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Bügelverfahren für textile Werkstücke und Vorrichtung zur
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Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf ein Bügelverfahren für textile Werkstücke, bei dem das Bügelgut
zwischen zwei nach Art einer Matrize und einer Patrize ausgebildeten Preßteilen,
nämlich einer unteren Bügelplatte und einem oberen Bügelschuh,mit einem Anpreßdruck
beaufschlagt wird, wobei in wenigstens einem der beiden Preßteile,der die Form eines
geschlossenen Hohlkörpers aufweist, ein als Wärmeträger dienendes Fluid vorhanden
ist, und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Ein derartiges Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung ist bereits aus
der DE-AS 10 82 877 bekannt.
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Bei dieser bekannten Vorrichtung besitzt das Bügelpreßoberteil, also
der Bügelschuh, eine horizontal liegende Bügelfläche und der als geschlossener Hohlkörper
ausgebildete Bügelschuh ist in seinem Innenraum vollständig mit einem Kontaktöl
ausgefüllt, welches im Bereich der Längsseiten unmittelbar über der Innenseite der
Bügelfläche elektrisch beheizt wird. Für den Volumenausgleich infolge unterschiedlicher
Temperaturen,auf denen sich das Kontaktöl befinden kann, ist eine Ausgleichsleitung
vorgesehen, die von ihrem Anschluß an dem geschlossenen hohlkörper aus nach unten
geführt wird, und deren unteres
Ende unterhalb der Bügeifläche liegend
mit einem wiederum in sich geschlossenen Ausgleichsgefäß verbunden ist.
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Durch diese Ausbildung der mit Kontaktöl gefüllten wärinespendenden
Bügelplatte soll bei der bekannten Vorrichtung ein sicheres Arbeiten des geschlossenen
Systems bei möglichst langer Haltbarkeit der Flüssigkeit gewährleistet werden, wobei
von der Erkenntnis ausgegangen wird, daß der Bügelvorgang bei verhältnismäßig hohen
Temperaturen erfolgen soll. Die eigentliche Bügelfläche soll eine Temperatur bis
zu 2000C haben, wofür das Kontaktöl auf eine Temperatur von 2400C gebracht wird.
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Auch ist eine Bügelmaschine (DE-PS 860 940) bekannt, die sich dadurch
kennzeichnet, daß die beheizte Plättmulde oder fläche als }Iohlkörper ausgebildet
ist, der mit O1 oder Fett gefüllt wird, das die von den Heizelementen ausgestrahlte
Wärme aufnimmt und sie gleichmäßig auf die Plättmulde bzw. -fläche überträgt. Unterhalb
und innerhalb des Hohlkörpers sind Heizelemente angeordnet, und der Hohlkörper ist
mit seitlichen Für und Ausdehnungsstutzen versehen, um die Wärmedehnung des Öls
in Abhängigkeit von der Temperatur kompensieren zu können.
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Diesen bekannten Vorrichtungen haftet der Nachteil an, daß sie bezüglich
Temperaturänderungen nur mit großer Zeitverzögerung reagieren, also außerordentlich
träge arbeiten, wenn es darauf ankommt, das Bügelgut kurzfristig mit unterschiedlichen
Temperaturen zu beaufschlagen.
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Für industrielle Zwecke ausgelegte Bügelvorrichtungen waren in den
letzten Jahrzehnten und sind bis heute sogenannte Dampfbügelpressen weit verbreitet,
bei denen je nach Ausführungsform dem Bügel schuh und/oder der Bügelplatte Heißdampf
als Wärmeübertrager zugeführt wird, welcher über den Bereich der Bügelfläche austretend
in das Bügelgut eindringt und dieses durchströmt. Der erhebliche Einfluß der Feuchtigkeit
des Bügelgutes auf das Bügelergebnis ist seit langem bekannt, so daß in Verbindung
mit der Dampfbügelei umfangreiche Untersuchungen durchgeführt wurden, bei denen
die physikalischen Größen Bügeldruck, Bügeldauer, Bügelfeuchtigkeit und Bügeltemperatur
in ihrer Abhängigkeit zueinander untersucht wurden. Ein weiterer Parameter bei diesen
Untersuchungen ist bei dem Dampfbügelverfahren die Art und Intensität der Absaugung
des ausströmenden Dampfes während beziehungsweise nach der Dämpfzeit.
