DE4011293A1 - Vorrichtung zum thermischen trennen von textilen flaechengebilden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von textilen Flächengebilden mittels eines be­ heizten Trennorgans.

Derartige Vorrichtungen sind in der Textil­ industrie unter der Bezeichnung thermische Trennscheren oder Kantenschmelzvorrichtung bekannt. Sie dienen vor­ wiegend dazu, textile Flächengebilde, d.h. je nach dem angewandten Verfahren Gewebe, Gewirke oder andere Ge­ bilde in Längsrichtung zu trennen und dabei gleich­ zeitig den Rand oder bei Mitteltrennung die verbleiben­ den Ränder zu verschweißen.

Bekannte thermische Trennscheren dieser Art bestanden im wesentlichen aus einem freien Trenndraht, der so weit erhitzt wurde, daß das Gewebe in seiner Nähe geschmolzen wurde, wobei der Draht die Gewebe­ kanten nicht oder nur ganz kurzzeitig berührte.

Bekannte Trennscheren dieser Art besitzen hauptsächlich den Nachteil, daß die Trenndrahttempera­ tur so hoch sein muß, daß das Gewebe schmilzt und das geschmolzene Material entlang der Gewebekante einen Wulst bildet. Es können sich dabei auch einzelne Perlen bilden. Solche verdickten Gewebekanten stören die nachfolgenden Verarbeitungsprozesse, wie z.B. das Hindurchführen des Gewebes durch Kalanderrollen, welche durch einzelne Perlen des geschmolzenen Materials sogar beschädigt werden können. Beim Aufwickeln des Gewebes auf dem Stoffbaum führt die verdickte Gewebekante dazu, dass der Wickel am Rand dicker wird, als im mittleren Teil. Dies kann zu seitlichen Verschiebungen der Tuch­ bahn und in der Folge ebenfalls zu Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung führen. Die Beläge von sogenann­ ten Dockenantriebswalzen können ferner im Randbereich starker Abnutzung durch den verdickten Rand der Textil­ bahn unterliegen. Ein weiterer Nachteil besteht in der relativ hohen Temperatur bekannter thermischer Trenn­ scheren, was zu einem hohen Verbrauch elektrischer Leistung sowie zu Rauch- und Abgaserzeugung führt und bei Fehlbedienung sogar eine gewisse Brandgefahr dar­ stellt.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche diese Nachteile nicht aufweist, d.h. keine wesentlich verdickten Gewebekanten erzeugt und bei relativ tiefer Betriebstemperatur eine saubere, ge­ nügende Randverschweißung sicherstellt, wobei die Stärke der Verschweißung auf einfache Art soll dosiert werden können.

Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrich­ tung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Der beheizte Drahtbügel tritt mit seinem Scheitelbereich ins textile Flächengebilde ein und dieses wird damit eine Strecke der beheizten Flanke entlang geführt. Dabei findet eine ausreichende Wärmeeinwirkung durch tangentiale Berührung des Gewebes statt, so daß die Trennkante bei relativ niedriger Drahttemperatur optimal verschweißt wird. Vorzugsweise ist der Draht an seinem abgeflachten Scheitel an der Außenkante angeschliffen. Die angeschliffene Außenkante wirkt gegen die Eigenspannung des textilen Flächengebildes messerartig auf dieses ein, so daß die Trennwirkung durch Wärme durch mechanische Einwirkung unterstützt wird, was speziell bei Mischgeweben wiederum eine reduzierte Drahttemperatur gestattet.

Mit Hilfe des abgeflachten Scheitels wird das durch die vom Draht abgegebene Wärme plastisch erweichte Textilmaterial auch unter mechanischer Einwirkung getrennt und an den Gewebekanten ohne Wulstbildung verschweißt.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig. 1 die Trennvorrichtung in Seiten­ ansicht in Arbeitsstellung bezüglich einem textilen Flächengebilde;

Fig. 2 den Drahtbügel der Trennvorrichtung mit den Kontaktstiften;

Fig. 3 den Drahtbügel in Frontansicht;

Fig. 4 die Trennvorrichtung mit Halterung in Seitenansicht;

Fig. 5 die Trennvorrichtung gemäß Fig. 4 in Frontansicht;

Fig. 6 eine erste Arbeitsstellung der Trennvorrichtung für geringe Verschweißung, in Aufsicht;

Fig. 7 eine zweite Arbeitsstellung der Trennvorrichtung für starke Verschweißung in Aufsicht;

Fig. 8 eine Umlenkeinrichtung in Aufsicht, und

Fig. 9 bis 11 weitere Drahtbügelformen;

Fig. 12 und 13 eine weitere Ausführungsform der Trennvorrichtung.

