DE4431637C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Färben einer textilen Warenbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vor­ richtung.

Ein solches Verfahren und die entsprechende Vorrich­ tung sind aus der DE 42 38 234 A1 bekannt. Die Färbeflüs­ sigkeit wird mit einem Färbefoulard aufgetragen und abge­ quetscht. Die Farbflottenverteilung auf der Bahn wird mittels einer Helligkeitsmessung erfaßt, deren Signale die Linienkraft des Foulards steuern. Der Foulard umfaßt min­ destens eine durchbiegungssteuerbare Walze, deren Linien­ kraftverteilung quer zur Bahn entsprechend dem gemessenen Helligkeitsprofil eingestellt werden kann. Die Steuerung erfaßt aber auch Änderungen in Längsrichtung der Bahn, die durch entsprechende Beeinflussung der Linienkraft aus­ gleichbar sind.

Versuche haben gezeigt, daß die Helligkeitsmessung nicht bei allen Arten und Zuständen der Warenbahn brauch­ bare Ergebnisse liefert. Manchmal sind die Helligkeits­ änderungen bei färberisch relevanten Zustandsänderungen zu gering, um für die Steuerung ausreichende Signale zu lie­ fern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gat­ tungsgemäßes Verfahren und die entsprechende Vorrichtung so auszugestalten, daß der Anwendungsbereich breiter wird.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt und in Anspruch 6 in ihrem vor­ richtungsmäßigen Aspekt wiedergegebene Erfindung gelöst.

Die Idee ist also, sich nicht nur auf eine Art der Helligkeitsmessung zu verlassen, die in bestimmten Situa­ tionen keine befriedigenden Ergebnisse liefern kann, son­ dern die optischen Eigenschaften ein und derselben Stelle der Warenbahn mit zwei qualitativ verschiedenen Hellig­ keitsmessungen zu erfassen, deren Signale in die Steuerung eingehen und die sich gegenseitig im Sinne der Erzielung eines insgesamt verbesserten Ergebnisses ergänzen.

Der Ausdruck "im nahen Infrarotbereich" soll den dem sichtbaren Bereich nahen Infrarotbereich bis etwa 2000 nm umfassen, der die sogenannten Wasserbanden enthält. Das Meßprinzip der Infrarot-Reflexionsmessung zur Feuchtig­ keitsbestimmung einer Warenbahn ist für sich genommen bekannt (s. den Aufsatz von Dr. Hellmut Beckstein "Kon­ trolle von Abquetscheffekt und Flottenauftrag" Melliand Textilberichte 67 (1986), Seiten 728 bis 733; Dr. Sieg­ fried Glander "Messen und Regeln des kontinuierlichen Produktauftrages" Melliand Textilberichte (1982), Seiten 712 bis 716). Aus der von einer Infrarot-Lichtquelle emit­ tierten Strahlung werden zwei bestimmte Wellenlängen her­ ausgefiltert. Eine dieser Wellenlängen liegt im Bereich einer Wasserbande (zum Beispiel 1450 nm oder 1930 nm), die andere Wellenlänge liegt in einem Bereich, bei dem Wasser nur schwach absorbiert, aber das textile Material der Warenbahn bzw. die aufgetragenen organischen Bestandteile Absorptionsbanden haben (zum Beispiel 1200 bis 1300 nm oder 1700 bis 1850 nm). Die von der nach dem Abquetschen noch feuchten Warenbahn reflektierte Strahlung wird von einer Fotozelle aufgenommen. Die Differenz der Reflexions­ intensitäten der beiden Wellenlängen bilden ein Maß für den Wassergehalt. Die Meßstrahlung reagiert auf Wasser und Material- und Struktureigenschaften, die Vergleichsstrah­ lung reagiert nicht auf den Wassergehalt, sondern nur auf die Material- und Struktureigenschaften. Dadurch können die Material- und Struktureigenschaften durch den Ver­ gleich der beiden Messungen weitgehend eliminiert werden, so daß ein elektrisches Ausgangssignal gewonnen werden kann, welches die Feuchtigkeit der Warenbahn wiedergibt.

