EP1256650B1

EP1256650B1 - Breitstreckeinrichtung

Info

Publication number: EP1256650B1
Application number: EP02009861A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Kurschatke
Original assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-05-12
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2022-05-02
Also published as: EP1256650A3; ATE332402T1; EP1256650A2; DE50207420D1; DE20108043U1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Breitstreckeinrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.
Derartige Breitstreckeinrichtungen sind vielfältig bekannt. Der Stand der Technik ist zusammengefasst in dem Buch von M. Peter und H.K. Ruette "Grundlagen der Textilveredlung" Deutscher Fachverlag GmbH (1989) auf den Seiten 375 bis 377 dargestellt. Besonders wichtig ist die Breitstreckung oder Breithaltung einer textilen Warenbahn vor deren Einlauf in einen Walzspalt oder auch vor deren Einlauf in ein Behandlungsbad, damit keine Doppelungen auftreten, die den Behandlungseffekt ungleichmäßig machen. Besonders problematisch sind hinsichtlich der Breitlage Warenbahnen, die keine Stabilität in ihrer Fläche aufweisen, also zum Beispiel Bahnen aus Wirkware. Diese neigen sehr zum Schrumpfen in ihrer Ebene und zum Einrollen der Kanten.
Die meist verwendete gattungsgemäße Breitstreckeinrichtung umfasst eine Breitstreckwalze mit einem gewindeförmigen, von der Mitte der Walze axial nach außen entgegengesetzte Steigung aufweisenden Relief, die bei einer Drehung mit der von Warenbahn verschiedener Umfangsgeschwindigkeit bei der richtigen Drehrichtung die Warenbahn in Querrichtung unter der Wirkung der Reibung auseinanderzuziehen, d.h. breitzustrecken bestrebt ist, da auf der Reibung an dem Scheitel des Reliefs beruhend, von der Warenbahnspannung in Längsrichtung abhängig. Je stärker an der Warenbahn in ihrer Längsrichtung gezogen wird, desto fester liegt sie in dem Umschlingungsbereich an der Breitstreckwalze an und desto größer ist die Kraft, mit der die Warenbahn in Querrichtung auseinander gezogen wird. Nun ist aber gerade bei Wirkwaren wegen deren Dehnbarkeit in ihrer Fläche die zulässige Längszugspannung begrenzt, d.h. es ist nicht möglich, in der Warenbahn eine wirklich durchgreifende Querdehnung zu erzeugen, die die in der Praxis vorkommenden Schwankungen der Lage des Bahnrandes und durch den Schrumpf bedingte Breitenverluste auszugleichen gestattet.
Aus der DE 37 40 225 C1 ist eine Breitstreckeinrichtung bekannt, bei der zum Andruck mindestens zwei Druckluftführungsgehäuse vorgesehen sind, mittels welcher Druckluft gegen die Warenbahn geleitet und so deren Andruck an der Breitstreckwalze erhöht wird.
Weitere gattungsgemäße Breitstreckeinrichtungen sind aus der EP 663 362 A1 und der DE 27 24 864 A1 bekannt. Zur Erhöhung des Andrucks der Warenbahn an der Breitstreckwalze sind stets mehrere, quer zur Laufrichtung der Warenbahn verlagerbare Andruckelemente vorgesehen, die die Form von umlaufenden Endlosbändern, Bürsten, Endlosschnüren, elastische Rollen und Walzen aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Querdehnwirkung der gattungsgemäßen Breitstreckeinrichtungen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.
Die Andruckleiste liegt mit nur geringem radial Druck von außen an der um die Breitstreckwalze laufende Warenbahn an und drückt diese gegen das Relief der Breitstreckwalze. Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine erstaunliche Verbesserung der Breitstreckwirkung erzielbar ist, ohne dass sich wegen des nur geringen radialen Drucks die Längszugspannung in der Warenbahn merklich erhöht.
Die Andruckbewegung wird zweckmäßig dadurch vorgenommen, dass die Andruckleiste gegen die Warenbahn auf der Breitstreckwalze anschwenkbar ist (Anspruch 2), wobei die Andruckkraft durch Federbelastung (Anspruch 3) oder Gewichtsbelastung (Anspruch 4) zustande gebracht werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Andruckleiste mit einem Längsrand an dem Metallprofil befestigt ist, welches seinerseits um eine zur Achse der Breitstreckwalze parallele Schwenkachse schwenkbar ist.
Das Metallprofil bringt einerseits das für den Andruck nötige Gewicht und ergibt andererseits eine Stabilisierung der Andruckleiste, die zu einer über die Breite der Warenbahn gleichmäßigeren Anlage an der Breitsteckwalze führt.
