EP0335833B1 - Verfahren zum Breitstrecken einer Gewebebahn und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
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- EP0335833B1 EP0335833B1 EP19890810211 EP89810211A EP0335833B1 EP 0335833 B1 EP0335833 B1 EP 0335833B1 EP 19890810211 EP19890810211 EP 19890810211 EP 89810211 A EP89810211 A EP 89810211A EP 0335833 B1 EP0335833 B1 EP 0335833B1
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- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
- D06B7/00—Mercerising, e.g. lustring by mercerising
- D06B7/08—Mercerising, e.g. lustring by mercerising of fabrics of indefinite length
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- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
- D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
- D06B3/34—Driving arrangements of machines or apparatus
- D06B3/345—Means for controlling the tension in the textile material
Definitions
- the invention relates to a method for spreading a fabric web in a mercerizing machine according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing this method.
- One method for controlling the passage of a web is e.g. known from the applicant's CH-PS-531 969.
- the instantaneous length of the fabric web between successive treatment stations or between the beginning and end of a group of treatment stations is measured in each case and deviations in this web length from a desired value are corrected by regulating tension regulating members between the stations concerned or in the group concerned.
- the speed of the web in the impregnation zone is compared with the speed of the web in the stabilization zone.
- continuous goods management is provided, i.e. the material web is supported practically without interruption, and passed from one roller to the next with no free space in between.
- the transfer of the material web takes place practically in the area of the contact line of the two rollers.
- the purpose of such a guidance is that the web of material or web of fabric that is spread out through the machine cannot possibly collapse in width during the treatment.
- the invention is concerned with a method or with a mercerizing machine for carrying out the method, in which the fabric web is first guided in a tied manner and then fed to a stenter. It has shown, that in general in the case of mercerization processes and the various pretreatments, such as desizing, boiling and bleaching etc., the fabric web is warped in the longitudinal direction during transport through the system, which results in a corresponding increase in width, which is further increased by the mercerization process. This can be reduced by the bound web guide or by stretching in conventional tenter frames, but not entirely avoided. This also applies to the method according to EP-A-0 198 793 or CH-PS-531 969, since the speeds of the drives can only deviate from one another to a relatively small extent due to the continuous web guidance.
- the invention has for its object to provide an improved method and an apparatus for performing the method, in which the fabric web can be brought to the required width and length by the mercerizing process in the stenter, in order to then be stabilized and fixed.
- a stretching of the fabric web is to be achieved which is carried out evenly and gently and does not lead to center-edge differences in the number of warp threads, as is often the case with chain mercerizing machines.
- this object is achieved primarily by a method according to the characterizing part of claim 1 or by a device according to the characterizing part of claim 4.
- the invention turns away from the existing expert opinion that the web of goods must be supported practically continuously.
- the invention even deliberately accepts the fact that there is a widening of the width due to the free, unbound fabric guidance.
- the lower pull-off speed of the fabric web in the area of the tenter frame enables a much better spreading effect of the tenter frame itself.
- one width section and one section can be placed on the fabric web before the first treatment stage in an initial section Longitudinal dimension to be marked. The change in width and length during the course of the process can then be checked in order to optimize the speed difference, if necessary in individual steps.
- the invention can be implemented particularly simply if the tenter frame drive is controlled with a first speed setpoint and if the drives of the treatment stations in front of the tenter frame are controlled with a second speed setpoint and are regulated in each case by a fabric tension controller at a drive speed that keeps the fabric tension constant.
- each individual treatment station or each group of treatment stations is controlled in a manner known per se by the adjustable second speed setpoint, which can be superimposed by the fabric tension control. Every change in the fabric tension leads to an adaptation of the drive speed, which in concrete terms can mean that nip rollers lying one behind the other have slightly different drive speeds with increasing stretch of the fabric web.
- the first speed setpoint for the tenter frame drive to reduce the fabric tension in the area of the tenter frame inlet can be set smaller than the second speed setpoint before the inlet of the tenter frame.
- the desired fabric tension in spite of the reduced conveying speed can be achieved particularly advantageously if the fabric web is guided away from the tenter frame in bound fabric guidance, if the fabric tension is determined in the area of the tenter frame outlet and if the conveying speed of the fabric in the tenter frame is dependent on the first speed setpoint and the determined one Tissue tension is regulated. Due to the reducible conveying speed of the stenter, the fabric web can shorten what a gentle spreading accommodates. In order to maintain the width of the web after it has been spread, a stretch with a bonded fabric guide connects directly to the stenter. The removal from the stenter takes place with a predeterminable fabric tension, the speed of the stenter being corrected accordingly if the tension falls below or exceeds.
- the regulation of the speed difference between the tensioning frame and the stretch of bound goods guidance can be carried out particularly precisely if a pull roller is provided at the end of the roller arrangement for the bound goods guidance and if the fabric web runs freely through the free stretch between the pulling roller and the entry into the tensioning frame.
- the take-off speed of the pulling roller and stenter inlet thus determine the speed difference to be set.
- the slower the tenter frame is driven compared to the conveying speed of the draw roller the more the length and width of the fabric web can shrink in the area of the free path, which affects the stretching behavior, especially the spreading behavior of the fabric web in the tenter frame.
- the drive motors of the rollers of the treatment stations before and after the stenter can be controlled on the one hand by control loops to keep the tension in the fabric web constant and on the other hand by at least one device for delivering a first and a second setpoint.
- the first or the second setpoint determines the basic speed of the entire system before the stenter and after the stenter, the speed after the stenter usually being lower than the speed before the stenter.
- the control loops for the individual treatment stations also ensure that the tension in the tissue web is kept constant.
- the setting of the deviating relative speeds before and after the stenter can be realized particularly advantageously if the device for delivering a first speed setpoint is connected directly to the control loops of the stenter or the drive motors connected to the stenter and to a multiplication device, and if the output of the Multiplying device the second setpoint output and is applied to the control loops of the drive motors upstream of the stenter.
- the ratio of the two setpoints to one another and thus the speed difference at the stenter inlet can be adjusted by simply adjusting the multiplication device.
