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Verfahren und Vorrichtung, wandernde Bahnen, z. B. Textilien, auf
einem bestimmten Feuchtigkeitsgrad beim Trocknen oder Befeuchten zu halten Bei der
Behandlung von Stoffen, wie Gewebe, Papier, Pappe u. dgl., tritt häufig die Notwendigkeit
hervor, einen bestimmten Feuchtigkeitszustand, sei es durch Trocknung oder auch
durch Befeuchtung, zu erzielen. In den meisten Fällen handelt es sich um Trocknung,
wobei das Arbeitsgut bahnförmig geführt wird und mit erwärmter Luft als Feuchtigkeitsträger
in strömende Berührung kommt. Die Eigenart des Trockengutes verlangt eine derartige
Regelung des Trocknens, daß das Gut mit einem bestimmten Trockengrade, nämlich noch
iin Besitze seiner natürlichen (hygroskopischen) Feuchtigkeit, aus der Behandlungsmaschine
kommt. Das ist um so schwieriger zu erreichen, je ungleichmäßiger das Gewicht des
Trockengutes, auf die Flächeneinheit bezogen, ist und je verschiedener der Wassergehalt
des Gutes beim Einlauf in die Maschine ist. Man muß infolgedessen regelnd in den
Betrieb eingreifen und hat dieses auf zwei Wegen versucht. Entweder richtet man
den Förderantrieb des Trockengutes, durch die Maschine hindurch mit bekannten Vorrichtungen,
wie Stufenscheiben, Zahnradgetrieben mit vielen Stufen, Kegelscheiben, Regelmotoren,
regelbar ein und trägt dem veränderten Wassergehalt des einlaufenden Gutes durch-
längere qder kürzere Trockenzeit Rechnung, o, man wirkt regelnd durch ähnliche
Vorrichtungen, wie eben angegeben auf den die Luftbewegung in der Maschine erzeugenden
Antrieb ein, trägt also dem veränderlichen Wassergehalt des Trockengutes durch Änderung-der
LuftmLn£en Rechnung. Häufig verbindet man hiermit eine #Reg#el#u#n der Trockentemperatur
in der Maschinrch bekannte #`emperaturregler. Diese Regelungen geschehen durch Hand.
Die Bedienung schätzt durch Befühlen des aus der Maschine kommenden Trokkengutes
den Trockengrad ab und regelt danach nach einer der oben beschriebenen Arten. Hierbei
handelt es sich um reine Gefühlssache. Infolgedessen ist die Regelung nur sehr unvollkommen,
zumal wenn die nötige Erfahrung fehlt, um den richtigen Trockengrad für jedes Gut
stets richtig abzuschätzen. Leicht kann auch durch Unachtsamkeit der richtige Regelzeitpunkt
versäumt werden. Infolgedessen weist das Trockengut häufig Fehler auf, die es unbrauchbar
machen oder doch seinen Wert mindern.
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Infolgedessen hat- man schon daran gedacht, die willkürliche Regelung
durch unwillkürliche Eigenregelung der Maschine zu ersetzen, ist jedoch zu wirklich
brauchbaren Lösungen noch nicht gekommen. Man hat vorgeschlagen, den Wärmeunterschied
zwischen zu gefizhrter Tro nluft und Äblüft- durch TemDeraturmeßgeräte festzust@e1
en- uiül zu Regelzwecken auszunutzen. Eine derartige Regelung ist träge und grob
und für praktische Durchführung nicht geeignet.
