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Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Sie befasst sich mit einer Thermofixierung einer Bahn. Die Bahn besteht vorzugsweise aus einem Gewebe oder Gewirke mit schmelzfähigem Fadenmaterial. Eine Abzugseinheit für die Bahn umfasst wenigstens eine Abzugswalze. Die Bahn umschlingt einen Teilumfang der Abzugswalze. Die Umfangsfläche der Abzugswalze ist mit Rauigkeiten versehen, die für einen schlupffreien Transport der Bahn in der Abzugseinheit sorgen.
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Die Umfangsfläche der Abzugswalze dient zugleich als Gegenfläche für ein beheiztes Andruckglied, welches mit seiner Andruckfläche gegen die Bahn gedrückt wird, welche, wie gesagt, die Abzugswalze umschlingt. Durch Wärme findet die vorgenannte Thermofixierung der Bahn statt. Diese Wärmebehandlung sorgt dafür, dass die Bahn zwar schrumpft, aber in ihrer Form dauerhaft fixiert wird. Dadurch werden spätere Dimensionsänderungen der Bahn bzw. der daraus geschnittenen Erzeugnisse vermieden. Die bei vorausgehenden Herstellungs- und/oder Veredelungsprozessen entstandenen Spannungen in der Bahn werden bei dieser Thermofixierung beseitigt und eine Formstabilität der Bahn erzielt. Auch die andernfalls auftretende Neigung der Bahnkanten zum Einrollen wird beseitigt. Besonders wichtig ist aber die erwähnte Dimensionsstabilisierung der Bänder, weil ein späteres unerwünschtes Einlaufen der aus der Bahn geschnittenen Erzeugnisse, z. B. durch Waschen, verhindert wird. Die Temperaturen beim Thermofixieren können zwischen 130°C und 180°C liegen.
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Die textile Herstellung der Bahn kann auf der gleichen Vorrichtung ausgeführt werden, wo die Thermofixierung erfolgt. Weiterhin kann auf der gleichen Vorrichtung auch das Ausschneiden der Erzeugnisse aus dieser Bahn erfolgen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist das Schneiden von Bändern aus der Bahn. Letzteres kann zwar auf einer gegenüber der Thermofixierung gesonderten Vorrichtung vorgenommen werden, doch ist es vorteilhaft, dies auf der gleichen Vorrichtung zu tun, auf welcher bereits die textile Herstellung der Bahn erfolgt.
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Im letztgenannten Fall haben sich beheizte Schneiddrähte zum Zerschneiden der Bahn in Bänder bewährt. Die erfindungsgemäße Thermofixierung der Bahn erfolgt dann an den bereits aus der Bahn geschnittenen Bändern, die gemustert sein können. Ein wichtiges Anwendungsgebiet solcher Bänder ist die Herstellung von Etikettbändern. Wenn die Thermofixierung auf der gleichen Vorrichtung erfolgt, umschlingen die Bänder die Abzugswalze, durch deren Rauigkeiten zugleich eine definierte Positionierung der einzelnen Bänder zueinander erfolgt. Beim Schneiden der Bahn durch die Schmelzschneider in die einzelnen Bänder entstehen Schmelzkanten an den Bändern. Bedeutsam ist, dass auch die Qualität der Schmelzkanten durch die Thermofixierung wesentlich verbessert wird. Eine solche Vorrichtung ist aus der
EP 0 389 793 A2 bekannt.
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Bei der bekannten Vorrichtung ist die Abzugswalze mit Kork thermisch isoliert und dieser Kork mit Sandpapier umhüllt. Ihre Sandkörner im Sandpapier fungieren als „Rauigkeiten” der Abzugswalze. Das Sandpapier dient zum Transport des Gewebes. Das aus der Bahn der bekannten Vorrichtung erstellte Erzeugnis befriedigt nicht. Man stellt bei der bekannten Bahn ein sog. „Ausbluten von Farben” fest; wodurch die farbliche Wiedergabe der in der Bahn vorgesehenen Muster beeinträchtigt ist. Dunkle, schwarze Farben wirken speckig und glänzend, was stört.