Die Messung der Helligkeit wird also erfindungsgemäß mit einer solchen Messung kombiniert, die in erster Linie den Feuchtigkeitsgehalt wiedergibt. Die Kombination im einzelnen kann so ausgestaltet werden, wie es bei dem gerade vorliegenden Einzelfall am vorteilhaftesten ist.

Die Messung der Helligkeiten erfolgt jeweils an einer bestimmten Stelle der Warenbahn, deren Ausdehnung wesent­ lich kleiner als die Dimensionen der Warenbahn ist, bei­ spielsweise zwei Größenordnungen darunterliegt. Bei einer Warenbahnbreite von 2 m könnte die Ausdehnung in Breiten­ richtung einige wenige Zentimeter betragen, wobei die Ausdehnung in Längenrichtung der Warenbahn ähnlich ist.

Um ein Helligkeitsprofil quer zur Warenbahn zu er­ halten, kann an einer Mehrzahl von Stellen mit entspre­ chend vielen Meßeinrichtungen gleichzeitig gemessen wer­ den, oder es kann eine Meßeinrichtung traversierend quer zur Warenbahn bewegt werden, die an vorbestimmten Stellen der Warenbahn jeweils eine Messung ausführt.

Eine wichtige Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist Gegenstand des Anspruchs 2, wonach die beiden Meßwerte mit einer je eigenen Gewichtung bei der Steuerung verwen­ det werden, die gemäß Anspruch 3 verändert werden kann.

So kann zum Beispiel das Signal der Helligkeitsmes­ sung im sichtbaren Bereich mit 20% in dem Steuersignal berücksichtigt werden, das Signal im Infrarotbereich mit 80%. Auf diese Weise kann die Art der Messung gewisserma­ ßen von einer überwiegend als Helligkeitsmessung anzuspre­ chenden Messung in Richtung einer überwiegend eine Feuchte wiedergebenden Messung und zurück verschoben werden.

Diese Verschiebung kann gemäß Anspruch 4 auch automa­ tisch geschehen, wobei Anspruch 5 ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel darstellt.

Wenn die Helligkeitsmessung im sichtbaren Bereich ergibt, daß es sich um eine sehr dunkle Warenbahn handelt, bei der ein Arbeiten nur mit der Helligkeitsmessung im sichtbaren Bereich nicht zu befriedigenden Ergebnissen führt, kann dem Signalanteil der Messung im nahen Infra­ rotbereich ein Übergewicht verschafft werden, wodurch sich wieder ein hinreichend deutliches Steuersignal für die Abquetschung erzielen läßt, welches dann allerdings über­ wiegend auf der Feuchtigkeitsverteilung beruht, was aber im dunklen Bereich zufriedenstellende Ergebnisse bringt.

Die Ansprüche 6 bis 10 geben den vorrichtungsmäßigen Aspekt der Erfindung wieder.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines Foulards zur Färbung einer textilen Warenbahn mit der angebauten Steu­ ereinrichtung;

Fig. 2 zeigt schematisch das Prinzip der Messung;

Fig. 3 zeigt einen Teilquerschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Färbe­ vorrichtung dient zum kontinuierlichen Färben einer in Breitlage in Pfeilrichtung geförderten textilen Warenbahn 1. Die Färbevorrichtung 100 umfaßt einen Foulard 10 mit einem Tauchbecken 2 für die Färbeflüssigkeit 3, in welches die Warenbahn 1 über Umlenkwalzen von oben hineingeleitet wird und nach Umlenkung im unteren Bereich des Tauchbeckens wieder nach oben herausgeleitet wird. Die Warenbahn 1 legt also in der Färbeflüssigkeit 3 eine Tauchstrecke zurück, in der sie sich zumindest teilweise mit Färbeflüs­ sigkeit 3 sättigt. Nach dem Auftauchen aus der Färbeflüs­ sigkeit 3 passiert die Warenbahn 1 ein Quetschwerk 4, welches aus einer angetriebenen konventionellen Unterwalze 5 und einer zonenweise durchbiegungssteuerbaren Walze 6 besteht, die an Schwingen 27 gelagert und gegen die Unter­ walze 5 anstellbar ist. Die Schwingen 27 an den beiden Enden der Walze 6 sind hydraulisch oder pneumatisch in dem angebenen Pfeilsinne verschwenkbar.

