DE1635290B2

DE1635290B2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen und gleichfoermigen waermebehandlung von laufenden warenbahnen

Info

Publication number: DE1635290B2
Application number: DE1966P0040129
Authority: DE
Inventors: Nathaniel Convers Rosedale Pa. Wyeth (V.St.A.)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1965-08-04
Filing date: 1966-08-04
Publication date: 1978-02-16
Also published as: NL6610916A; DE1635290A1; NL149870B; DE1635290C3; US3313002A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen und gleichförmigen Wärmebehandlung von laufenden Warenbahnen, bestehend aus einer perforierten, hohlen Trommel, die mit einer Walze einen Walzenspalt bildet und die von einem die Warenbahn tragenden, perforierten Band teilweise umschlungen ist, aus einer ortsfest in der hohlen Trommel angeordneten Behandlungskammer mit einer Einrichtung zur Zuleitung des Behandlungsmittels und aus an den Seitenwänden der Behandlungskammer angeordneten Abdichtungen für das Behandlungsmitte., die gegen den Trommelumfang von innen gedrückt werden.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die als Bügelmaschine dient, ist aus der US-PS 10 07 137 bekannt

Die Wärmebehandlung von porösen Flächenmaterialien, wie Nonwoven-Stoffbahnen oder papierartigen Flächengebilden, ist oftmals erforderlich, um solche Warenbahnen zu binden, die Oberfläche der Warenbahn zu prägen oder die Fasereigenschaften zu verändern. Da bei Erwärmung der Fasern bis in die Nähe ihrer Schmelztemperatur leicht eine starke Schrumpfung auftritt, ist es wesentlich, einer derartigen Schrumpfung durch eine Druckeinwirkung entgegenzuwirken. Bei einer solchen bekannten Einrichtung (CH-PS 3 66 920) ist die Gegenwalze eines Walzenpaares als elastische Walze ausgebildet, die mit der

Trommel, der anderen Walze des Walzenpaares, eine ausgedehnte Quetschzone bildet, wobei die Behandlungskammer innerhalb der Quetschzone liegt und ein Teil des Umfanges der elastischen Walze eine Begrenzung der Behandlungskammer bildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so abzuändern", daß" die Wärmeeinwirkung auf die Warenbahn in einjar^geschlossenen.Kammer?erfolgt, so daß auch mit ÜbeVdhJck gearbeitet Wörden^kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Walze in an sich bekannter Weise als elastische Walze ausgebildet ist, die mit der hohlen Trommel eine ausgedehnte Quetschzone bildet, wobei die Behandlungskammer innerhalb der Quetschzone liegt und ein Teil des Umfangs der elastischen Walze eine Begrenzung der Behandlungskammer bildet, daß in der Behandlungskammer eine Ableitung für das Behandlungsmittel vorgesehen ist und daß vor und hinter den Abdichtungen, jedoch noch im Bereich der Quetschzone, Abzugseinrichtungen zum Abführen des an den Abdichtungen austretenden Behandlungsmittels vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die elastische Walze mit einer Kühleinrichtung ausgerüstet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht die elastische Walze aus einem starren Gehäuse, welches mit einem elastomeren Material überzogen ist, das vorzugsweise eine Shore-A-Härte zwischen 45 und 65 aufweist.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrer einfachsten Ausführungsform und

F i g. 2 und 3 Ausführungsbeispiele in Form von pneumatischen Walzen, welche aus parallel zur Walzenachse angeordneten langgestreckten Schlauchelementen bzw. aus mehreren eng nebeneinander angeordneten Reifen.

