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Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken von Garn mit gesteuerten
Muster Die vorliegende erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Bedrucken von Textilprodukten, z.B. zum Bedrucken von Garn zur Verwendung in
der Fertigung vielfarbiger Produkte, wie Bodenbeläge oder dgl. In der nachstehenden
Beschreibung wird die Erfindung im Hinblick auf die Fer tigung von im Tufting-Verfahren
hergestellten Bodenbelägen beschrieben, fUr die die Erfindung besonders geeignet
ist.
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Die Erfindung ist jedoch auch in Verbindung mit anderen Arbeitsvorgängen
sehr nützlich.
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In der Bode1nbelagindustrie haben im Tufting-Verfahren hergestellte
Textilprodukte enorme Fortschritte gemacht und dabei während der letzten fünfzehn
Jahre konventionelle, gewebte Fabrikate ersetzt. Während in den frühen funfziger
Jahren im Tufting-Verfahren hergestellte Teppiche beispielsweise weniger als fünf
Prozent der gesamten in den Vereinigten Staaten gefertigten weichen Bodenbeläge
ausmachten, machen heute im
Tufting-Verfahren hergestellte Bodenbeläge
annähernd neunzig Prozent aller weichen, in diesem Land gefertigten Bodenbeläge
aus. Die Popularität von im Tufting-Verfahren hergestellten Teppichen war zum großen
Teil auf die Tatsache zurückzuführen, daß die mit der Fertigung konventioneller
gewebter Fabrikate, wis Wilton, Axminster usw. verbundenen hohen Arbeitekosten im
Tufting-Arbeitsvorgang nicht vorhanden sind, so daß ein solcher Teppich mit einem
niedrigeren Preis eurf den Markt kommt als jene Teppiche, die vor den frtlhen fünfziger
Jahren vorherrschend waren.
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Obgleich im Tufting-Verfahren hergestellte Teppiche in Massenproduktion
zu wesentlich niedrigeren Kosten als andere Tep pioharten gefertigt werden können,
lag für die Tufting-Industris von Anfang an ein ernsthaftes Problem darin, daß die
große Mannigfaligkeit in Farbmunstern, wie sie bei Wilton-und Axminster-Teppichen
möglich waren, in einem Tufting-Ar beitsvorgang nicht erreichbar war.
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Bei einem Wilton oder AxminsterWebvorgang können mehrere verschiedenfarbige
Garne verwendet werden, um jede Kettreihe von Florelementen zu bilden und jedes
dieser Garne kann verwendet werden, um jedes einzelne Florelement zu bildend und
zwar in Felle eines Wiltons mittels einer Jacquardvor richtung und im Falle eines
Axminsters durch entsprechenden
Spuleneinsatz. Es ist jedoch kein
befriedigender Weg gefunden worden, um mehr als einen einzigen fortlaufenden Faden
der Nadel einer Tufting-Maschine zuzuführe. Deshalb sind die eine Kette bildenden
Florelemente eines getufteten Fabrikates im allgemeinen auf eine einsige Farbe beschränkt.
Es eind auch schon vielfarbige getuftete Fabrikate unter Verwendung von solchen
Garnen produziert worden, dio in bekannter Weise nur in AbstUnden stellenweise eingefärbt
sind Obgleich solche Fabrikate attraktiv aussehen, eo kommen sie doch in keiner
Weise on das heran, was an präzisen farbigen Musterungen gewünscht wird. Man ist
deshalb grundsätzlich auf tweedartige Dessins beschränkt.
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Schließlich wurden dann bei dem Versuch, die Dessinmerkmale getufteter
Bodenbeläge zu verbessern, mancherlei Erfindungen gemacht, die zugegebenermaßen
für die Verbesserung des Aussehens einfarbiger Fabrikate nützlich waren. Beispiele
filr die letztgenannten Erfindungen findet lan in verschiedenen US-Patenten, beispielsweise
den US-Patenten 2 853 032 (Odenweller), 2 853 033 (Crawford), 2 853 034 (Cratford),
2 876 441 (Boyle.), 2 766 506 (Rioe), 3 026 830 (Bryant), 2 984 540 (Tillet et al)
und 3 282 235 (Crawford). Mit Ausnahme des US-Patente 2 984 540 (Tillet) beziehen
sieb alle diese Patente auf Bodenbeläge, bei denen zum Bilden des Dessins die Stichanordnung
oder die Bqorhöhe gesteuert wird, während
das Tillet-Patent sich
auf ein Verfahren TeppichstUckes nach dessen Fertigstellung bezieht.