Ein anderer Vorschlag
geht dahin, den Feuchtigkeitsgehalt"@de@@ocl@en@utes = am Ende der Maschine mittels
Feuchtigkeitsmesses-festzustellen und diese Änderung regelnd auf die Geschwindigkeit
des Trockengutes einwirken zu lassen. Hierbei wird aber nicht am Trockengute selbst
gemessen, sondern der Feuchtigkeitsgehalt der von der aus der Masc ine austreten
en@Wäxe'- ä@gesäü,@t`en_Lüft. Die Messung der Luftfeuchtigkeit stellt schon selbst
eine Fehlerquelle dar, und die Veränderung der Luftgeschwindigkeit an der Meßstelle
muß die Angabe der Feuchtigkeitsmesser stark beeinflussen. Will man aber erwärmte
Luft am Ausgang der Maschine durch die Ware saugen, so erreicht man gerade das,
was die Einrichtung vermeiden soll, man entzieht dann nämlich der schon trockenen
Ware noch den letzten Rest der natürlichen Feuchtigkeit. Zu diesen Fehlern gesellt
sich noch der Umstand, daß eine solche Einrichtung den Betrieb der Maschine umständlich
und unübersichtlich gestaltet sowie den Anschaffungspreis erheblich erhöht.
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Im Gegensatz zu all den bisher aufgetretenen Vorschlägen wird nach
der Erfindung der Z,ußt&nd deL-Ware_an_einer dafür geeigneten und zweckmäßigen
Stel#,an der Ware selbst
geprüft, so daß also kein Mittler zwischentritt.
Da man mit Geräten, die auf den Feuchtigkeitsgehalt anspielen, nicht genügend sicher
und schnell arbeiten kann, so benutzt die Erfindung den vom Feuchtigkeitsgehalt
abhängigen Zustand der Ware, wie er sich in elektrischer Hinsicht, sei es durch
Messung der Widerr_standsfäh_igkeit der Ware, sei es bezüglich der statischen Elektrizität
der '\NTare, auswirkt. -@Bekänntlich@-nelimen die hier in Frage kommenden Stoffe,
also Gewebe, Papier- und Pappbahnen u. dgl., nach Abgabe ihrer überschüssigen Feuchtigkeit
erhebliche elektrostatische Ladungen auf. Diese kann man unmittelbar mittels eines
Elektroskops_ feststellen, und den Untersc ie iri @n Ladungen, der sich in einem
unterschiedlichen Ausschlage des Elektroskops geltend macht, kann man zu Regelzwecken
ausnutzen. Bekanntlich sind aber auch alle Körper in feuchtem Zustande, wenn sie
also Wasser enthalten, gute elektrische Leiter. Sinkt der Wassergehalt, so werden
die meisten Körper, besonders diejenigen aus tierischen und pflanzlichen Fasern,
zu Isolatoren. Man hat also durch Abtastung der Leitfähigkeit des Gewebes die Möglichkeit,
den Feuchtigkeitsgehalt zu prüfen und regelnd auf einen gewünschten Zustand der
Bahn einzuwirken.
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Erfindungsgemäß besteht somit das Verfahren, bei bahnförmig geführten
Stoffen einen bestimmten Feuchtigkeitszustand zu erzielen, und zwar je nach der
Aufgabe durch Trocknung oder Befeuchtung, darin, daß man an einer bestimmten Stelle
der Behandlungsvorrichtung oder Maschine den Körper elektrisch abtastet und die
dabei auftretenden elektrischen Änderungen ein Elektroskop oder Elektromagneten
beeinflussen, die auf den Gang der Maschine oder die Arbeit von Maschinenteilen
einwirken. Man kann aber auch diese Änderungen nur an einer bestimmten Stelle selbsttät
melden lassen, sei es optisch, sei es akustisch, und dann die Regelung von Hand
vörnehmen lassen.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der verschiedenartigen
Behandlungsmaschinen im wesentlichen schematisch dargestellt.
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Bei den Maschinen nach Abb. i und 2 -wird die elektrostatische Ladung
der Behandlungsbahn an einer bestimmten Stelle in dauerndem Betriebe abgetastet;
bei den in den übrigen Abbildungen dargestellten Lösungen wird die Leitfähigkeit
eines Bahnstückes bestimmter Länge und bestimmten Ortes abgetastet.