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Die Erfindung hat erkannt, dass diese Qualitätsminderungen der bekannten Bahn darauf zurückzuführen sind, dass die im Fadenmaterial der Bahn enthaltenen Substanzen durch das Sandpapier bis zur Korkschicht hindurchdiffundieren und im Kork aufgesogen werden. Zu diesen Substanzen gehören z. B. Wachs oder Spinnöl. Das Fadenmaterial wird nämlich vor seiner Verarbeitung mit Wachsen oder Spinnölen versehen, um die webtechnische oder wirktechnische Herstellung der Bahn zu erleichtern. Im Zuge der späteren Thermofixierung gelangen die im Kork enthaltenen Substanzen aus der Korkschicht und dem Sandpapier in die Bereiche der Bahn wieder zurück. Dadurch werden die Farbpigmente oder die Struktur der Bahn beeinflusst und verändert. Das farbliche und strukturelle Aussehen der bekannten Bahn bzw. der Bänder ist, wie gesagt, unbefriedigend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine langlebige Vorrichtung der im Oberbegriff der Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, bei der die aus der Bahn erzeugten Produkte maßhaltig sind und sich durch ein einwandfreies Aussehen und farbliche Gestaltung auszeichnen. Dies Problem wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.
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Ein metallischer Außenzylinder der Abzugswalze hat mehrfache Funktionen. Er dient zunächst bei der Thermofixierung als Sperre für die im Fadenmaterial der Bahn enthaltene Substanzen. Der Außenzylinder der Erfindung verhindert, dass diese Substanzen bis zu einer darunter liegenden Isolationsschicht durchdringen und dort aufgesogen werden. Das gute, farbliche und strukturelle Aussehen der Bahn, die sich auf der Abzugswalze befindet, wird bei der Erfindung nicht mehr beeinträchtigt.
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Der metallische Außenzylinder ist außerdem ein guter Wärmeleiter. Die bei der Thermofixierung aufgebrachte Wärme verteilt sich schnell und gleichmäßig im ganzen Umfang des Außenzylinders. Dabei sollte die Wandstärke des Außenzylinders bei der Erfindung so klein wie möglich gehalten werden. Es genügt nämlich, die Wandstärke nur so dick auszubilden, dass die Stabilität des Zylinders gerade noch gewährleistet ist. Ein Außenzylinder von ca. 4 mm ist bereits ausreichend formstabil. Solche Wandstärke sorgt bereits für eine Kreissymmetrie seiner Zylinderform und für eine Homogenität einer darauf aufzubringenden Beschichtung, die nachfolgend näher beschrieben wird. Diese Gleichförmigkeit unterstützt den Vorgang der Thermofixierung und führt zu einer optimalen Qualität der so behandelten Bahn bzw. der Bänder. Die kleine Wandstärke des Außenzylinders sorgt außerdem für eine dauerhafte Betriebstemperatur von ca. 80° bis 120°C.
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Schließlich erlaubt es, die metallische Außenfläche des Außenzylinders die Rauigkeiten bei der Erfindung in Form eines körnigen Korunds aufzubringen. Die Beschichtung erfolgt zweckmäßigerweise durch ein Plasmaverfahren. Der aufgebrachte Korund ist außerordentlich widerstandsfähig und vervielfacht so die Lebensdauer der Abzugseinheit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Durch das Plasma lassen sich die einzelnen Körner des Korunds sehr homogen aufbringen, was sich wiederum auf die Qualität der darauf behandelten Bahn positiv auswirkt. Eine Korngröße von ca. 60 Mikrometer hat sich dabei bewährt, was nach der FIPA-Tabelle einer Körnung von etwa P200 bzw. F170 entsprechen würde. Die Gewebestruktur der auf einer solchen Vorrichtung behandelten Bahn fällt außerordentlich gleichmäßig aus.
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Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung schematisch einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Es zeigen:
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1 in perspektivischer, schematischer Darstellung verschiedener Arbeitsphasen beim webtechnischen Herstellen einer Bahn auf einer Vorrichtung, auf welcher die Bahn auch gleich in mehrere Bänder geschnitten wird;
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2 eine schematische Seitenansicht einer solchen Vorrichtung, wo das Schneiden der Bahn von 1 durch einen als beheizter Heizdraht ausgebildeten Schmelzschneider erfolgt und wo – vor dem Fixieren der Kanten – die Bänder in einer Nachbehandlungseinrichtung geglättet werden;
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3 teilweise im Längsschnitt, die Draufsicht auf das eine Endstück einer Abzugswalze der in 1 gezeigten Abzugseinheit, die – im Walzenquerschnitt gesehen – einen besonderen Schichtaufbau aufweist;
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4, in starker Vergrößerung, eine Detail aus dem Schichtaufbau der Abzugswalze in jenem Bereich, der in 3 mit IV gekennzeichnet ist; und
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5 einen Querschnitt durch die Rohrwand der Abzugswalze längs der Schnittlinie V-V von 3.