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Die vorliegende Erfindung will hauptsächlich e Verfahren und eine
Vorrichtung zum Bedrucken von Garn mit Dessins schaffen.
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Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bedrucken einer Vielzahl
von Garnen mit einem Muster vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch eine Vielzahl
von Druckstationen, Zuführeinrichtungen zum Einbringen der Garne in die erste der
Druckstationen und Zuführmechnismen zwischen der ersten der Druckstationen und nachfolgenden
Druckstationen, wobei die Zuführeonrichtungen bzw. -mechanismen die Garne auf einer
im wesentlichen horizontalen Bahn durch alle Druckstationen führt.
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Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vorrates
oder einer Menge gefärbter Garne vorgeschlagen, in die ein Index-Garn eingeführt
ist, die weitere Verwendung des Garnes zu erleichtern.
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Diese und zusätzliche Merkmale werden beim Lesen der folgen den Beschreibung
und aus den beigefUgten Zeichungen offenbar werden. Es zeigen
Fig.
1 eine Schemazeichnung der vorliegenden Erfindung Fig. 2 eine Schrgnnsicht der Garndruckvorrichtung
in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht der Garndruckvorrichtung und der Index-Garndruckvorrichtung
aus Fig. 1, Fig. 4 eine Teilseitenansicht der Garndruckvorrichtung und der Index-Garndruckvorrichtung
in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3, Fig. 6 eine Teilansicht
eines Kettenführungsmittels, Fig. 7 eine Teilansicht der Vorrichtung in Fig. 3 in
Richtung des Pfeils 7 in Fig. 3, Fig. 8 eins Seitenansicht des Dämpfers in Fig.
1, Fig. 9 eine Seitenansicht des Trockners in Fig. 1, FigZ 10 eine Vorderansicht
eins gezahnten Stabgliedes in Richtung von Pfeil 10 in Fig. 3, Fig. 11 eine Seitenansicht
der Tänzerwalze in Fig. 1.
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Gemäß der Schemazeichnung von Fig. 1 wird eine flache Lage Garn von
einer Spulenbank einer Druckvorrichtung zugeführt, in der ein vorbestimmtes Dessin
auf das Garn gedruckt wird, Nach Verlassen der Druckvorrichtung ist tn die flache
Lage Garn ein Indexgarn aufgenommen worden, dessen Zweck nachstehend beschrieben
wird.
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Das Garn wird dann gedämpft, getrocknet und auf einen Baum, z.B. einen
Kettbaum aufgewickelt. Auf jede Lage von Garnen, die eine Kettbaum füllen, ist dasselbe
Muster aufgedruckt, z.B. ein in der Längsrichtung sich wiederholendes Muster, dessen
Breite der Anzahl der Fäden entspricht, die der Druckvorrichtung zugeführt werden,
und eine Länge von ca.
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18 Zoll (45 cm) hat. Die Anzahl der auf einen einzigen Kettbaum aufgewickelten
Fäden kann bei etwa 144 Fäden liegen, d.h. der Anzahl von Fäden, die üblicherweise
ausreichen, um die Nadeln einer Tufting-Maschine zu versorgen, die in der Lage ist,
ein 18 Zoll breits Teppichstück herzustellen.
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Ist eine Vielzahl von Kettbäumen gefüllt, z.B. 10 im Falle von 15
Fuß (4, 5 m) breiter Ware oder 8 in Falle von 12 Fuß (3, 0 m) breiter Ware, dann
werden einzelne Garnkettbäume gleichzeitig in eine Tufting-Maschine gegeben; dabei
steht die Geschwindigkeit, mit der das Garn von solchen Kettbäumen in die Tufting-Maschine
gegeben wird, unter der Steuerung einer Vorrichtung, die mittels einer fotoelektrischen
Fühlvorrichtung betätigt wird, die ihrerseits ein Indexgarn abtastet. Dieses Gerät
wird in der Patentschrift...
