DE68906339T2

DE68906339T2 - Unter Hochdruck arbeitende Nassbehandlungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE68906339T2
Application number: DE89117843T
Authority: DE
Inventors: Shin Kasai; Yutaka Kawaguchi; Michio Konno
Original assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Current assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: KR900005000A; JPH0248165U; KR910009648B1; EP0361436A1; US4967962A; EP0361436B1; JPH0618800Y2; DE68906339D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine unter Hochdruck arbeitende Naßbehandlungsvorrichtung und kann vorteilhaft zum physikalischen Behandeln oder Öffnen der Webbindung eines gewebten Textils aus anorganischen Fasern eingesetzt werden (die Bezeichnung "Öffnen" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang "Lockern des dichten Massenzustandes von Fasern, die den Gewebefaden bilden"). Insbesondere ist die Erfindung zum Behandeln von Geweben von kleinerer Dicke und geringerer Dichte zum Ausgleichen von überlappenden Bereichen geeignet, die beim Naßbehandeln unter Hochdruck auftreten können.
Die Verwendung von mit Hochdruckflüssigkeiten arbeitenden Maschinen ist auf verschiedenen Gebieten bekannt, etwa zum Schneiden oder Bohren von Stein- oder Zementplatten, zum Entgraten von plastikformteilen usw. Bei einem Maschinentyp wird Hochdruckwasser, dessen Druck auf mehrere tausend kg/cm² erhöht ist, durch eine kleine Bohrung von 0,1 mm oder weniger in einer Düse auf ein zu behandelndes Objekt wie etwa einen Stein gerichtet. Ein derartiger Hochdruckwasserstrahl kann zum Abschneiden eines Stückes oder zum Bohren des Objektes mit Hilfe der Impulsenergie des Wassers verwendet werden.
Eine Hochdruck-Naßbehandlungsmaschine zum Behandeln von gewebten Textilien aus anorganischen Fasern durch eine Hochdruckflüssigkeit ist in der anhängigen US-Anmeldung Serial Nr. 07/080225 mit Anmeldetag vom 29. Juli 1987 vorgeschlagen worden, entsprechend der japanischen ungeprüften veröffentlichten Patentanmeldung JP-A-61-230900. In der Maschine nach der genannten Anmeldung ist ein Düsenkopf mit einer Vielzahl von Düsen in vorgegebenen Abständen versehen, um Hochdruckflüssigkeit in denselben vorgegebenen Abständen gegen die Breite des Textilgewebes prallen zu lassen, wobei der Düsenkopf translatorisch gedreht und das Gewebe in einer die Achse des Kopfes rechtwinklig kreuzenden Richtung bewegt wird. Als Ergebnis davon wird die Hochdruckflüssigkeit gleichmäßig auf das Gewebe aufgebracht, um die Webbindung zu öffnen und aufzurauhen. Die Geschwindigkeit und der Radius der translatorischen Drehung des Düsenkopfes, der Abstand zwischen den Düsen und die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewebes werden in Abhängigkeit von der Art und den physikalischen Eigenschaften des Gewebes gesteuert, so daß die Oberfläche des Gewebes nahezu gleichmäßig mit der Hochdruckflüssigkeit beaufschlagt wird. Es gibt verschiedene Arten von gewebten Textilien aus anorganischen Fasern, wie etwa Glasfasern, darunter Gewebe mit dichter Struktur für allgemeine Verwendung, dünne Gewebe aus dünnen Glasfasern und Gewebe mit einer geringen Dichte in Kette und Schuß der Webbindung. Einige dieser Gewebetypen bereiten jedoch bei der Behandlung mit Hochdruckflüssigkeit Probleme, die nicht durch Steuern der Geschwindigkeit und des Radius der translatorischen Drehung des Düsenkopfes, des Düsenabstandes und der Bewegungsgeschwindigkeit des Gewebes behoben werden können; das gilt insbesondere für dünne und wenig dichte Gewebe.
Fig. 6 zeigt das Beispiel einer Ortskurve, die auf der Oberfläche eines gewebten Stoffes von einer der Düsen der Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine entsprechend der genannten Anmeldung erzeugt wurde, während das Gewebe in der durch den Pfeil angegebenen Richtung bewegt wurde. Die Teile A der schleifenförmigen Ortskurve überlappen einander, wie ebenfalls in Fig. 6 gezeigt. Da die Oberfläche des Gewebes an den sich gegenseitig überlappenden oder berührenden Bereichen der Ortskurve einer größeren Impulsenergie ausgesetzt ist als an den anderen Bereichen, können die Lagen der anorganischen Fasern des Gewebes an den überlappenden oder sich berührenden Stellen der Ortskurve leicht gegeneinander verschoben werden. Ein solches verschieben der Fasern wird bei Geweben mit kleiner Dicke und geringer Dichte zunehmend häufiger. Solche bestimmten Typen von Geweben werden daher mit einem derartigen Verfahren nicht brauchbar behandelt.

