DE2253270A1

DE2253270A1 - Polychromatische einfaerbemaschine

Info

Publication number: DE2253270A1
Application number: DE2253270A
Authority: DE
Inventors: Donald Rider Stankard; Thomas William Wilson
Original assignee: English Calico Ltd
Current assignee: English Calico Ltd
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1973-05-30
Also published as: GB1419942A; JPS4853075A; IT973362B; US3801275A

Description

30-OU ίο6β^ /tQJZ ZZTZ. English Calico Limited

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Polychromatische Einfärbemaschine

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Mustereffekten auf Materialbahnen wie beispielsweise aus Papier, aus gewobenem oder gewirktem Textilerzeugnis oder aus harzgebundenem Fasererzeugnis.

Es sind für diesen Zweck Maschinen bekannt, welche eine oder mehrere Reihen feiner Düsen aufweisen, denen ein Farbstoff bzw. Farbstoffe zugeführt werden. Jede Düse ist so angeordnet, daß sie einen Farbstrom auf die Bahn aufbringt, wenn die Bahn unter den Düsen hindurchgeht. Jede Düsenreihe ist auf einem entsprechenden Fahrwerk angebracht, welches quer zur Bahn umkehrbar ist und zwar mittels einer direkten mechanischen Kupplung von einem Motor mit übersetzung her, wobei der Motor mit einer Kurbel verbunden ist. Maschinen dieser allgemeinen Art hat man den Namen: "polychromatische Einfärbemaschinen" (Färbemaschinen für Vielfarbigeinfärbung) gegeben.

Durch polyChromatisehe Einfärbemaschinen des oben beschriebenen bekannten Typs, können mannigfache Variationen in den Mustern erzeugt werden, beispielsweise indem man die den Düsen zugeführten Farben variiert; indem man die Geschwindigkeit der Bahn durch die Wege der Strahlen hindurch variiert, welche durch die Düsen erzeugt werden; indem man die Frequenz variiert, mit welcher das Fahrwerk mit den angebrachten Düsen umgekehrt wird; oder indem man zwei oder mehrere Fahrwerke in Phase- oder nicht in Phase umkehrt. Jedoch gründen sich sämtliche Muster, welche durch solche Variationen erzeugt werden können, entweder auf kontinuierliche oder auf diskontinuierliche, gerade oder im wesentlichen sinusförmige Linien.

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Erfindunggemäß soll eine polychromatische Einfärbemaschine geschaffen werden, bei der eine größere Vielfalt an Musterarten erhalten werden kann als bei den bekannten Maschinen unter Anwendung von Kurbelantrieben für die düsentragenden Pahrwerke.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung kennzeichnet sich eine polychromatische Einfärbemaschine durch ein längsverschiebbares Fahrwerk, welches eine Anzahl Düsen zum Austeilen von Farbstoff trägt, sowie durch elektrisch gesteuerte Einrichtungen zum Verschieben des Fahrwerks in Abhängigkeit von der Amplitude einer vorbestimmten Originalwellenform.

Vorzugsweise wird ein elektrisches Signal, welches von der Amplitude der vorbestimmten Originalwellenform abhängig ist, zur Steuerung des Verschiebens des Fahrwerkes erzeugt.

Bei einer Ausfuhrungsform der Erfindung ist die Originalwellenform so angelegt, daß sie eine photoelektrische Zelle zur Schaffung dieses Signals zum Steuern der Fahrwerkverschiebung betätigt.

Bei einer anderen Ausführungsform wird die Originalwellenform rein elektronisch erzeugt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung besteht ein Verfahren zum Einfärben von Materialbahnen darin, daß man einer Anzahl Düsen, welche auf einem Fahrwerk angebracht sind, Farbstoff zuführt; daß man eine Materialbahn, welche eingefärbt werden soll, fortschreitend durch die Strahlwege dieser Düsen hindurchführt; und daß man das Fahrwerk längsverschiebt mittels elektrisch gesteuerter Einrichtungen in Abhängigkeit von der Amplitude einer vorbestimmten Originalwellenform.

Die Erfindung sei beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen weiter beschrieben.

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Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen , polychromatischen Einfärbemaschine, wobei nur diejenigen Teile der Maschine veranschaulicht sind, welche für das Verständnis.der Erfindung wesentlich sind;

Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht einer Ausführungs-. form einer Abtasteinheit, welche einen Teil der erfindungsgemäßen Einfärbemaschine nach Fig. 1 bildet; und

Fig. 3 ist eine schematische Veranschaulichung dafür, wie die Ausfuhrungsform der Fig. 1 modifiziert werden kann, damit sie ein Paar getrenntbetatigter, düsentragender Fahrwerke aufweist.