- the multiplication device can be e.g. Calibrate as a percentage of the deviation in speed or the length of the conveyed goods. The percentage of the deviation can be displayed on corresponding preselection and display devices.
- FIG. 1 shows a mercerizing machine 1 which is known per se in terms of structure, in which a fabric web 2 in a bound web guide passes successively through a hot impregnation zone 3, a cooling zone 4, an action zone 5 and a stabilization zone 6, the mercerized and stabilized fabric web 2 subsequently not in one more washing machine shown is washed and neutralized.
- the stabilization zone 6 consists of two sections, namely the spreader zone 7, formed by the tenter frame 8 and a subsequent roller zone 9. In the roller zone 9, the fabric web 2 is also guided in a bonded manner. In the stabilization zone 6, the fabric web 2 is sprayed in a known manner by means of spray tubes 10 with hot weak lye in countercurrent, leached and stabilized.
- the fabric web 2 is brought into the desired width by means of a tensioning frame 8 and, in such a spread out manner, is transferred to the roller zone 9.
- the clamping frame 8 is a needle clamping frame. In principle, however, other types of stenter frames or spreader devices are also conceivable.
- the tensioning frame 8 therefore has the task of bringing the fabric web 2 to the desired width and to ensure the stabilization of this width by the leaching.
- the desired length of the fabric web 2 is only taken into account as a result of the change in width.
- the change in width and length of the fabric web 2 during the treatment can, as stated, be checked by marking the raw fabric and comparing the dimensions accordingly.
- the mercerizing machine 1 is divided into sections with fabric tension control 11.1 and 11.2 and a section with a so-called quotient control 12. This means that the drive motors of the treatment stations in the section of the quotient control can be operated at a lower conveying speed than in the previous section.
- the area of the fabric tension control 11.1 comprises the hot impregnation zone 3 and the cooling zone 4.
- the loading of the tenter frame 8 and the tenter frame 8 itself is operated by means of quotient control.
- Known three-phase drives with frequency converters are used as the drive system for the various treatment stations (VSI, i.e. voltage source inverter).
- Crushes 13.1-13.5 are driven by drive motors (three-phase motors) 14.1-14.5, the speed of which is controlled by a first line setpoint 15.1 or a second line setpoint 15.2.
- the setpoints 15.1 and 15.2 are on lines 51 and 52 and are output from there to summing elements 16.1 to 16.4 and frequency converters 17.1 to 17.5.
- each of these drive motors 14.1 - 14.4 (with the exception of the guide motor 14.5) is assigned a fabric tension control roller 18.1 - 18.4, the deflection position of which is recorded in a known manner via a sensor (not shown) and a deflection angle calculator 19.1 - 19.4.
- the summing elements 16.1-16.4 the feedback signals emitted by the computers 19.1-19.4 are superimposed on the first and second setpoints applied via line 51 and 52, respectively, in accordance with the deflection of the associated fabric tension regulator roller 18.1-18.4.
- the fabric tension regulator rollers 18.1-18.4 are arranged in a known manner in such a way that even with different roller deflections, a bound fabric guidance and uniform fabric tension are always guaranteed. Such arrangements are state of the art.
- the first setpoint 15.1 is set on a preselection device 20.1 and connected to line 51 via a voltmeter 21 used for the display.
- the voltmeter 21 is calibrated to the speed of the treatment stations or the fabric web 2 corresponding to the setpoint 15.1.
- the line 51 passes the first setpoint 15.1 to a multiplier 23, the output of which passes the second setpoint 15.2 to the line 52.
- the multiplication factor of the multiplier 23 is adjustable in a known manner and it is therefore connected to a second preselection device 20.2 via a% display device 22. If the preselection device 20.2 is set to the value zero, the output of the multiplier 23 corresponds to the input, i.e. that the second setpoint on line 52 would correspond to the first setpoint on line 51. Changing the input on the preselection device 20.2 leads to a change in the multiplication factor and thus to an increase in the second setpoint value 15.2 output at the output of the multiplier 23 compared to the first setpoint value 15.1 present at the input.
- Increasing the setpoint 15.1 causes the summation elements 16.1 to 16.3 and 30 to be fed with a higher speed setpoint, which means that the transport of goods in the area of the hot impregnation zone 3, the cooling zone 4 and the exposure zone 5 is accelerated.
- the tenter frame 8 is driven by a tenter frame drive 24 and a drive motor 25.
- a tension roller 26 is provided in front of the stenter, which is driven by a drive motor 27 is driven.
- the drive motor 25 is connected via a summing element 28 and a frequency converter 29, the summing element 28 being connected to the line 51 via a second multiplier 41, that is to say fed by the first setpoint 15.1.
- the drive motor 27 is fed by the frequency converter 31, which is connected to the summing element 30, which is fed by the line 52, ie by the second setpoint 15.2.
- the speed of the pull roller 26 is thus fed by the second setpoint (after the multiplier 23), while the speed of the drive motor 25 for the tenter frame 8 is determined by the first setpoint 15.1.
- a drop in the conveying speed can thus be generated by appropriate adjustment of the preselection device 20.2, with which the goods can shrink in a controlled manner before entering the tenter frame.
- Tachometers 35 and 33 and evaluation circuits 36 and 34 are also provided in the control loops of the drive motors 27 and 25, whereby a speed-dependent control behavior can be set.
- the control in areas 11.1 and 11.2 in the areas of fabric tension control works in a known manner as follows: in the delivery of the fabric web faults in front of the pull roller 26, then the drive motor 14.3 of the pinch 13.3 is influenced accordingly via the previous fabric tension regulator roller 18.3 and the conveying speed of the fabric web 2 is increased or decreased accordingly; this leads - with a delay - to the same process in the fabric tension regulator roller 18.2 or 18.1 in front of it, which has the consequence that the conveying speed of the fabric web 2 in the action zone 5, the cooling zone 4 and the hot impregnation zone 5 adjusts so that the disruption that has occurred is compensated for and the fabric web 2 is conveyed under uniform tension.