Gemäß F i g. 1 weist die Vorrichtung eine eindrückbare Walze 2 mit einer Außenschicht 49 aus elastomerem Material auf, welche zur Bildung einer ausgedehnten Quetschzone gegen eine perforierte, drehbare Trommel 1 gedrückt wird. Die Walze 2 enthält eine Kühlmittelleitung 6 zum Abziehen der Wärme aus dem elastomeren Material 49. Die Trommel 1 kann aus einem festen, verhältnismäßig dickwandigen, hohlen Zylinder aus einem geeigneten korrosionsbeständigen Material, wie einer rostfreien Stahllegieung, bestehen. An jedem Ende der zylindrischen Trommel 1 und an dieser befestigt oder mit derselben einstückig sind Seitenteile mit Flanschen vorgesehen, welche beispielsweise in den äußeren Laufringen von normalen handelsüblichen Gleitlagern drehbar gelagert sind. Die Trommel 1 kann durch auf die Seitenteile ausgeübte Kräfte oder durch anders geeignete Mittel in Drehung versetzt werden. Eine mit einem Seitenteil verbundene und durch eine übliche Kupplung mit dem Abtrieb eines normalen, handelsüblichen Elektromotors mit veränderlicher Drehzahl gekuppelte Antriebswelle hat sich als zufriedenstellend erwiesen.

Ein hohler feststehender Schaft 17 ist in der Achse der Trommel 1 angeordnet. Eine Zuleitung des Behandlungsmittels 7 mit einem innerhalb des Schaftes 17 angeordneten Rohr ist an einem Ende mit der Kammer 3, die vom Schaft 17 gehalten wird und innerhalb der

Trommel angeordnet ist, und mit dem anderen Ende mit einer Heißdampfquelle, vorzugsweise für unter hohem Druck stehenden Wasserdampf, verbunden. Ein Ende der Ableitung 8 zur Beseitigung des Kondensats ist mit der Basis der Kammer 3 verbunden und weist eine im Inneren des Schaftes 17 geführte Leitung auf. Das andere Ende der Leitung erstreckt sich außerhalb der Maschine zu einer geeigneten Kondensat-Beseitigungseinrichtung. Der Schaft 17 weist weiter gegenüberliegende Seitenöffnungen 24 auf, in welche ein Ende von Abzugseinrichtungen 5 münden und eine Verbindung mit dem Inneren des Schaftes 17 herstellen. Der Schaft 17 dient daher als Abzugsleitung, welche dementsprechend in geeigneter Weise an einer außerhalb der Maschine gelegenen Stelle mit einem nicht gezeigten Abzugsgebläse verbunden ist. Die oberen Enden der Abzugseinrichtungen 5 sind schmale, langgestreckte Öffnungen, welche eine Verbindung mit den Trommelöffnungen herstellen, die im wesentlichen vollständig innerhalb der Quetschzone liegen. Die Leitungsöffnungen erstrecken sich entlang der Längsausdehnung der Kammer 3 und nahe der Innenseite der Umfangsfläche der Trommel 1.

Die Kammer 3 ist ein flacher, rechteckiger, feststehender Bauteil. Die obere Fläche der Kammer 3 wird durch einen schmalen Ausschnitt der Innenfläche der Trommel 1 gebildet, während der Umfang der oberen Fläche der Kammer 3 durch eine schwebende Abdichtung 4 abgeschlossen wird, welche mit Reibung an der Innenfläche der Trommel 1 anliegt. Die Abdichtung 4 begrenzt den wirksamen Bereich der Behandlungskammer 3, welcher sich gewöhnlich im wesentlichen über die ganze innerhalb des Quetschbereichs gelegene Länge der Trommel erstreckt. Die Abdichtung 4 kann gegen die Oberfläche der Trommel 1 teilweise durch mehrere im Abstand voneinander angeordnete Druckfedern 28, welche am Boden der Aussparung angeordnet sind, und durch den Druck des Behandlungsmittels in der Kammer 3 gedrückt werden.

Die Abdichtung 4 kann aus mehreren flachen Stäben oder Elementen bestehen, welche miteinander verbunden sind und eine Strömungsmitteldichte Sperre bilden. Die Elemente können aus einer porösen Kohlenstoffzusammensetzung hergestellt sein, welche zur Erzielung geringer Reibung, hoher Verschleißfestigkeit und hoher thermischer Beständigkeit mit einem Fluorkohlenstoffharz getränkt ist. Die Elemente weisen an ihren Enden Nut und Feder auf, so daß beim Zusammenbau eine weitgehende Relativbewegung und Verbiegung zwischen den einzelnen Elementen ohne die Gefahr der Erzeugung eines freien Weges zum Austreten von Dampf möglich ist. Die Abdichtung 4 wird in einer passenden Aussparung in der Wand der Kammer 3 gehalten.