In Fig. 1 ist die Trennvorrichtung in leicht vergrößerter Darstellung mit angedeuteter Textilbahn 1 gezeigt. In einer Halterung 2 ist als Trennorgan ein freier Bügel 7 aus Widerstandsdraht angeordnet, der über Kontaktstifte 4 mit elektrischen Speiseleitungen (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Speiseschaltung einschließlich der entsprechenden Regeleinrichtung für den Heizstrom kann gemäß der Europäischen Anmeldung Nr. 01 34 190 ausgebildet sein, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen werden muß.

Die Kontaktstifte 4 sind durch elektrische Isoliermittel 6 von der Halterung 2 getrennt, wie insbesondere auch aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Der Draht 3 ist als Widerstandsdraht, vorzugsweise aus der korrosionsbeständigen Legierung Nikrothal, mit einem Durchmesser D zwischen 0.5 und 1 mm ausgebildet. Er ist so geformt, daß er einen Bügel 7 mit einem Scheitel 10 bildet. Die Form des Bügels 7 ist ferner vorzugsweise so gewählt, daß durch seine thermische Ausdehnung die Hartlötstellen 8 mit den Kontaktstiften 4 mechanisch wenig beansprucht werden. Zu diesem Zweck besitzt er zwischen dem Scheitelbereich 10 und den Befestigungsstellen Ausbiegungen 11, welche solche Längenänderungen teilweise aufnehmen.

Der Bügel ist vorzugsweise symmetrisch ausgebildet, um eine seitenverkehrte Montage auszu­ schließen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung besteht darin, daß die Bügelform als Bogen geformt ist, so daß der Bügel 7 bei eventuellen Fehleinstellungen über das ungetrennte Gewebe gleitet und sich dieses unter dem Trenndraht durchbewegt, ohne ihn zu beschädigen.

Der Scheitel 10 des Drahtbügels 7 ist bogenförmig ausgebildet. Der Draht ist dort abgeflacht, wie insbesondere aus den Fig. 3 und 5 ersichtlich ist, und zwar durch Flachpressen des Drahts auf etwa die Hälfte seiner Dicke, d.h. auf ca. d=0.5 mm. Damit werden seitliche, ebene Flanken 5 mit einer Höhe von etwa h=1.5 mm gebildet. An der Außenseite ist der abgeflachte Draht mit Vorteil angeschliffen, so daß mindestens an der Einlaufstelle der Textilbahn 1 eine messerartige, mechanische Einwirkung gegen die Eigenspannung der Textilbahn auftritt (vgl. Fig. 1).

Im Bereich der Befestigungsenden ist der Draht mit Vorteil nicht abgeflacht, sondern weist einen runden Querschnitt auf, um die Wärmeabstrahlung dort möglichst niedrig zu halten und auf die Flanken 5 zu konzentrieren.

Im Betrieb wird der Draht 3 auf eine Temperatur erhitzt, die nicht wesentlich über der Schmelztemperatur des jeweils zu verarbeitenden Textilmaterials liegt. Es reicht eine Wärmezufuhr aus, um bei der Trennstelle das Textilmaterial bis in seinem thermoplastischen Temperaturbereich zu erwärmen. Höhere Temperaturen ergeben in der nachfolgenden Ausrüstung oft Probleme durch Brüche von zu harten Kanten.

Das Trennen der Textilbahn kann also bei Drahttemperaturen erfolgen, die nicht wesentlich über der Schmelztemperatur des entsprechenden Materials liegen. Da in der Nähe der jeweiligen Schmelztemperatur unter gleichzeitiger mechanischer Einwirkung des Materials gearbeitet wird, kann ein großer Bereich von Textilbahn- bzw. Gewebedicken mit derselben Vorrichtung getrennt werden. Der Anwendungsbereich kann sich z.B. von 10 dtex bis über 1000 tedex erstrecken, ohne daß Teile der Vorrichtung ausgewechselt werden müssen.

Die Trennvorrichtung ist dabei gegenüber der Textilbahn vorzugsweise so eingestellt, daß der abgeflachte Scheitelbogen im Normalfall um eine Höhe h von ca. 1 bis 1.5 mm durch die Textilbahn hindurch ragt (vgl. Fig. 1). Damit wird die Textilbahn ein Stück weit entlang den Flanken 5 geführt, was eine gute Ver­ schweißung der Trennkante bewirkt. Ferner wird damit die Eigenspannung der Textilbahn ausgenutzt, um die mechanische Trennwirkung des Scheitelbogens 10 aus­ zunutzen.

Die Textilbahn soll in der Regel nicht höher als der Innenrand des Scheitelbogens 10 laufen. Für extrem dicke Gewebe kann indessen auch eine Ein­ stellung von Vorteil sein, bei welcher das Gewebe höher als der Innenrand des Scheitelbogens liegt, und damit die Drahtflanken zweimal berührt. Dies erleichtert im genannten Fall eine einfach kontrollierbare Ein­ stellung.