- a tension regulator roller 38 is provided at the outlet of the tensioning frame 8. If there is a change in the tension in the fabric web 2, ie that too much or too little tissue is being conveyed by the tensioning frame 8, feedback signals are output to the multiplier 41 via an angle computer 39 and an evaluation circuit 40. These feedback signals are used via the summing elements 28, 30 both for readjustment of the drive motor 25 for the clamping frame 8 and of the drive motor 27 for the pull roller 26.
- a needle roller 37 in the outlet of the tensioning frame 8 guides it again bound to the fabric web, tension-dependent readjustment e.g. Via a fabric tension regulator roller 18.4, a computer 19.4, the summing element 16.4, the frequency converter 17.4 and the drive motor 14.4 can take place in the manner already described. Since the fabric web 2 is already largely stabilized by the intensive spraying by means of the spray tubes 10 when it leaves the tensioning frame 8, it is easily possible to transport it largely dimensionally stable through the bound guide in the roller zone 9.
- FIG. 2 shows the mercerizing machine 1 according to FIG. 1 identically. For the sake of clarity, only the most important reference numerals are shown and the electrical circuit has been omitted.
- FIG. 3a shows schematically how the fabric width of the fabric web 2 can behave as it passes through the mercerizing machine 1.
- 63 denotes the fabric width, 64 a set target width and 65 the respective actual width.
- the width loss increases somewhat in zones 3, 4 and 5 with bound web guidance. After the pull roller 26 and in the area of the free path 32, the loss in width increases sharply. This results from the unbound, loose fabric guidance in this area.
- the fabric web 2 is then spread out in the spreading zone 7 in such a way that it leaves the tensioning frame 8 with an excessive amount. This excess is set because in the roller zone 9 a loss of width can still be expected until the final stabilization, or residual shrinkage can also occur in the final equipment due to the longitudinal tension on the fabric web 2.
- FIG. 3b shows schematically how the fabric web 2 behaves with regard to its fabric length 66 (unit length) when it passes through the mercerizing machine 1.
- 67 is a desired target tissue length
- 68 is the respective actual tissue length.
- the fabric web 2 is already stretched through the pretreatment and enters the mercerizing machine with excess length.
- a reduction in length can occur even before the free path 32.
- the non-bound fabric guidance of the fabric web and the lead difference can then cause a strong difference Shorten to below the setpoint. Since a longitudinal stretching of the fabric web 2 can still take place during the passage through the roller zone 9 and possibly also through subsequent post-treatment processes, the goods are handed over at the exit of the tenter frame 8 with a small descent.
- the changes in width and length of the fabric web in the free path 32 and in the clamping frame 8 can be adjusted in the manner described above by adjusting the preselection device 20.2 in individual cases to desired parameters. As a rule, the spreading behavior of the fabric web 2 in the tenter frame 8 is promoted the more, the more loosely the fabric web 2 is transferred in the free path 32.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Breitstrecken einer Gewebebahn in einer Mercerisiermaschine gemäss Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
- Ein Verfahren zum Steuern des Durchlaufs einer Warenbahn ist z.B. aus der CH-PS-531 969 des Anmelders bekannt. Dabei wird jeweils die momentane Länge der Gewebebahn zwischen aufeinanderfolgenden Behandlungsstationen oder zwischen dem Anfang und Ende einer Gruppe von Behandlungsstationen gemessen und Abweichungen dieser Warenbahnlänge von einem Sollwert durch Regulierung von Zugregulierorganen zwischen den betreffenden Stationen oder in der betreffenden Gruppe korrigiert. Dabei wird vor allem die Geschwindigkeit der Warenbahn in der Imprägnierzone verglichen mit der Geschwindigkeit der Warenbahn in der Stabilisierzone. Bei der bekannten Einrichtung ist durchgehend gebundene Warenführung vorgesehen, d.h. die Warenbahn wird praktisch ununterbrochen abgestützt, und ohne dazwischenliegende freie Strecke von einer Walze auf die nächste übergeben. Die Uebergabe der Warenbahn erfolgt praktisch im Bereich der Berührungslinie der beiden Walzen. Durch eine solche Führung wird bezweckt, dass die ausgebreitet durch die Maschine geführte Warenbahn bzw. Gewebebahn während der Behandlung möglichst nicht in der Breite zusammenfallen kann.
- Die Erfindung befasst sich dagegen mit einem Verfahren bzw. mit einer Mercerisiermaschine zur Durchführung des Verfahrens, bei welcher die Gewebebahn zunächst gebunden geführt und dann einem Spannrahmen zugeführt wird. Es hat sich gezeigt, dass ganz allgemein bei Mercerisierprozessen und den verschiedenen Vorbehandlungen, wie Entschlichten, Abkochen und Bleichen etc. die Gewebebahn beim Transport durch die Anlage in Längsrichtung verzogen wird, was einen entsprechenden Breiteneinsprung zur Folge hat, der zusätzlich durch den Mercerisierprozess noch erhöht wird. Dies lässt sich durch die gebundene Bahnführung oder auch durch Strecken in konventionellen Spannrahmen reduzieren, jedoch nicht ganz vermeiden. Dies trifft auch auf das Verfahren gemäss EP-A-0 198 793 oder CH-PS-531 969 zu, da die Geschwindigkeiten der Antriebe schon aufgrund der durchgehend gebundenen Bahnführung nur in relativ geringem Ausmass voneinander abweichen können.
- Aus der US-A-4,022,574 ist ein Verfahren zur Behandlung von gestrickter Ware bekannt, bei welchem die Ware aus der gebundenen Bahnführung über eine Streckeinrichtung, eine Anordnung, bei welcher die Ware unter Druck schrumpfen kann sowie eine weitere Streckeinrichtung einem Spannrahmen zugeführt wird. Der Uebergang zwischen Walzenanordnung und Streckeinrichtung wird also mittels drei Zwischenstationen aufwendig und regelungstechnisch schwierig realisiert. Der Verfahrensablauf und die dazu erforderliche Vorrichtung ist aufwendig in der Herstellung und im Betrieb und strapaziert die Ware zusätzlich.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei welchem die Gewebebahn durch den Mercerisierprozess im Spannrahmen auf die geforderte Breite und Länge gebracht werden kann, um dann so stabilisiert und fixiert zu werden. Dabei soll ein Strecken der Gewebebahn erreicht werden, welches gleichmässig und schonend erfolgt und nicht zu Mitte-Rand-Differenzen der Kettfadenzahl führt, wie dies bei Ketten-Mercerisiermaschinen häufig der Fall ist. Erfindungs gemäss wird diese Aufgabe in erster Linie durch ein Verfahren gemäss Kennzeichen von Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung gemäss Kennzeichen von Anspruch 4 erreicht.