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Abb. i zeigt eine Vieretagenspann- und Trockenmaschine. Bevor das
Gewebe die Maschine verläßt, läuft es über einen elektrischen Leiter K und teilt
ihm seine elektrostatische Ladung mit. Durch leitende Verbindung des Leiters K mit
einem Blattelektroskop E wird das Blättchen a des Elektroskops zum Ausschlag gebracht.
Da nun die elektrostatische Ladung um so größer wird, je trockner die Ware ist,
so schlägt bei verhältnismäßig großer Trockenheit das Blättchen a bis zu dem Kontakt
bl. aus und schließt dort einen Stromkreis der Stromquelle B. Diese setzt den kleinen
ElektromotorEMl im Pfeildrehsinne in Gang. Der Elektromotor EM' wirkt über eine
Schnurscheibe auf das Verstellrad R des Regelwid-erstandesRW, der die Drehzahl des
Antriebsmotors AM der Trokkenma_schioe..,verändert. I@ürcli""die -Drehung
in dem vorgenannten. Sinne wird die Drehzahl des Motors erhöht, also der Gang der
Maschine beschleunigt, und zwar so lange, bis die elektrostatische Ladung abnimmt,
das Blättchen a also bis zu dem Kontakt b2 zurückgeht. Hier wird wieder ein Stromkreis
über die Stromquelle B geschlossen, in dem aber nunmehr der kleine Elektromotor
EM2 liegt, der in entgegengesetztem Sinne in Drehung versetzt wird und über die
Schnurscheibe R den Regelwiderstand und Antriebsmotor in entgegengesetztem Sinne
als vorher beeinflußt. Dadurch wird der Gang der Maschine verlangsamt.
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Abb. 2 zeigt eine einfache Gewebetrockeninaschine. Vor dem Verlassen
der Maschine läuft die Ware über den Leiter K, der die
elektrostatische
Ladung aufnimmt und auf das Elektroskop E überträgt, so daß das Blättchen a j e
nach der Ladungsstärke mehr oder weniger abgestoßen wird. Das Blättchen bewegt sich
vor einer Platte mit den öffnungen zweier Luftleitungen L1 und L2 innerhalb eines
Kastens, in den über die LeitungL von einer Pumpe Druckluft eingeführt wird. Die
Leitungen L' und L2 gehen in an sich bekannter Weise zu einer Kolbenmaschine A,
deren Zylinder auf einem Schwinghebel S sitzt. Dieser ist um den festen Drehpunkt
D schwenkbar. Auf dem Schwinghebel S sitzen zwei Reibscheiben RI und R2. Die Welle
der Scheibe R' wird mittels Kette von einem auf der Achse bei D sitzenden Kettenrade
angetrieben, dessen weitere Verbindung zu einer Transmission oder zu einem Antriebsmotor
nicht dargestellt ist. Das Zahnrad Z1 auf der Welle des Reibrades RI greift in ein
Zahnrad Z2 auf der Welle des Reibrades R2 ein, so daß beide gegenläufig gedreht
werden. Die Reibscheibe R ist fest am Maschinenständer -gelagert und hat über ein
Kettenrad :I1 und Kette Verbindung mit dem VerstellradeY des stufenlos regelbaren
Getriebes G, z. B. eines Flüssigkeztsg@ieres, etwa Lauf-Thonia, Pittler usw., das
seinerseits die Warenförderung der Maschine änire!ibt. Hat beim Verlassen der-Mader
Stoff seinen normalen Trokkengrad, so steht das Blättchen a zwischen den Mündungen
der Leitungen L1 und L2. Die Arbeitsmaschine A wird durch den auf beiden Seiten
gleichen Druck in Mittellage gehalten. Ist die Ware zu trocken, so nimmt ihre elektrostatische
Ladung zu, und das Blättchen a schlägt weiter aus und überdeckt die Mündung von
L2. Durch den jetzt einseitigen Druck wird der Zylinder der ArbeitsmaschineA so
bewegt, daß die ReibscheibeR1 mit dem Rade R in Eingriff kommt und über R und
M das Verstellrad Y in Drehung versetzt. Dadurch wird die Warengeschwindigkeit
so lange erhöht, bi wieder der normale Trockengrad erreicht ist. Kommt dagegen der
Stoff zu feucht aus der Maschine, so nimmt seine elektrostatische Ladung ab, das
Blättchen a überdeckt die Mündung von L1 und bringt somit über die Maschine A, die
Räder R2, R und M das Verstellrad Yin entgegengesetzte Drehung, so
daß dadurch der Gang der Maschine verlangsamt wird.
