DE2113772A1

DE2113772A1 - Vorrichtung zur Waermebehandlung von Baendern u.dgl.

Info

Publication number: DE2113772A1
Application number: DE19712113772
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bachmann; Reinhard Leo; Hans-Ulrich Sohr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-22
Filing date: 1971-03-22
Publication date: 1972-10-05
Also published as: BE781037A; IE36160B1; FI53325C; NL7202977A; IT950386B; IE36160L; SE382082B; YU56572A; CH553872A; AT315118B; CA975906A; JPS5414100U; GB1367257A; ZA721246B; YU35806B; NO131041C; FI53325B; IL38948A0; FR2131476A5; BR7201669D0

Description

"Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Bändern

und dergleichen"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Bändern, Kordeln, Seilen und dergleichen.

Bei der Wärmebehandlung von Bändern, wie sie beispielsweise beim Färben und, - bei Bändern aus synthetischen Stoffen -, beim Thermofixieren erforderlich ist, treten Schwierigkeiten verschiedener Art auf. Beispielsweise werden beim Färben mit Dispersionsfarbstoffen die Gewebebahnen oder - bänder mit diesen Farbstoffen imprägniert, sodann getrocknet und schließlich werden die Farbstoffe unter Anwendung von Hitze fest mit den Gewebefasern verbunden, wobei gleichzeitig das Gewebe thermisch fixiert wird. Im Zuge einer solchen Wärmebehandlung

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kann es leicht geschehen, daß eine ungleichmäßige Erwärmung zu einem Wandern (Migration) von Farbpigmenten führt, so daß das fertige Erzeugnis unterschiedliche Farbkonzentration zeigt.

Eine weitere oft auftretende Forderung verlangt, daß die zu behandelnden Bänder, insbesondere Kunststoffbänder, unter einer gleichbleibenden oder einer in engen Grenzen einstellbaren Spannung gehalten bleiben. Eine gleichmäßige Erwärmung und gleichmäßige Spannung und daher Gleichmäßigkeit im fertigen Gut verspricht man sich von der Erwärmung mittels . Heißluft, Wärmestrahlung oder Kontakthitze. Die dabei vorzusehenden Apparaturen sind jedoch groß im Verhältnis zum Durchsatz des zu behandelnden Gutes.

Bei Verwendung der bekannten Rollenkästen liegt das im Zick-Zack über die im Wärmeraum gelegenen Rollen geführte Gut auf deren erhitzten Flächen nur punktweise auf und ist dort einer stärkeren Dehnung und Hitze unterworfen als auf dem freien Wege zwischen den Rollen, so daß sich die schon im Webprozeß entstandenen Spannungsuntersehiede nicht voll ausgleichen.

Dies wird besonders störend, wenn in einem solchen Rollenkasten mehrere Bänder gleichzeitig behandelt werden, und zwar vor allem, wenn ein Schrumpfen des Gutes erreicht werden soll. Dann nämlich wirkt sich trotz oder gerade wegen eines konstanten Abzuges des Gutes dieser Zug unterschiedlich auf die beabsichtigten gleichmäßigen Schrumpfwerte aus.

Wenn in einem solchenRollenkasten nur ein einziges Band geführt wird oder geführt werden kann, ist der Aufwand, gemessen am Ergebnis sehr groß.

Werden zur Rationalisierung dieses bekannten Verfahrens Bänder unterschiedlicher Farben-Imprägnierung durch die Wärmekammer geführt, besteht je nach Anwendung der Farbpigment-Mischung mit ihrer sehr unterschiedlichen Sublimier-

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eigenschaft die Gefahr, daß die Pigmente aus dem einen imprägnierten Gut in den Raum diffundieren und sich auf dem Gut anderer Farben-Imprägnierung ablagern, wo sie mit dem synthetischen Stoff dann eine feste Verbindung eingehen.

Auch bei Vorrichtungen, bei denen das Gut über beheizte Walzen geführt wird, treten unerwünschte Erscheinungen auf. Insbesondere wandern hier die Parbpigmente auf die der grösseren Hitze ausgesetzte Bandseite und die Bänder werden bezüglich ihrer Webkonstruktion seitlich verzogen. Das Gut verläßt die Vorrichtung nicht in der gewünschten gestreckten Form.

Ziel der Erfindung ist ganz allgemein die Verbesserung der Wärmebehandlung von Bändern und dergleichen und der Vorrichtungen dazu.

Die Erfindung betrifft also eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Bändern, jedoch auch Kordeln und dergleichen, und zeichnet sich aus durch ein eine Temperierflüssigkeit aufnehmendes Gefäß und durch wenigstens ein durch das Gefäß hindurchgehendes Rohr, dessen Rohrmantel-Außenfläche auf dem größten Teil der Rohrlänge mit der Temperierflüssigkeit in Berührung steht, dessen Enden außerhalb der Flüssigkeit münden und dessen eine die durch das Rohrinnere zu bewegenden Bänder führende und sie berührende Rohrinnenwand einsinnig gekrümmt ist.