- Die Erfindung wendet sich dabei von der bestehenden Fachmeinung ab, dass die Warenbahn praktisch ununterbrochen abgestützt sein muss. Die Erfindung nimmt sogar durch die freie ungebundene Gewebeführung bewusst in Kauf, dass ein Breiten-Einsprung erfolgt. Gleichzeitig wird aber durch die geringere Abzugsgeschwindigkeit der Gewebebahn im Bereich des Spannrahmens eine wesentlich bessere Breitstreckwirkung des Spannrahmens selbst ermöglicht. Dem Fachmann ist es dabei selbstverständlich geläufig, durch Variieren der Geschwindigkeitsdifferenz optimale Breit- und Längenstreckung zu erzielen. Zu diesem Zweck können auf der Gewebebahn vor der ersten Behandlungsstufe in einer Anfangspartie je ein Breiten- und ein Längs-Mass markiert werden. Die Breiten- und Längenveränderung während des Verfahrensablaufs kann dann anschliessend kontrolliert werden, um die Geschwindigkeitsdifferenz - ggf. in einzelnen Schritten - zu optimieren.
- Besonders einfach lässt sich die Erfindung realisieren, wenn der Spannrahmenantrieb mit einem ersten Geschwindigkeits-Sollwert angesteuert wird und wenn die Antriebe der Behandlungsstationen vor dem Spannrahmen mit einem zweiten Geschwindigkeits-Sollwert angesteuert und jeweils durch Gewebezugregler auf einer den Gewebezug konstant haltenden Antriebsgeschwindigkeit geregelt werden. Im Bereich der gebundenen Warenführung wird in an sich bekannter Weise jede einzelne Behandlungsstation oder jede Gruppe von Behandlungsstationen durch den einstellbaren zweiten Geschwindigkeits-Sollwert angesteuert, der durch die Gewebezugregelung überlagerbar ist. Jede Veränderung des Gewebezugs führt zu einer Anpassung der Antriebsgeschwindigkeit, was konkret heissen kann, dass hintereinanderliegende Quetschwalzen bei zunehmender Streckung der Gewebebahn geringfügig abweichende Antriebsgeschwindigkeiten aufweisen. Wesentlich für die Funktion der Erfindung ist es, dass der erste Geschwindigkeits-Sollwert für den Spannrahmenantrieb zur Reduzierung des Gewebezugs im Bereich des Spannrahmeneinlaufs kleiner eingestellt werden kann als der zweite Geschwindigkeits-Sollwert vor dem Einlauf des Spannrahmens.
- Die gewünschte Gewebespannung trotz reduzierter Fördergeschwindigkeit lässt sich besonders vorteilhaft erzielen, wenn die Gewebebahn in gebundener Gewebeführung vom Spannrahmen abgeführt wird, wenn die Gewebespannung im Bereich des Spannrahmenauslaufs ermittelt und wenn die Fördergeschwindigkeit der Warenbahn im Spannrahmen in Abhängigkeit vom ersten Geschwindigkeits-Sollwert und von der ermittelten Gewebespannung geregelt wird. Durch die reduzierbare Fördergeschwindigkeit des Spannrahmens kann sich die Gewebebahn verkürzen was einer schonenden Breitstreckung entgegenkommt. Um die Warenbahn dabei nach der Breitstreckung in der erreichten Breite zu erhalten, schliesst sich unmittelbar an den Spannrahmen eine Strecke mit gebundener Warenführung an. Die Abführung vom Spannrahmen erfolgt dabei mit einer vorbestimmbaren Gewebespannung, bei deren Unter- oder Ueberschreiten die Spannrahmen-Geschwindigkeit entsprechend korrigiert wird.
- Die Regelung der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Spannrahmen und der Strecke gebundener Warenführung lässt sich besonders exakt durchführen, wenn am Ende der Walzenanordnung zur gebundenen Warenführung eine Zugwalze vorgesehen ist und wenn zwischen der Zugwalze und dem Einlauf in den Spannrahmen die Gewebebahn ungebunden die freie Strecke durchläuft. Die Abzugsgeschwindigkeit von Zugwalze und Spannrahmeneinlauf bestimmen damit die einzustellende Geschwindigkeitsdifferenz. Je langsamer der Spannrahmen im Vergleich zur Fördergeschwindigkeit der Zugwalze angetrieben wird, desto stärker kann die Gewebebahn im Bereich der freien Strecke in der Länge und in der Breite schrumpfen, was sich auf das Streckverhalten, vor allem das Breitstreckverhalten der Gewebebahn im Spannrahmen auswirkt.
- In der praktischen Realisierung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Antriebsmotoren der Walzen der Behandlungsstationen vor und nach dem Spannrahmen einerseits durch Regelkreise zur Konstanthaltung der Spannung in der Gewebebahn und anderseits durch wenigstens eine Einrichtung zur Abgabe eines ersten und eines zweiten Sollwerts ansteuerbar sind. Durch den ersten bzw. den zweiten Sollwert wird dabei die Grundgeschwindigkeit der Gesamtanlage vor dem Spannrahmen und nach dem Spannrahmen bestimmt, wobei die Geschwindigkeit nach dem Spannrahmen in der Regel niedriger ist, als die Geschwindigkeit vor dem Spannrahmen. Durch die Regelkreise für die einzelnen Behandlungsstationen wird gleichzeitig Konstanthaltung der Spannung in der Gewebebahn gewährleistet.