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Abb. 3 zeigt eine Maschine, die dazu verwendet wird, dem Gewebe nach
der Trockenappretur seine natürliche Feuchtigkeit zurückzugeben, die ihm infolge
wiederholter Behandlung auf heißen Zylindern usw. zum größten Teil entzogen worden
war. Um festzustellen, wann das Gewebe seinen natürlichen Feuchtigkeitsgrad erreicht
hat, und um diesen einzuhalten, wird es über die beiden elektrischen Leiter KI und
K2 geführt. Diese liegen ein Stück auseinander und sind im gleichen Stromkreise
der StromquelleB untergebracht. Besitzt das Gewebe den nötigen Feuchtigkeitsgehalt,
so geht bei der konstant; ii Klemmenspannung der Stromquelle B ein Strom bestimmter
Stärke durch den Stromkreis, zu dem das zwischen den beiden Leitern K1 und K2 liegende
Gewebestück gehört. Der Magnet 11.7a wird erregt und übt auf den Schwinghebel S
eine gewisse Kraft aus, der jedoch durch die einstellbare Spannung einer Zugfeder
F das Gleichgewicht gehalten wird. Solange der gewünschte Feuchtigkeitsgehalt aufrechterhalten
bleibt, ändert sich nichts. Ist das Gewebe aber zu naß, nimmt es also in der Maschine
zu viel Feuchtigkeit auf, so wird der Widerstand des zwischen den LeiternK' und
K2 liegenden Gewebestückes kleiner und daher der Strom in dem Stromkreise bei geöffneter
Klemmenspannung von B größer. Die magnetische Kraft des Magneten Ida wird ebenfalls
größer, überwindet die Federkraft von F und bringt die Reibscheibe RI mit dem ortsfesten
RadeR in Eingriff. Da RI dauernd angetrieben ist, so wird nunmehr auch das Rad R
gedreht und wirkt mittels Kettentriebes auf das Verstellrad des Regelmotors RM,
der im vorliegenden Falle den Gang der Maschine beschleunigt.
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Ist dagegen die Ware beim Verlassen der Maschine noch zu trocken,
so vergrößert sich der Widerstand, und es sinkt der Strom im Stromkreise unter seine
Normalhöhe. Dementsprechend verringert sich auch die magnetische Kraft des Magneten
_Ma, und es rieht die Feder F durch ihre Vorspannung den Schwinghebel S an, so daß
die Scheibe RI mit R in Eingriff kommt. Dadurch wird der Motor R M in entgegengesetzter
Weise beeinflußt, läuft also langsamer.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist nicht die elektrostatische Ladung
des Gewebes nachgeprüft worden, sondern die Wirkungsweise der Regelung hängt von
dem elektrischen Widerstande eines Gewebestückes be= stimmter Länge ab. Auch hier
wird aber wiederum unmittelbar das Gewebe abgetastet, nicht also etwa der Zustand
der umgebenden Luft.
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Abb. d. zeigt eine Karbonisiermaschine. Wegen des Vorhandenseins von
Schwefelsäure ist die Behandlung von Stoffen auf solch einer Maschine ein gefährlicher
Vorgang. Die gesäuerte Ware verlangt vor allem langsam ansteigende Temperatur. Deshalb
genügt es nicht, für diese Maschine die Geschwindigkeit des Warendurchganges zu
regeln, sondern es muß außerdem noch die Heizvorrichtung dauernd überwacht werden.