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(Patentanmeldung...) "Verfahren und Vorrichtung gesteuerten Zuführung
einer Vielzahl vorbedruckter Garne in eine Vorrichtung zur Bildung eines flors,
die die Querjustierung des auf solche Garen gedruckten Musters gewährleistet"
der
gleichen Anmelders und vom gleichen Tage beschrieben.
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In den Fig. 2 und 3 iat ine erste Druckstation, die aus unteren Und
oberen Abschnitten besteht, dargestellt. Diese Druckstation besteht aus Fußplatten
21, die auf dem Boden abge.tlltzt simd und ihrerseits mehrere senkrechte Säulen
22 tragen. Auf die Säulen 22 ist eins Vielzahhl von Konsolen 26. 27 und 28 montiert.
Drehbar in Lagern der Konsolen 26 ist eine Welle 29 angeordnet, die ihrerseits mehrere
mit Abstand voneinander angeordnete Kettenräder trägt. Die Konsolen 27 tragen in
entsprechender Weise eine ähnlich gelagurte Welle 31, die eine Mehrzahl von Kettenrädern
32 trägt. In Lager der Konsolen 28 laufen zwei Wellen 33 und 34, auf denen jeweils
mehrere Kettenräder 35 bzw. 36 angeordnet sind. Eine zusätzliche Welle 37 läuft
in Lagern der Säulen 22 und trägt mehrere in Abständen voneinander angeordnete zylindrische
Scheiben 36. Alle oben genannten Kettenräder haben auf den Wellen, auf denen sie
montiert sind, einen geeigneten Abstand voneinander. Um die in vertikalen Ebenen
angeordneten Kettenräder 32, 35, 36 und 30 läuft gemäß Fig. 3 eine endlos Kette
39. Jede Kette 39 trägt eine Anzahl Träger, an denen Stäbe 41 befestigt sind.
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Auf einigen oder allen Stäben oder Leisten 41 sind, über ihre Länge
verteilt, ein oder mehrere aufnahmefähige Kissen
42 montiert. Die
endlosen Ketten 39 werden mittels einer Kette 44 (Fig. 4) angetrieben, die von einem
beliebigen Antrieb angtrieben werden kann und in Antriebsverbindung mit einem Kettenrad
45 steht, das an einem Ende der Welle 34 befestigt ist.
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Die Konsolen 28 kennen in beliebiger Weise in vertikaler Richtung
verstellt werden, um die Kraft, mit der die Kissen 42 auf dem unteren Satz von Stäben
41 mit den auf dem oberen Satz von Stäben angeordneten Kissen zusammenwirken, zu
ändern. In dem Bereich zwischen den Wellen 33, 34 sind auf den Konsolen 28 geeignet
Führungen 28a befestigt, um die einander gegenüberliegenden Sätze der kissentragenden
Stäbe 41 miteinander in Kontakt zu bringen.
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Auf Konsolen 46 im unteren Bereich der Tragsäulen 22 ist ein Farbtrog
47 montiert. Eine uslaufende Welle 48, die in vom Farbtrog 47 getragenen Lagern
gelagert ist und sich über die ganze Länge des Farbtroges 47 erstreckt, trägt an
einem Bnde ein Kettenrad 49. Auf dieser Welle 48 sitzt eine Walze 48a> Die Welle
48 wird von einer endlosen Kette 50 angetrieben, die das Kettenrad 49 mit einem
Kettenrad 51 auf der Welle 31 verbindet. Die Spannung der Kette ist einstellbar
durch ein Kettenrad 52, dessen Zapfen in einem Lager in einer der Tragsäulen 22
angeordnet ist.
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Die Walze 48a kann innerhalb des Farbtroges 47 ganz oder t in Farbe
getauht sein.
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22 Befestigt am oberen Ende der Tragsäulen/ist eine zweite Serie
von Konsolen 55, 56, 57 und 58 mit darin umlaufenden Wellen 59, 60, 61, 62 bzw.