Mit dieser Anordnung läßt sich auf verhältnismäßig kurzem Wege eine große Wärmemenge auf das zu behandelnde Band oder die zu behandelnden Bänder gleichmäßig Übertragen. Zur Behandlung von Bändern ist die Krümmung des Rohres vorzugsweise einachsig.

Lokale Wärmeunterschiede, wie sie bei Anwendung von Strahlungshitze auftreten können, sind dank der großen Wärmein-

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halte der in Betracht kommenden Temperierflüssigkeit ausgeschlossen. Diese Eigenschaft der Flüssigkeit erlaubt auch den Bau einer kompakten Wärmebehandlungsanlge und eine Steuerung der auf das Gut einwirkenden Temperatur in engen Grenzen.

Ebenso sind Spannungsunterschiede im fertig behandelten Gut nicht mehr möglich und sowohl Migrations- als auch Sublimierungserscheinungen ausgeschlossen, sofern durch die Wärmezone auch färbstoffimprägnierte Gewebe oder dergleichen geführt werden.

^ Es sind insbesondere mehrere Rohre vorgesehen, die so angeordnet sind, und zwar gegebenenfalls in Verbindung mit Leit- und Führungselementen, daß jedes Längenstück des zu behandelnden Bandes oder der zu behandelnden Bänder nacheinander durch mehrere, insbesondere durch alle Rohre bewegt wird. Mehrere Rohre und ihnen zugeordnete Leit- und. Führungselemente können erfindungsgemäß so ausgebildet und angeordnet sein, daß jede der beiden Flachseiten eines in Behandlung befindlichen Bandes wenigstens einmal in Berührung mit einer der gekrümmten Rohrinnenwandflachen bewegt wird. Zwei in Richtung der Förderung des zu behandelnden Gutes aufeinanderfolgende Rohre können unterschiedlich lang sein und die _k Verweilzeit eines betrachteten Elementes oder Stückes eines ™ Bandes, da3 in der Vorrichtung behandelt wird, ist dabei in dem zuerst durchlaufenen Rohr anders (kleiner oder größer) als die Verweilzeit im nachfolgend durchlaufenen Rohr. Hierdurch wird insbesondere bei dicken Geweben jegliche Migrationserscheinung ausgeschaltet, wenn das Gut zuerst durch das kürzere Rohr und dann durch das längere geführt wird, wenn also die kürzere der längeren Verweilzeit vorausgeht. Die Verweilzeiten und die Staffelung oder Folge der Verweilzeiten lassen sich dem Gut anpassen.

Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich erfindungsgemäß ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines Bandes, insbesondere

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eines Bandes aus thermoplastischem Kunststoff, während seines Durchlaufes durch eine Wärmebehandlungskammer unter mechanischer Spannung ausführen, und zwar erfindungsgemäß in der Weise, daß das Band während des Durchlaufes durch die Kammer so stark gespannt gehalten wird, daß kein oder nahezu kein Schrumpfen des Bandes in seiner Längsrichtung auftritt. Die Kammer ist in diesem Falle das Rohr und das Band ist auf dessen einsinnig stetig gekrümmter Fläche.geführt, deren Krümmung auf dem ganzen oder nahezu ganzen Weg des Bandes in diesem Rohr vorhanden ist.

In der oben beschriebenen Vorrichtung ist zweckmäßigerweise die konkave Seite des gekrümmten Rohres entgegen der Schwerkraft gerichtet und die Rohrenden ragen über den Flüssigkeitsspiegel des Beheizungsbades hinaus. Die Heizbadflüssigkeit hat vorzugsweise eine hohe spezifische Wärme. Je nach Temperaturbereich kommt als Badflüssigkeit Wasser, Glyzerin, eine Salzschmelze oder eine Metallegierung, beispielsweise eine eutektische Legierung in Betracht.

Die Masse des Wärmeträgers, also des Flüssigkeitsbades, wird in der Kammer so groß gehalten, daß die gespeicherte Wärme sich gleichmäßig auf das durch das Rohr geführte Gewebe oder Band überträgt. Wegen des hohen Wirkungsgrades der Vorrichtung braucht kaum mehr Energie zugeführt werden, als das hindurchgeführte Band aufnimmt.