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Die 1 zeigt lediglich den in 2 mit 21 bezeichneten Anfangsbereich einer Vorrichtung 20, auf welcher eine Bahn 10 webtechnisch hergestellt wird. Eine solche Bahn 10 könnte auch auf anderen Textilmaschinen hergestellt werden, wie z. B. Wirkmaschinen. Die Bahn 10 könnte auch ein Vlies, eine Folie oder ein anderes bahnförmiges Erzeugnis sein, welches aus schmelzfähigem Material besteht.
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Im vorliegenden Fall besteht die Bahn 10 aus Fadenmaterial. In 1 ist die Bahn 10 eine Gewebe und wird an der dort mit 12 markierten Webstelle durch Verkreuzen von Kettfäden 11 mit Schussfäden 14 erzeugt. Die Schussfäden 14 erstrecken sich über die ganze Breite 13 der Bahn 10 und bestimmen die Bahnbreite. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Bahn 10 zur Herstellung von Bändern 10', die später in Abschnitte zergliedert werden und dann als Etiketten fungieren. Die Bänder 10' sind deshalb auf ihrer Schauseite 16 mit eingewebten Mustern 17 versehen. Die Muster 17 erscheinen in vielfacher Anordnung in nebeneinanderliegenden Längsstreifen 18. Die Rückseite der Breitbahn 10 ist mit 15 bezeichnet. Auch in Querrichtung der Längsstreifen 18 erscheinen die Muster 17 in vielfacher Anordnung.
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Im Zwischenraum
19 zweier Längsstreifen
18 sind Schmelzschneider vorgesehen, die, wie aus
2 zu erkennen ist, im vorliegenden Fall aus seinem beheizten Schneiddraht
31 bestehen. Die Schneiddrähte
31 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Bestandteil einer Glättungseinrichtung
30. Durch die Schneiddrähte
31 werden Trennschnitte
22 in der Bahn
10 erzeugt, durch welche, wie schon gesagt, die Bahn
10 in zahlreiche Bänder
10' aufgeteilt wird. Dies geschieht, während die Bahn
10 im Sinne des Pfeils
23 von einer noch näher zu beschreibenden Abzugseinheit
40 transportiert wird. Durch den Trennschnitt
22 eines jeden Schneiddrahtes
31 entstehen an benachbarten Randbereichen der Bänder
10' Schmelzkanten
24. Diese sind wegen des aufschmelzenden Fadenmaterials rau und hart, werden aber in der damit kombinierten Glättungseinrichtung
30 nachbehandelt. Bei dieser Nachbehandlung werden die Schmelzkanten
24 durch ein Druckglied und ggf. eine Gegendruckglied geglättet. Im vorliegenden Fall erfolgt die Glättung unter Ausnutzung einer Längsspannung des Gewebes, wie es in der
DE 196 44 534 C2 eingehend beschrieben ist.
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Durch diese Nachbehandlungen werden die Schmelzkanten gleichsam „gebügelt”. Das führt zu einem befriedigend weichen Bandvorprodukt 10'. Das Bandvorprodukt 10' durchläuft auf der Vorrichtung 20 noch eine Abzugseinheit 40, zu welcher eine Abzugswalze 42 gehört. Diese Abzugswalze 42 bewirkt den vorerwähnten Transport 23 der Bahn 10 bzw. der Bänder 10'. Die Umfangsfläche 44 der Abzugswalze 42 ist im vorliegenden Fall mit hier noch näher zu beschreibenden, besonderen Rauigkeiten versehen, die für einen schlupffreien Transport der Bänder 10' in der Abzugseinheit 40 dienen. Das Aussehen der Rauigkeiten ist schematisch in 4 gezeigt, die, wie schon gesagt, einen vergrößerten Ausschnitt IV aus der Abzugswalze 42 von 2 zeigt.