- Die Einstellung der voneinander abweichenden Relativgeschwindigkeiten vor und nach dem Spannrahmen lässt sich besonders vorteilhaft realisieren, wenn die Einrichtung zur Abgabe eines ersten Geschwindigkeitssollwerts direkt an die Regelkreise des Spannrahmens bzw. der dem Spannrahmen nachgeschalteten Antriebsmotoren sowie an eine Multiplikationseinrichtung geschaltet ist, und wenn am Ausgang der Multiplikationseinrichtung der zweite Sollwert abgegeben und an die Regelkreise der dem Spannrahmen vorgeschalteten Antriebsmotoren gelegt ist. Ersichtlicherweise lässt sich dabei durch einfaches Verstellen der Multiplikationseinrichtung das Verhältnis der beiden Sollwerte zueinander und damit die Geschwindigkeitsdifferenz am Spannrahmen-Einlauf einstellen. Die Multiplikationseinrichtung lässt sich dabei z.B. in Prozent der Abweichung der Geschwindigkeit oder der geförderten Warenlänge eichen. An entsprechenden Vorwahl- und Anzeigeeinrichtungen kann entsprechend der Prozentsatz der Abweichung dargestellt werden.
- Die Erfindung ist im folgenden in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- Eine Mercerisiermaschine mit Spannrahmen und mit zugehörendem Funktionsschema für den elektrischen Antrieb,
- Figur 2
- die Mercerisiermaschine gemäss Figur 1 ohne den Antriebsteil,
- Figur 3a
- eine schematische Darstellung des Breitenverhaltens der Gewebebahn in ihrem Durchlauf durch die Behandlungsstationen gemäss Figur 2 und
- Figur 3b
- eine schematische Darstellung eines Längenverhaltens der Gewebebahn.
- Figur 1 zeigt eine vom Aufbau her an sich bekannte Mercerisiermaschine 1, bei der eine Gewebebahn 2 in gebundener Bahnführung nacheinander eine Heissimprägnierzone 3, eine Kühlzone 4, eine Einwirkzone 5 und eine Stabilisierzone 6 durchläuft, wobei anschliessend die mercerisierte und stabilisierte Gewebebahn 2 in einer nicht mehr dargestellten Waschmaschine ausgewaschen und neutralisiert wird. Die Stabilisierzone 6 besteht aus zwei Abschnitten, nämlich aus der Breitstreckzone 7, gebildet durch den Spannrahmen 8 und aus einer anschliessenden Walzenzone 9. In der Walzenzone 9 wird die Gewebebahn 2 ebenfalls gebunden geführt. In der Stabilisierzone 6 wird die Gewebebahn 2 in bekannter Weise mittels Spritzrohren 10 mit heisser Schwachlauge im Gegenstrom besprüht, entlaugt und stabilisiert.
- In der Breitstreckzone 7 wird die Gewebebahn 2 mittels Spannrahmen 8 in die gewünschte Breite gebracht und derart ausgebreitet der Walzenzone 9 übergeben.
- Im vorliegenden Beispiel ist der Spannrahmen 8 ein Nadelspannrahmen. Grundsätzlich sind aber auch andere Typen von Spannrahmen oder Breitstreckvorrichtungen denkbar. Der Spannrahmen 8 hat also die Aufgabe, die Gewebebahn 2 in die gewünschte Breite zu bringen und die Stabilisierung dieser Breite durch die Entlaugung zu gewährleisten.
- Dabei wird auf die gewünschte Länge der Gewebebahn 2 nur als Folge der Breitenveränderung Rücksicht genommen. Breiten- und Längenveränderung der Gewebebahn 2 während der Behandlung lässt sich, wie ausgeführt, durch Markierung des Rohgewebes und entsprechenden Massvergleich kontrollieren. Um nun das Streckverhalten im Spannrahmen 8 verändern zu können, ist die Mercerisiermaschine 1 in Abschnitte mit Gewebezugregelung 11.1 und 11.2 und einen Abschnitt mit einer sogenannten Quotientenregelung 12 aufgeteilt. Dies heisst, dass die Antriebsmotoren der Behandlungsstationen im Abschnitt der Quotientenregelung mit einer niedereren Fördergeschwindigkeit betrieben werden können, als im vorangegangenen Abschnitt.
- Der Bereich der Gewebezugregelung 11.1 umfasst die Heissimprägnierzone 3 und die Kühlzone 4. Dagegen wird die Beschickung des Spannrahmens 8 und der Spannrahmen 8 selbst mittels Quotientenregelung betrieben.
- Als Antriebssystem für die verschiedenen Behandlungsstationen werden bekannte Drehstromantriebe mit Frequenzumrichter verwendet (VSI d.h. Voltage Source Inverter). Der Antrieb von Quetschen 13.1 - 13.5 erfolgt über Antriebsmotoren (Drehstrommotoren) 14.1 - 14.5 deren Geschwindigkeit durch einen ersten Liniensollwert 15.1 bzw. einen zweiten Liniensollwert 15.2 gesteuert wird. Die Sollwerte 15.1 und 15.2 liegen an Leitungen 51 bzw. 52 und werden von dort an Summierglieder 16.1 - 16.4 und Frequenzumrichter 17.1 - 17.5 abgegeben.
- Zur Regelung des Gewebezugs ist jedem dieser Antriebsmotoren 14.1 - 14.4 (mit Ausnahme des Leitmotors 14.5) eine Gewebezugreglerwalze 18.1 - 18.4 zugeordnet, deren Auslenkstellung in bekannter Weise über je einen nicht dargestellten Fühler und einen Auslenk-Winkel-Rechner 19.1 - 19.4 erfasst wird. In den Summiergliedern 16.1 - 16.4 werden die von den Rechnern 19.1 - 19.4 abgegebenen Rückführsignale den über Leitung 51 bzw. 52 angelegten ersten bzw. zweiten Sollwerten entsprechend dem Ausschlag der zugeordneten Gewebezugreglerwalze 18.1 - 18.4 überlagert. Auf diese an sich bekannte Weise wird erreicht, dass der Transport der Gewebebahn durch die Heissimprägnierzone 3, die Kühlzone 4, die Einwirkzone 5 sowie die Walzenzone 9 aufgrund der vorgebenen Sollwerte 15.1 - 15.2 unter Berücksichtigung der überlagerten Rückführwerte der Rechner 19.1 - 19.4 so erfolgt, dass der Zug in der Gewebebahn 2 konstant gehalten wird.