Die Vorrichtung zur Temperierung und Umwälzung des Wärmeträgers, also der Badflüssigkeit, kann und wird auch in der Regel außerhalb des Gefäßes angeordnet sein.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert und beispielsweise beschrieben. Die Darstellung in der Zeichnung ist gegenüber praktischen Ausführungsformen sehr stark vereinfacht, da nur das Grundsätzliche gezeigt wird. Im einzelnen zeigen:

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Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung» und zwar in einer Ebene, in der das behandelte Band gefördert wird, Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 in deren Schnittebene II-II,

Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt in der Ebene IV-IV der Fig. 3

mit der Darstellung einer mögliehen Anordnung und Verteilung der das Gut aufnehmenden Rohre,

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung, in der eine weitere mögliche Verteilung und Querschnittsform der Rohre nach Fig. 4 angegeben ist, und

Fig. 6 einen der Fig. 1 und 3 entsprechenden Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung.

In der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung geht durch ein Gefäß 10 ein Kanal 12 hindurch, der in groben Zügen die Gestalt eines Rohres hat. Das Gefäß 10 ist so weit wie möglich mit einer . Badflüssigkeit 1*1 gefü-llt» die durch nicht dargestellte, außerhalb des Gefäßes 10 gelegene Mittel in Umlauf und auf der für die Behandlung des Gutes gewünschten Temperatur gehalten wird. Da es bei der hier vorerst vorgenommenen grundsätzlichen Betrachtung nicht auf die Gestalt der unteren Wand 16 und der Seitenwände 18 des Rohres ankommt, sind diese entsprechend allgemein und unregelmäßig gezeichnet.Die Rohrwandfläche 20 ist dagegen einachsig gekrümmt; die Krümmung verläuft stetig und einsinnig, und zwar vom Rohrinneren aus betrachtet konvex. Die Rohrenden ächließen mit der Gefäßaußenwand ab oder (nicht dargestellt) ragen über die Gefäßaußenwände hinaus. Sie sind so geformt und gerichtet, daß ein in das Rohr einzuführendes Band 22 tangential an die gekrümmte Anlagefläche 20 geführt werden kann, wenn das Band gespannt ist (siehe Zeichnung).

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In der Anordnung nach Fig. 3 sind Rohre 12.11, 12.12, 12.21, 12.22, 12.31 usw. vorgesehen, die zu mehreren, - im dargestellten Falle paarweise-, übereinander angeordnet sind. Je nach Bedarf können die Rohre wie die Rohre 12.11, 12.12, 12.13 usw. einerseits und die Rohre 12.12, 12.22, 12.32 andererseits nebeneinander angeordnet sein. Es sind hier also alle denkbaren Varianten hinsichtlich des Nebeneinander- und übereinanderanordnens möglich. Es erscheint müßig, alle diese Möglichkeiten, die sich leicht ausdenken lassen, auch bildlich' darzustellen.

Die gekrümmten Rohre haben vorzugsweise rechteckigen Querschnitt. Das Seitenverhältnis dieser Rechtecke ist den Erfordernissen anzupassen, im Grunde jedoch nicht kritisch.

Fig. 6 zeigt eine andere Anordnung von Rohren, in der der von dem Gut in einem Rohr zurückzulegende Weg gleich dem Weg in dem anderen Rohr ist. Bei der Anordnung nach Fig. 3 jist dagegen die gekrümmte Fläche, an der das Gut während des Durchlaufs anliegt, beim oberen Rohr 12.11 kleiner als beim unteren Rohr 12.12. Wird ein Band 22 in Richtung der Pfeile 24, 26 durch die beiden Rohre, zuerst also durch das Rohr 12.11 und dann durch das Rohr 12.12 geführt, so vollzieht sich im Rohr 12.11 eine Art Vortrocknung, denn die Erwärmung des Bandes erfolgt nicht nur auf der Seite der Berührung der konvexen Rohrwand, sondern auch durch die von den anderen Rohrwänden ausgehende Wärmestrahlung. Es erfolgt im Rohr 12.11 ein rasches Vortrocknen, dem dann ein nachhaltigeres Fertigtrocknen in dem längeren Rohr 12.12 folgt.

Die Führungs- und Umlenkrollen sind so angeordnet, daß das Band 22 tangential an die konvexen Rohrinnenwandflächen gelangt. Falls das Band 22 aus einer Vortrocknungskammer kommt, kann die erste das Band in die Erwärmungsvorrichtung einführende Rolle ebenfalls innerhalb der Vortrocknungseinrichtung liegen. Je nach Bedarf können also die Rollen innerhalb oder außerhalb von Kammern angeordnet sein, in denen sie einer erhöhten oder tiefen Temperatur ausgesetzt sind.

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In der Anordnung nach Pig. 4 können die ein Paar bildenden, übereinanderliegenden Rohre je ein Band oder mehrere Bänder parallel geführt aufnehmen, so daß mit vier Rohrpaaren gleichzeitig mindestens vier Bänder der Wärmebehandlung unterworfen werden können. Es ist aber auch möglich, die Reihenfolge der Behandlungen anders zu wählen, beispielsweise derart, daß ein Band nacheinander durch folgende Rohre geführt wird: 12.11, 12.12, 12.21, 12.22. Des weiteren wäre die Reihenfolge 12.11, 12.21, 12.31 möglich. An diese letztgenannte Reihenfolge könnte unmittelbar die Reihenfolge 12.32, 12.22, 12.12 und von dort zum Auslaß anschließen. Es sind noch andere Kombinationen denkbar.