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Die Versuchsergebnisse lassen sich dahingehend zusammenfassen, daß
das Bügelergebnis, also die Qualität des Bügelvorganges, entscheidend von der sogenannten
Eingangs feuchte des Bügelgutes abhängig ist, das heißt von der Feuchte, mit der
das Werkstück unmittelbar vor dem Bügelvorgang in die Bügelmaschine gegeben wird,
und von der Restfeuchte, also demjenigen Wassergehalt, durch den sich das fertiggebügelte
Gut nach Verlassen der Bügelvorrichtung kennzeichnet, Folgt man den vorliegenden
Erkenntnissen, dann ist die Eingangsfeuchte für den Bügeleffekt einer der wichtigsten
Parameter, während die Dampfbeaufschlagung während des Bügelvorganges praktisch
keinen Beitrag zur Befeuchtung des Bügelgutes leistet. Es hat sich im Gegenteil
gezeigt, daß bereits während der Dampf zeit die Eingangsfeuchte des Bügelgutes herabgesetzt
wird, das textile Werkstück also austrocknet und der Austrockenvorgang durch das
im allgemeinen folgende Absaugen des Wasserdampfes noch unterstützt wird. Die genannte
Eingangs- oder Anfangsfeuchte des Bügelgutes wird durch den Bügelprozeß nach den
vorliegenden Untersuchungen durchschnittlich um etwa die Hälfte herabgesetzt.
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Durch die nachfolgende nach dem Herausnehmen des Bügelgutes aus der
Bügelmaschine auftretende Adsorption von
Wasserdampf aus der Umgebung
seitens des textilen Werkstückes wird ein Teil der die während des Bügelvorganges
bewirkende Fixierung infolge der gebildeten Wasserstoffbrücken wieder gelöst und
damit ein Teil der Bügeiwirkung aufgehoben. Bei dem bekannten Dampfbügelverfahren
liefert somit der Dampf vorzugsweise nur die Aufheizenergie für das Bügelgut, befeuchtet
dieses aber in Wirklichkeit nicht, sondern es kommt vielmehr zu einer Austrocknung
des Gewebes. Ein. weiterer Nachteil des bekannten Dampfbügelverfahrens besteht darin,
daß dadurch, daß Wasserdampf als Wärmeüberträger verwendet wird, der eine nur geringe
Wärmekapazität besitzt, in der Praxis Bügeltemperaturen von nur ca. 950C jedoch
niemals Temperaturen über 1300C erreichbar sind, während für eine Verkürzung des
Bügelprozesses und für die Verbesserung der Qualität des Bügelvorganges Bügeltemperaturen
von etwa 1500c erforderlich sind. Relativ hohe Aufheizgeschwindigkeiten werden nur
sehr kurzzeitig in der ersten Phase der Dampfbeaufschlagung durch die Kondensation
desselben erreicht, wobei die Temperaturbeaufschlagung des Bügelgutes bis zu 1000C
betragen kann, nachfolgend fällt die betreffende Kurve stark ab. Um höhere Bügelteinperaturen
erreichen zu können, muß das kondensierte Wasser durch weitere Wärinezufuhr
bei
Konstanthaltung der Bügeltemperatur erneut verdampft werden, wobei sowohl der Wärmeinhalt
des Primärdampfes als auch des Sekundärdampfes durch den Absaugevorgang praktisch
vernichtet wird, also in einem energetisch offenen System keiner weiteren Verwendung
zugeführt wird, was einen erheblichen Energieverschleiß bedeutet. Andererseits wird
durch den Absaugvorgang bei dem bekannten Dampfbügelverfahren die erforderliche
Abkühlung des Bügelgutes vor dem Öffnen der Bügelmaschine und damit seiner Entnahmemöglichkeit
aus derselben nicht oder nur sehr unvollkommen durch lange Absaugzeiten und damit
ein entsprechend nachteiliges Austrocknen des textilen Werkstückes erreicht. Zur
Erhaltung der Faltenstabilität und der mit dem Bügelvorgang bewirkten Fixierung
und zur Vermeidung eines weiteren Austrocknens des gebügelten textilen Werkstücke
sollte dieses unter eine Temperatur von 700C abgekühlt werden, bevor es nach dem
Bügelvorgang die Bügelmaschine verläßt.