Die Wellenstummel der Walze 2 sind in nicht gezeigten Lagern drehbar gelagert. Die Wellenstummel der Walze 2 können die Enden eines festen, rohrförmigen Stahlkerns 45 sein, an welchem ein hohles, zylindrisches Gehäuse 46 angeschweißt ist. Innerhalb des Gehäuses 46 ist eine weitere zylindrische Leitfläche oder Wand 47 befestigt, welche die Kühlmittelleitung 6 bildet, die an einem Ende mit dem Inneren des Kerns 45 und am entgegengesetzten Ende mit der Einlaßleitung 48 kommuniziert. Auf die Welle der Walze 2 einwirkende, nicht gezeigte hydraulische Antriebseinrichtungen bewirken eine Bewegung bezüglich der Trommel 1.

Auf der Außenfläche des Gehäuses 46 ist ein dicker Überzug 49 aus elastomerem Material gebunden. Es kann irgendein elastisches Material mit hoher Temperaturbeständigkeit und langer Ermüdungszeit verwendet werden. Ein synthetischer Kohlenwasserstoffkautschuk wird infolge seiner ausgezeichneten Beständigkeit gegen Verschleiß sowie die Einwirkung von Dampf hoher Temperatur bevorzugt. Zur Erzielung der besten Ergebnisse wird bevorzugt, daß der Überzug 49 verhältnismäßig biegsam ist, wobei seine Weichheit bei einer Shore-A-Härte zwischen 45 und 65 liegt.

Die Weichheit des Überzugs 49 bestimmt weitgehend die Breite der Quetschstelle zwischen der Walze 2 und der Trommel 1 und die Größe der Kraft, welche die Walzen zur Bildung der Quetschstelle zusammendrückt.

Es wird bemerkt, daß ein zu elastisches Material für den Überzug 49 den unter hohem Druck stehenden Dampf oder ein anderes Wärmebehandlungsmittel nicht einschließen kann. Umgekehrt erfordert ein zu steifes Material riesige Quetschdrücke und zerdrückt das Faserprodukt. Wie oben ausgeführt, zerstört eine große innere Reibungswärme, welche durch starkes Verbiegen des Materials hervorgerufen wird, dieses Material sehr schnell. Die meisten dieser Schwierigkeiten können jedoch durch eine pneumatische Walzenausbildung überwunden werden, wobei nur eine verhältnismäßig dünne Membran oder Schicht aus elastomerem Material der Verzerrungs- und Verbiegungswirkung unterworfen wird. Weiter läßt sich die Steifheit der Walze leicht durch eine einfache Regulierung des die Membran unterstützenden pneumatischen Drucks einstellen.

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform einer pneumatischen Walze, bei welcher eine Kombination aus einem Trägergehäuse 50 und einer Hülle 51 verwendet wird, die mehrere langgestreckte, pneumatische Schlauchelemente 55 einschließen. Die Elemente sind dicht nebeneinander parallel zur Walzenachse angeordnet und legen sich, wenn sie unter Druck gesetzt werden, unter Dehnung dicht aneinander, wodurch eine im wesentlichen gleichförmige, schmale, zellenförmige pneumatische Schicht gebildet wird.

Fig.3 zeigt eine andere Ausführungsform der pneumatischen Walze, wobei das Trägergehäuse 50 und die verstärkte Hülle 51 dargestellt ist. Der pneumatische Teil besteht aus mehreren toroidförmigen Elementen 56, welche dicht nebeneinander angeordnet sind. Die Elemente 56 sind mehrschichtige Autoreifen ohne Profil, jedoch mit inneren Schläuchen.

