DE4024851A1 - Vorrichtung und verfahren zum ueberziehen von traegergewebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen eines flüssigen Überzug-Materials auf ein Träger­ gewebe. Die Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht aus­ schließlich, das Aufbringen eines dünnen Schaumüberzugs auf die Rückseite eines flexiblen Gewebes. Die Erfindung kann typischerweise zum Beispiel bei der Herstellung einer feuer­ hemmenden Unterlagsschicht auf textilen Materialien angewen­ det werden, wie sie zum Beispiel bei Automobil-Polsterbezügen und bei der Innenausstattung von Kraftwagen verwendet werden, desweiteren zur Aussteifung textiler Materialien, beispiels­ weise Blendenmaterialien, und zum Aufbringen von Schaumgummi und aufgeschäumtem Kunststoff auf Teppichrücken oder andere Fußbodenbeläge.

Bei all diesen Anwendungen besteht die Notwendigkeit, nicht nur die Materialmenge des Überzugs, sondern auch die Dichte des Überzugs genau zu steuern, während er auf ein sich kon­ tinuierlich fortbewegendes Gewebe aufgebracht wird.

In manchen Fällen ist es erforderlich, das Aufbringen eines Überzugs auf ein sich bewegendes Gewebe sehr genau zu über­ wachen und zu steuern, und zwar zeitgleich mit dem sich an einem Beschichtungskopf vorbeibewegenden Gewebe. Falls das beschichtete Gewebe ein flammenhemmendes Material ist, so ist es erwünscht, die genaue Dicke und Dichte des auf das Gewebe aufgebrachten Überzugs über die gesamte Fläche bestimmen zu können. In ebenso hohem Maße ist es erwünscht, über die ge­ samte Länge des überzogenen Gewebes jene Stellen bestimmen zu können, bei welchen die Dicke und/oder die Dichte des Über­ zugs außerhalb der Toleranz liegen. Könnte man die Überwa­ chung und die Steuerung des Überzugverfahrens kontinuierlich durchführen und zur genauen Bestimmung der Menge und der Dichte des an einer bestimmten Stelle des Gewebes aufgebrach­ ten Überzugs benutzen, so wäre dies bei der Klärung von Fra­ gen (beispielsweise bezüglich Produkthaftung) im Falle von nachfolgenden Behauptungen. daß das überzogene Gewebe be­ stimmte Eigenschaften nicht aufweise oder nicht zum vorge­ sehenen Zweck geeignet sei äußerst hilfreich.

Bekannte Überzugstechniken sind nicht sehr verläßlich und im übrigen ungenau. Ein bekanntes Verfahren zum Überziehen von textilen Geweben mit einer dünnen Schaumschicht bedient sich einer Verdrängerpumpe, beispielsweise einer Einfachpumpe, welche ein bestimmtes Volumen an aufschäumbarem Material in einer bestimmten Zeit für eine bestimmte Textilfläche fördert und über einen Schäum- oder Beschichtungskopf auf die sich daran vorbeibewegende Textilie aufträgt. Um die Steuerung des Beschichtungsverfahrens zu vereinfachen, ist es allgemein üb­ lich, ein Textilband mit vorgegebener Breite mit einer be­ stimmten Geschwindigkeit am Beschichtungskopf vorbeizuführen und die Pumpendrehzahl so zu steuern, daß die gewünschte Ma­ terialmenge je Zeiteinheit aufgetragen wird.

Bei diesem bekannten Verfahren ergeben sich aber Probleme. Obwohl eine Pumpe recht zuverlässig arbeitet, solange sie neu ist, ist es bei sich abnutzender Pumpe beinahe unmöglich, Menge oder Dichte des Schaummaterials genau zu steuern. Bei Serien-Verarbeitung wird im allgemeinen ein bestimmtes Vo­ lumen oder Gewicht an aufschäumbarem Material in einen Trich­ ter gegeben und von dort zum Beschichtungskopf gepumpt, wobei die Drehzahl der Pumpe anfänglich so eingestellt wird, daß sie direkt der Geschwindigkeit des sich am Beschichtungskopf vorbeibewegenden Gewebes entspricht. Folglich kann man sich bei beginnender Pumpenabnutzung exakter Volumina und/oder Dichten des zum Beschichtungskopf gepumpten Materials nicht mehr sicher sein. Das Gewebe wird also mit entweder zu viel oder zu wenig Schaummaterial überzogen.