Fig. 5 zeigt auch, daß die Rohre auch zu dritt untereinander angeordnet werden können. Dies kann ebenso mit unterschiedlich langen Rohren gemäß Fig. 3 wie mit gleichlangen Rohre gemäß Fig. 6 geschehen.

Zur Behandlung von Bändern ist die Anlagefläche vorzugsweise einachsig gekrümmt, insbesondere so, wie geometrisch durch Parallelverschiebung einer sie erzeugenden Geraden zustandekommt. Für Seile, oder Kordeln mag sie anders ausgebildet sein, etwa mit einer Seilrille bei Beibehaltung der Krümmung des Rohres in seiner Längsrichtung versehen sein. Die Anlagefläche wird dem Gut zweckmäßigerweise angepaßt. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, den Krümmungssinn der Anlagefläche innerhalb eines Rohres zu wechseln, also beispielsweise ein gewelltes Rohr mit Wellen großer Periodenlänge zu verwenden, so daß das hindurchgezogene Gut noch innerhalb eines Rohres abwechselnd mit seiner einen (oberen) und anderen (unteren) Fläche mit je einer der hier doppelt vorhandenen Anlageflächen in Berührung kommt. Schließlich ist es auch möglich, Rohre mit Wellen kleiner Periodenlänge zu benutzen.

Eine wesentliche Eigenschaft der neuen Vorrichtung ist die Möglichkeit des gleichmäßigen Erwärmens von Bändern, Geweben

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Kunststoffreißverschlüssen und ähnlichem in engen Grenzen auf geringem Raum und unter gleichmäßiger mechanischer Spannung. Insbesondere lassen sich thermoplastische Kunststoffbänder während des Durchlaufes durch das Rohr so stark gespannt halten, daß kein oder nahezu kein Schrumpfen des Bandes in seiner Längsrichtung auftritt. Die Wärmezufuhr zu dem Band geschieht überwiegend durch Kontakt und Wärmestrahlung, dagegen in nur geringem Maße durch Konvektion.

Im Zweifel sind alle hier beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination als erfindungswesentlich offenbart anzusehen. Schutz wird begehrt für das, was objektiv schutzfähigrdst.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Bändern, Kordeln, Seilen oder dergleichen, insbesondere aber von Bändern, gekennzeichnet durch ein eine Temperierflüssigkeit aufnehmendes Gefäß und durch wenigstens ein durch das Gefäß hindurchgehendes Rohr, dessen Rohraußenflache auf dem größten Teil der Rohrlänge mit der'Temperierflüssigkeit in Berührung s-teht, dessen Enden außerhalb der Flüssigkeit münden und dessen eine die durch das Rohrinnere zu bewegendeh Bänder führende und sie berührende Rohrinnenwand in Rohrlängsrichtung einer gekrümmten Bahn folgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Rohrinnenwand (20) einachsig gekrümmt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet,' daß die gekrümmte Rohrinnenwand einsinnig gekrümmt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennz ei chnet, daß das Rohr aus wenigstens zwei aneinander anschließenden Abschnitten besteht, deren jeder einsinnig gekrümmt ist, wobei jedoch zwei aufeinanderfolgende Abschnitte entgegengesetzten Krümmungssinn aufweisen, so daß ein durch das Rohr hindurchgeführtes Band abwechselnd mit seinen beiden Flächen an die eine und andere Rohrwand zu liegen kommt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrerei.-Rohre vorgesehen und so angeordnet sind, - gegebenenfalls in Verbindung mit Leit- und Führungselementen -, daß jedes Längen-

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stück des zu behandelnden Bandes nacheinander durch mehrere, insbesondere durch alle Rohre bewegt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch Ί,dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohre und ihnen zugeordnete Leit- und Führungselemente so ausgebildet und angeordnet sind, daß jede der beiden Plachseiten eines in Behandlung befindlichen Bandes wenigstens einmal in. Berührung mit einer der gekrümmten Rohrinnenwandflächen bewegt wird.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5»dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Richtung der Förderung des zu behandelnden Gutes aufeinanderfolgende Rohre unterschiedlich lang sind und daß die Verweilzeit eines betrachteten Elementes oder Stückes eines Bandes in dem zuerst durchlaufenen Rohr anders als diejenige im nachfolgend durchlaufenen Rohr ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit in dem zuerst durchlaufenen Rohr kleiner als die im nachfolgend durchlaufenen Rohr ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der Anlagefläche der Form des Gutes wenigstens teilweise angepaßt ist.

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