfläche
abgehobenen „Faltenbergen” bewirkt
ein seitliches Ausweichen, also das erstrebte Ausbreiten, der Stoffbahn.
Dieser Effekt ist natürlich
bei „Schweben” der Stoffbahn
als Folge hochfrequenter Schwingungen noch deutlicher.
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Erfindungsgemäß kommt
es darauf an, eine schwingende Relativbewegung von Stoffbahn und Walzenoberfläche zu erreichen.
Gemäß weiterer
Erfindung bedeutet das, dass der Leitwalze, z. B. der Mantel, Welle,
Lager und/oder Antrieb, mindestens ein Schwingungserzeuger zuzuordnen
ist und/oder dass Mittel zum periodischen Ändern (Erhöhen oder Vermindern) der auf
die Stoffbahn wirkenden Zugspannung vorzusehen sind. Entweder wird
also die Leitwalze in Schwingung versetzt oder dem Zugspannungsantrieb
wird eine Schwingung überlagert, derart,
dass die Zugspannung mit einer, vorzugsweise einstellbaren, Frequenz
stärker
und schwächer als
ein Mittelwert wird. Im einen Fall kann ein Schwingungserreger zum
Erzeugen von in Bezug auf die Leitwalze axial, radial und/oder in
Umfangsrichtung verlaufenden Schwingungen vorgesehen werden, im anderen
Fall können
die Mittel zum periodischen Ändern
der Zugspannung den jeweiligen Leitwalzenantrieb zugeordnet werden.
Im Rahmen der Erfindung kommen sowohl für die Schwingung der Leitwalze
als auch für
die Schwingung der Zugspannung fremd erregte erzwungene Schwingungen
in Frage. Zum Erhöhen
des Wirkungsgrads bzw. zum Vermindern des Energieaufwands, können Schwingungen
ausgewählt
werden, deren Frequenz in der Nähe
einer Grund- oder Oberwelle der Eigenschwingung des jeweiligen Systems
liegt.
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Anhand
der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden Einzelheiten
der Erfindung erläutert.
Es zeigt:
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1 einen
vertikalen Schnitt quer zur Längsrichtung
der Leitwalzen durch eine Hotflue;
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2 einen
Längsschnitt
durch eine Leitwalze;
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3 eine
Seitenansicht einer Leitwalze mit darüber gezogener textiler Stoffbahn.
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Insgesamt
mit 1 bezeichnete Hotflue nach 1 besitzt
ein Gehäuse 2 mit
einem Einlaufschlitz 3 und einem Auslaufschlitz 4 für eine in
der eingezeichneten Pfeilrichtung transportierte Stoffbahn 5. Diese
läuft innerhalb
des Gehäuses 2 über eine
Serie oberer Leitwalzen 6 und einer Serie unterer Leitwalzen 7.
Auf dem Wege zwischen dem oberen und dem unteren Leitwalzensatz
wird die Stoffbahn in Form von Schleifen 8 mäanderförmig auf-
und abgeleitet. In die Stoffbahnschleifen wird im Allgemeinen von oben
und unten erhitzte Luft 9 bzw. 10 (jeweils in
der dargestellten Pfeilrichtung) geblasen. Zum Aufbringen einer
Zugspannung auf die Stoffbahn 5 können am Maschineneingang (in
der Nähe
des Einlaufschlitzes 3) und/oder Maschinenausgang (am Auslaufschlitz 4)
Zugmittel 11 bzw. 12 vorgesehen werden, die die
jeweils gewünschte
Zugspannung auf die durch die Hotflue 1 laufende Stoffbahn 5 aufbringt. Das
Paket mit den Oberwalzen 6 wird in der Regel fest innerhalb
des Gehäuses 2 gelagert.
Das Paket mit den Unterwalzen 7 kann ebenfalls innerhalb
des Gehäuses
fixiert werden. Eine, mehrere oder alle Leitwalzen 6, 7 (oben
und/oder unten) können
mit eigenen Antrieben 13, 14 ausgestattet werden.