Eine Hauptanwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft das Abtrennen und Verschweißen von Gewebekanten. Bei solcher Anwendung liegt die Trennvorrichtung am Rand der Textilbahn und ist dazu an einer quer über die gewobene Textilbahn ragenden Halterung 20 angeordnet (vgl. Fig. 5).

Insbesondere bei solchen Anordnungen ist es auch möglich, den Grad der Verschweißung der Gewebe­ kante durch verschiedene Einstellungen des Trenndrahtes bezüglich der Transportrichtung der Textilbahn einfach und zuverlässig zu dosieren. Dies ist in den Fig. 6 und 7 angedeutet. Während bei parallel zur Transportrich­ tung ausgerichtetem Bügel 7 die Wärmeeinwirkung auf die verbleibende Gewebekante 23 größer und damit die Ver­ schweißung stärker ist (Fig. 7), nimmt die Berührungs­ dauer und damit die Wärmeeinwirkung und Verschweißung bei in einem Winkel zur Transportrichtung schrägge­ stelltem Bügel 7 ab (Fig. 6). So können Einstellungen zwischen bloßer Trennung ohne Randverschweißung bis zur Trennung mit starker Verschweißung gewählt werden.

In Fig. 8 ist als weitere Maßnahme eine zusätzliche Umlenkung des abgetrennten Randabschnittes 24 durch einen Bügel 25 gezeigt. Damit läßt sich die Verschmutzung des Drahtbügels 7 herabsetzen.

In den Fig. 9 bis 11 sind weitere, mög­ liche Trenndrahtformen mit abgeflachtem Scheitelbereich 10 gezeigt. Insbesondere Fig. 10a bis c zeigt einen erfindungsgemäßen Trenndraht für Mittentrennung, welcher in der Aufsicht S-Form besitzt (vgl. Fig. 10b). Die Mittentrennung stellt oft größere Probleme, da eine Schrägstellung des Bügels zur Transportrichtung in der beschriebenen Art nicht möglich ist, um eine mehr oder weniger starke Verschweißung zu erzielen. Mit der Variante des abgeflachten Drahts gemäß Fig. 10 können diese Probleme gelöst werden. Durch Verschwenken der Trennschere bezüglich der Transportrichtung kann die Lage des Bügels so eingestellt werden, daß beide Gewebekanten an seinen Flanken stärker oder weniger stark verschweißt werden. Insbesondere auch bei elastischen Geweben mit einem großen Trennwinkel α, ist damit eine einwandfreie Mittentrennung mit Kanten­ verschweißung möglich.

In den Fig. 12 und 13 ist ein weiteres Aus­ führungsbeispiel der Erfindung in leicht vergrößerter Darstellung mit angedeuteter Textilbahn 1 gezeigt. In einer Halterung 32 ist als Trennorgan ein Widerstands­ draht 33 angeordnet, der über Kontaktstifte 34 mit elektrischen Speiseleitungen (nicht dargestellt) ver­ bunden ist. Die Speiseschaltung, einschließlich der entsprechenden Regeleinrichtung für den Heizstrom, kann gemäß der Europäischen Anmeldung Nr. 01 34 190 ausge­ bildet sein, weshalb hier nicht näher darauf eingegan­ gen werden muß.

Die Kontaktstifte 34 sind durch elektrische Isoliermittel 36 von der Halterung 32 getrennt. An der Halterung 32 ist über eine höhenverstellbare Tragstange 37 und ein Federelement 38, ein Führungsstück 30 aus Keramikmaterial angeordnet. Das Führungsstück 30 ist dabei so angeordnet, daß die Textilbahn 1 von seiner Fläche geführt wird und mit dieser im und vor dem Trennbereich in Kontakt steht. Das Führungsstück 30 ist mit dem Federelement 38, das als Blattfeder ausgebildet ist, gegen den Draht 33 vorgespannt, so daß sich die beiden Teile im Trennbereich berühren. Es ist jedoch elektrisch vom Trenndraht 33 isoliert, was durch seine Ausbildung aus Keramikmaterial sichergestellt ist. Dies erlaubt es, mehrere solcher Trennvorrichtungen in Parallelschaltung zusammenzuhalten, ohne daß zwischen den Führungsstücken Kurzschlußströme entstehen.

Der Draht 33 ist Widerstandsdraht, vorzugs­ weise aus der korrosionsbeständigen Legierung Nikro­ thal, mit einem Durchmesser von z.B. 1 mm ausgebildet. Er ist so geformt, daß er das Führungsstück 30 im Trennbereich tangential berührt. Seine Form ist ferner vorzugsweise so gewählt, daß durch seine thermische Ausdehnung die Befestigungsstellen mit den Kontakt­ stiften 34 mechanisch wenig beansprucht werden.