Die schematisch in Fig. 1 veranschaulichte ροIyChromatisehe Einfärbemaschine weist ein Fahrwerk 10 auf, welches eine Anzahl Düsen 12 trägt, die oberhalb des Weges einer einzufärbenden Materialbahn 14 angeordnet sind, wobei die Bahn I¹I über (nicht gezeigte) Rollen in einer Richtung geleitet wird, welche im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Zeichnung liegt.

In bekannter Weise sind (nicht gezeigte) Einrichtungen- vorgesehen, um Farbstoff aus Behältern an der Grundebene zu konstanten (nicht gezeigten) Kopfreservoirs zu pumpen, welche oberhalb der Düsen 12 liegen, von wo aus der Farbstoff über elektrisch arbeitende (nicht gezeigte) Ventile selektiv den, gewünschten Düsen 12 zugeführt werden kann.

Das Fahrwerk 10 ist mit einem Ende eines längsverschiebbaren Rahmens 16 verbunden, welcher dazu ausgebildet ist, über ein Antriebsritzel 20 durch einen Motor 18 mit geringer Trägheit angetrieben zu werden. Der Motor 18 muß fähig sein, seine Drehrichtung umzukehren und volle Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung in einer sehr kurzen Zeitdauer zu erzielen. Ein Beispiel eines solchen Motors ist ein Gleichstrommotor mit gedruckter Schaltung.

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Der Rahmen 16 steht auch mit einer Anordnung 2 2 in Verbindung, welche eine flache Platte 24 mit einer Oberfläche 26 aufweist, welche so überzogen bzw. gebildet ist, daß sie für sichtbares Licht im wesentlichen nicht reflektierend ist. Auf der nichtreflektierenden Oberfläche 26 ist ein keilförmiger Teil 28 aus diffusreflektierendem Material gebildet. Es kann aber auch der überwiegende Teil der Oberfläche der Platte 24 reflektierend sein, wobei sich auf ihr ein nichtreflektierender keilförmiger Teil befindet. Oberhalb der Platte 24 befindet sich eine Abtasteinheit 30, welche nachstehend im einzelnen beschrieben wird und deren Ausgang mit dem einen Eingang 32b eines Differentialverstärkers 32 verbunden ist.

Die Maschine weist auch einen kreisförmigen Drehtisch 34 auf, welcher mittels eines (nicht gezeigten) Motors variabler Geschwindigkeit rings um eine zentrale Achse 36 drehbar ist. Eine Oberfläche des Drehtisches besitzt einen nichtreflektierenden Teil 38a (in Fig. 1 schattiert) und einen diffusreflektierenden Teil 40. Innerhalb des reflektierenden Teiles 40 befindet sich ein weiterer nichtreflektierender Teil 38b mit kreisförmiger Außenlinie. Die Gestalt des äußeren Umfanges des reflektierenden Teiles wird gewählt, um eine Originalwellenform zu definieren, welche die Bewegung des düsentragenden Fahrwerks 10 steuert, wie dies nachstehend ersichtlich wird,

über dem Drehtisch.ist eine zweite Abtasteinheit 42 angebracht, welche in ihrer Konstruktion mit der Einheit 30 identisch ist. Der Ausgang der zweiten Abtasteinheit 42 ist mit einem zweiten Eingang 32a des Differentialverstärkers 32 verbunden. Der Ausgang des Differentialverstärkers schafft ein Fehlersignal, welches den Motor l8 geringer Trägheit über eine Dreibestimmungssteuereinrichtung 44 steuert, wie dies nachstehend weiter beschrieben sei.

