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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen einer Flotte auf eine textile Warenbahn mit mindestens einer Auftragswalze zum einseitigen Auftragen der Flotte auf die Warenbahn, mit einem ersten Feuchtigkeitssensor zur Bestimmung eines Wassergehaltes der unbehandelten Warenbahn, mit einem zweiten Feuchtigkeitssensor zur Bestimmung eines Wassergehaltes der Warenbahn nach dem Auftrag der Flotte und mit einer Regeleinrichtung zum Regeln einer Auftragsmenge an Flotte auf die Warenbahn, wobei Signale des ersten und des zweiten Feuchtigkeitssensors für die Regelung in die Regeleinrichtung einleitbar sind.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren.
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Solche Vorrichtungen und Verfahren sind an sich z. B. aus der
EP 797 698 B1 bekannt und werden in der Textilveredelung eingesetzt, um einer Textilie, die aus der Warenbahn gefertigt wird, durch ein Veredelungsmittel bestimmte Eigenschaften zu verleihen und/oder um Farben und/oder Muster auf die Warenbahn aufzubringen.
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Aus der
EP 1 889 958 B1 ist eine Vorrichtung zur Ausrüstung einer Warenbahn bekannt, bei der eine Flotte mittels einer rotierenden Walze auf die Warenbahn aufgetragen wird. Die Warenbahn wird dann in einem Trockner getrocknet. Damit eine vorbestimmte Menge an Flotte je Flächengewichtseinheit auf die Warenbahn aufgetragen wird, ist die Drehgeschwindigkeit der Walze regelbar. Als Regelgröße dient hierbei die Fadenauflage (Masse des Veredelungsmittels auf der Warenbahn), die nach dem Trockner gemessen wird. Änderungen eines mittleren Flächengewichts der unbehandelten Warenbahn werden nicht berücksichtigt.
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Die
WO 2013/037926 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung eines Flächengewichts einer Papierbahn, bei dem vor und nach einem Auftrag von Streichmasse mittels einer Traversiervorrichtung mit einem Feuchtigkeitssensor und einem Flächengewichtssensor ein flächenbezogenes Trockengewicht der Bahn bestimmt wird. Eine nicht näher erläuterte Regelung der Auftragsmenge erfolgt zonenweise in Querrichtung der Bahn.
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Die textile Warenbahn ist im Sinn der Erfindung ein Gewebe, besonders ein elastisches, oder ein Gewirk.
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Beschichten bedeutet das Aufbringen (Auftragen) von Substanzen in Form von Veredelungsmitteln (z. B. Appretur, Farbstoff) auf eine oder beide Oberflächen (Seiten) einer Warenbahn, wobei die Substanzen nicht oder nur geringfügig in die Warenbahn eindringen (imprägnieren); insbesondere wird die Warenbahn nicht vollständig von den Substanzen durchsetzt. Das Beschichten erfolgt z. B. durch Drucken oder insbesondere durch Pflatschen. Hierbei ist auch ein sogenannter Minimalauftrag bekannt, bei dem angestrebt wird, die Warenbahn mit gerade so viel Veredelungsmittel zu beschichten, wie für die zu erzielende(n) Eigenschaft(en) der Textilien erforderlich ist.
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Imprägnieren bedeutet, dass die Substanzen die Warenbahn durchdringen. Es wird z. B. durch Tauchen oder durch Walzenauftrag mit einem Überschuss der Substanzen bewirkt.
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Beschichten und Imprägnieren sind unter dem Begriff Auftrag(en) zusammengefasst. Eine Auftragsmenge ist in der Regel von einem Flächengewicht (= flächenbezogene Masse) der Warenbahn abhängig und wird in z. B. g/kg, also als Masse an Veredelungsmittel (trocken) pro Masse Warenbahn (trocken) angegeben. Die Auftragsmenge soll möglichst konstant sein.
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Beim Auftragen von Flotte auf elastische Warenbahnen wie z. B. Gewebe und besonders Gewirke besteht das Problem, dass die Warenbahn einen sogenannten Verzug aufweisen kann. Das bedeutet, dass durch auf die Warenbahn einwirkende Längs- und/oder Querkräfte eine entsprechende Dehnung vorhanden ist, die sich auf ein tatsächliches Flächengewicht der Warenbahn auswirkt. Daher ist der Auftrag von Flotte auf die Warenbahn entsprechend ungenau.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Auftragen einer Flotte auf eine textile Warenbahn zu schaffen, die einen sehr genauen Auftrag an Flotte mit Veredelungsmitteln (Masse Wirksubstanz pro Flächengewicht der Warenbahn [z. B. in g/kg]) erlaubt.