63. Jede dieser Wellen trägt eine Anzahl von mit Abstand voneinander angeordneten
Kettenrädern. Zwei Wellen 64 und 65 sind in Lagern an dem oberen Abschnitt der Tragsäulen
22 gelagert, und jede von ihnen trägt eine Anzahl von Scheiben, die den vorher erwähnten
Scheiben 38 entsprechen. Ein durch eine Kette getragener Satz von Stäben, die den
vorher erwähnten Stoben 41 entsprechen, läuft um die von den Wellen 59 bis 63 getragenen
Kettenräder. Der letztere Satz von Stäben wird ebenfalls von der Kette 44 in Fig.
4 getrieben. Die zuletzt erwähnten Stäbe tragen gleichfalls nachgiebige Kissen ähnlich
den oben erwähnten Kissen 42. Die Kissen auf jedem Satz von Stäben sind spiegelbildlich
zu den Kissen auf dem anderen Satz von Stäben angeordnet, so daß Garn, wenn es wie
unten beschrieben zwischen den gegenüberliegenden Stäben hindurchläuft, mit gegenüberliegenden
nachgiebigen Kissen in Kontakt konnt.
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Ein Parbtrog 66 ähnlich dem Parbtrog 47 wird von Säulen 67
getragen,
die ihrerseits von den Säulen 22 gestützt we den. Dieser Farbtrog 66 besitzt eine
sich oh seine Länge erstreckende Walze, die in Struktur und Funktion der oben beschrieben
Walze 48a ähnlich ist.
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Jeder der Farbtröge 47 und 66 enthält eine Farblösung von gleicher
Farbe. Diese Farblösung wird ständig von einem geeigneten (nicht dargestellten)
Misch- und Zufuhrtank dem oberen Farbtrog zugrführt. Die gewünschte Lösungehöhe
in dn Trog 66 wird mittels eines mit dem Trog 47 durch einen Schlauch 68 verbundenen
Überlaufe eingehalten. Eine Überlauföffnung ist durch eine Überlaufleitung 69 mit
einer Pumpe 69a verbunden, welche den Überschluß aus dem Trog 47 durch eine Leitung
70 zu dem nicht dargestellten Misch- und Zufuhrtank zurückführt.
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Auf der linken Seite (in Fig. 3) der oben beschriebenen Druckvorrichtung
befindet sich ein Garnspulengestell 24, von dem Garn entnommen und in die Druckvorrichtung
eingeführt wird. Die Garne werden dem Spulengestell mittels eines Paares von Zuführwalzen
74 und 75 entnommen, die von in Lagern in dem Machinenrahmen gelagerten Wellen 76
bzw. 77 getragen werden. Die Zuführwalze 75 wird durch einen endlosen, um von Welle
77 und Bolzen 77a getragene Riemenscheiben
laufenden Riemen 78
angetrieben. Die Zuführwalze 73 treibt die Zuführwalze 74 mittels eines Paares ineinander
eingreifender Zahnräder 79 und 79a (Fig. 2) an.
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Die von dem Bolzen 77a getragen. Riemenscheibe besitzt ein mit ihr
verstiftetes Kettenrad 77b. Dieses Kettenrad wird von einer endlosen Kette angetrieben,
die wiederum durch jeden geeigneten Antrieb, s.B. geeignet übersetzt mittels desselben
Antriebs, der die Kette 44 antreibt, angetrieben wird.
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Einzelne Garne vom den Spulengestell 24 laufen durch Rohre 80 hindurch,
werden um Führungst@@le 81, 82 gewickelt und dann, wie in Fig. 2 abgebildet, über
die Zuführwalzen gefthrt. Die Walzen 74 und 75 haben eine aufgerauhte Oberfläche;
der Reibungskontakt derselben mit den Garnen reicht aus, um eine Entnahme des Garns
von dem Spulengestell 24 sicherzustellen. Eine geschlitzte Führungsschiene 83 (Fig.
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7) ist mit von dem Maschinenrahmen getragenen Konsolen 83a verbunden.