Es empfiehlt sich gemäß Anspruch 6, dass sich das Metallprofil außerhalb der Außenseite der Andruckleiste erstreckt, wodurch einerseits das gewichtsbedingte Andruckdrehmoment und andererseits ein Schutz für den Anlagebereich ergibt.
Das Metallprofil kann beispielsweise aus Blech abgewinkelt sein.
Die Andruckleiste besteht zweckmäßig aus einem länglich-rechteckigen Zuschnitt aus Flachmaterial (Anspruch 8), z. B. aus Metall (Anspruch 9) oder aus Kunststoff (Anspruch 10). Maßgeblich ist lediglich eine glatte Anlagefläche mit guten Gleiteigenschaften und eine gewisse federelastische Charakteristik, die im Einzelnen entsprechend Anspruch 11 gegeben sein kann, wobei die "geringe Durchbiegung" eine Durchbiegung unter der Wirkung der Andruckkraft vom Befestigungs-Längsrand bis zur Anlagestelle von einigen wenigen Millimetern bedeuten soll.
Ein zweckmäßiger Wert der Andruckkraft pro Längeneinheit der Andruckleiste beläuft sich gemäß Anspruch 12 auf etwa 1 bis 5 N/m.
Die Andruckleiste kann an ihrem freien Rand an dem sie tragenden Metallprofil zusätzlich über ein elastisch nachgiebiges Material abgestützt sein, was die Ausbildung von unerwünschten Schwingungen dämpfen kann.
Es empfiehlt sich gemäß Anspruch 14 die Warenbahnen im Anschluss an die Breitstreckwalze über eine Gleitfläche zu führen, die die freie Laufstrecke der Warenbahn nach erfolgter Breitstreckung verkürzt und die Breitlage aufrecht erhält.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 15 ist die Anordnung der Breitstreckeinrichtung vor einem Foulard, d. h. bevor die Warenbahn in den Trog des Foulards eintaucht. Dabei wird die Längsspannung der Warenbahn, die ja besonders bei Wirkware kritisch ist, geregelt, wobei die Erfassung des Ist-Wertes der Spannung mittels der im Trog des Foulards vorhandenen Umlenkrolle erfolgt, und zwar indem diese gemäß Anspruch 16 höhenverschieblich gelagert und ein Messwandler für die unter der Ist-Längsspannung der Warenbahn erfolgende Höhenverschiebung vorgesehen ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Imprägnierstation;
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Wiedergabe des in Fig. 1 strichpunktiert umrandeten Bereichs II;
Fig. 3 zeigt eine erneut vergrößerte Wiedergabe des in Fig. 2 strichpunktiert umrandeten Bereichs III;
Fig. 4 zeigt eine Ansicht der in der Breitstreckeinrichtung verwendeten Breitstreckwalze;
Fig. 5 ist eine Ansicht etwa in der Richtung V in Fig. 1 und 3;
Fig. 6 zeigt eine Ansicht der Lagerung der Umlenkrolle in dem Foulardbekken der Fig. 2.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Imprägnierstation wickelt die Warenbahn W von einer Kaule 1 ab und nach erfolgter Imprägnierung in dem Foulard 2 auf eine Kaule 3 wieder auf.
Die Ausbildung des Foulards 2 im Einzelnen ist aus Fig. 2 ersichtlich. Er umfasst einen Trog 4, in den die Warenbahn W von einer Umlenkwalze 6 kommend von oben nach unten eingeleitet wird, worauf sie eine Umlenkrolle 7 am Boden des Trogs umrundet und vertikal nach oben wieder aus dem Trog 4 heraus geleitet wird, um nach Passieren einer oberhalb des Trogs 4 angeordneten Breitstreckwalze 10 das Quetschwalzenpaar 11, 12 zu durchlaufen. Das Volumen des Trogs 8 ist fast ganz durch einen Verdränger 8 ausgefüllt, so dass oberhalb der Umlenkrolle 7 nur schmale vertikale Kanäle 9 verbleiben und die Menge der in dem Trog 4 befindlichen Behandlungsflüssigkeit entsprechend gering ist. Der Trog 4 kann insgesamt an einem Arm 5 auf und nieder geschwenkt werden, um die Warenbahn W einfädeln und den Trog 4 reinigen zu können.
Der Umlenkwalze 6 ist eine erfindungsgemäße Breitstreckvorrichtung 20 unmittelbar vorgeschaltet, deren Einzelheiten aus der vergrößerten Wiedergabe in Fig. 3 ersichtlich sind.
