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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfärben von Warenbahnen
gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus
der
DE 40 26 198 A1 ist
eine Auftragvorrichtung zum Einfärben einer Warenbahn textilen
Materials, beispielsweise eines Teppichs bekannt. Die bekannte Vorrichtung
arbeitet nach dem Aufgießprinzip und besteht aus einer
sich über die Warenbahn erstreckenden Leitfläche
für die aufzutragende Flüssigkeit (Farbe). Die
Warenbahn wird in geringem Abstand unterhalb der unteren Kante der
Leitfläche hindurchgeführt und liegt auf einer
sie tragenden Walze auf.
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Oberhalb
der in einem Winkel abwärts gegen die Warenbahn geneigten
Leitfläche befindet sich ein als Spalt ausgebildetes Überlaufwehr,
aus welchem die aufzutragende Flüssigkeit austritt. Die
Leitfläche verteilt die aus dem Spalt austretende Flüssigkeit
zu einem über die Breite der Warenbahn gleichmäßig dünnen
Film. Die Gleißmäßigkeit des Flüssigkeitsfilms über
die Breite der Warenbahn ist entscheidend für die Qualität
der Einfärbung.
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Im
Inneren der als Balken ausgebildeten Auftragvorrichtung sind in
einer Reihe nebeneinander liegend Flüssigkeitsverteileinrichtungen
angeordnet, welche durch an der dem Spalt gegenüberliegenden Rückseite
der Auftragvorrichtung angebrachte mehrere Zufuhrleitungen mit Flüssigkeit
beaufschlagt werden. Die Zufuhrleitungen (gleiche Länge)
werden über einen Verteiler und einer Pumpe mit Flüssigkeit versorgt.
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Soll
während der Produktion von einer Farbe auf eine andere
Farbe umgestellt werden, so ergibt sich bei weiterlaufender Warenbahn
ein nicht verwendbarer Übergangsbereich. Die
DE 10 2004 035 624 A1 schlägt zur
Minimierung dieses Übergangsbereiches vor, zwei Auftragvorrichtungen
hintereinander anzuordnen. Mit dem Abschalten der bis dahin aktiven
Auftragvorrichtung die nachfolgende Auftragvorrichtung aktiviert.
Der Abstand der beiden Auftragvorrichtungen sowie die Fördergeschwindigkeit
der Warenbahn werden berücksichtigt.
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Um
den Auftrag der einen Farbe zu unterbrechen sowie der zweiten Farbe
zuzuschalten ist unterhalb der Kante der Leitfläche jeder
Auftragvorrichtung eine schaftbare Auffangvorrichtung angeordnet. Durch
diese Auffangvorrichtungen wird der Farbfilm über die gesamte
Arbeitsbreite zum Auftrag auf die Warenbahn freigegeben bzw. der
Auftrag wird unterbrochen. Nachteilig ist hier jedoch der vorzusehende Bauteilaufwand
durch die weitere Auftragvorrichtung sowie die schaltbaren Auffangvorrichtungen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen
Art zu verbessern.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Gemäß der
Erfindung ist vorgesehen, dass der Auftragvorrichtung wenigstens
zwei Farbkanäle mit je einem Farbvorrat und je einer Pumpe
zugeordnet sind, je ein Leitungszweig eines Farbkanals verbindet
die jeweilige Pumpe mit einem gemeinsamen Farbsammler, in jedem
Leitungszweig ist ein schaltbares Ablassventil dem Farbsammler vorgeordnet, und
jeder Leitungszweig weist dem Ablassventil in Farbstromrichtung
vorgeordnet einen Abzweig mit Schaltventil in Richtung Auftragvorrichtung
auf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder
Leitungszweig eines Farbkanals einen Verteiler aufweist, durch welchen
der Farbstrom in eine Anzahl Förderleitungen aufgeteilt
wird.
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Vorzugsweise
münden die Förderleitungen je eines Farbkanals
in eine Sammelleitung, welche das Ablassventil aufweisen.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen de Erfindungen ergeben sich, wenn folgende
Maßnahmen einzeln oder in Kombination vorgenommen werden:
- – die Förderleitungen sind über
jeweils einen Abzweig und ein nachgeordnetes Schaltventil mit der
Auftragvorrichtung verbunden,
- – dem Schaltventil ist eine Zufuhrleitung nachgeordnet
- – bei mehreren Farbvorräten sind die mehreren Schaltventile über
eine gemeinsame Zufuhrleitung mit der Auftragvorrichtung verbunden,
- – die Schaltventile einer gemeinsamen Zufuhrleitung
sind in einem Gehäuse integriert,
- – die Schaltventile sind pneumatisch betätigbar,
- – der Pumpe eines Farbkanals ist ein schaltbares Absperrventil
nachgeordnet,
- – die Pumpen, die Absperrventile, die Ablass- und die
Schaltventile sind mit einer Steuerung verbunden.