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Als
Mittel zum Erzeugen einer schwingenden Relativbewegung der Stoffbahn 5 in
Bezug auf die Oberfläche
der Leitwalzen 6, 7 (innerhalb des Gehäuses 2)
können
den Zugmitteln 11 und/oder 12 sowie den Antrieben 13 und 14 der
Leitwalzen 6, 7 Schwingungserzeuger 15 bis 18 zugeordnet
werden, die bewirken, dass die Antriebskraft mit einer durch den
Schwingungserzeuger bestimmten Frequenz um einen Mittelwert schwingt.
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2 zeigt
einen Teil eines Längsschnitts durch
eine Leitwalze 6 oder 7, die in einer Hotflue
einzusetzen ist. Die Walze besitzt eine Welle 20, die in Lagern 21 und 22 aufgenommen
ist und einen Walzenmantel 23, der an der Welle abgestützt ist.
Zum Abstützen
können
elastische Teile, z. B. Gummiräder 24 oder
Federelemente 25 vorgesehen werden. Die Walze kann einen
Antrieb 13 besitzen.
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Erfindungsgemäß ist es
möglich,
den Walzenmantel 23 in verschiedenen Richtungen in Schwingung
zu setzen. In Frage kommen radiale Schwingungen 27, axiale
Schwingungen 28 und/oder Schwingungen in Umfangsrichtung 29 (1).
Zu diesem Zweck können
dem Walzenmantel 23 und/oder der Welle 20 Schwingungserreger
zugeordnet werden. Beispielsweise in Frage kommen ein Schwingungserreger 30 an
der Innenfläche
des Walzenmantels 23 und/oder ein Schwingungserreger 17, der
dem Walzenantrieb 13 Schwingungen überlagert. Je nach Ausbildung
und Ausrichtung der vom Schwingungserreger 30 ausgehenden
Schwingungen wird der Walzenmantel (in seiner elastischen Lagerung 24, 25)
in radialer oder axialer Richtung 27, 28 bzw.
in einer aus beiden Bewegungen resultierenden Schrägrichtung 32 in
Schwingungen versetzt. Der schwingende Antrieb 13, 17 dagegen
erzeugt eine Schwingung 29 (1) der Walzenoberfläche in deren
Umfangsrichtung bzw. einen entsprechend schwingenden Vorschub der Stoffbahn 5.
Auch mindestens eines der Walzenlager 21, 22 können in
(Lager-)Schwingungen 39 versetzt werden.
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3 zeigt
eine Seitenansicht eines Teils einer Leitwalze 6, über die
eine Stoffbahn 5 unter Zugspannung 33 läuft. Es
sei angenommen, dass sich in der Stoffbahn eine Falte 34 gebildet
hat. Die an der Falte 34 angreifende Teilkraft 35 versucht,
die Falte glatt zu ziehen, das setzt voraus, das die Stoffbahn nach
den Seiten in Richtung der Pfeile 36 und 37 längs der
Oberfläche 38 des
Walzenmantels 23 ausweichen kann. Dieses Ausbreiten gelingt
nur, wenn die Reibung zwischen der Stoffbahn 5 und der
Walzenoberfläche 38 ausreichend
klein ist. Nach der oben dargestellten Erkenntnis des Erfinders,
wird die Reibung durch das Schwingen von Stoffbahn 5 und/oder
Walzenmantel 23 vermindert oder im wesentlichen aufgehoben,
weil anstelle der Haftreibung Gleitreibung tritt oder die Stoffbahn
sogar über
der Walzenoberfläche
schwebt.
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- 1
- Hotflue
- 2
- Gehäuse
- 3
- Einlaufschlitz
- 4
- Auslaufschlitz
- 5
- Stoffbahn
- 6
- obere
Leitwalzen
- 7
- untere
Leitwalzen
- 8
- Stoffbahnschleifen
- 9,
10
- Luft
- 11,
12
- Zugmittel
- 13,
14
- Walzenantriebe
- 15–18
- Schwingungserreger
- 20
- Welle
- 21,
22
- Lager
- 23
- Walzenmantel
- 24
- Gummirad
- 25
- Federelement
- 27
- Radialschwingung
- 28
- Axialschwingung
- 29
- Umfangsschwingung
- 30,
31
- Schwingungserreger
- 32
- Schrägrichtung
- 33
- Zugspannung
- 34
- Falte
- 35
- Teilkraft
- 36,
37
- Pfeile
- 38
- Oberfläche
- 39
- Lagerschwingung