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Die erste Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vor der Auftragswalze ist eine erste Kamera zum Bestimmen eines Verzugs der Warenbahn angeordnet, wobei Signale der Kamera zusätzlich zu denen der Feuchtigkeitssensoren in die Regeleinrichtung einleitbar sind. Mit Hilfe der Kamera wird eine Anzahl von Fäden in Längs- und Querrichtung der Warenbahn je Flächeneinheit bestimmt. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass diese Anzahl proportional mit dem Flächengewicht der Warenbahn korreliert. Daher kann mit der Fadenzahl unter Einrechnung eines Referenzwertes, der vorgegeben ist und der Regeleinrichtung eingegeben wird, das tatsächliche örtliche Flächengewicht berechnet werden, das sich über die Länge der Materialbahn ändern kann. Das tatsächliche Flächengewicht wird dann für die Regelung des Auftrags der Flotte genutzt, so dass die Masse an Wirksubstanz je Masse der Warenbahn sehr genau aufgetragen werden kann. Das bedeutet, wenn die Anzahl der Fäden kleiner und somit das Flächengewicht der Warenbahn geringer als der Referenzwert ist, wird der Auftrag auf die Warenbahn durch die Regeleinrichtung entsprechend verringert. Hierdurch werden einerseits optimale Materialeigenschaften der ausgerüsteten Warenbahn und der daraus gefertigten Textilien gewährleistet und andererseits der Verbrauch an Flotte und somit an Wirksubstanz minimiert. Ein gewisser Überschuss des Auftrags, der bisher zum Ausgleich von Schwankungen des Flächengewichts der Warenbahn erforderlich war, um auch bei über dem mittleren Wert liegenden Flächengewichten den mindestens erforderlichen Auftrag zu gewährleisten, ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht erforderlich.
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Der Referenzwert wird anhand einer Probe bestimmt, indem bezogen auf die Fläche das Gewicht der entspannten Probe gemessen und die zugehörigen Fadenzahlen in Längs- und Querrichtung ermittelt werden. Zusätzlich kann ein Winkel zwischen den Längs- und Querfäden bestimmt werden und in den Referenzwert einfließen.
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Die Erfindung ist für elastische Warenbahnen wie z. B. Gewirke oder elastische Gewebe besonders gut geeignet, weil hier Verzüge häufig vorkommen können.
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Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
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In einer Ausgestaltung ist hinter der ersten Walze eine zweite Kamera zum Bestimmen eines Verzugs der Warenbahn angeordnet. Hierdurch lassen sich beim Regeln der Auftragsmenge Verzüge ausgleichen, die sich in der Vorrichtung zum Auftragen einstellen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist eine zweite Walze zum einseitigen Auftragen der Flotte auf die Warenbahn angeordnet. Hierdurch lassen sich entweder beide Seiten der Warenbahn mit Flotte beaufschlagen, oder eine Seite der Warenbahn kann mit zwei unterschiedlichen Wirkstoffen beschichtet werden.
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Die zweite Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Das oben für die Vorrichtung Beschriebene gilt für das Verfahren entsprechend.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnung weiter erläutert. Dabei zeigt die einzige
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1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen einer Flotte.
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Wie aus der Figur ersichtlich umfasst eine Vorrichtung zum Auftragen einer Flotte auf eine Warenbahn 1 eine Vielzahl von antreibbaren Auftragswalzen 2 und von Umlenkwalzen 3, die in einem Maschinengestell 4 drehbar gelagert sind. Die Warenbahn 1 ist hier in Bahnlaufrichtung (Pfeil 5) von unten nach oben so durch die Vorrichtung geführt, dass auf beide Seiten eine Beschichtung aufgetragen werden kann.
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Richtungs- und Ortsangaben beziehen sich auf die Bahnlaufrichtung.
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Die Warenbahn 1 ist z. B. auf einer nicht dargestellten Rolle bevorratet. Alternativ oder zwischen der Rolle und der Vorrichtung ist eine Vorbehandlungseinrichtung, z. B. ein Foulard vorgeschaltet. Die Warenbahn 1 ist dann bereits angefeuchtet, ist aber weiter zur Aufnahme zusätzlicher Feuchtigkeit fähig (sogenannte Nass-in-Nass-Behandlung).