- Die Gewebezugreglerwalzen 18.1 - 18.4 sind in bekannter Weise so angeordnet, dass auch bei unterschiedlicher Walzenauslenkung immer eine gebundene Gewebeführung und gleichmässiger Gewebezug gewährleistet wird. Solche Anordnungen sind Stand der Technik.
- Wie in Figur 1 schematisch dargestellt, wird der erste Sollwert 15.1 an einer Vorwahleinrichtung 20.1 eingestellt und über ein der Anzeige dienendes Voltmeter 21 an die Leitung 51 gelegt. Das Voltmeter 21 ist auf die dem Sollwert 15.1 jeweils entsprechende Geschwindigkeit der Behandlungsstationen bzw. der Gewebebahn 2 geeicht.
- Die Leitung 51 gibt den ersten Sollwert 15.1 an einen Multiplikator 23 weiter, dessen Ausgang den zweiten Sollwert 15.2 an die Leitung 52 weitergibt. Der Multiplikationsfaktor des Multiplikators 23 ist in bekannter Weise verstellbar und er ist deshalb über ein %-Anzeigegerät 22 mit einer zweiten Vorwahleinrichtung 20.2 verbunden. Sofern die Vorwahleinrichtung 20.2 auf den Wert Null eingestellt ist, entspricht der Ausgang des Multiplikators 23 dem Eingang, d.h. dass der zweite Sollwert auf der Leitung 52 dem ersten Sollwert auf der Leitung 51 entsprechen würde. Veränderung der Eingabe an der Vorwahleinrichtung 20.2 führt zu einer Veränderung des Multiplikationsfaktors und somit zu einer Erhöhung des am Ausgang des Multiplikators 23 abgegebenen zweiten Sollwerts 15.2 verglichen mit dem am Eingang anliegenden ersten Sollwert 15.1. Erhöhung des Sollwerts 15.1 bewirkt, dass die Summierglieder 16.1 bis 16.3 und 30 mit einem höheren Geschwindigkeitssollwert gespeist werden, was dazu führt, dass der Warentransport im Bereich der Heissimprägnierzone 3, der Kühlzone 4 und der Einwirkzone 5 beschleunigt wird.
- Der Spannrahmen 8 wird durch einen Spannrahmenantrieb 24 und einen Antriebsmotor 25 angetrieben. Vor dem Spannrahmen ist eine Zugwalze 26 vorgesehen, welche über einen Antriebsmotor 27 getrieben wird. Der Antriebsmotor 25 ist dabei über ein Summierglied 28 und einen Frequenzumrichter 29 geschaltet, wobei das Summierglied 28 über einen zweiten Multiplikator 41 mit der Leitung 51 verbunden ist, also vom ersten Sollwert 15.1 gespeist wird. Der Antriebsmotor 27 wird vom Frequenzumwandler 31 gespeist, der mit dem Summierglied 30 verbunden ist, welches von der Leitung 52, d.h. vom zweiten Sollwert 15.2 gespeist wird. Die Geschwindigkeit der Zugwalze 26 wird also vom zweiten Sollwert (nach dem Multiplikator 23) gespeist, während die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 25 für den Spannrahmen 8 vom ersten Sollwert 15.1 bestimmt wird.
- In der freien Strecke 32 zwischen der Zugwalze 26 und dem Einlauf des Spannrahmens 8 kann also durch entsprechende Verstellung der Vorwahleinrichtung 20.2 ein Abfall der Fördergeschwindigkeit erzeugt werden womit die Ware vor dem Einlauf in den Spannrahmen kontrolliert schrumpfen kann.
- Der Uebergang vom Bereich der Gewebezugregelung 11.1 zum Abschnitt 12 mit Quotientenregelung findet also in der freien Strecke 32 statt, so dass die Gewebebahn 2 in der freien Strecke 32 bei Ueberlänge loser, bei korrekter Länge gespannt dem Spannrahmen 8 übergeben werden kann. Je nach dem, welche Spannung die Gewebebahn 2 in der freien Strecke 32 aufweist, wird sie loser oder gestreckter auf den Spannrahmen 8 aufgebracht. Die Nadeln des Spannrahmens 8 erfassen die Gewebebahn damit mit geringerer oder grösserer Vorspannung, was das Streckverhalten der Ware stark beeinflusst. Durch anschliessendes Spannen auf die gewünschte Breite sowie Stabilisieren mit den Spritzrohren 10 lässt sich die Gewebebahn sowohl in der Lange als auch in der Breite stabilisieren. Dies hat zur Folge, dass die Gewebebahn 2 nach der Stabilisierung in der Stabilisierzone 9 die Mercerisiermaschine 1 effektiv in der gewünschten Länge und Breite verlässt.
- In den Regelkreisen der Antriebsmotore 27 und 25 sind noch Tachometer 35 bzw. 33 und Auswertungsschaltung 36 bzw. 34 vorgesehen, womit sich ein geschwindigkeitsabhängiges Regelverhalten einstellen lässt.
- Die Regelung in den Bereichen 11.1 und 11.2 in den Bereichen der Gewebezugregelung läuft in bekannter Weise wie folgt ab: Treten z.B. in der Zulieferung der Gewebebahn Störungen vor der Zugwalze 26 auf, dann wird über die vorhergehende Gewebezugreglerwalze 18.3 der Antriebsmotor 14.3 der Quetsche 13.3 entsprechend beeinflusst und die Fördergeschwindigkeit der Gewebebahn 2 entsprechend vergrössert oder verringert; dies führt - verzögert - zum gleichen Ablauf bei der davorliegenden Gewebezugreglerwalze 18.2 bzw. 18.1, was zur Folge hat, dass sich die Fördergeschwindigkeit der Gewebebahn 2 in der Einwirkzone 5, der Kühlzone 4 und der Heissimprägnierzone 5 so anpasst, dass die aufgetretene Störung ausgeglichen und die Gewebebahn 2 unter gleichmässiger Spannung gefördert wird.