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Von weiterer erheblicher Wichtigkeit für die Bügelqualität ist ein
über die Bügelfläche homogener und der Qualität und Quantität des textilen Werkstückes
entsprechend einstellbarer Flächenanpreßdruck, wofür es
bekannt
ist, den Bügelschuh und/oder die Bügelplatte mit geeigneten gegebenenfalls auswechselbaren
Posterungen zu versehen, die entweder durch entsprechend nachgiebiges Gewebe und
Ausfütterung durch Schaumstoff oder dergleichen aber auch durch Luftposter realisiert
werden. Für textile Werkstücke insbesondere aus dicken Stoffen mit wechselnden Nähten
hat sich jedoch gezeigt, daß diese bekannte Polsterung in ihrer Elastizität ungenügend
ist, so daß sich Glanzbildungen insbesondere im Bereich der Nähte, dort wo mehrere
Stoffschichten sich überlappen, nicht immer zu vermeiden sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend
genannten Unzulänglichkeiten zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs genannten
Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die das
Austrocknen des Bügelgutes während des Bügelvorganges bei gleichzeitig verbesserter
Homogenisierung bezüglich des Flächenandruckes weitgehend vermeidet und dabei die
Möglichkeit einer hohen Bügeltemperatur zuläßt.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sowie
die Kennzeichnung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie die Kennzeichnung
der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und deren Ausgestaltungen ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Dadurch, daß auf die Dampfbeaufschlagung des Bügelgutes während des
Bügelvorganges gänzlich verzichtet wird, entfallen die hierdurch zwangsläufig bedingten
Nachteile des Austrocknens, also der erheblichen Differenz zwischen Eingangsfeuchte
und Restfeuchte, die zu der genannten teilweisen Aufhebung des Bügeleffektes infolge
der erneuten Feuchtigkeitsaufnahme des gebügelten Gutes führen. Auch die Nachteile,
die bei den eingangs beschriebenen bekannten Bügelvorrichtungen, die sich eines
Wrmeträgers, wie beispielsweise 51, bedienen, sind nicht mehr gegeben, da nach dem
vorliegenden Verfahren das als Wärmeträger dienende Fluid nicht die als Hohlkörper
ausgebildete Bügelplatte beziehungsweise den Bügelschuh füllt, ohne durch diesen
hindurchzuströmen, sondern nur gegen eine dünne Bügelfläche geringer Wärmekapazität
gesprüht wird, um unmittelbar anschließend im kontinuierlichen Fluß abgesaugt zu
werden, wodurch ein schneller Temperaturwechsel während
des Bügelvorganges
erstmalig möglich wird und damit auch eine Abkühlung des Bügelgutes innerhalb der
Bügelvorrichtung bei gleichzeitig extrem hoher Temperaturbeaufschlagung während
des Fixiervorganges.
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Der in sich geschlossene Kreislauf des stetig umlaufenden Fluidsläßt
eine optimal energiesparende Arbeitsweise zu und die vorteilhafterweise als Membran
ausgebildete dünne Bügelfläche der Bügelplatte und/oder des Bügelschuhs garantiert
einen stets homogenen Anpreßdruck selbst bei stark stufigen Nähten in dicken Mantel
stoffen oder dergleichen.
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Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend anhand der beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert werden, die eine nur beispielsweise schematische Wiedergabe
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zeigen.
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Es bedeutet: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ;und
Fig. 2 eine
Regelschaltung für das der Bügelplatte und/oder dem Bügelschuh von einem kühlbaren
oder heizbaren Behälte zuführbare Fluid.