Gegenstand der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine zu schaffen, die die vorstehend beschriebenen Probleme löst.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine, bei der die sich gegenseitig überlappenden oder berührenden Bereiche von schleifenförmigen Ortskurven, die sich auf der Oberfläche eines aus Düsen mit einem säulenförmigen Hochdruckflüssigkeitsstrahl beaufschlagten Objekts ergeben, vermieden werden. Die Erfindung vermeidet ferner die Konzentration der Impulsenergie der Flüssigkeitsstrahlen auf die überlappenden oder sich berührenden Bereiche der Ortskurven, um so das Objekt gleichmäßiger zu behandeln. Es ist eine Maschine mit einem Düsenkopf vorgesehen, der in gleichmäßigen Abständen P über die Breite des zu behandelnden Objekts angeordnete Düsen aufweist und an so einem Rahmen angebracht ist, daß er sich quer zur Bewegungsrichtung des Objekts erstreckt. Beide Enden des Düsenkopfes sind mit Kupplungsgliedern verbunden, von denen wenigstens eines mit einem Antrieb verbunden ist, der in einem Kreis mit dem Radius e bewegt wird, so daß die Düsen in Kreisen mit jeweils dem Radius e bewegt werden. Zwischen die Düsen und das zu behandelnde Objekt sind Abdeckungsteile eingeführt, um wenigsten einen Teil des Flüssigkeitsstrahles der Hochdruckflüssigkeit zu blockieren und die Flüssigkeit gleichmäßig auf einen weiten Bereich der Objektoberfläche aufzubringen. Damit wird die Einheitlichkeit beim Behandeln eines breiten Werkstücks bei einer gleichmäßigen Fertigungsgeschwindigkeit verbessert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine mit zwischen einem zu behandelnden Objekt und den Düsen eingefügten Abdeckungsteilen, die derart verteilt, ausgebildet und angeordnet sind, daß die Teile der schleifenförmigen Ortskurven, die auf der Oberfläche des Objekts erzeugt werden, während das Objekt bewegt und der Düsenkopf entlang eines Kreises mit dem Radius e verschoben wird, sich nicht gegenseitig überlappen oder berühren. Damit wird ein gleichmäßigeres Aufbringen der Impulsenergie der Hochdruckflüssigkeit auf das behandelte Objekt erreicht. Die Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine ist besonders vorteilhaft bei einem dünnen oder weniger dichten Textilgewebe aus anorganischen Fasern, das ohne Verschiebung der Fäden aus der Lage in dem Gewebe oder dergleichen bearbeitet werden soll.
In einer Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine nach der Erfindung ist ein flexibles Rohr zum Zuführen der Hochdruckflüssigkeit zu den Düsen und zum Erzeugen der säulenförmigen Hochdruckflüssigkeitsstrahlen aus den Düsen mit dem Düsenkopf gekuppelt. Beide Enden des Düsenkopfes sind an drehbare Wellen gekuppelt, die an dem Rahmen befestigt und an sich gegenseitig entsprechenden Stellen angeordnet sind, so daß die Enden des Kopfes auf Kreisen mit den Radien e gedreht werden, die exzentrisch zu der Welle liegen. Anders ausgedrückt führt der Düsenkopf eine translatorische Kreisbewegung mit dem Radius e aus, wenn die drehbaren Wellen um ihre Achse gedreht werden. Die an dem Düsenkopf angebrachten Düsen werden daher auf Kreisen mit demselben Radius verschoben. Im Betrieb wird ein zu behandelndes Objekt unter dem Kopf und zwischen dem Rahmen bewegt, während die Hochdruck flüssigkeit aus den Düsen ausströmt, um die Oberfläche des Objektes zu beaufschlagen, und die drehbaren Wellen um ihre Achsen gedreht werden. Damit wird die bewegte Oberfläche des Objekts mit der Flüssigkeit beaufschlagt, wenn die Düsen auf den Kreisen verschoben werden. Die zwischen den Düsenkopf und die Oberfläche des behandelten Objekts eingefügten Abdeckungsteile bestehen vorzugsweise aus Stangen aus rostfreiem Stahl mit kreisförmigen, dreieckigem, quadratischem oder schlank-rechtwinkligem Querschnitt, so daß sie wenigstens einen Teil des Düsenstrahls der säulenförmigen Strahlen der aus den Düsen austretenden Hochdruckflüssigkeit blockieren. Die Abdeckungsteile können auf unterschiedliche Weise angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführung liegen die Teile parallel zueinander. In einer anderen Anordnung bilden die Teile einen Kamm. In einer weiteren Anordnung überschneiden sie sich.
Der Abstand P zwischen den Düsen, der Durchmesser der Düsen, der Radius e und die Geschwindigkeit der translatorischen Kreisbewegung betragen vorzugsweise 10 bis 20 mm, 0,1 bis 0,5 mm, 10 bis 30 mm und 100 bis 2.000 U/min. Der Abstand P zwischen den Düsen und der Radius e der translatorischen Bewegung jeder Düse können jedoch abhängig von dem zu behandelnden Objekt und dessen Bewegungsgeschwindigkeit auch in zweckmäßiger Weise anders bemessen werden. Wenn der Abstand P und der Radius e in dem Verhältnis e< P/2 stehen, wird die Hochdruckflüssigkeit auf einige Oberflächenteile des behandelten Objekts nicht aufgebracht. Der Abstand P und der Radius e sollten sich daher zueinander nicht wie e< P/2 verhalten. Anders ausgedrückt sollte das Verhältnis e≥P/2 erfüllt sein; der Druck der aufgebrachten Hochdruckflüssigkeit wird zwischen 10 und 3.000 kg/cm² eingestellt. Vorzugsweise wird der Druck jedoch zwischen 10 und 200 kg/cm² eingestellt, wenn das behandelte Objekt ein gewebtes Textil aus anorganischen Fasern ist.