Ein weiteres Problem bei der bekannten Technik ist, daß sich die einmal eingestellte Vorrichtung verschiedenen Schaumma­ terialdichten und an die sich ändernde Druckhöhe bei aufge­ brauchtem Schaummaterial nicht anpassen kann.

Ein weiteres Problem liegt in der großen Menge an bei der Einstellung einer Vorrichtung für eine Serie produziertem Ausschuß. Es war nämlich bisher üblich, Muster von ganz be­ stimmter Größe aus dem überzogenen Gewebe abzuschneiden und zu wiegen, um ein Maß für das Gewicht des auf das Gewebe aufgetragenen Bezugmaterials zu erhalten. Danach wurde die Pumpendrehzahl entsprechend der Prüfergebnisse neu einge­ stellt, wonach weitere Muster abgeschnitten und gewogen wur­ den. Während dieses Prüfvorgangs können Hunderte von Metern überzogenen Gewebes verschwendet werden, bis die richtige Einstellung gefunden wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vor­ richtung und ein Verfahren zum Überziehen von Trägergeweben zu schaffen, bei denen die Mengensteuerung des auf das Trägergewebe aufgetragenen Bezugmaterials verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung und durch das im Anspruch 6 gekennzeichnete Ver­ fahren gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen zeigt:

Fig. 1 eine herkömmliche Vorrichtung zum Überziehen von Textilien, und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überziehen von Geweben.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Vorrichtung zum Überziehen von textilen Geweben mit einem Schaummaterial dargestellt. Die Vorrichtung weist einen Beschichtungskopf 10 auf, welcher von einem Trichter oder Tank 12 über eine Verdrängerpumpe 14 mit einer aufschäumbaren Substanz beliefert wird.

Das zu überziehende Textilgewebe wird von einer Rolle 16 abgewickelt und über eine Grundplatte 15 am Beschichtungs­ kopf 10 vorbeigezogen, welcher sich über die Breite des Gewe­ bebandes erstreckt und einen dünnen Überzug auf das Gewebe aufbringt. Danach verläuft das Textilband durch einen Flach­ bahntrockner 11, in welchem das aufgetragene Schaummaterial getrocknet wird, und es wird nach Passieren der Rollen 18 und 19 von einer motorbetriebenen Rolle 17 aufgewickelt.

Die Pumpe 14 ist mit der Aufwickelrolle 17 direkt gekuppelt (siehe strichpunktierte Verbindungslinie 13), so daß die Pum­ penfördermenge an Schaummaterial mit der Geschwindigkeit des Gewebes, mit der es am Beschichtungskopf vorbeistreicht, di­ rekt zusammenhängt. Die Menge an aufgetragenem Schaummaterial ist also auf die in einer gewissen Zeit am Beschichtungskopf vorbeistreichenden Textilfläche bezogen. Unglücklicherweise verändert sich diese einzige Relation zwischen Textilbandge­ schwindigkeit und Fördermenge des Schaummaterials wenn sich die Pumpe 14 abzunutzen beginnt. Bei größer werdender Ab­ nutzung ist die Veränderung dieses Verhältnisses nicht mehr akzeptabel.

Das Hauptproblem der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung be­ steht darin, daß sie den eigentlichen Schaummaterial-Volu­ menstrom nicht erfaßt, sondern von einem theoretischen Vo­ lumenstrom ausgeht, der nur bei neuer Pumpe exakt ist. Liegen Verschleißerscheinungen an der Pumpe vor, so wird weniger (bis zu 10% oder mehr) Schaummaterial zum Beschichtungskopf gepumpt, was durch nichts kompensiert wird.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, bei welcher der Beschichtungskopf 20 mit einem flüssigen Überzugsmaterial beliefert wird, beispielsweise mit einer aufschäumbaren Verbindung, wie zum Beispiel einer Acrylver­ bindung. Der Beschichtungskopf 20 weist üblicherweise einen "Schaumbeschichter" auf.