Die zonenweise Durchbiegungssteuerbarkeit der Walze 6 bedeutet, daß ein wählbares Linienkraftprofil längs des zwischen den Walzen 5 und 6 gebildeten Abquetschspalts eingestellt werden kann, welches nicht symmetrisch zur Mitte sein muß, sondern in einem gewissen Grade beliebig ausgestaltet werden kann. Die unterschiedliche Linienkraft pro Längeneinheit führt zu einer unterschiedlichen Abquet­ schung der von der Warenbahn 1 aus dem Tauchbecken mit­ genommenen Färbeflüssigkeit.

Die zonenweise Durchbiegungssteuerbarkeit kann bei­ spielsweise in der in Fig. 3 angedeuteten Weise erzielt werden. Die Walze 6 umfaßt ein undrehbares Querhaupt 7, welches an den Enden in den Schwingen 27 gelagert ist. Die Dreiecke 8 symbolisieren die von den Schwingen 27 auf das Querhaupt 7 ausgeübten Kräfte.

Das Querhaupt 7 durchgreift der Länge nach eine Hohl­ walze 9, deren Außenumfang den arbeitenden Walzenumfang bildet und die mit ihrem Innenumfang 11 allseits Abstand von dem Querhaupt 7 beläßt. Auf der Seite der Walzspalts 12 sind an dem Querhaupt 7 in dem Zwischenraum 13 zwischen Querhaupt 7 und Innenumfang 11 der Hohlwalze 9 in Längs­ richtung der Walze 6 hintereinander aufgereihte hydrosta­ tische Stützelemente 14 angeordnet, die einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sind und mit ihrer in Fig. 3 unten gelegenen Gleitfläche am Innenumfang 11 der Hohlwalze 9 anliegen. In den Gleitflächen sind flache Lagertaschen ausgebildet, die mit Druckflüssigkeit füllbar sind, die einen hydrostatischen Druck auf den Innenumfang 11 der Hohlwalze 9 ausübt und ständig über die Berandung der Lagertaschen nach außen abströmt, so daß eine metallische Berührung zwischen den Stützelementen 14 und dem Innen­ umfang 11 der Hohlwalze 9 nicht stattfindet.

Wenn einzelne Stützelemente oder Gruppen derselben mit einem höheren hydraulischen Druck beaufschlagt werden, erscheint eine entsprechende Erhöhung der Linienkraft, gemildert durch die Formsteifigkeit der Hohlwalze 9 im Walzspalt 12 und prägt sich in einer mehr oder weniger starken Abquetschung der Warenbahn 1 aus.

Wenn die Warenbahn 1 das Quetschwerk 4 verlassen hat, passiert sie kurz danach in noch praktisch unverändert feuchtem Zustand eine Meßeinrichtung 20, deren Prinzip ganz schematisch in Fig. 2 angedeutet ist. Sie umfaßt eine Lichtquelle 15, die Licht mit Infrarotanteilen aussendet, welches durch eine Linsenanordnung 16 zu einem parallelen Strahl 28 geformt wird, der an einer Stelle 17 senkrecht auf die Warenbahn 1 fällt. Die Stelle 17 wird eine im wesentlichen kreisrunde Gestalt haben. Ihr Durchmesser beträgt einige wenige Zentimeter.

Die in der Richtung 18 von der Oberfläche der Waren­ bahn reflektierte Strahlung wird durch eine Linsenanord­ nung 19 auf eine Sensoranordnung 30 fokussiert, die zwei in dem Ausführungsbeispiel unmittelbar nebeneinander an­ geordnete Sensoren 21, 22 umfaßt. Der Sensor 21 ist ein fotoelektrisches Element, welches ein Signal abgibt, wel­ ches die Helligkeit der Warenbahn 1 im Bereich der sicht­ baren Strahlung von etwa 200 bis 700 nm repräsentiert. Das fotoelektrische Element des Sensors 22 spricht nur auf Strahlung im nahen Infrarotbereich bis etwa 2000 nm an und gibt ein Signal ab, welches im wesentlichen den Feuchtig­ keitsgehalt der Warenbahn 1 repräsentiert. Es versteht sich, daß die Anordnung in Fig. 2 sehr stark vereinfacht wiedergegeben ist.