Erläuterung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine;
Fig. 2 ist eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der Abdeckungsteile der Maschine;
Fig. 3 ist eine Ansicht der von der Maschine erzeugten schleifenförmigen Ortskurven;
Fig. 4 ist eine Ansicht der von einer Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine erzeugten schleifenförmigen Ortskurven unter Anwendung einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung der Abdeckungsteile;
Fig. 5 stellt eine weitere Ausführung von Abdeckungsteilen dar, welche Abwandlungen derjenigen von Maschinen nach den Fig. 1, 2 und 4 bilden; und
Fig. 6 ist eine Ansicht der von einer herkömmlichen Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine erzeugten schleifenförmigen Ortskurven.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine 1. Die Maschine 1 weist einen Rahmen 2 auf, der sich quer über einen Durchgang für das durch diesen hindurch bewegte, zu bearbeitende Objekt erstreckt, ferner einen Düsenkopf 3 und einen Tisch 4. Am oberen Teil des Rahmens 2 sind in der Nähe seiner beiden Enden drehbare Wellen 5a und 5b angebracht. Die Welle 5a ist angetrieben, während die andere Welle 5b leer läuft. Die Wellen 5a und 5b sind an einem Ende mit Kurbeln 6 verbunden, und die Enden des Düsenkopfes 3 sind ebenfalls drehbar mit den Kurbeln 6 verbunden. In dem Düsenkopf sind eine Vielzahl von Düsen 7 mit im wesentlichen gleichen Abständen P angeordnet, Ein biegsames Rohr 8 ist an dem Düsenkopf 3 zum Zuführen einer Hochdruckflüssigkeit zu dem Düsenkopf und damit zu jeder Düse angebracht. Auf dem Tisch 4 ist ein Träger 9 angebracht, von dem Wasser o.dgl. leicht abgeleitet werden kann und der zum Bewegen eines zu bearbeitenden Objekts unter dem Kopf 3 innerhalb des Durchganges des Rahmens 2 dient. Der Träger 9 kann auf übliche Weise angetrieben werden.
Zwischen den Düsenkopf 3 und den Träger 9 sind Abdeckungs teile 10 in der Weise eingesetzt, daß zwischen dem Düsenkopf 3 und den Abdeckungsteilen 10 ein Abstand gebildet wird und ein weiterer Abstand zwischen dem Träger 9 und den Abdeckungsteilen 10 entsteht. An dem Rahmen 2 ist ein Motor 14 zum Antrieb der Welle 5a angebracht, so daß die Antriebskraft des Motors 14 mit einem Riemen 15 auf die Welle 5a übertragen werden kann. Die Abdeckungsteile 10 bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und werden in der Ausführung gemäß Fig. 2 parallel zueinander in gleichen Abständen zwischen Halteteilen 11 gehalten, die an den Enden der Abdeckungsteile angeordnet sind. Die Dicke oder der Durchmesser jedes Abdeckungsteiles 10 beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 1,5 mm. Die Länge jedes Halteteils 11 ist ausreichend um den Durchmesser 2e des translatorischen Drehungskreises jeder Düse 7 abzudecken. Die Zahl der Abdeckungsteile entspricht der Länge jedes Halteteils 11.
Wenn ein Objekt mit Hochdruckflüssigkeit behandelt werden soll, wird zunächst der Motor 14 in Betrieb gesetzt, so daß die Welle 5a gedreht wird. Dadurch wird die mit der Welle 5a gekuppelte Kurbel 6 um die Welle gedreht. Gleichzeitig wird die an die andere Welle 5b gekuppelte andere Kurbel 6 ebenfalls um die Welle gedreht, indem der Düsenkopf 3 als Verbindung dient. Die Düsen 7 in dem mit den Kurbeln 6 gekuppelten Düsenkopf 3 werden somit translatorisch gedreht, so daß jede Düse eine kreisförmige Ortskurve beschreibt, deren Radius gleich der Länge e des Armes jeder Kurbel 6 ist. Dazu wird Hochdruckflüssigkeit dem Düsenkopf 3 durch das biegsame Rohr 8 zugeführt, so daß die Flüssigkeit aus den Düsen 7 in säulenförmigen Strahlen austritt und auf die Oberfläche des zu behandelnden Objekts trifft, das sich auf dem Träger 9 bewegt. Die auf das bearbeitete Objekt aufgestrahlte Flüssigkeit ist in Fig. 1 in einer doppelpunktierten Linie dargestellt. Im Ergebnis strömt die Hochdruckflüssigkeit