Wenn die von dem Zuführwlazen eingeführte Lage von Garnen ich der Druckvorrichtung
nähert, werden einzelne Garnfäden von den Seblitsen in diese Führungsschiene geftihrt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so viele Druckstationen (ähnlich
der oben beschrieben) haben wie erwünscht, wobei die Anzahl der Druckstationen durch
die Anzahl der Farben und die Kompliziertheit des auf Garn zu druckenden Musters
bestimmt wird.
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Zwischen den angrenzenden Druckstationen befindet sich ein Garnzuführ-
und Führungsmechanismus, der, mit den Zuführwalzen 74, 75 und mit der endlosen Kette
39 der Druckvorrichtung zeitlich abgestimmt, angetrieben wird. Jeder solcher Zuführ-
und Führungsmechanismus ist ähnlich dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Mechanismus
90.
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Der Mechanismus 90 in Fig. 3 bestitzt einen ersten Satz gezahnter
Stäbe 91, die auf endlosen Ketten 92 in der in Fig. 10 gezeigten Art montiert sind.
Die Ketten 92 laufen über Kettenräder 93, die auf einer Welle 94 angebracht sind.
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Die Welle 94 läuft in Lagern, deren Konsolen 95 am Maschinenrahmen
befestigt sind. Diese Ketten laufen ebenfalls um Führungen 96, die an den Konsolen
95 befestigt sind.
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Ein zweiter Satz von gerieften Stäben 98, ähnlich dem ersten Satz
von Stäben 91, ist auf die Konsolen 95 über dem ersten Satz solcher Stäbe montiert.
Beide Sätze von Stäben sind
so angebracht, daß sie in der Richtung
der Pfeile in Fig. 2 angetrieben werden, wobei mehrere Stäbe 91 in mehrere Stäbe
98 eingreifen1 um die von der ersten Druckstation 20 kommenden Garne zu fassen und
die zweite Druckstation einzuführen. Ein oder beide Sätze von Stäben 91 oder 98
ken vertikal einstellbar (Fig. 3) montiert werden, um den Eingriffsgrad der Stäbe
zu dorn.
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Das Durchlaufen des Garns durch die Druokvorrichtung wird von den
Zuführwalzen 74, 75 und den ineinandergreifenden Stäben des Vorschubmechanismus
gesteuert. Heim Durchlaufen des Garns durch die verschiedenen Druckstationen wird
es von den gegenüberliegenden Kissen 42 sowohl von oben wie von unten bedruckt.
Von dem Augenblick an, wo das Garn die Vorschubwalzen 14, 75 verläßt, läuft es entlang
einer im wesentlichen horizontalen Strecke, um so weit wie möglich jede Farbwanderung
entlang dem Garn zu verhindern.
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Beim Heraustreten der Lage von Garnen aus der Garndruckvorrichtung
(Fig. ) und vor ihrem Einlauf in die Dämpfvorrichtung wird für einen nachstehend
beschriebenen Zweck ein Indexgarn in die Schicht eingeführt. Das Indexgars ist ein
einzelner Garnfaden, der in Abständen mit einem Indexzeichen bedruckt ist. Der vordere
Rand jedes Indexziechens
kann von dem vorderen Rand angrenzender
Indexzeichen um einen Abstand entfernt sein, der gleich dem Musterrapport des von
der zuvor erwähnten Druckvorrichtung auf die Lage von Garnen gedruckten Musters
ist. Die Vorrichtung zum Bedrucken des Indexgarns mit dem Indexzeichen wird durch
den Pfeil 100 in Fig. 3 bezeichnet und ist im Mechanismus der ersten, oben beschriebenen
Druckstation liOhg außer daß die Breite der zum Bedrucken des Indexgarnes verwendeten
Kissen nur ausreicht, um das Hed 0 eines gen Garns zu ermöglichen. In der vorliegenden
Ausführungsform werden die Indexzeichen mit einer schwarzen Farbe auf das Indexgarn
gedruckt; wird jedoch eine schwarze Farbe oder eine Farbe mit einem anderen geeigneten
dunklen Farbton für die Bedruckung der Schicht von Garnen mit dem Muster verwendet,
könnte das Indexgarn in jeder eine derartige Farbe verwendenden Druckstationen bedruckt
werden, wodurch dann die durch den Pfeil 100 in Fig. 2 bezeichneten getrennten Indexgarn-Druckvorrichtung
entfallen könnte. Wie in der erwähneten Patentanmeldung beschrieben, werden die
Indexzeichen von einer Fotozellenvorrichtung abgetastet, wo bei das Drucken der
Indexzeichen mit einer schwarzen oder anderen geeigneten dunklen Farbe von Vorteil
ist.