Fig. 2 veranschaulicht eingehender die Konstruktion der Abtasteinheit 42. Die Einheit 42 weist eine Glühlampe bzw. einen Lampenfaden 46 auf, welcher siphon .einem Ende einer Kammer

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48 befindet und so angeordnet ist, daß er eine Lichtzeile 50, welche sich lotrecht zur Zeichnung wie aus Fig. 2 ersichtlich erstreckt, auf die Oberfläche des Drehtisches 34 so richtet, daß diese Lichtzeile 52 im wesentlichen radial in Bezug auf die drehbare Achse 36 liegt und den reflektierbaren Teil 40 überquert. Die Einheit 42 weist auch eine Photozelle 52 auf, welche sich an einem Ende einer weiteren , Kanuner 54 befindet und so angeordnet ist, daß sie reflektierte Strahlen vom reflektionsfähigen Teil 40 her empfängt. Ein lichtfester Einschluß 56 gewährleistet, daß die Photozelle 52 im wesentlichen kein Licht aufnimmt mit Ausnahme desjenigen, welches vom Faden 46 her durch den reflektierenden Teil 40 auf sie reflektiert wird. Dem Faden 46 wird elektrische Energie über ein Paar Anschlüsse 58 zugeliefert und der Ausgang der Photozelle 52 ist mit einem weiteren Paar an Anschlüssen 60 verbunden.

Die Abtasteinheit 30 ist mit der Einheit 42 mit der Ausnahme identisch, daß sie ihre Lichtzeile 62 auf die Platte 24 so richtet, daß diese sich in einer Richtung lotrecht sur Längsbewegung der Platte erstreckt.

Es ist zu ersehen, daß die Lichtmenge, welche von der Photozelle 52 in der Abtasteinheit 30 empfangen wird, von der Stellung des reflektierenden Keilteils 28 in Bezug auf die Einheit 30, und daher von der Stellung des Rahmens 16 und dem düsentragenden Fahrwerk 10 abhängig ist. Der Ausgang der Photozelle an den Anschlüssen 60 und daher am Eingang 32b des Differentialverstärkers, ist danger für» die augenblickliche Stellung des düsentragenden Fahrwerks 10 anzeigend".

In entsprechender Weise ist die Liehtmenge, welche von der Photozelle 52 in der Abtasteinheit 42 empfangen wird, und daher die Größe des Ausgangssignals an den Anschlüssen 60, abhängig von dem Strahlungsausmaß des reflektierenden Teils 40 zu einem gegebenen Augenblicks wobei dieses Ausgangssignal an den zweiten Eingang 32a des Differentialverstärkers

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44 angelegt ist. Der letztere Verstärker 44 schafft ein Fehlersignal, welches von der Differenz zwischen den Signalen aus den Photozellen in den Abtasteinheiten 30, 42 abhängig ist, wobei die Steuereinrichtung 44 so angeordnet ist, daß sie den Motor 18 antreibt und den Rahmen 16 in einer Richtung verschiebt, daß der Fehler auf Null herabgesetzt wird. Die Stellung des Rahmens und somit die Stellung des düsentragenden Fahrwerks 10 wird daher abhängig gemacht von der Amplitude der Originalwellenform 40a, welche durch den äußeren Umfang des reflektierenden Teiles 40 bei der Lage der Lichtzeile 50 definiert wird. Da der drehbare Tisch rotiert und die Originalwellenform 40a mit sich trägt, wird das Fahrwerk 10 so veranlaßt, in Abhängigkeit von der augenblicklichen Amplitude der Originalwellenform verschoben zu werden.

Um die Bewegung zu verändern, welche durch das Fahrwerk bewirkt wird, ist es·lediglich erforderlich, den Ersatz einer neuen Originalwellenform vorzunehmen. Dies kann auf mancherlei Wegen erfolgen, beispielsweise indem man die reflektierenden und nichtreflektierenden Oberflächen auf einer Scheibe vorsieht, welche vom Drehtisch getragen wird und welche zur Änderung der Originalwellenform ausgetauscht wird, oder indem man die reflektierenden und nichtreflektierenden Oberflächen direkt durch den Drehtisch tragen läßt, wobei dann der Drehtisch selbst zur Schaffung der neuen Originalwellenform ausgewechsel wird.

Es kann für eine gegebene Einfärbemaschine erwünscht sein, mehr als ein düsentragendes Fahrwerk 10 zu besitzen. In diesem Falle kann für jedes Fahrwerk eine getrennte Steuerung, wie sie oben beschrieben ist, vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung zum Steuern zweier Fahrwerke, wobei zwei Drehtische 70, 72 vorgesehen sind und wobei jeder Drehtisch eine Abtasteinheit des beschriebenen Typs in Verbindung mit dem Drehtisch aufweist. Jedes Fahrwerk trägt seine eigene Keilanordnung 22 zur Schaffung positionsabhängiger Signale zum Vergleich mit den angemessenen originalwellenform-