- Der gleiche Regelablauf gilt für die Quetsche 13.4, welche durch den Motor 14.4 angetrieben und durch die Gewebezugreglerwalze 18.4 nachgeregelt wird. Dagegen ist die Quetsche 13.5 mit dem Motor 14.5 verbunden, der als "Leitmotor" dient. Die Geschwindigkeit des Motors 14.5 wird ausschliesslich durch den über Leitung 51 eingespeisten ersten Sollwert 15.1 bestimmt so dass jede Regelung zur Konstanthaltung der Spannung in der Gewebebahn 2 oder zur Einstellung der Quotientenregelung von der Quetsche 13.5 "rückwärts" erfolgt. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, eine an sich bekannte "Vorwärtsregelung" einzuführen und z.B. den Motor 14.1, oder einen anderen Motor, als Leitmotor zu verwenden.
- Zur Aufrechterhaltung der vorgesehenen Betriebsbedingungen, d.h. der Einhaltung der am Anzeigegerät 22 mittels Vorwahleinrichtung 20.2 eingestellten prozentualen Gewebeschrumpfung und zum Einbeziehen des Spannrahmens 8 in den Gesamtregelkreis ist eine Zugreglerwalze 38 am Auslauf des Spannrahmens 8 vorgesehen. Tritt dort eine Veränderung der Spannung in der Gewebebahn 2 auf, d. h., dass vom Spannrahmen 8 zu viel oder zu wenig Gewebe gefördert wird, dann werden über einen Winkel-Rechner 39 und eine Auswertungsschaltung 40 Rückführsignale an den Multiplikator 41 abgegeben. Diese Rückführsignale werden über die Summierglieder 28, 30 sowohl zur Nachregelung des Antriebsmotors 25 für den Spannrahmen 8 als auch des Antriebsmotors 27 für die Zugwalze 26 verwendet. Dadurch wird eine prozentual gleiche Veränderung der Geschwindigkeit der Zugwalze 26 und des Spannrahmenantriebs 24 erreicht, um die Spannung der Gewebebahn im Spannrahmen-Auslauf nachzuregeln. Da dabei sowohl die Zugwalze 26 als auch der Spannrahmenantrieb 24 verstellt werden, ändert sich durch diese Nachregelung eine etwa bestehende Geschwindigkeitsdifferenz in der freien Strecke 32 nicht - die durch Differenz des ersten Sollwerts 15.1 und des zweiten Sollwerts 15.2 bestimmte Vorlaufdifferenz bleibt auch beim Nachregeln erhalten.
- Wie dargestellt, ist von einer Ausnadelwalze 37 im Auslauf des Spannrahmens 8 an die Gewebebahn wieder gebunden geführt, wobei spannungsabhängige Nachregelung z.B. über eine Gewebezugreglerwalze 18.4 einen Rechner 19.4 das Summierglied 16.4, den Frequenzumrichter 17.4 und den Antriebsmotor 14.4 in der bereits beschriebenen Weise erfolgen kann. Da die Gewebebahn 2 durch die intensive Besprühung mittels der Spritzrohre 10 beim Verlassen des Spannrahmens 8 bereits weitgehend stabilisiert ist, ist es ohne weiteres möglich, sie durch die gebundene Führung in der Walzenzone 9 weitgehend dimensions-stabil zu transportieren.
- In Figur 2 ist die Mercerisiermaschine 1 gemäss Figur 1 identisch dargestellt. Der Uebersichtlichkeit halber sind nur die wichtigsten Bezugszeichen dargestellt und es wurde die elektrische Schaltung weggelassen.
- In Figur 3a ist schematisch gezeigt, wie sich die Gewebebreite der Gewebebahn 2 beim Durchlauf durch die Mercerisiermaschine 1 verhalten kann. Mit 63 ist dabei die Gewebebreite, mit 64 eine eingestellte Sollbreite und mit 65 die jeweilige Ist-Breite bezeichnet. Wie im Diagramm schematisch dargestellt, liegt beim Eintritt der Gewebebahn 2 in die Mercerisiermaschine 1 bereits ein wesentlicher Breitenverlust vor. Dieser resultiert aus der Durchtränkung der Ware mit flüssigen Medien und aus dem Gewebezug beim Transport durch verschiedene Vorbehandlungs-Stufen. Der Breitenverlust nimmt in den Zonen 3, 4 und 5 mit gebundener Bahnführung noch etwas zu. Nach der Zugwalze 26 und im Bereich der freien Strecke 32 nimmt der Breitenverlust stark zu. Dies resultiert aus der ungebundenen, lockeren Gewebeführung in diesem Bereich. In der Breitstreckzone 7 wird dann die Gewebebahn 2 derart ausgebreitet, dass sie mit Uebermass den Spannrahmen 8 verlässt. Dieses Uebermass wird eingestellt, weil in der Walzenzone 9 bis zur endgültigen Stabilisierung noch mit Breitenverlust gerechnet werden kann bzw. auch in der Endausrüstung durch den Längszug auf die Gewebebahn 2 noch eine Restschrumpfung entstehen kann.
- Figur 3b zeigt schematisch, wie sich die Gewebebahn 2 beim Durchlauf durch die Mercerisiermaschine 1 bezüglich ihrer Gewebelänge 66 (Längeneinheit) verhält. In Figur 3b ist dabei mit 67 eine gewünschte Gewebe-Soll-Länge und mit 68 die jeweilige Gewebe-Ist-Länge bezeichnet.
