DE4316072C2 - Vorrichtung zum Erfassen der Breitspannung einer textilen Stoffbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Spannung in Breitenrichtung einer breitgeführten textilen Stoffbahn, die an ihren Längsrändern beiderseits in, insbe­ sondere als Nadelleisten oder Kluppen ausgebildeten, Halte­ gliedern, welche an Kettengliedern befestigt sind, gegriffen werden, wobei die zugehörige Kette, insbesondere über Stütz­ räder oder Gleitkörper, an Schienen mit im wesentlichen ver­ tikaler Ablauffläche als Widerlager zum Aufnehmen der Breit­ spannung abgestützt ist.

Eine Vorrichtung dieser Art wird beschrieben in der EP 0 436 150 A1. Im Bekannten wird die textile Stoffbahn in Richtung der Breitspannung elastisch nachgiebig gehalten durch die Behandlungseinrichtung geführt. Zu diesem Zweck werden die Halteglieder elastisch beweglich an der Kette befestigt bzw. gelagert. Dadurch soll eine bestimmte Spannung an allen Stoffbahnteilen gewährleistet werden. Die elastischen Befe­ stigungsmittel lassen eine Messung der Spannung und insbeson­ dere ein Erfassen der Spannkraft von Ort zu Ort nicht ohne weiteres zu.

In einer Spannrahmentrocken- und -fixiermaschine, durch die die zu behandelnde textile Stoffbahn gehalten an den Stoff­ bahnrändern kontinuierlich hindurchzufördern ist, wird die Stoffbahn, meist zugleich von oben und unten, mit erhitzter Luft beblasen, um sie zunächst zu trocknen und dann zum Er­ zielen einer Stabilisierung betreffend Faser, Farbe und/oder Form zu fixieren. Versuche haben ergeben, daß eine Stoffbahn, speziell wenn sie teilweise oder ganz aus Chemiefasern be­ steht, sich bei Beginn des Fixierprozesses, also sobald sie vollständig trocken ist, zunächst kontrahiert und dann wieder - jeweils unter Breitspannung und in Richtung derselben - im wesentlichen auf das ursprüngliche Maß dehnt.

In der Praxis des Spannrahmens kann die Stoffbahn allerdings nicht wirklich kontrahieren, da die Stoffbahnlängsränder von dem Spannrahmenketten in vorgegebenem Abstand festgehalten werden. Die Zustandsänderung der Stoffbahn äußert sich also vor allem in der Kraftwirkung auf die Kette. Hierzu wurde ferner festgestellt, daß mit dem Ende der kontraktionsbedingt erhöhten Breitspannung der Fixierprozeß abgeschlossen ist.

Wenn man Beginn und Ende des Fixierprozesses in vorgenannter Weise erfassen könnte, ließen sich Länge von Trockenzone und Länge von Fixierzone der Maschine sowie die Temperaturen des Behandlungsgases in den Zonen optimal im Sinne eines minima­ len Energieverbrauchs und minimaler Investitionskosten sowie eines maximal guten Behandlungsergebnisses einstellen. Es könnte genauso lange getrocknet und fixiert werden sowie mit den Temperaturen und der Transportgeschwindigkeit gear­ beitet werden, wie zum Erzielen des gewünschten Behandlungs­ ergebnisses gerade erforderlich ist. Bisherige Sicherheitszu­ schläge betreffend Temperatur und Bearbeitungszeit bzw. Ma­ schinenlänge könnten gespart werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung eingangs genannter Art zum Aufnehmen des Verlaufs der Breit­ spannkraft längs der Stoffbahnkante zu schaffen, die die in der Stoffbahn jeweils vorhandene Breitspannung praktisch nicht beeinflußt und damit den Verlauf des Fixierprozesses nicht stört. Mit Hilfe wirtschaftlich und technisch vertret­ barer Mittel, deren Aufwand geringer ist als der erzielbare Nutzen, soll es vorzugsweise möglich werden, die Breitspan­ nung der Stoffbahn örtlich, das heißt, in relativ zur Maschi­ nenlänge geringen Abständen längs der Stoffbahnränder, vor­ zugsweise in Schritten von größenordnungsmäßig 30 cm, zu mes­ sen sowie die Meßergebnisse in der Maschinensteuerung zu ver­ werten.