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Nach Einführen des Indexgarnes in die Schicht von Garnen läuft die
Schicht durch einem Dämpfer und Trockner, wo das
Garn gedämpft,
getrocknet und dann auf einen Kettbaum aufgewickelt wird. Wie oben bemerkt, durchläuft
da Garn eins im wesentlichen horizontale Str.oke von de Augenblick an, wo es die
Vorschubwalze 75 verläßt. Beim Einlaufen des Garns in den Dämpfer (Fig. 8) wird
das Garn zwischen zwei mit einem nicht saugfähigen Siebmaterial, wie Polypropylen
oder ähnlichem, verkleidete Siebrienen 101, 103 aus rostfreiem Stahl gefaßt. Die
Riemen laufen um von in Dämpferrahmen gelagerten Wellen 104a getragene Walzen 104
und werden von einer endlosen Kette 105 angetrieben, die um Kettenräder libift,
die auf einer der Wellen 104 und eine Motor M angebracht sind. Die nicht saugfähige
Verkleidung kann mit jedem geeigneten Mittel, z.B. durch Befestigung entlang ihren
Kanten, an den Riemen 101, 103 befestigt werden. Die Garne laufen durch den Dämpfer,
wo die Farbe mittels durch mit Abstand entlang dem Dämpfer angebrachten Dampfleitungen
zugeleiteten Dampfes fixiert bzw. nachgehandelt wird. Beim Verlassen des Dämpfers
werden das Garn und die Riemen mit aus einer in Fig. 8 bezeichneten Zufuhrleitung
zugeführtem Wasser gewaschen.
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Von dem Dämpfer wird das Garn in einem Trockner (Fig. 9) geführt,
wo die Lage von Garnen wieder zwischen einem Paar poröser Riemen 107, 108 gefaßt
und hindurchgeführt wird, um vor Aufwicklung auf einen Kettbaum 107 getrocknet zu
werden.
Vom dem Trockner wird die Garnschicht über eine Tänzerwalze cu einem Kettbaum geführt,
auf dem das Garn aufgewickelt wird. Die Schalter 112, 113 der Tänzerwalze (Fig.
11) steuern das Laufen und Anhalten des Kettbaumes in üblicher Weise, nämlich, wenn
der zwischen den Walzen 115, 116 befindliche Garnvorrat zunimmt, bewegt sich die
von einer endlosen Kette 118 getragene Walze 117 abwärts, wodurch der Anschlag 120
nach oben lMuft. Wenn der Anschlag 120 den Schalter 113 berührt, wird der Kettbaum
127 in Die hung und zur Aufnahme des Garnvorrats gebracht. Der Kettbaum läuft dann
solange, bis der Anschlag 120 genügend weit nach unten läuft, um den Schalter 112
zu betätigen und das Laufen des Kettbaums anzuhalten.
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Wie oben erwähnt, kann jede der Druckstationen eine annähernd 144
Garnfäden enthaltende Lage von Garnen bewältigen.
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Die Breite der oben beschriebenen Vorrichtung zum Drucken, Dämpfen,
Trocknen und Aufbäumen bzw. könnte natürlich größenmäßig abgeändert werden, um eine
größere Anzahl von Garnen aufzunehmen. Hierzu muß jedoch bemerkt werden, daß eine
Lage von Garnen der beschriebenen Größenordnung gut zu handhaben ist. Des weiteren
wurde gefunden, daß, obwohl in der bevorzugten Ausführungsform Farbe von den verschiedenen
Farbtrögen mittels durch die Stäbe, beispielsweise die Stäbe 41, getragenen Kissen
übertragen wird, es möglich ist, die Farbe
durch Bilden einer geriffelten
Oberfläche auf einer im wesentlichen flachen Oberfläche solcher Stäbe zu übertragen,
wodurch die Kissen 42 wegfallen können.