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abhängigen Signalen von der angemessenen Abtasteinheit her,, Die beiden Drehtische 70 _s 72 werden von einer gemeinsamen Grundlage fk getragen und werden durch einen gemeinsamen Motor 76 mit variabler Geschwindigkeit angetrieben_s wobei der Motor durch eine herkömmliche elektronische Steuereinrichtung 77 gesteuert wird und die Spindel des Drehtisches 70 mit der Spindel des Drehtisches 72 mittels Riemenscheiben 78, 80 und einem Riemen 82 verbunden ist„ Durch Variieren des Verhältnisses der Riemenscheiben=, können die Drehtische 70, 72 mit gleichen oder verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen x^enden elektrische Rückkopplungssteuerung an_s damit das Fahrwerk 10 der Origi= nalwellenform folgt. Jedoch ist es auch möglich_s mechanische Rückkopplung anzuwenden₉ um das gleiche zu erreichen₉ obgleich die erstere bevorzugt ist_e Ein Weg des Erreichens mechanischer Rückkopplung besteht darin₉ die mit dem Drehtisch in Verbindung stehende Abtasteinheit so anzubringen₂ daß sie in Reaktion auf die Bewegung des düsentragenden Pahrwerks in Bezug auf den Drehtisch verschiebbar ISt₉ beispielsweise indem man eine direkte mechanische Verbindung dazwischen schaffte Die Lichtzeile aus der Abtasteinheit ist auf den Umfang des von dem Drehtisch getragenen reflektierenden Teils gerichtet_s wobei der elektrische Ausgang der Abtasteinheit von dem Anteil der Lichtzeile abhängig ist₉ welcher auf dem reflektierenden Teil des Drehtisches liegt. Es ist eine elektronische Steuer= einrichtung vorgesehen, welche zum Betreiben des Motors angeordnet ist, welch letzterer den Rahmen so antreibt, daß die Abtasteinheit zur Gleichmachung der Anteile an reflektierendem und nichtreflektierendem Material₉ welches unter die Lichtzeile aus der Abtasteinheit fällt, verschoben xirird. Das düsentragende Fahrwerk₉ welches an den Rahmen angegliedert ist, folgt so wiederum der Origlnalwellenform_s welche durch die Gestalt der Grenze zwischen den reflektierenden und nichtreflektierenden Teilen definiert ist«,

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Obgleich die oben beschriebene Anordnung unter Anwendung eines Gleichstrommotors geringer Trägheit zum Antrieb des Rahmens bevorzugt ist, besteht eine andere Anordnung darin, den Rahmen mittels eines Paares an Elektromotoren anzutreiben, welche den Rahmen in entgegengesetzten Richtungen über ein Paar Partikelkupplungen antreiben können, wobei die Kupplungen selektiv elektrisch betätigt werden, um den Antrieb von demjenigen Motor zu übertragen, welcher den Rahmen zum Befolgen der Originalwellenform bewegt.

Bei einer weiteren Modifikation liegt die Originalwellenform, welche von der Abtasteinheit abgetastet wird, in Form eines Bandes oder Gurts, entweder mit offenen Enden oder in geschlossener Schleife vor, wobei das Band bzw. der Gurt reflektierende und nichtreflektierende überzüge trägt und die Grenze zwischen reflektierenden und nichtreflektierenden überzügen die Gestalt der Originalwellenform definiert.

Es kann aber auch die Originalwellenform rein elektronisch mittels eines herkömmlichen elektronischen Wellenformgenerators definiert werden. Bei dieser Ausführungsform schafft der Wellenformgenerator das Signal, welches an den Eingang 32a des DifferentialVerstärkers angelegt wird und welches mit einem Signal bei 32b aus einer Abtasteinheit 30 verglichen wird, die die Stellung einer Keilanordnung 22 überwacht, um ein Fehlersignal zur Steuerung des Motors wie in der Ausführungsform der Fig. 1 zu schaffen.

Patentansprüche

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Claims

Dr.-lng. E. BERKENFELD . Dipl.-ing. H. BERtCENFELD, Patentanwälte, Köln

^Αη|α9^β Aktenzeicher, _Engii_sh Calico Limited

zur Eingabe vom Name d. Anm.