Das Überzugsmaterial wird in einem Tank 22 gespeichert. wobei die Menge bzw. das Gewicht des Überzugsmaterials durch eine Wägeeinrichtung 23 ständig überwacht wird. Eine separat ge­ steuerte Verdrängerpumpe 24 fördert das Überzugsmaterial aus dem Tank 22; diese Pumpe ist mit der Geschwindigkeit des sich am Beschichtungskopf 20 vorbeibewegenden Gewebe 25 nicht fest gekoppelt, sondern sie kann so gesteuert werden, daß sie sich automatisch auf den Pumpenverschleiß und andere nachstehend erläuterte Faktoren einstellt.

Das zu überziehende Gewebe, beispielsweise ein Polyesterge­ webe, wird von einer Rolle 26 abgewickelt und unterhalb des sich über die Breite des Gewebebands erstreckenden Beschich­ tungskopfs 20 und oberhalb einer Tragplatte 40 hindurchge­ führt. Das bereits mit einem dünnen Überzug versehene Gewebe verläuft dann durch einen Flachbandtrockner 21 und um eine Reihe von Rollen, bevor es auf eine motorbetriebene Spule 27 aufgewickelt wird. Die Drehzahl der Aufwickelrolle 27 wird dabei günstigerweise so gesteuert, daß eine konstante Li­ neargeschwindigkeit des Gewebes 25 beim Vorbeistreichen am Beschichtungskopf 20 aufrecht erhalten wird. Die Linearge­ schwindigkeit des Gewebes 25 wird von einem Tachosignalge­ ber 28 überwacht, welcher in Laufrichtung hinter dem Be­ schichtungskopf 20 an der Achse einer der oben erwähnten Umlenkrollen angebracht ist, und welcher ein der Linear­ geschwindigkeit des Gewebes entsprechendes Steuersignal 29 erzeugt und dieses einem Mikroprozessor-Regler 34 zuführt.

Desweiteren werden dem Mikroprozessor-Regler 34 ein Steuer­ signal 30 von der Wägeeinrichtung 23 und Eingangssignale 31 und 32 zugeführt, welche sich auf die Breite des sich am Be­ schichtungskopf 20 vorbeibewegenden Gewebebands bzw. auf den für ein bestimmtes Trockengewicht erforderlichen "Feststoff­ anteil" im Überzugsmaterial beziehen. Da während eines Über­ zugsvorgangs Überzugsmaterial vom Tank 22 abgepumpt wird, ändert sich der Wert des das Gewicht des Überzugsmaterials im Tank anzeigende Steuersignal 30.

Aus den Werten der Steuersignale 29 und 30 und der Eingangs­ signale 31 und 32 kann der Regler 34 ein Steuersignal 33 ent­ wickeln, welches die Drehzahl der Pumpe 24 so steuert, daß auf das Gewebe eine bestimmte Menge an Überzugsmaterial pro Flächeneinheit aufgetragen wird, damit ein gleichmäßiger Überzug auf dem Gewebe entsteht. Da das Gewicht des Tanks 22 ständig überwacht wird, wird dabei die von der Pumpe 24 ge­ förderte Menge an Beschichtungsmaterial vom Regler 34 be­ rücksichtigt. Ebenso berücksichtigt der Regler 34 die in ei­ ner gewissen Zeiteinheit am Beschichtungskopf 20 vorbeistrei­ chende Fläche des zu überziehenden Gewebes 25, welche von der Gewebebandbreite und dessen Lineargeschwindigkeit abhängt. Das Steuersignal 33 vom Regler 34 wird einer variablen Dreh­ zahlsteuerung 36 zugeführt, welche die Drehzahl der Pumpe 24 steuert und dadurch automatisch auch die Dichte bzw. Menge des vom Beschichtungskopf 20 ausgegebenen Beschichtungsma­ terials.