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Jeder der hier zwei Auftragswalzen 2 ist ein höhenverstellbarer Trog 6 für eine Aufnahme von Flotte zugeordnet. Wenn die zugeordnete Seite der Warenbahn 1 beschichtet werden soll, taucht die entsprechende Auftragswalze 2 teilweise – das heißt über einen vorbestimmten Teil ihres Umfangs – in den zugeordneten Trog 6 und somit in die Flotte ein. Vor und hinter jeder der Auftragswalzen 2 ist eine der Umlenkwalzen 3 angeordnet, wobei diese zwei Umlenkwalzen 3 einen Umschlingungswinkel der Warenbahn 1 um die zugeordnete Auftragswalze 2 bestimmen.
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Vor und hinter jeder Auftragswalze 2 ist jeweils ein Sensor 7 zur Bestimmung einer Feuchtigkeit der Warenbahn 1 angeordnet. Weiterhin ist vor und hinter jeder Auftragswalze 2 jeweils eine Kamera 8 zur Bestimmung eines Verzugs der Warenbahn 1 angeordnet. Wenn wie in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Auftragswalzen 2 angeordnet sind, ist der hintere Sensor 7 der vorderen Auftragswalze 2 gleichzeitig der vordere Sensor 7 der dahinter angeordneten Auftragswalze 2; dasselbe gilt entsprechend für die Kameras 8. Daher sind in der Vorrichtung mit zwei Auftragswalzen 2 drei Sensoren 7 und drei Kameras 8 an dem Maschinengestell 4 befestigt, vorzugsweise in einem Bereich, in dem die Warenbahn 1 senkrecht geführt ist.
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Die Sensoren 7 und die Kameras 8 sind möglichst nah an der zugeordneten Auftragswalze 2 angeordnet, das heißt die von der Warenbahn 1 zurückzulegende Strecke zwischen den Sensoren/Kameras und der zugeordneten Auftragswalze ist möglichst kurz. Die Reihenfolge der Anordnung eines Paares aus Sensor 7 und Kamera 8 ist beliebig.
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Die Sensoren 7 und die Kameras 8 sind elektrisch mit einer Regeleinrichtung 9 verbunden.
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Vorzugsweise ist jeder der Auftragswalzen 2 eine nicht dargestellte Breitstreckwalze in bekannter Weise zugeordnet.
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Der Vorrichtung nachgeschaltet sind nicht dargestellt z. B. ein als Abquetscheinrichtung ausgebildetes Walzenpaar für eine Vermischung und/oder Vergleichmäßigung der Flotte sowie eine Trocknungsvorrichtung.
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Im Betrieb sind die Tröge 6 mit Flotte gefüllt, die eine vorbestimmte Menge an Wirksubstanz enthält und entsprechend dem Verbrauch nachdosiert wird. Vorab sind anhand einer Probe ein Flächengewicht und eine zugehörige Anzahl der Fäden in Längs- und Querrichtung der Warenbahn 1 in ungespanntem Zustand bestimmt und als Referenzwert in die Regeleinrichtung 9 eingegeben worden; zusätzlich kann ein Winkel zwischen den Längs- und Querfäden angegeben werden. Weiterhin sind materialtypische Korrekturfaktoren in der Regeleinrichtung hinterlegt, die anhand von entsprechenden Eingaben in eine Bedieneinheit der Regeleinrichtung 9 berücksichtigt werden. Die Auftragswalzen 2 werden geregelt angetrieben und in die zugehörigen Tröge 6 eingetaucht, so dass sie auf ihrer Umfangsfläche die Flotte mitschleppen. Die gegebenenfalls feuchte Warenbahn 1 wird von der Rolle oder aus der Vorbehandlungseinrichtung kommend in die Vorrichtung eingeführt und unten in der Vorrichtung so umgelenkt, dass sie bis zur folgenden Umlenkwalze 3 senkrecht nach oben geführt ist. In diesem senkrecht geführten Abschnitt wird durch den ersten Sensor 7 die Eingangsfeuchte und durch die erste Kamera 8 ein gegebenenfalls vorhandener Verzug der Warenbahn 1 bestimmt. Die entsprechenden Messsignale werden in die Regeleinrichtung 9 eingeleitet und hier ausgewertet. Hierbei wird das tatsächliche Flächengewicht der gegebenenfalls feuchten Warenbahn 1 berechnet.