PATENTANSPRÜCHE

(i.> Polychromatische.Einfärbemaschine, welche ein längs verschiebbares Fahrwerk aufweist, das eine Anzahl Düsen zum Austeilen von Farbstoff trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschieben des Fahrwerks (10) durch ein elektrisches Steuersystem in Abhängigkeit von der Amplitude einer vorbestimmten Originalwellenform (40) gesteuert wird.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Signal, welches von der Amplitude der vorbestimmten Originalwellenform (40) abhängig ist, zur Steuerung der Verschiebung des Fahrwerks (10) erzeugt wird.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Originalwellenform (40) eine photoelektrische Zelle (52) betätigt, um dieses Signal zum Steuern der.Fahrwerk- -verschiebung zu schaffen.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Originalwellenform durch die Amplitude eines längsgestreckten, ref lektionsfähigen Teiles (40) definiert ist, wobei der reflektionsfähige Teil auf einem nichtreflektie= renden Hintergrund (38a) durch einen bewegbaren Träger, vorzugsweise durch einen rotierenden Drehtisch (34), getragen wird, wobei die Anordnung so ist, daß das Signal zum Steuern der Fahrwerkverschiebung, welches am Ausgang der photoelektrischen Zelle (52) erhalten wird₉ abhängig ist von der augenblicklichen Amplitude des reflektionsfähigen Teiles (40) an einer vorbestimmten stationären Bezugsstellung, über welche hinaus der reflektionsfähige Teil (40) auf dem Drehtisch (34) bewegbar ist.

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5. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Schaffung einer Lichtquelle (46) zur Projektion eines schmalen, ausgestreckten Lichtbandes (50) auf den Drehtisch (3*0 an dieser Bezugsstellung in der Weise, daß das Lichtband (50) sich in einer Richtung erstreckt, welche im wesentlichen lotrecht zur augenblicklichen Richtung der Bewegung eines Punktes auf diesem Drehtisch (3¹O ist, welcher sich durch die Bezugsstellung hindurch bewegt.

6. Maschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung (32) zum Vergleich des ersten Signals aus der Photozelle (52) mit einem zweiten Signal, dessen Größe von der Stellung des Fahrwerks (10) abhängig ist, wobei die Vergleichseinrichtung (32) ein Fehlersignal schafft, welches der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal entspricht, sowie gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (44), welche die Bewegung des Fahrwerks (10) so steuert, daß der Fehler bis auf Null herabgesetzt wird.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das düsentragende Fahrwerk (10) mittels eines Rahmens und eines Ritzels (16, 20) in Reaktion auf die Größe des Fehlersignals aus der Vergleichseinrichtung (32) verschiebbar ist.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ritzel (20) so angeordnet ist, daß er durch einen Gleichstrommotor (18) geringer Trägheit in einer Richtung angetrieben wird, daß sich das Fahrwerk (10) so bewegt, daß dieser Fehler auf Null herabgesetzt wird.

9. Maschine nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal, welches von der Stellung des Fahrwerks abhängig ist, aus einer zweiten Photozelle (52) hergeleitet wird, wobei das Fahrwerk (10) mit einem Glied (22) verbunden ist, welches einen keilförmigen Teil (28) aus reflektierendem Material auf einem nichtreflektierendem Hintergrund (26) trägt, und wobei eine weitere Lichtquelle

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(46) zur Projektion eines engen, langgestreckten Lichtbandes (62) auf das Glied (22) bei einer zweiten Bezugsstellimg so vorgesehen ist, daß das Lichtband (62) quer über den keilförmigen Teil (28) aus reflektierendem Material liegt und sich in einer. Richtung lotrecht zu der Bewegungsrichtung dieses Gliedes (22) erstreckt, welche sich aus der Längsbewegung des Fahrwerkes (10) ergibt.

10« Maschine nach Anspruch 1 bis 9_S dadurch gekennzeichnet₉ daß zwei oder mehrere solcher längsverschiebbarer,, düsentragender Fahrwerke (10) vorhanden sind, wobei jedes der Fahrwerke dazu ausgebildet ist, durch eine entsprechende Originalwellenform (40) gesteuert zu werden„

lie Maschine nach· Anspruch 4 und 10_s dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch (70, 72), welcher jeweils eine der Originalwellenformen (40) trägt, so angeordnet ist, daß er durch ein gemeinsames mechanisches Transmissionssystem (76_S 78, 80, 82) angetrieben wird, wobei die Transmissionsverhältnisse selektiv einstellbar sind, um die relativen Arbeitsgeschwindigkeiten der Drehtische (70_s 72) zu variieren«

12. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _s daß die Originalwellenform rein elektronisch erzeugt wird«,

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