Die erfindungsgemäße Lösung ist für die eingangs genannte Vorrichtung zum Erfassen der Spannung in Breitenrichtung ei­ ner breitgeführten Stoffbahn, deren Führungsketten an Schie­ nen abgestützt sind, gekennzeichnet durch der Schiene zuge­ ordnete Mittel zum Messen der örtlich von der Stoffbahn über das jeweilige Kettenglied auf die Schiene in der Breiten­ richtung ausgeübten Kraft. Die Mittel zum Messen sollen die Kraft in einem bevorzugten Verfahren zum Betrieb der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung fortlaufend messen und bezogen auf die Spannrahmenkette den örtlichen Kraftverlauf ermitteln.

In der Praxis herkömmlicher Spannrahmen, insbesondere Plan­ rahmen, werden die von der eingespannten textilen Stoffbahn in der Breitenrichtung ausgeübten Spannkräfte von parallel vom Stoffbahnrand fest installierten Schienen aufgenommen. Die Schienen besitzen eine im wesentlichen vertikal stehende Stütz- bzw. Ablauffläche, die vom Stoffbahnrand weg gewendet ist. An dieser Ablauffläche stützen sich die über eine Längs­ kante der Schiene hinweg ragenden Halteglieder, insbesondere über Stützräder oder Gleitkörper, ab.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die über die Halte­ glieder auf die Ablauffläche der Schienen ausgeübten, der örtlichen im wesentlichen horizontalen Breitspannung entspre­ chenden, Kräfte zu messen sind. Diese erfindungsgemäße Kraft­ messung soll - gemäß bevorzugter Aufgabenstellung - im we­ sentlichen ohne Rückwirkung auf die auf die Stoffbahn bei de­ ren Durchlauf der Maschine ausgeübten Breitspannung erfolgen.

Die erfindungsgemäßen Mittel zum Erfassen dieser von einem gerade passierenden Stoffbahnelement örtlich ausgeübten Breitspannkraft sollen also die entsprechende Kraft messen, ohne daß der Spannung merklich nachgegeben wird, also ahne daß - im Gegensatz zum Fall bei dem Verfahren nach EP 0 436 150 A1 - Einfluß auf das Behandlungsergebnis selbst genommen würde.

Die Schiene oder deren vorgenannte Ablauffläche können ein­ teilig durch die Maschine hindurchreichen, aber auch aus vie­ len Einzelteilen bestehen. Im allgemeinen wird die Schiene bzw. werden die in einer Reihe längs der Stoffbahnränder an­ geordneten Schienenteile auf einer Halteleiste befestigt, die fast mit dem Maschinenrahmen verbunden ist. Grundsätzlich kann die Ablauffläche auch unmittelbar auf der Halteleiste vorgesehen sein.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Schiene insgesamt oder in Längsrichtung der Maschine (und der Schiene) unterteilt in Einzelstücke hebelartig kippbar um eine etwa parallel zur Transportrichtung der Kette liegende Achse gelagert, wo­ bei die Kette an dem einen Hebelarm abgestützt ist und der andere Hebelarm die ausgeübte Kraft auf ein Meßgerät über­ trägt. Bei derart hebelartig gelagerter Schiene oder derglei­ chen kann die auf die Ablauffläche in der Breitenrichtung ausgeübte Kraft unmittelbar örtlich - punktuell - gemessen werden, ohne daß große (die Breitspannung und damit den Fi­ xierprozeß beeinflussende) Meßwege erforderlich wären. Vor zugsweise genügt es in diesem Zusammenhang, wenn der maximale Schwenkhub des Hebels an der Schiene und in Bezug auf das Meßgerät auf größenordnungsmäßig 1 mm beschränkt wird. Solche Beträge liegen bei (textilen) Stoffbahnbreiten unterhalb der Meßgenauigkeit, sie sind also nicht merklich.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Meßanordnung kann eindeutig unterschieden werden zwischen einer (relativ niedrigeren) Normalkraft vor dem Beginn des Fixierens, der erhöhten Breit­ spannkraft während des Fixierens und der sich nach Abschluß des Fixierprozesses wieder einstellenden (relativ niedrige­ ren) Normalkraft. Auf diese Weise können also die Normalkraft und die sich beim Fixieren einstellende relativ höhere Spann­ kraft, die Fixierkraft, sogar quasi digital, also mit beson­ ders hoher Genauigkeit, örtlich unterschieden und erfaßt wer den.