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Des
Weiteren erfolgt die Erläuterung von Ausführungsbeispielen
der Erfindung anhand der Zeichnungen.
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1 zeigt
Das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Schaltung.
Eine Warenbahn W läuft um eine Umlenkwalze U. Die Laufrichtung
ist mit dem Pfeil angegeben. Im Bereich der Umlenkwalze U ist oberhalb
der Warenbahn W eine als Balken ausgebildete, sich über
die Breite der Warenbahn W erstreckende Auftragvorrichtung A angeordnet.
Durch diese wird die Warenbahn W mit einem dünnen Farbfilm versorgt.
Die Zufuhr von Farbe in Richtung Auftragvorrichtung A erfolgt über
eine Leitung L.
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Der
Auftragvorrichtung A sind zwei Farbkanäle FK1 und FK2 zugeordnet,
so dass die Warenbahn W wahlweise mit der Farbe des Farbvorrates F1
bzw. des Farbvorrates F2 gefärbt werden kann. Dazu ist
in jedem Farbkanal FK1, FK2 dem jeweiligen Farbvorrat F1 bzw. F2
eine steuerbare Pumpe P1 bzw. P2 mit schaltbarem Absperrventil V1,
V2 nachgeordnet. Über die Pumpe P1, P2 kann bei geöffnetem
Absperrventil V1, V2 Farbe vom Farbvorrat F1, F2 in den zugehörigen
Leitungszweig L1, L2 gefördert werden. Der jeweilige Leitungszweig
L1, L2 weist je ein schaltbares, als Sperrventil ausgebildetes Ablassventil
A1, A2 auf. Bei geschalteter Pumpe P1 sowie geöffneten
Ventilen V1, A1 kann so im Farbkanal FK1 Farbe vom Farbvorrat F1
in einen als Wanne ausgebildeten Sammler S gefördert werden. Der
Sammler S dient ebenfalls der Aufnahme von Farbe, welche bspw. von
der Warenbahn W abtropft.
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In
den beiden Farbkanälen FK1, FK2 ist im jeweiligem Leitungszweig
L1, L2 zwischen Pumpe P1, P2 bzw. nachgeschalteten Ventil V1, V1
und dem Ablassventil A1, A2 je eine T-förmige Abzweigung Z1,
Z2 geschaltet. Den Abzweigungungen Z1, Z2 nachgeschaltet ist jeweils
ein schaltbares Sperrventil W1, W2, deren Ausgänge in die
Leitung L münden. Die aufgezählten Pumpen P1,
P2 sowie die Ventile V1, V2, A1, A2, W1, W2 sind mit einer nicht
dargestellten Steuerung verbunden, durch welche diese Teile gleichzeitig
bzw. mit vorgebbaren Zeitverzögerungen geschaltet werden.
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Des
Weiteren wird ein Umschaltvorgang von Farbe 1 (Farbvorrat F1) auf
Farbe 2 (Farbvorrat F2) beschrieben. Die Pumpe P1 fördert
durch das geöffnete Ventil V1 Farbe aus dem Farbvorrat
F1 über den Leitungszweig L1 und die Verzweigung Z1 sowie
das geöffnete Ventil W1 in die Leitung L. Das Ablassventil A1
ist gesperrt. Die Pumpe P2 ist während des Betriebes mit
Farbe 1 abgeschaltet, das Ventil V2 sperrt. Weiterhin sind während
des Betriebes mit Farbe 1 die Ventile W2 und A2 gesperrt.
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Zum
Umschalten auf Farbe 2 wird nun die Pumpe P2 gestartet und nach Öffnen
von Ventil V2 und A2 Farbe vom Farbvorrat F2 in den Sammler S gefördert.
Durch diesen Vorlauf ergibt sich ein stationärer Zustand
(Druck, Fördergeschwindigkeit) in dem Leitungszweig L2.
Wird nun das Ventil W1 geschlossen, Ventil A1 geöffnet
sowie Ventil A2 geschlossen und Ventil W2 geöffnet, so
strömt nun die Farbe vom Farbvorrat F2 über die
Leitung L in die Auftragvorrichtung A. Die Pumpe P1 kann nun abgeschaltet
werden, das Ventil V1 wird geschlossen.
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In
dem Leitungszweig L2 hat sich vor dem Öffnen des Ventils
W2 ein stabiler Zustand einstellen können, so dass die
Farbströmung von Farbe 2 in Richtung Auftragvorrichtung
A nach Öffnen von Ventil W2 und Schließen von
W1 sowie Ventil A1 die Farbe 2 ohne störende, längere
Druckänderung in die Leitung L umgelenkt wird. Die noch
in der Leitung L sowie der Auftragvorrichtung A befindliche Farbe
1 aus Farbvorrat 1 wird nun durch die Farbe 2 aus dem Farbvorrat
2 über die Warenbahn W herausgefördert. Auf der
Warenbahn W ergibt sich ein relativ geringer Übergangsbereich,
in welchem sich die beiden Farben 1 und 2 mischen.