Beide Forderungen erfüllt die aus Abb. 4
schematisch ersichtliche
Gesamtregeleinrichtung. Die Abstufung der Temperaturen in den einzelnen Kammern
erfolgt in bekannter Weise durch Abstufen der _Heizfläche gegen den Wareneisgang.
Die _GeschvYindigkeit regelt sich ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der
Abb. 3, so daß die Ware trocken in die letzte Kammer der Maschine (Karbonisierkammer,
Brennkammer) eintritt. Die Heizvorrichtung .wird __durch ein=gesteuertes
Ventil überw_actt Bei dem dargestellten Ausfü.hrüngsbeispiel dient Druckluft zur
Steuerung. Es ist wiederum eine Steuermaschine mit einem Schwinghebel S vorgesehen,
der als Steuerkolben St ausgebildet ist. Näheres zeigen die Abb. 5 und 5a in größerem
Maßstabe. Der Steuerkolben ST wird genau wie der Kopf des Schwinghebels S bei Abb.
3 bewegt. Er enthält einen Druckraum DR, dem von einer nicht dargestellten Pumpe
aus über die Leitung L dauernd Druckluft zugeführt wird. Der Austritt erfolgt durch
eine Öffnung o in der Kolbenwand. Im Beharrungszustande der Maschine, d. h. bei
Mittelstellung, kommt die durch die öffnung o austretende Druckluft zum Teil in
die ZuleitungLg und durch diese zum Dampfeintrittsventil V, zum Teil entweicht sie
durch einen der Schlitze l im äußeren Gehäuse H ins Freie. Bei dieser aus Abb. 5
ersichtlichen Kolbenstellung ist das Ventil V von seinem Sitze abgehoben, aber nicht
ganz offen, da die Feder f im Ventilgehäuse als Gegenkraft gegen den Luftdruck wirkt.
Wird bei nasserer Ware der Kolben St vom Magneten Ma angezogen, so tritt die öffnungo
ganz vor die Mündung der Leitung L$, und es wirkt auf das Ventil V der volle Pumpendruck.
Dadurch wird die Kraft der Feder f überwunden und der Ventilteller weiter von seinem
Sitze abgehoben. Es tritt jetzt mehr Dampf in die Leitung 0, und die Temperatur
in der Maschine steigt. Ist dagegen die Ware zu trocken, so zieht die Fetter F den
Kolben St nach links, und es entweicht die Druckluft aus dem Raum DR durch die Schlitze
l; die Leitung L$ erhält keine Druckluft mehr. Infolgedessen drückt die Feder f
das Ventil auf seinen Sitz und sperrt somit den Dampfzutritt ab. Die Temperatur
in der Maschine wird sinken.
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Die Abb. 6 zeigt schematisch eine Spannuni Trockenmaschine, bei der
die Änderung in der Leitfähigkeit des zu trocknenden Gewebes dazu benutzt wird,
die"Luft_bewegu _n@g_, in der Maschine entsprechenfd der Eigenart des Trockengutes
zu _.xegeld Die Regeleinrichtung selbst entspricht der bei den Abb. 3 und q. besprochenen
und beschriebenen. Die Reibscheibe R wirkt mit Kettenübertragung auf einen Regelanlasser,
durch den die Umlaufzahl des Einblaseventilators EV sowie uber eine iiemenüfiertragung
auch des Absaugeventilators AV geregelt wird. Kommt das Gewebe zu trocken aus der
Maschine, so wird die Drehzahl beider Ventilatoren gemindert, ist dagegen die Ware
beim Verlassen der Maschine noch zu feucht, so fangen die Ventilatoren an, rascher
zu laufen, und erhöhen dadurch die Luftbewegung und damit die Trockenleistung in
der Maschine.