Die bestechende digitale Meßgenauigkeit kann aber im vorlie­ genden Zusammenhang eine Beschränkung der Anwendungsbreite zur Folge haben, weil die Differenz der Normalkraft und dar Fixierkraft bei unterschiedlich stabilen Stoffbahntypen, z. B. bei leichter oder schwerer Ware, sehr stark - in der Grö­ ßenordnung von 1 : 10 - variieren kann. Im Sinne einer mög­ lichst universellen Anwendbarkeit einer erfindungsgemäß aus­ gebildeten Maschine wird daher häufig eine analoge Messung und gegebenenfalls Auswertung der Breitspannkräfte bevorzugt.

Gemäß noch weiterer Erfindung wird - besonders bei analogen Meßverfahren - zum Erfassen der in der Breiterrichtung ausge­ übten Kraft ein Dehnmeßstreifen auf der Schiene bzw. auf de­ ren Halteleiste im Bereich zwischen der Ablauffläche und der Befestigung der Halteleiste am Maschinenrahmen aufgebracht. Ein solcher Dehnmeßstreifen kann jedoch je nach Ausbildung der nachfolgenden Schaltung die auf die Ablauffläche ausgeüb­ ten Kräfte auch digital aufnehmen.

Die erfindungsgemäße Breitspannungs-Meßeinrichtung ermöglicht es, entlang der Stoffbahnkante das Spannungsprofil bei lau­ fender Bahn unter Produktionsbedingungen aufzuzeichnen und manuell oder automatisch in der Maschinenregelung auszuwer­ ten. Die bei textilen Stoffbahnen in diesem Zusammenhang auf­ tretenden Kräfte liegen in der Größenordnung von 1 bis 30 Newton/cm Kantenlänge. Die Umgebungstemperaturen der Meßvor­ richtung betragen in einem Spannrahmen bei Betrieb bis etwa 220°C. Als eigentliches Meßgerät können bevorzugt (z. B. un­ ter 250°C) temperaturfeste Kraftaufnehmer eingesetzt wer­ den, die es im Handel bis fast herunter zu Stecknadelkopfgrö­ ße gibt. Hierdurch wird möglich, in kurzen Abständen Meßstel­ len vorzusehen, um so eine entsprechend gute Auflösung des Kraft- bzw. Spannungsverlaufs an der Stoffbahnkante zu erhal­ ten.

Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbei­ spiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 die verschiebbare Anordnung eines Halteglieds ei­ ner Spannkette in der Seitenansicht parallel zur Längsrichtung der Kette; und

Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Geräts zum Messen der in der Breitenrichtung der Stoff­ bahn wirkenden Spannung.

Das in Fig. 1 im Schnitt dargestellte und insgesamt mit 1 be­ zeichnete Halteglied kann zum Ergreifen bzw. Festhalten einer textilen Stoffbahn 2 an deren Längsrand 3 mit Nadelleisten 4 oder Kluppen 5 üblicher Art ausgestattet werden. Die Halteleiste 1 kann in Gleitlagern 6 und 7 horizontal positioniert werden. Das Gleitlager 6 kann über Bügel 8 mit dem Maschinenrahmen 9 verbunden werden. Das Gleitlager 7 kann über eine Halteleiste 10 ebenfalls mit dem Maschinenrahmen 9 verbunden werden. Die von der Stoffbahn 2 in Richtung von deren Breite (Breiten­ richtung) auf das jeweilige Halteglied 1 ausgeübte im wesent­ lichen horizontale Kraft (Breitspannung) wird im Ausführungs­ beispiel von einem Stützrad 11 aufgenommen, das über einen Bolzen 12 mit dem Halteglied 1 gekoppelt wird. In Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckt sich die Kette, deren Bestandteil das Stützrad 11 ist. Das Stützrad 11 läuft an der Ablauffläche 13 einer Schiene 14 ab, die Schiene 14 wird auf der dem Stützrad 11 zugewendeten Innenfläche 15 der Leiste 10 gelagert.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die Schiene 44 nicht wie üblich fest mit der Halteleiste 10 verbunden, sondern sie wird hebelartig kippbar auf der Halteleiste 10 gelagert und befestigt. Beispielsweise kann auf der Halteleiste 10 eine Schneide bzw. Stange als Achse 16, die sich etwa parallel zum Stoffbahnrand 3 oder zur Kette erstrecken soll, vorgesehen werden. Um diese Achse 16 kippbar wird dann die Schiene 14, z. B. mit Hilfe von losen Schrauben 17, auf der Halteleiste 10 befestigt. Die gegenseitige Positionierung der Einzelteile gegenüber der als Hebel (mit den Armen 14a und 14b) gelager­ ten Schiene 14 wird nach Fig. 1 so vorgenommen, daß das Stützrad 11 am Hebelarm 44a und ein Meßgerät 18 am Hebelarm 14b anliegen.