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In der Abzugseinheit 40 ist der Abzugswalze 42 eine erste Umlenkwalze 41 vorgeschaltet, welche die Bänder 10' auf die raue Umfangsfläche 44 der Abzugswalze 42 lenkt. Am Ausgang der Abzugseinheit 40 befindet sich eine zweite Umlenkwalze 43. Während die erste Umlenkwalze 41 in Abstand vom Umfang 44 der Abzugswalze 42 angeordnet sein kann, wird die letztgenannte, ausgangsseitige Umlenkwalze 43, wie durch den Kraftpfeil 46 in 2 veranschaulicht, gegen die Umfangsfläche 44 der Abzugswalze 42 kraftbelastet. Darüber hinaus empfiehlt es sich auch, die Umfangsfläche der Umlenkwalze 43 mit Rauigkeiten 28 zu versehen, die den erwähnten schlupffreien Transport 23 der Bänder 10' in der Abzugseinheit 40 unterstützen. Die Abzugswalze 42 und die gemäß dem Kraftpfeil 46 von 2 dagegen gedrückte ausgangsseitige Umlenkwalze 43 erzeugen, außer dem genannten Transport 23, die erforderliche hohe Längsspannung in den Bändern 10', in der fertigen Bahn 10 und in den Kettfäden 11 beim Weben. Das ist sowohl für das Schneiden der Breitbahn 10 an den Schneiddrähten 31 und für die Nachbehandlung an der Glättungseinrichtung 30 bedeutsam, als auch für die an der Abzugswalze 42 erfolgende Thermofixierung 47 der Bänder 10' wichtig.
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Das Bandendprodukt, welches die Abzugseinheit 40 verlässt, kann – im Vergleich mit der vorgenannten Längsspannung der Bahn 10 und der Bänder 10' – unter einer wesentlich niedrigeren Längsspannung stehen, die ausreicht, um die Bandendprodukte auf einem Warenbaum 39 aufzuwickeln. Der Transport 23 des Bahnendproduktes kann, gemäß 1, mittels weiterer Förderwalzen 38 unterstützt werden.
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Die vor und hinter der Abzugswalze 42 sitzenden Umlenkwalzen 41, 43 bestimmen an der Umfangsfläche 44 des Abzugsbaumes 42 den aus 2 ersichtlichen Umschlingungsbereich 29 der Bänder 10'. Dadurch werden die Bänder 10' im Bereich der Thermofixierung 47 durch die noch näher zu beschreibenden, besonderen Rauigkeiten 45 am Umfang 44 der Abzugswalze 42 zuverlässig positioniert.
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Zur Thermofixierung 47 dient ein Andruckglied 48, welches eine beheizte Andruckfläche 49 besitzt. Das Profil der Andruckfläche 49 ist dem Umfang 44 der Abzugswalze 42 angepasst. Zwischen dem Andruckglied 48 und der Abzugswalze 42 werden die Bänder 10' lagestabil gehalten. Bei ihrem Durchlauf erhalten sie in diesem Bereich eine Wärmebehandlung durch Bügeln, die zu den bereits eingangs erwähnten Effekten im Bandmaterial führt. Die Umfangsfläche 44 der Abzugswalze 42 sollte möglichst unnachgiebig sein, um eine lagestabile Form der Bänder 10' bei der Thermofixierung 47 zu gewährleisten. Durch den Kraftpfeil 50 in 2 ist der Andruck vom Andruckglied 48 an der Abzugswalze 42 veranschaulicht, die als Widerlager für den Andruck fungiert.
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Bei der Erfindung ist die Abzugswalze 42 in besonderer Weise ausgebildet, wie aus den 3 bis 5 zu entnehmen ist. Die Rauigkeiten der Abzugswalze 42 bestehen aus einem körnigen Korund 26, mit welchem die Außenfläche 32 eines metallischen Außenzylinders 33 beschichtet ist. Die chemische Formel des Korunds 26 lautet Al2O3. Der Außenzylinder 33 dient als Träger für die Korundbeschichtung 35. Der Korund 26 besteht aus einer Körnung, deren Partikelgröße 27 ≤ 0,06 mm ausgebildet ist. Bezogen auf die FIPA-Liste kann die Körnung des Korunds 26 größer/gleich F150 sein, vorzugsweise aber bei F170 liegen. Das entspricht, bezogen auf eine Papierkörnung, etwa P200 der FIPA-Liste. Der Außenzylinder 33 selbst besteht aus einem Stahlrohr 37, dessen Rohrwandstärke 53 kleiner/gleich 5 mm ausgebildet ist.