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Das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Wiedergabe
und teilweise im Schnitt im wesentlichen nur die Bügelplatte 1 und den Bügelschuh
2 einer Bügelvorrichtung, die der Durchführung des vorliegenden Verfahrens dienen
soll. Gemäß der Darstellung sind sowohl die Bügelplatte 1 als auch der Bügelschuh
2 als in sich geschlossene Hohlkörper ausgebildet, wobei in dem Innenraum des Bügelschuhs
2 eine Rohrleitungsanordnung 3 untergebracht ist, die aus einer Mehrzahl im Abstand
zueinander liegender Einzelrohre, die miteinander in Verbindung stehen, bestehen
kann. Die Rohrleitungsanordnung 3 kennzeichnet sich in dem die Bügelfläche des Bügel
schuhs 2 durchgreifenden Teil durch auf die Bügelfläche 9 zu gerichtete Düsen, die
vorzugsweise in konstanten Abständen in Form von Lochungen in die Rohrleitungen
eingebracht sind, wodurch das die Rohrleitungsanordnung 3 durchströmende Fluid vorzugsweise
unter Druck unmittelbar auf die Bügelfläche 9 gerichtet ausströmen kann.
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Innerhalb des geschlossenen Hohlkörpers des Bügelschuhs 2 befindet
sich an dessen innerer Umfangsfläche umlaufend ein Absaugkanal 5, der durch Absaugschlitze
oder dergleichen Öffnungen das aus den Düsen 4 austretend Fluid unmittelbar wieder
absaugt und über die Ableitung 11 wahlweise einem beheizbaren Behälter 13 oder einem
kühlbaren Behälter 12 (s. Fig. 2) zuleitet. Die gemeinsame Zuleitung 10 für die
Rohrleitungsanordnung 3 befindet sich vorteilhaft unmittelbar benachbart zu der
Ableitung 11 für den Absaugkanal 5.
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Die Bügelplatte 1 wird im Ausführungsbeispiel gleichfalls von einem
geschlossenen Hohlkörper gebildet, dessen Innenraum 6 über eine Druckausgleichsleitung
8 mit dem Innenraum des Bügelschuhs 2 und mit einer geeigneten nicht dargestellten
Druckquelle in Verbindung steht.
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Die Bügelfläche 7 der Bügelplatte 1 ist im Ausführungsbeispiel konvex
gewölbt und kann vorteilhaft durch eine leicht austauschbare Membran vorgegeben
werden, was gleichermaßen auch für die Bügelfläche 9 des Bügelschuhs 2 gilt. Der
jeweilige über die Leitung 8 ausgeglichene Druck innerhalb der Innenräume 6 der
Bügelplatte 1 und des Bügelschuhs 2 bestimmt dann auf einfach regulierbare Weise
den Anpreßdruck des Bügelgutes und die Membranausbildung hat darüber hinaus den
Vorteil, daß sich die
Bügeiflächen 7, 9 gleichmäßig an die Kontur
des Bügelgutes insbesondere auch im Bereich von Nähten oder dergleichen anlegen,
so daß ein allseitig homogener Anpreßdruck sichergestellt ist. Eine weitgehende
Spannungsfreiheit der Membran beziehungsweise Bügelflächen 7, 9 kann durch entsprechende
Positionierung der Bügelplatte 1 zu dem Bügelschuh 2 sowie bei gewölbter Ausführungsform
der Bügelflächen durch eine entsprechend angepaßte Formgebung erreicht werden.
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Als durch die Rohrleitungsanordnung 3 fließendes Fluid ist jeder herkömmliche
Wärmeträger denkbar, wobei hier vorzugsweise an Thermal gedacht ist, jedoch gleichermaßen
auch überhitzter Wasserdampf oder dergleichen fließfähiges Medium denkbar wäre.
Das über die Zuleitung lo der Rohrleitungsanordnung 3 zugeführte Fluid strömt gleichmäßig
über die gesamte Bügelfläche 9 verteilt aus den Düsen 4 aus, wobei die aus einer
dünnen Metallplatte oder einer geeigneten Folie bestehende Bügelfläche 9 beziehungsweise
Membran von geringer Wärmekapazität unmittelbar die Temperatur des auf die Innenfläche
aufströmenden Fluids annimmt, so daß eine Temperaturänderung des über die Zuleitung
3 zugeführten Fluids unmittelbar und ohne Zeitverzögerung auf die Bügelflche 9 und
damit das Bügelgut weitergegeben wird.