Das Meßgerät 18 kann wahlweise für eine analoge oder eine di­ gitale Messung der Breitspannkräfte ausgebildet werden. In letzterem Fall kann das Meßgerät 18 bevorzugt so ausgelegt werden, daß es bei Kräften unterhalb eines gewissen Betrages, das sind bevorzugt die Normalkräfte vor und nach dem Fixie­ ren, eine Hebelauslenkung der Schiene 14 nicht zuläßt, so daß das Meßgerät ein Normal" bzw. Null-Signal abgibt. Bei erhöh­ ter Kraftwirkung auf das Stützrad 11, etwa während des Fi­ xierprozesses der Stoffbahn 2, soll dagegen das Meßgerät 18 eine gewisse Auslenkung, z. B. in der Größenordnung von 1 mm, zulassen und auf die entsprechende Auslenkung der Hebelarme 14a und 14b ein Fixier- bzw. Eins-Signal abgeben. Gegebenen­ falls kann das Meßgerät 18 dann auch als Ein/Aus-Schalter oder dergleichen ausgebildet werden. Das jeweilige Signal wird über eine Leitung 19 einem Verstärker 20 und von dort aus der Maschinensteuerung zugeführt. Weil jedoch - wie ge­ sagt - der jeweilige Schaltweg eventuell der Stoffbahnquali­ tät angepaßt werden muß, wird es für eine breite Anwendbar­ keit (ohne Umbau) einer erfindungsgemäß ausgestatteten Ma­ schine oft günstiger sein, die Breitspannkräfte analog zu messen.

Alternativ oder zusätzlich zum Meßgerät 18 kann an der Halte­ leiste 10, vorzugsweise in deren in der Zeichnung dargestell­ ten Kehle 21 ein Dehnmeßstreifen 22 mit Zuleitung 23 zum Ve­ stärker 20 vorgesehen werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Meßgeräts 18 nach Fig. 1 wird in Fig. 2 vergrößert dargestellt. In der Praxis wird das Meßgerät 18 in der Maschine so angeordnet, daß der Hebelarm 14b - gegebenenfalls über eine Verlängerungsstange unmittelbar gegen den Anschlag 24 des Meßgeräts 18 stößt. Cer Anschlag 24 wirkt über eine starke Feder 25 auf einen Amboß der an einem druckempfindlichen Meßelement 27 mit elek­ trischem Anschluß 28 anliegt. Die Zuleitungen 29 des Meßele­ ments 27 gehen über in die Leitung 19 nach Fig. 1.

Vorzugsweise wird die Feder 25 (z. B. Wendelfeder) so stark gemacht, daß sie ein Eindrücken des Anschlags 24 in Richtung auf das Meßelement 27 bei normaler Breitspannung - vor und nach dem Fixieren - nicht zuläßt. Erst bei Erhöhung der Breitspannung der Stoffbahn 3 im Zuge des Fixierprozesses, werden die auf das Stützrad 11 oder dergleichen ausgeübten Kräfte so groß, daß der Hebelarm 14a zunehmend irr Richtung auf das Maschineninnere (in Pfeilrichtung 30) umgelenkt wird. Vorzugsweise wird das Meßelement 27 gegen Überlastung durch Beschränkung des Hebelanschlags und/oder des Wegs des An­ schlags 24 geschützt.