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Dadurch,
dass die Farbe 2 direkt mit dem für die Produktion vorgesehenen
Förderdruck (Pumpe P2 befindet sich durch den Vorlauf im
stationären Zustand) die Farbe 1 aus der Leitung L und
der Auftragvorrichtung A spült, kann sich der für
die Färbung der Warenbahn W vorgesehene Farbfilm an der
Auftragvorrichtung schnellst möglich einstellen. Gerade
dadurch ergibt sich eine deutliche Minimierung des bei einem Farbwech sel
unvermeidbar anfallenden und Ausschuss darstellenden Übergangsbereiches
auf der Warenbahn W.
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Gemäß der
Erfindung und wie im erläuterten Ausführungsbeispiel
auch wiedergegeben sind die Ventile W1, W2 und A1 und A2 unabhängig
voneinander schaltbar. Dazu sind diese mit einer Steuerung verbunden
und werden durch diese in vorgebbarer Weise zum öffnen/schließen
aktiviert. Hierbei kann vorgesehen sein, dass beim Umschalten von
Farbe 1 auf Farbe 2 das Ventil A2 einen vorgegebenen Zeitraum vor
dem Öffnen von W2 geschlossen wird. Dadurch wird in der
Leitung L2 für einen kurzen Zeitraum ein Druck aufgebaut,
der darauf hin – nach Öffnen von W2 und Schließen
von W1 – die Farbe 1 beschleunigt durch die Leitung L treibt.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass durch die Steuerung die Ventile W1 und
W2 nicht gleichzeitig sondern um ein vorgegebenes Zeitintervall
versetzt geöffnet/geschlossen werden. So kann – bei
geeigneter Zeitvorgabe – die im Leitungsraum befindliche
Farbmenge der Farbe 1 durch die neu zuströmende Farbe 2
etwas zurückgedrückt werden. Ventil V1 ist hierbei
geschlossen, Ventil A1 im Farbkanal 1 geöffnet.
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Im
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde von
Farbe 1 auf Farbe 2 umgeschaltet. Bei einem Umschaltvorgang von
Farbe 2 auf Farbe 1 wird entsprechend vorgegangen. Weiterhin kann
zusätzlich vorgesehen sein, dass bei Umschaltvorgängen
zwischen unterschiedlich viskosen Farben die vorstehend erläuterten
Zeitintervalle zum verzögerten Schalten der Ventile V1,
V2, W1, W2, A1, A2 unterschiedlich gewählt werden. So kann
das durch die unterschiedlichen Viskositäten bedingte unterschiedliche
Fließverhalten der Farben sowie ein durch die Pumpen bewirktes
unterschiedliches Förderatenverhalten berücksichtigt
und kompensiert werden.
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Das
Ausführungsbeispiel nach 2 zeigt
in den beiden Farbkanälen 1, 2 jeweils einen Verteiler VT1,
VT2. Der Farbkanal FK1, FK2 wird so in mehrere Leitungszweige L1,
L2 aufgeteilt, wobei die Anzahl der Leitungen in diesen Zweigen
gleich ist. Die Enden der Leitungszweige L1, L2 sind in jedem der
Kanäle FK1, FK2 an eine Sammelleitung S1, S2 geschaltet,
die Endseitig mit den Ventilen A1, A2 abgeschlossen sind. Das Öffnen
der Ventile A1, A2 bewirkt, dass die Farbe 1 bzw. 2 in den Sammler
S abgelassen wird.
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Analog
zur prinzipiellen Darstellung nach 1 ist jeweils
ein Paar Leitungszweige L1, L2 zusammengefasst und über
Verzweigungen und zwei Ventile W1, W2 an eine Leitung L in Richtung
Auftragvorrichtung geschaltet. Die Zahl der Leitungen L entspricht
der Zahl der Leitungszweigpaare L1, L2. Bei mehr als zwei Farbkanälen
werden dann entsprechend mehrere Ventile vorgesehen und die entsprechende
Anzahl einer so gebildeten Gruppe speist über eine Leitung
die Auftragvorrichtung.
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Durch
gleichlange Leitungen L sowie Leitungszweige L1, L2 ist gewährleistet,
dass der Auftragvorrichtung A über die Formatbreite gleichmäßig Farbe
zugeführt wird. Innerhalb der Auftragvorrichtung A wird
zur Erzielung eines über die Breite gleichmäßig
dünnen Farbfilmes jeder der durch die Leitungen L eingebrachte
Farbstrom durch an sich bekannte und nicht dargestellte Mittel fächerförmig
aufgeteilt.