Bei Betrieb wird ein perforiertes oder durchlöchertes Band 65 von einer bewegungsaufwärts gelegenen Bahnbildungszone um die Trommel 1 gezogen. Das Band 65 erleichtert weitgehend die Übertragung des verletzbaren Folienmaterials, welches nachfolgend als Bahn 64 beschrieben wird, in einem im wesentlichen nicht gestörten Zustand. Vor der tatsächlichen Behandlung des Produkts können verschiedene Einstellungen an der Maschine vorgenommen werden, um die Anforderungen an die Qualität des Endprodukts zu erfüllen.

Zu Beginn betätigt die Bedienungsperson die hydraulischen Antriebseinrichtungen, welche die Bewegung der Welle steuern, und senkt die Walze 2 so ab, daß die Quetschstelle zwischen den sich drehenden Teilen genügend geschlossen wird, um Dampf in der Kammer 3 einzuschließen. Kühlwasser wird durch den Einlaß 48 in die Leitung 6 eingeleitet, um die Temperatur des Überzugs 49 zu steuern. Ein leichter Unterdruck wird in den Abzugsleitungen 5 durch ein Abzugsgebläse oder irgendeine andere Einrichtung erzeugt. Zu diesem

Zeitpunkt wird das Behandlungsmittel in die Behandlungskammer 3 eingeleitet. Wenn in dieser Unterdruck herrscht, bildet sich der Druck langsam aus. Der Quetschdruck wird ebenfalls proportional gesteigert. Bei Betrieb wird die Bahn 64, welche in die Quetschstelle eintritt, bevor sie mit der Behandlungszone kommuniziert, fest eingeschlossen. Da beträchtliche Mengen von Dampf in den Walzenöffnungen und den Bahnzwischenräumen eingeschlossen werden können, saugt der Sog in der Leitung 5 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Kammer 3 den Dampf ab und beschleunigt die Abkühlung, bevor die feste Einschließung der Bahn 64 gelockert wird. Nach dem Austreten aus der Quetschstelle wird die gekühlte Bahn 64 vom Band 65 unter leichter Spannung getrennt und entweder zu einer Aufnahmestation zum Aufwickeln auf Walzen oder zu anderen bewegungsabwärts gelegenen Verarbeitungsstationen geführt. Wenn gewünscht, kann ein oberes, nicht dargestelltes Siebband, welches um die Walze 2 von einer bewegungsaufwärts gelegenen Bahnbildungszone her gezogen wird und mit dem Band 65 zusammenwirkt, um die Bahn während des

ίο Aufenthalts in der Quetschstelle zwischen den Bändern einzuschließen, zur Veränderung der oberen Oberfläche des Fasergebildes verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen und gleichförmigen Wärmebehandlung von laufenden Warenbahnen, bestehend aus einer perforierten, hohlen Trommel, die mit einer Walze einen Walzenspalt bildet und die von einem die Warenbahn tragenden, perforierten Band teilweise umschlungen ist, aus einer ortsfest in der hohlen Trommel angeordneten Behandlungskammer mit einer Einrichtung zur Zuleitung des Behandlungsmittels und aus an den Seitenwänden der Behandlungskammer angeordneten Abdichtungen für das Behandlungsmittel, die gegen den Trommelumfang von innen gedruckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze in an sich bekannter Weise als elastische Walze (2) ausgebildet ist, die mit der hohlen Trommel (1) eine ausgedehnte Quetschzone bildet, wobei die Behandlungskammer (3) innerhalb der Quetschzone liegt und ein Teil des Umfangs der elastischen Walze (2) eine Begrenzung der Behandlungskammer (3) bildet, daß in der Behandlungskammer (3) eine Ableitung (8) für das Behandlungsmittel vorgesehen ist und daß vor und hinter den Abdichtungen (4), jedoch noch im Bereich der Quetschzone, Abzugseinrichtungen (5) zum Abführen des an den Abdichtungen (4) austretenden Behandlungsmittels vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Walze (2) mit einer Kühleinrichtung (6) ausgerüstet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Walze (2) aus einem starren Gehäuse besteht, welches mit einem elastomeren Material überzogen ist, das vorzugsweise eine Shohe-A-Härte zwischen 45 und 65 aufweist.