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Die Warenbahn 1 wird dann so umgelenkt, dass sie mit einer ersten Seite die erste Auftragswalze 2 in deren oberen Bereich über einen vorbestimmten Umfangswinkel berührt. Hierbei wird die von der Auftragswalze 1 mitgeschleppte Flotte auf die erste Seite der Warenbahn 1 aufgetragen; die Auftragsmenge an Flotte hängt im Wesentlichen von der Eintauchtiefe der Auftragswalze 2 in den Trog 6 sowie der Umfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze 2 ab und wird über die Umfangsgeschwindigkeit geregelt.
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Hinter der ersten Auftragswalze 2 wird die Warenbahn 1 wieder so umgelenkt, dass sie senkrecht nach oben geführt ist. Hinter der entsprechenden Umlenkwalze 3 sind der zweite Sensor 7 und die zweite Kamera 8 angeordnet, deren Signale in die Regeleinrichtung 9 eingeleitet und hier ausgewertet werden. Hierbei wird das tatsächliche Flächengewicht der einseitig beschichteten Warenbahn 1 berechnet. Aus der Differenz der Flächengewichte der zweiten und und der ersten Messung und dem (bekannten) Wassergehalt der Flotte wird die durch die erste Auftragswalze 2 aufgetragene Masse an Wirksubstanz in g/kg berechnet und mit einem vorgegebenen ersten Sollwert verglichen. Die Regeleinrichtung 9 steuert dann über den Antrieb der ersten Auftragswalze 2 deren Umfangsgeschwindigkeit so, dass die tatsächlich aufgetragene Masse an Wirksubstanz mit dem Sollwert übereinstimmt.
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Die Warenbahn 1 wird dann so umgelenkt, dass sie mit einer zweiten Seite die zweite Auftragswalze 2 in deren oberen Bereich über einen vorbestimmten Umfangswinkel berührt. Der Auftrag erfolgt analog wie oben für die erste Seite beschrieben.
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Hinter der zweiten Auftragswalze 2 wird die Warenbahn 1 wieder so umgelenkt, dass sie senkrecht nach oben geführt ist. Hinter der entsprechenden Umlenkwalze 3 sind der dritte Sensor 7 und die dritte Kamera 8 angeordnet, deren Signale in die Regeleinrichtung 9 eingeleitet und hier ausgewertet werden. Hierbei wird das tatsächliche Flächengewicht der zweiseitig beschichteten Warenbahn 1 berechnet. Aus der Differenz der Flächengewichte der dritten und und der zweiten Messung und dem Wassergehalt der Flotte wird die durch die zweite Auftragswalze 2 aufgetragene Masse an Wirksubstanz in g/kg berechnet und mit einem vorgegebenen zweiten Sollwert verglichen. Die Regeleinrichtung 9 steuert dann über den Antrieb der zweiten Auftragswalze 2 deren Umfangsgeschwindigkeit so, dass die tatsächlich aufgetragene Masse an Wirksubstanz mit dem Sollwert übereinstimmt.
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Auf diese Weise werden sehr genaue Auftragsmengen der Wirksubstanz (Masse Wirksubstanz pro Masse textiler Ware) erzielt, womit eine optimale Qualität der Ware bei minimalem Einsatz der Flotte erreicht wird.
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Die Flotten im ersten und im zweiten Trog 6 können bezüglich der Konzentration und/oder der Wirksubstanz gleich oder unterschiedlich sein. Weiterhin ist es möglich, nur eine Seite der Warenbahn 1 zu beschichten.
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Eine Längsspannung der Warenbahn 1 kann mittels einer geeigneten Mess- und Regeleinrichtung sowie einer entsprechenden Regelung außerhalb der Vorrichtung zum Auftragen befindlicher Förderantriebe konstant gehalten werden.
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Nach dem Auftrag der Flotte(n) wird die Warenbahn 1 in der Trocknungsvorrichtung bis auf eine vorbestimmte geringe Restfeuchte getrocknet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Warenbahn
- 2
- Auftragswalze
- 3
- Umlenkwalze
- 4
- Maschinengestell
- 5
- Pfeil
- 6
- Trog
- 7
- Sensor
- 8
- Kamera
- 9
- Regeleinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 797698 B1 [0003]
- EP 1889958 B1 [0004]
- WO 2013/037926 A1 [0005]