In der dargestellten Ausführungsform wird die Breite des Ge­ webebands 25 von einer Meßeinrichtung 41 erfaßt, welche das Eingangssignal 31 zum Regler 34 sendet. Dieses Eingangssig­ nal 31 kann aber ebenso zur Sicherstellung, daß das Beschich­ tungsmaterial über die gesamte Gewebebandbreite aufgetragen wird, benutzt werden. Obwohl solch eine Meßeinrichtung 41 bevorzugt wird, ist es aber auch möglich eine die Breite des Gewebebands 25 betreffende Information voreinzustellen, wie dies beispielsweise in ähnlicher Art und Weise für das Ein­ gangssignal 32 vorgesehen ist. Das dem Regler 34 zugeführte Steuersignal 30 gibt in jedem Zeitpunkt die Geschwindigkeit an, mit der das Beschichtungsmaterial vom Tank 22 abgepumpt wird, und das Steuersignal 29 gibt die Geschwindigkeit an, mit welcher ein Gewebeband mit voreingestellter bzw. gemes­ sener Breite am Beschichtungskopf 10 vorbeistreicht.

Falls es erwünscht ist, können die Steuersignale 29 und 30 und die Eingangssignale 31 und 32 aufgezeichnet werden, so daß verschiedene Parameter des Überzugvorgangs über die gesamte Länge des Gewebebands für weitere Zwecke gespeichert sind.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Steuern des Aufbringens eines Beschich­ tungsmaterials auf ein Substrat, wobei die Vorrichtung einen Beschichtungskopf zum Aufbringen des Materials auf das Subs­ trat, Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Beschichtungskopf und dem Substrat, einen Behälter zum Spei­ chern einer Vorratsmenge des Materials und eine steuerbare Pumpe zum Fördern des Materials vom Behälter zum Beschich­ tungskopf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Signalgeber (23) während des Aufbringens des Materials auf das Substrat ein die Materialvorratsmenge im Behälter (22) darstellendes Signal (30) erzeugt, und ein zweiter Signalge­ ber (28) ein die Relativgeschwindigkeit zwischen Beschich­ tungskopf und Substrat darstellendes Signal (29) erzeugt, und ein elektronischer Regler (34) mit zwei Signaleinsätzen die beide Steuersignale empfängt und an seinem Ausgang ein Aus­ gangs-Steuersignal (33) zur Steuerung der Pumpenförderleis­ tung erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Signalgeber (23) zur Erzeugung des Vorratsmengen­ signals (30) eine Wägeeinrichtung zum kontinuierlichen Wiegen des Materials aufweist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Signalgeber (28) zur Erzeugung des Relativbewegungssignals (29) einen Tachogenerator auf­ weist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Regler (34) einen weiteren Eingang (31) zum Empfang eines die Breite des sich am Beschichtungskopf (20) vorbeibewegenden Substrats (25) angebenden Signals aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Beschichtungskopf (20) ein Schäumkopf ist, und daß ein Sollwertgeber (32) ein den gewünschten Fest­ stoffanteil im Schaummaterial darstellendes Sollwertsig­ nal (32) dem elektronischen Regler (34) zuführt.

6. Verfahren zum Aufbringen eines flüssigen Beschichtungs­ materials auf ein Substrat, wobei das Beschichtungsmaterial aus einem Behälter zu einem Beschichtungskopf gepumpt wird, der es auf das Substrat aufbringt, während zwischen Substrat und Beschichtungskopf eine Relativbewegung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die im Behälter (22) enthaltene Menge an Beschichtungsmaterial sowie die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Substrat (25) und Beschichtungs­ kopf (20) jeweils kontinuierlich gemessen wird und die Pum­ penförderung in Abhängigkeit von diesen beiden Parametern ge­ steuert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugmaterial als ein schäumbares Material im Behälter (22) gespeichert und vom Beschichtungskopf (20) als Schaummaterial aufgebracht wird.