- Wie schematisch dargestellt, tritt die Gewebebahn 2 durch die Vorbehandlung bereits verstreckt und mit Ueberlänge in die Mercerisiermaschine ein. Durch entsprechende Zug-Wert-Vorgabe in der Gewebezone 11 kann bereits vor der freien Strecke 32 eine Längenverkürzung eintreten. Im Bereich der freien Strecke 32 kann sich dann durch die nicht gebundene Gewebeführung der Gewebebahn und die Vorlaufdifferenz eine starke Verkürzung bis unter den Sollwert ergeben. Da beim Durchlauf durch die Walzenzone 9 und ggf. auch durch nachgeschaltete Nachbehandlungsprozesse noch eine Längs-Verstreckung der Gewebebahn 2 erfolgen kann, wird die Ware am Ausgang des Spannrahmens 8 mit etwas Unterlänge übergeben.
- Die Breiten- und Längenänderungen der Gewebebahn in der freien Strecke 32 und im Spannrahmen 8 lassen sich auf die vorstehend beschriebene Weise durch Verstellen der Vorwahl einrichtung 20.2 im Einzelfall an gewünschte Parameter an nähern. In der Regel wird dabei das Breitstreck-Verhalten der Gewebebahn 2 im Spannrahmen 8 umso stärker gefördert, je lockerer die Gewebebahn 2 in der freien Strecke 32 übergeben wird.
Claims (9)
- Verfahren zum Breitstrecken einer Gewebebahn (2) in einer Mercerisiermaschine (1), wobei die Gewebebahn (2) eine von einzelgetriebenen Behandlungsstationen oder Gruppen solcher Stationen gebildete Behandlungsstrasse (3, 4, 5, 6, 7, 9) durchläuft, und wobei die Gewebebahn (2) zunächst in gebundener Gewebeführung durch Nassbehandlungszonen (3, 4, 5) geführt und sodann einem Spannrahmen (8) zugeführt wird, wobei die Gewebebahn direkt aus dem Bereich mit gebundener Gewebeführung dem Spannrahmen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsgeschwindigkeit der Gewebebahn (2) aus dem Bereich der gebundenen Gewebeführung (Zonen 3, 4, 5) und die Abzugsgeschwindigkeit des Spannrahmens (8) derart relativ zueinander eingestellt ist, dass die Gewebebahn mit höherer Geschwindigkeit dem Spannrahmen zugeführt wird, als sie von diesem gefördert wird, und dass die Gewebebahn zwischen dem Bereich der gebundenen Gewebeführung und dem Spannrahmen frei geführt wird (freie Strecke 32), so dass in diesem Bereich eine Breiten- und Längenänderung erfolgen kann.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannrahmenantrieb (24) mit einem ersten Geschwindigkeits-Sollwert angesteuert wird und dass die Antriebe (14.1, 14.2, 14.3, 27) der Behandlungsstationen vor dem Spannrahmen mit einem zweiten Geschwindigkeits-Sollwert angesteuert und jeweils durch Gewebezugregler (18.1, 19.1; 18.2, 19.2; 18.3, 19.3) auf einer den Gewebezug konstanthaltenden Antriebsgeschwindigkeit geregelt werden.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebebahn in gebundener Gewebeführung vom Spannrahmen (8) abgeführt wird, dass die Gewebespannung im Bereich der Spannrahmenauslaufs ermittelt wird, und dass die Fördergeschwindigkeit der Gewebebahn (2) im Spannrahmen (8) in Abhängigkeit vom ersten Geschwindigkeits--Sollwert und von der ermittelten Gewebespannung geregelt wird.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 mit einer Walzenanordnung zur gebundenen Warenführung (Zone 3, 4, 5) und einer Zugwalze (26) vor dem Einlauf in den Spannrahmen (8), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zugwalze (26) und dem Einlauf die Gewebebahn (2) ungebunden und direkt über eine freie Strecke (32) zum Spannrahmen (8) verläuft in welcher eine Breiten- und Längenänderung erfolgen kann und dass die Gewebebahn von der Walzenanordnung mit höherer Geschwindigkeit dem Spannrahmen zugeführt werden kann, als sie von diesem gefördert wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmotoren (14.1, 14.2, 14.3, 14.4) der Walzen (13.1, 13.2, 13.3, 13.4) der Behandlungsstationen vor und nach dem Spannrahmen (8) einerseits durch Regelkreise (16.1-16.4; 17.1-17.4; 18.1-18.4; 19.1-19.4) zur Konstanthaltung der Spannung in der Gewebebahn (2) und andererseits durch wenigstens eine Einrichtung (20.1, 23) zur Abgabe eines ersten und eines zweiten Sollwerts (15.1, 15.2) ansteuerbar sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20.1) zur Abgabe eines ersten Geschwindigkeits-Sollwerts (15.1) an den Regelkreis (28, 29, 33, 34) des Spannrahmenantriebs (24) bzw. an den Regelkreis (16.4, 17.4, 18.4, 19.4) des dem Spannrahmen (8) nachgeschalteten Antriebsmotors (14.4) sowie an eine Signal-Multiplikationseinrichtung (23) geschaltet ist, und dass am Ausgang der Multiplikationseinrichtung der zweite Sollwert (15.2) abgegeben und an die Regelkreise (16.1-16.3; 17.1-17.3; 18.1-18.3; 19.1-19.3; 30,31,35,36) der dem Spannrahmen (8) vorgeschalteten Antriebsmotoren (14.1, 14.2, 14.3, 27) gelegt ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (25) für den Spannrahmenantrieb (24) einen Regelkreis mit einem Fühler (38) zur Konstanthaltung der Spannung der Gewebebahn (2) am Spannrahmenauslauf aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung (28) des Regelkreises (28, 29, 33, 34) für den Spannrahmenantrieb mit der Einrichtung (20.1) zur Abgabe des ersten Sollwerts verbunden ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (27) für die Zugwalze (26) und der Antriebsmotor (25) für den Spannrahmenantrieb (24) je einen Regelkreis (30, 31, 35, 36 bzw. 28, 29, 33, 34) aufweisen und dass den beiden Regelkreisen gemeinsam eine Fühl- und Rückführanordnung (38, 39, 40, 41) zur proportionalen Verstellung der jeweiligen Antriebsgeschwindigkeiten beim Auftreten von Spannungsschwankungen im Auslauf des Spannrahmens (8) zugeordnet ist.
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