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Das Absaugen des durch die Düsen 4 ausgeströmten Wärmeträgers über
den entlang der Umfangsfläche geführten Absaugkanal 5 hat den Vorteil, daß ein Nachhinken
der Kantenbereiche - bezüglich vorgenommener plötzlicher Temperaturänderung des
Wärmeträgers vermieden wird und sich damit über die gesamte Bügelfläche 9 im stationären
Zustand eine homogene Temperaturverteilung ergibt und bei gewollter Temperaturerhöhung
oder Abkühlung eine gleichermaßen homogene Änderung des Temperaturwertes.
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Die Rohrleitungsanordnung 3 kann wie im Ausführungsbeispiel innerhalb
des Bügelschuhs 2 vorgesehen sein, sie kann jedoch gleichermaßen auch im Innenraum
6 der Bügelplatte 1 angeordnet sein oder wahlweise auch nur in letzterer. Mit der
beschriebenen Anordnung läßt sich mühelos in minimalster Zeit, also bei hoher Aufheizgeschwindigkeit
eine Bügeltemperatur bis zu 2000C erreichen und gleichermaßen schnell eine Abkühlung
auf Zimmertemperatur oder beispielsweise 7O0C, so daß das bisher für unvermeidbar
gehaltene Austrocknen des Bügelgutes vermieden werden kann. Die Paramter feuchte
Temperatur und Druck können somit sowohl bezüglich der Anfangs- als auch der Endbedingungen,
also
unmittelbar vor dem Bügelvorgang als auch danach mit hoher
Genauigkeit konstant gehalten werden oder wahlweise vor beziehungsweise während
aber auch kurz nach dem Bügelprozeß verändert werden.
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Fig. 2 zeigt die Steuerung für die Zu- und Ableitung 10, 11 der Rohrleitungsanordnung
3 mit Absaugkanal 5 innerhalb des Bügelschuhs 2. Das als Wärmeträger dienende Fluid
ist demnach mit einem heizbaren Behälter 13 und/oder wahlweise einem kühlbaren Behälter
12 über die dargestellten Leitungen verbunden, die ihrerseits mittel Magnetventilen
14 bis 20 und 23 in der gewünschten oder erforderlichen Weise dosierbar geöffnet
und geschlossen werden können. Somit kann mittels der Magnetventile die Bügelfläche
9 bei hoher Anderungsgeschwindigkeit wahlweise beheizt oder gekühlt werden oder
für eine vorgegebene Zeit auf einem konstanten Temperaturwert gehalten werden. Während
der Bügelpausen halten die Druck- und Saugpumpen 21 und 22 je einen Heiß- und Kaltölkreislauf
aufrecht, um eine Homogenisierung der Wärmeträgertemperatur sowie einen guten Wärmeübergang
sicherzustellen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind unterschiedliche Wärmeträger
für die Kühlung und Heizung vorgesehen, nämlich Thermoöl für den Heizvorgang und
Wasser oder Luft für die Kühlung; es ist jedoch auch ohne weiteres denbar, daß ein
und dasselbe Fluid für beide Zwecke Anwendung findet.
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Die kühlbaren und heizbaren Behälter 12, 13 können für eine oder mehrere
Vorrichtungen gemäß Fig. 1 gleichzeitig verwendet werden, wobei sowohl für den heizenden
Wärmeträger als auch für den kühlenden Wärmeträger je eine Druck- und Saugleitung
vorhanden sein müssen und durch eine geeignete Steuerung sichergestellt werden muß,
daß die Zuflußmengen den Abflußmengen entsprechen.
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Nach Fig. 2 ist der kühlbare Behälter 12 einmal über eine Leitungsverbindung,
in denen sich die Magnetventile 19 und 20 befinden, mit dem heizbaren Behälter 13
verbunden, und zum anderen über eine entsprechende parallelgeschaltete Leitungsverbindung,
in denen die Magnetventile 17 und 18 liegen, sowie schließlich über die Rohrleitungs
anordung 3 innerhalb des Bügelschuhs 2 durch die Magnetventile 16, 23 und 14, 15.
In den Verbindungsleitungen zwischen den Magnetventilen 20 und 23 liegt die Saugpumpe
21
und in der Verbindungsleitung zwischen den Magnetventilen 14 und 18 die Pumpe 22.