aus jeder Düse 7 und beaufschlagt die Oberfläche des bearbeiteten Objekts unter Erzeugung einer schleifenförmigen Ortskurve mit einem Radius e auf der Oberfläche. Da die Abdeckungsteile 10 unter den Düsen 7 zwischen dem bearbeiteten Objekt und den Düsen 7 angeordnet sind, um den Strom der Hochdruck-Flüssigkeitsstrahlen zeitweise zu unterbrechen, wird die auf der Oberfläche des Objekts durch Flüssigkeitsstrahlen aus jeder Düse 7 aufgebrachte Ortskurve, wie in Fig. 3 dargestellt, zu einer punktierten Ortskurve. Die Impulsenergie der auf das Objekt auftreffenden Hochdruckflüssigkeit wird damit gleichmäßig zugeführt und das Objekt wird einheitlich behandelt.
Fig. 4 zeigt die schleifenförmigen Ortskurven eines auf ein zu bearbeitendes Objekt gerichteten Hochdruckflüssigkeitsstrahls aus Düsen einer Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Maschine strömt die Hochdruckflüssigkeit aus den Düsen 7, um die Oberfläche des behandelten Objekts zu beaufschlagen, während der Düsenkopf 3 eine translatorische Kreisbewegung ausführt und das Objekt in einer in Fig. 4 durch einen Pfeil angegebenen Richtung bewegt wird. Dadurch werden die schleifenförmigen Ortskurven auf dem Objekt durch die Flüssigkeit erzeugt. Die Maschine weist Abdeckungsteile 10 auf, um ein gegenseitiges Überlappen der schleifenförmigen Ortskurven in ihren Bereichen B zu verhindern. Im Ergebnis werden die schleifenförmigen Ortskurven in ihren Bereichen B ausgespart, so daß das behandelte Objekt von der Hochdruckflüssigkeit keine höhere Impulsenergie erhält, die aus einem zweifachen Auftragen der Flüssigkeit auf das Objekt resultieren würde. Das behandelte Objekt wird dabei effektiv vor Beschädigungen geschützt, die aufgrund von Verlagerungen und Verschiebungen des anorganischen Fadens in dünnen gewebten Textilien auftreten können, wie eingangs im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erläutert. Da die Bereiche B der schleifenförmigen Ortskurven eine geringe Größe haben und die Hochdruckflüssigkeiten nicht nur auf die unmittelbar beaufschlagten Punkte des bearbeiteten Objekts einwirken, sondern auch auf die an die beaufschlagten Punkte angrenzenden Bereiche, wird das Objekt einheitlich als Ganzes von der Flüssigkeit behandelt. Da ferner die Bereiche der schleifenförmigen Ortskurven, die sich ohne Vorsehen der Abdeckungsteile 10 überlappen oder aneinander angrenzen würden, von dem Abstand zwischen den Düsen, dem Radius der translatorischen Kreisbewegung der Düsen und der Geschwindigkeit des behandelten Objekts abhängig sind, müssen der Abstand zwischen den Düsen, der Radius und die Geschwindigkeit in geeigneter Weise bestimmt werden.
In einer weiteren, in Fig. 5 dargestellten Ausführung sind Abdeckungsteile 13 vorgesehen, die Abwandlungen der in Fig. 2 und 4 gezeigten Abdeckungsteile 10 bilden. Die Abdeckungsteile 13 sind an einem Halteteil 12 in der Weise angebracht, daß sie sich rechtwinklig kreuzen und in einem Winkel von 450 zur Bewegungsrichtung des behandelten Objekts ausgerichtet sind, die in Fig. 5 durch einen Pfeil angezeigt ist. Die Kreise in Fig. 5 stellen die kreisförmigen Ortskurven dreier benachbarter Düsen dar. Die kreisförmigen Ortskurven überschneiden einander. Der Radius e jeder kreisförmigen Ortskurve und der Abstand P zwischen den Düsen stehen in einem Verhältnis von e> P/2. Die sich schneidenden Abdeckteile 13 bewirken, daß die schleifenförmigen Ortskurven, die die Oberfläche des bearbeiteten Objekts mit aus den Düsen 7 strömender Hochdruckflüssigkeit beaufschlagen, in den Bereichen der Ortskurven sich nicht gegenseitig überlappen. Damit wird ein Auftreffen übermäßiger Impulsenergie von der Hochdruckflüssigkeit auf das behandelte Objekt vermieden. Die Abdeckteile 13 sind besonders wirkungsvoll, wenn es sich bei dem behandelten Objekt um aus anorganischen Fasern gewebtes Textil o.dgl. handelt.