Die Signale der Sensoren 21, 22 werden über Leitungen 23, 24 einer Steuereinrichtung 40 zugeführt, die aus den Signalen ein Steuersignal für die Steuerung der hydrauli­ schen Drücke in den einzelnen Stützelementen 40 bildet. Es wird also das Meßergebnis der Meßeinrichtung 20 an einer bestimmten Stelle in Querrichtung der Warenbahn 1 zur Bildung eines Steuersignals herangezogen, welches das oder die für diese Stelle zuständige Stützelement 14 beein­ flußt. Das Steuersignal der Steuereinrichtung 40 gelangt über die Leitung 25 auf eine hydraulische Druckversor­ gungseinheit 50, die die einzelnen hydraulischen Drücke für die Stützelemente 14 bereitstellt und über hydrauli­ sche Leitungen 26 an die Walze 6 weiterleitet. Die Leitung 26 ist nur vereinfachend als eine einzelne Leitung wie­ dergegeben. In Wirklichkeit handelt es sich um so viele Leitungen, wie Stützelemente 14 oder Gruppen von solchen Stützelementen vorhanden sind.

Claims (10)

1. Verfahren zum Färben einer kontinuierlich in Breitlage vorwärts bewegten textilen oder ähnlichen Waren­ bahn, bei welchem auf die Warenbahn über deren Breite eine Färbeflüssigkeit aufgetragen und die mit der Färbeflüssig­ keit versehene Warenbahn mit einer über die Breite wählbar unterschiedlich einstellbaren Linienkraft abgequetscht wird, wobei zur Steuerung der Linienkraftverteilung bei der Abquetschung das an der nach dem Abquetschen noch feuchten Warenbahn ermittelte, in Querrichtung der Waren­ bahn vorhandene Helligkeitsprofil verwendet wird und der an einer Stelle der Warenbahn gemessene Helligkeitswert zur Einstellung der Linienkraft in einem der Stelle, in Breitenrichtung der Warenbahn gesehen, entsprechenden Bereich dient, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle (17) sowohl die Helligkeit im sichtbaren Bereich als auch die Helligkeit im nahen Infrarotbereich gemessen und beide Meßwerte bei der Steuerung verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Meßwerte mit einer je eigenen Gewich­ tung bei der Steuerung verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gewichtung verändert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gewichtung in Abhängigkeit von dem gemessenen Helligkeitswert des sichtbaren Bereichs automatisch ver­ ändert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gewichtung bei einer dunkleren Wa­ renbahn zugunsten des Einflusses des Meßwertes des nahen Infrarotbereichs verändert wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit
einer Auftragseinrichtung (2) für die Färbeflüssig­ keit (3),
einer der Auftragseinrichtung (2) nachgeschalteten Abquetscheinrichtung (4), deren Linienkraftverteilung über die Breite der Warenbahn (1) zonenweise einstellbar ist,
einer der Abquetscheinrichtung (4) nachgeschalteten Einrichtung (20) zur Ermittlung des Helligkeitsprofils in Querrichtung der Warenbahn (1)
und einer Steuereinrichtung (40) zur Beeinflussung der Linienkraftverteilung der Abquetscheinrichtung (4), wobei der an einer Stelle (17) der Warenbahn (1) gemessene Helligkeitswert zur Einstellung der Linienkraft in einem der Stelle (17), in Querrichtung der Warenbahn (1) gese­ hen, entsprechenden Bereich dient,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung (20) einen Helligkeitssensor (21) für sichtbares Licht und einen Helligkeitssensor (22) für Strahlung im nahen Infrarotbereich umfaßt und die Signale beider Sensoren (21, 22) in der Steuereinrichtung (40) verarbeitbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Einrichtung (41) vorgesehen ist, mit­ tels derer den Signalen der beiden Sensoren (21, 22) je­ weils eine eigene Gewichtung zugeordnet werden kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gewichtung veränderbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels der Einrichtung (41) die Gewichtung in Abhängigkeit von dem gemessenen Helligkeitswert im sichtbaren Bereich automatisch veränderbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels der Einrichtung (41) die Gewichtung bei einer dunkleren Warenbahn (1) zugunsten des Einflusses des Meßwertes des nahen Infrarotbereichs veränderbar ist.