Zu diesem Zweck besitzt er zwischen dem Trennbereich und den Befestigungsstellen Ausbiegungen 31, welche solche Längenänderungen teilweise aufnehmen. Im Bereich der Trennstelle besitzt der Draht 33 einen abgeflachten Abschnitt 32. Der Draht 33 kann z.B. flachgedrückt und unten angeschliffen sein. Eine derartige Ausgestaltung bewirkt, daß im unteren Drahtbereich der spezifische elektrische Widerstand erhöht und damit die dort abgegebene Heizleistung relativ erhöht wird. Die kleine Berührungsfläche zum Führungsstück 30 verhindert einen zu starken Wärmeab­ fluß und eine zu starke Aufheizung des Führungsstücks.

Im Betrieb wird der Draht 33 auf eine Temperatur erhitzt, die nicht wesentlich über der Schmelztemperatur des jeweils zu verarbeitenden Textilmaterials liegt. Durch den ständigen Kontakt des Drahtes 33 mit dem Führungsstück 30 wird auch dieses z.B. auf ca. 100 Grad C erwärmt. Es ist so angeordnet, daß die darauf geführte Textilbahn 1 bereits vor der Trennstelle in Kontakt mit ihm steht und dadurch vorgewärmt wird. Eine entsprechend geringere Wärmezu­ fuhr ist durch den Draht 33 selbst erforderlich, um bei der Trennstelle das Textilmaterial bis in seinem thermoplastischen Temperaturbereich zu erwärmen.

Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere für schwere Gewebe geeignet, indem die Wärmeeinwirkung zusätzlich über das Führungsstück erfolgt, welches auch eine ausreichende mechanische Beaufschlagung des Gewebes durch den Draht gewährleistet.

Die beschriebenen Trennvorrichtungen ge­ statten es, Gewirke, Gewebe und einzeln eingetragene Schußfäden durch mechanisch-thermische Kombinations­ wirkung bei reduzierter Temperatur und ohne nachteilige Effekte an der verschweißten Gewebekante zu trennen. Sie können an entsprechenden Textil- insbesondere Web­ maschinen angebaut und in deren Steuerung integriert sein.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum thermischen Trennen von textilen Flächengebilden mittels eines beheizten Trenn­ organs, relativ zu welchem das textile Flächengebilde bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trenn­ organ als beheizbarer Drahtbügel (7) ausgebildet ist mit einem Scheitelbereich (10), in welchem der Draht abgeflacht ist und dort mindestens eine im wesentlichen ebene Flanke (5) bildet, wobei das Trennorgan derart bezüglich dem textilen Flächengebilde (1) ausrichtbar ist, daß dieses über eine bestimmte Strecke der ebenen Flanke entlang geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Drahtbügel (7) am Außenrand im Scheitelbereich (10) mindestens bereichsweise ange­ schliffen ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel­ bereich (10) des Drahtbügels (7) einen Bogen bildet.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtbügel (7) derart bezüglich dem textilen Flächengebilde (1) ausgerichtet ist, daß die Ebene des Flächengebildes den abgeflachten Scheitel des Drahtbügels (7) schneidet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtbügel bezüglich dem textilen Flächengebilde in der Höhe derart ausgerichtet ist, daß das textile Flächengebilde (1) im Flanken­ bereich (5) im wesentlichen tangential zum Drahtbügel verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügelebene gegenüber der Bewegungsrichtung des textilen Flächenge­ bildes abwinkelbar ist, womit die Länge der Berührungs­ strecke zwischen der Flanke und dem textilen Flächenge­ bilde einstellbar ist (Fig. 6, 7).

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügeldraht ein Widerstandsdraht mit einer Dicke von ca. 1 mm ist, und im Scheitel auf eine Dicke von ca. 0.5 mm abge­ flacht ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht im abgeflachten Scheitel im wesentlichen dieselbe Quer­ schnittfläche aufweist, wie in den restlichen Be­ reichen.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtbügel (7) an den Scheitel anschließend mit Ausbiegungen ver­ sehen ist zur Aufnahme der Wärmedehnung.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht­ bügel (7) an jedem Ende mit einem Kontaktstift (4) ver­ bunden ist, wobei die beiden Kontaktstifte (4) elek­ trisch isoliert in einer Halterung (2) befestigt sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der beheizte Drahtbügel (7) im Trennbereich an einem Führungsstück (10) anliegt, auf welchem das zu trennende textile Flächengebilde (1) mindestens im Trennbereich abgestützt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Trennorgan (3) und das Führungsstück (10) unter Vorspannung federnd gegen­ einander abgestützt sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (10) aus Keramikmaterial besteht.