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Werden
bei der Ausführung nach 2 beide
Ventile W1, W2 geschlossen, so wird der jeweilige Abschnitt der
Auftragvorrichtung A nicht mit Farbe (weder mit Farbe 1 noch mit
Farbe 2) versorgt. Auf diese Weise ermöglicht es die Erfindung
gerade im Randbereich der Auftragvorrichtung den Farbauftrag zu
unterbinden. Eine Anpassung an die Formatbreite der Warenbahn W
ist so auf einfache Weise möglich.
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3 zeigt
eine Ausführung der Ventile W1, W2 in kompakter Bauform.
In einem Ventilgehäuse 1 sind mehrere Bohrungen 2.1, 2.2, 4.1, 4.2, 5, 6.1, 6.2 eingebracht.
Zwei horizontal verlaufende Bohrungen nehmen die beweglich eingelassenen
Ventilkörper (Absperrkörper) 2.1, 2.2 auf
und weisen einen größeren Durchmesser als diese
auf. Die Enden der Ventilkörper 2.1, 2.2 sind
als Ventilteller ausgebildet und mit je einem entsprechendem Dichtelement
ausgerüstet.
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Die
rückseitigen Enden der Ventilkörper 2.1, 2.2 sind
mit Kolben 3.1, 3.2 gekoppelt, welche beweglich
in pneumatischen Arbeitszylindern eingelassen sind. Die Kolben 3.1, 3.2 sind
mit Federelementen vorgespannt, durch welche die zugehörigen
Ventilkörper 2.1, 2.2 von den Ventilsitzflächen
gelöst werden. Druckluftbeaufschlagung des jeweiligen Arbeitszylinders
bewirkt ein Anpressen des Ventilkörpers 2.1, 2.2 gegen
den zugehörigen Ventilsitz.
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In
die Oberseite des Ventilgehäuses 1 sind drei Bohrungen 4.1, 4.2, 5 eingebracht,
welche die zustromseitigen Enden der Leitungszweige L1, L2 sowie
als Abfluss die Leitung L gemäß 1 aufnehmen.
Die Unterseite des Ventilgehäuses 1 weist zwei Bohrungen 6.1, 6.2 auf,
die in jeweils eine Bohrung eines Ventilkörpers 2.1, 2.2 münden.
Diese Bohrungen 6.1, 6.2 nehmen die Enden der
Leitungszweige L1, L2 auf, welche mit den Ventilen A1, bzw. A2 abgeschlossen
sind.
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Im
gezeigten Beispiel nach 3 bildet das Ventilgehäuse 1 mit
den Bohrungen 2.1, 2.2, 4.1, 4.2, 5, 6.1, 6.2 die
Abzweige Z1, Z2 sowie die Ventile W1, W2 gemäß 1.
In 1 ist der Bereich der Ausführung nach 3 durch
die gestrichelte Linie angedeutet. 3 zeigt
eine Schaltsituation, bei der das Ventil W1 geöffnet und
das Ventil W2 geschlossen ist, also Farbe über die Bohrung 4.1 in
die Bohrung 5 strömen kann. Das Ventil W2 ist
geschlossen, der Farbfluss von Bohrung 4.2 in Richtung
Bohrung 5 ist geschlossen.
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- A
- Auftragvorrichtung
- W
- Warenbahn
- U
- Umlenkwalze
- L
- Leitung
- F1
- Farbvorrat
Farbe 1
- F2
- Farbvorrat
Farbe 2
- FK1
- Farbkanal
1
- FK2
- Farbkanal
2
- P1
- Pumpe
Farbe 1
- P2
- Pumpe
Farbe 2
- V1
- Ventil
Farbe 1
- V2
- Ventil
Farbe 2
- W1
- Ventil
Farbe 1
- W2
- Ventil
Farbe 2
- L1
- Leitungszweig
(Förderleitung) Farbe 1
- L2
- Leitungszweig
(Förderleitung) Farbe 2
- Z1
- Verzweigung
- Z2
- Verzweigung
- A1
- Ablassventil
Farbe 1
- A2
- Ablassventil
Farbe 2
- S
- Sammler
- S1
- Sammelleitung
Farbe 1
- S2
- Sammelleitung
Farbe 2
- 1
- Ventilgehäuse
- 2.1,
2.2
- Ventilkörper
- 3.1,
3.2
- Kolben
- 4.1,
4.2; 5
- Bohrung
(Leitungszweig Farbe 1, 2; Leitung L)
- 6.1,
6.2
- (Leitungszweig
Farbe 1, 2)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4026198
A1 [0002]
- - DE 102004035624 A1 [0005]