Claims

1. Unter Hochdruck arbeitende Naßbehandlungsvorrichtung zum Behandeln eines relativ dazu bewegten Objekts, z.B. von gewebtem Textil, umfassend

eine Anordnung zum Fördern des zu behandelnden Objekts,

einen die Förderanordnung überbrückenden Rahmen,

eine Kopfanordnung mit einer Vielzahl von beabstandeten Düsen zum Erzeugen eines Hochdruckflüssigkeitsstrahles, der von den Düsen in gleichen Abständen auf die Breite des zu behandelnden Objekts gebracht wird, wobei die Kopfanordnung an den Rahmen durch eine Kurbelanordnung gekuppelt ist, welche durch einen Antrieb in Drehung versetzt wird, um eine translatorische Drehung der Kopfanordnung und eine Drehbewegung der Düsen zu bewirken,

dadurch gekennzeichnet, daß Abdeckungsteile zwischen der Kopfanordnung und der Förderanordnung angeordnet sind, um zumindest einen Teil der von den Düsen erzeugten Strahlen zu blockieren, wenn die Düsen im Kreis bewegt werden.

2. Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungsteile wenigstens ein derart angeordnetes Teil aufweisen, daß an schleifenförmigen Ortskurven, welche auf der Oberfläche eines behandelten Objekts von den auftreffenden Strahlen während der Kreisbewegung der Düsen und der Bewegung des Objekts durch die Förderanordnung gebildet werden, überlappende und sich gegenseitig berührende Teile vermieden werden.

3. Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckteile mehrere langgestreckte Teile aufweisen, die parallel zueinander und in gleichen Abständen angeordnet sind und an ihren Enden von Haltemitteln gehalten werden.

4. Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckteile mehrere langgestreckt Teile aufweisen, die einander überschnieden und in einem schrägen Winkel zu der Bewegungsrichtung eines von dem Fördermittel bewegten Objekts verlaufen, und daß diese Teile durch Haltemittel in ihrer Lage gehalten werden.

5. Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl einen Druck zwischen 10 und 3.000 kg/cm² aufweist und daß die Düsen mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 2.000 U/min auf den Kreisen bewegt werden.

6. Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des Kreises, auf dem die Düsen bewegt werden, nicht kleiner als die Hälfte des Abstandes zwischen den Düsen ist.

7. Hochdruck-Naßbearbeitungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Düsen zwischen 10 und 20 mm, der Durchmesser jeder Düse zwischen 0,1 und 0,5 mm und der Radius des Kreises zwischen 10 und 30 mm beträgt.