Die Justierung der Kraft der Feder 25 bzw. die Anpassung des Meßgeräts 18 derart, daß für die Weiterverarbeitung ausrei­ chend eindeutige Signale geliefert werden, kann auch durch passende Bemessung des Längenverhältnisses der Hebelarme 14a und 14b unterstützt werden.

Wenn man das Ende des Fixierprozesses - das ist z. B. dann, wenn nach einem eine erhöhte Breitspannkraft anzeigendes Fi­ xiersignal wieder ein Normalsignal abgegeben wird -, messen kann, läßt sich die Maschine unter Auswertung des Meßergeb­ nisses so steuern, daß die Stoffbahn gerade kurz vor dem Ver­ lassen des Fixierbereichs fertig fixiert ist. Die entspre­ chende Steuerung läßt sich natürlich automatisieren. Maschi­ nenlänge und/oder Transportgeschwindigkeit der Stoffbahn las­ sen sich auf einen optimalen Behandlungserfolg bei minimalem Aufwand vorgeben und/oder von Fall zu Fall regeln.

In einer Vorrichtung zum Erfassen der Spannung in Breiten­ richtung einer breitgeführten Stoffbahn, die in einem Spann­ rahmen an den Längsrändern mit Hilfe von Kettengliedern ge­ griffen wird, wobei die zugehörige Kette über Stützräder oder dergleichen an Schienen mit im wesentlichen vertikaler Ab­ lauffläche als Widerlager zum Aufnehmen der Breitspannung ab­ gestützt wird, lassen sich erfindungsgemäß Messungen der Breitspannung in relativ geringen Abständen von insbesondere größenordnungsmäßig 30 cm vornehmen, wenn der Schiene Mittel zum Messen der von dem jeweiligen Kettenglied auf die Schiene in der Breitenrichtung örtlich ausgeübten Kraft zugeordnet werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Spannung in Breitenrichtung einer breitgeführten textilen Stoffbahn (2), die an ihren Längsrändern (3) beiderseits in, insbesondere als Nadellei­ sten (4) oder Kluppen (5) ausgebildeten, Haltegliedern (1), welche an Kettengliedern befestigt sind, gegriffen werden, wobei die zugehörige Kette, insbesondere über Stützräder (11) oder Gleitkörper, an Schienen (14) mit im wesentlichen verti­ kaler Ablauffläche (13) als Widerlager zum Aufnehmen der Breitspannung abgestützt ist, gekennzeichnet durch der Schiene (14) zugeordnete Mittel (18) zum Messen der ört­ lich von der Stoffbahn (2) über das jeweilige Kettenglied auf die Schiene (14) in der Breitenrichtung ausgeübten Kraft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (14) insgesamt oder in ihren einzelnen Läng­ sabschnitten, hebelartig kippbar um eine etwa parallel zur Transportrichtung der Kette liegende Achse (16) gelagert ist, wobei die Kette auf dem einen Hebelarm (14a) abgestützt ist und der andere Hebelarm (14b) auf das Meßmittel (16) geschal­ tet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Hebelsschwenkhub an der Schiene auf größen­ ordnungsmäßig 1 mm beschränkt ist.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen der in Breitenrichtung ausgeübten Kraft ein Dehnmeßstreifen (22) auf der Schiene bzw. auf der die Schiene aufnehmenden Halteleiste (10), insbesondere im Bereich zwi­ schen der Ablauffläche (13) und der Befestigung der Haltelei­ ste am Maschinenrahmen (9), angebracht ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterschiedliche Breitspannungszustände, vorzugsweise lediglich die Normalspannung vor und nach dem Fixieren einer­ seits und die Fixierspannung während des Fixierens anderer­ seits, digital unterscheidendes Meßmittel (18) vorgesehen ist.

6. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach mindestens ei­ nem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftverlauf an der Maschinenkette fortlaufend aufge­ nommen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftverlauf in die Maschinenregelung eingegeben wird, derart, daß der Fixierprozeß gerade am Maschinenauslauf beendet wird.