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Das Innere der Abzugswalze 42 beinhaltet einen Walzenkern 34, der mit einem Drehantrieb verbunden ist. Wie 3 veranschaulicht, ist der Walzenkern 34 aus einer Hülse 55 aufgebaut, die beidendig mit einem Kopfstück 57 abgeschlossen ist. Am Kopfstück 57 sitzt jeweils ein Wellenende 58, das zur Lagerung des Walzenkerns 34 dient. Die Hülse 55 besteht vorzugsweise aus Stahl und besitzt eine Wandstärke 56, die kleiner/gleich 8 mm ausgebildet ist. Die Bedeutung dieser Maßnahmen ist bereits eingangs genannt worden.
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Der Umfang 36 des Walzenkerns ist von einer thermischen Isolationsschicht 51 umschlossen, die mit dem Walzenkern 34 drehfest verbunden ist. Der vorerwähnte, mit der Korundbeschichtung 35 versehene Außenzylinder 33 ist über die Isolationsschicht 51 gezogen und mit ihr drehfest verbunden. Die thermische Isolationsschicht 51 kann vorzugsweise aus Gummi 52 oder aus Silikon bestehen. Die Stärke der Isolationsschicht sollte mind. ≥ 3 mm betragen. Das vorerwähnte Stahlrohr 37 des Außenzylinders 33 sitzt formschlüssig auf der Umfangsfläche 54 der Isolationsschicht 51. Es besteht eine sog. „Presspassung” zwischen dem Außenzylinder 33 und der Isolationsschicht 51.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bahn (1, 2)
- 10'
- Bandvorprodukt (1, 2)
- 11
- Kettfaden, erstes Fadenmaterial
- 12
- Webstelle (1)
- 13
- Breite von 10 (1)
- 14
- Schussfaden (1), zweites Fadenmaterial
- 15
- Rückseite von 10 bzw. 10' (1)
- 16
- Schauseite von 10 bzw. 10' (1)
- 17
- Muster auf 10 bzw. 10' (1)
- 18
- Längsstreifen von 17 auf 10 (1)
- 19
- Zwischenraum zwischen 18 (1)
- 20
- Vorrichtung (2)
- 21
- Anfangsbereich von 10 (2)
- 22
- Trennschnitt in 10 für 10' (1)
- 23
- Pfeile der Transportrichtung von 10, 10', 10''' (1, 2)
- 24
- Schmelzkante (1)
- 26
- Korund von 25 (Al2O3)
- 27
- Korundkörnung von 26, Partikelgröße von 26
- 28
- Rauigkeiten von 43
- 29
- Umschlingungsbereich von 10' bei 42 (2)
- 30
- Glättungseinrichtung (2, 3)
- 31
- Schneiddraht von 30 (2, 3)
- 32
- Außenfläche von 33
- 33
- Außenzylinder
- 34
- Walzenkern
- 35
- Korundbeschichtung, Beschichtung von 26
- 36
- Umfang von 34
- 37
- Stahlrohr von 33
- 38
- Förderwalzen für 10' (2)
- 39
- Warenbaum für 10' (2)
- 40
- Abzugseinheit für 10' (2)
- 41
- eingangsseitige Umlenkwalze von 40 (2)
- 42
- Abzugswalze (2 bis 5)
- 43
- ausgangsseitige Umlenkwalze (2)
- 44
- Umfangsfläche von 42 (2)
- 45
- Stärke von 51
- 46
- Kraftpfeil für 43 bezügl. 42 (2)
- 47
- Einrichtung zur Thermofixierung (2)
- 48
- Andruckglied von 47 (2)
- 49
- Andruckfläche von 48 (2)
- 50
- Andruckpfeil von 48 (2)
- 51
- thermische Isolationsschicht
- 52
- Gummi für 51
- 53
- Rohrstärke von 37
- 54
- Umfangsfläche von 51
- 55
- Stahlhülse, Hülse für 34
- 56
- Wandstärke der Hülse 55
- 57
- Kopfstück von 34 (3)
- 58
- Wellenende von 34 (3)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0389793 A2 [0004]
- DE 19644534 C2 [0020]