Die Breitstreckeinrichtung 20 umfasst eine herkömmliche, quer zur Warenbahn W angeordnete Breitstreckwalze 30, die über einen Riemen oder eine Kette um ihre Achse A derart drehbar angetrieben ist, dass sie mit der Hüllfläche 31 ihres Umfangs gegenüber der Warenbahn W eine Relativgeschwindigkeit aufweist. Die Breitstreckwalze 30 besitzt auf ihrem Umfang ein Relief in Gestalt von schraubenförmigen Rippen 21 (Fig. 4), wobei die Steigung der Rippen 21 - von der axialen Mittelebene 22 der Breitstreckwalze 30 ausgehend nach beiden Enden derselben hin dem Betrag nach gleich, jedoch entgegengesetzt gerichtet ist, so dass die Rippen 21 etwa das aus Fig. 4 ersichtliche Bild bieten und bei der entsprechenden Drehrichtung die Warenbahn W in Querrichtung auseinanderzuziehen bestrebt sind. Die Rippen 21 stehen um einige Millimeter radial aus der eigentlichen Umfangsfläche der Breitstreckwalze 30 vor.
Die Warenbahn W ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, mit einem Umschlingungswinkel 23 um die Breitstreckwalze 30 geleitet, der in dem Ausführungsbeispiel etwa 70° beträgt.
In den Umschlingungsbereich 23 liegt von außen auf der um die Breitstreckwalze 30 geführten Warenbahn W eine Andruckleiste 40 an, die als länglich rechteckiger, mit den längeren Seiten zu der Achse A der Breitstreckwalze 30 paralleler Zuschnitt aus einem federelastischen Kunststoffmaterial ausgebildet ist, welches gegenüber der Warenbahn W gute Gleiteigenschaften aufweist. Fig. 3 ist eine Ansicht in Längsrichtung der Andruckleiste 40.
An dem entgegen der Laufrichtung der Warenbahn W gelegenen Längsrand 40' ist die Andruckleiste 40 mittels Schrauben 24 und einer Befestigungsleiste 25 an einem flachen Teil 26 eines Metallprofils 28 befestigt, welches sich mit dem in Laufrichtung der Warenbahn W gelegenen Teil 27 radial außerhalb der Außenseite der Andruckleiste 40 erstreckt. Dieser Teil 27 des Querschnitts des Metallprofils 28 ist etwa U-förmig abgekantet und gegen die Außenseite der Andruckleiste 40 hin offen. An den Enden des Metallprofils 28 und ggf. auch noch an einer oder mehreren Stellen dazwischen finden sich senkrecht zur Achse A verlaufende Lagerstege 29, an denen die Andruckleiste 40 mit dem Metallprofil 28 zusammen um eine Schwenkachse S, die außerhalb der Breitstreckwalze 30 gelegen ist, verschwenkbar ist. Bei Anlage an der Breitstreckwalze 30 nimmt die Andruckleiste 40 einen Winkel α zur Horizontalen von etwa 45° ein. Die Anordnung der Andruckleiste 40 und des Metallprofils 28 hat ihren Schwerpunkt gemäß Fig. 3 rechts von der Schwenkachse S, so dass durch das Gewicht insbesondere des in Fig. 3 rechten Teils 27 ein Drehmoment und eine Andruckkraft K entstehen, mit der die Andruckleiste 40 bei Anlage an der Breitstreckwalze 30 von außen an der Warenbahn W in dem Umschlingungsbereich 23 anliegt. Die Andruckkraft K hängt von der Gestaltung des Metallprofils 28 ab und braucht nur gering zu sein, z. B. im Bereich von 1 bis 5 N/m. Die Gesamtanordnung ist so getroffen, dass die Anlagekraft K radial von außen gegen die Breitstreckwalze 30 wirkt. 31 ist ein Anschlag, der verhindert, dass der rechte Schenkel 27 des Metallprofils 28 auf der Warenbahn W zur Anlage kommen kann.
Die Andruckleiste 40 ist im kräftefreien Zustand eben, wie durch die Linie 40" angedeutet sein soll. Die in Fig. 3 angedeutete Durchbiegung kommt unter der Wirkung des Gewichtsmoments zustande. Es ist aus Fig. 3 ersichtlich, dass die Andruckleiste 40 nicht zu steif sein, sondern sich um die Befestigung 24, 25 unter der Wirkung des Anlagemoments leicht durchbiegen sollte.
Die Abweichung h gegenüber dem kräftefreien Zustand 40", die unter der Wirkung der Andruckkraft K zustande kommt, sollte an der Anlagestelle 50 im Bereich von 3 bis 10 Millimeter liegen. Dadurch wird eine elastische Steifigkeit gekennzeichnet, die zur Vergleichmäßigung der Anlagekraft K über die Breite der Warenbahn W beiträgt.
Wenn die Warenbahn W die Breitstreckwalze 30 verlassen hat, gelangt sie auf eine glatte Gleitfläche 32, die ebenfalls länglich rechteckig ausgebildet ist und sich quer zur Warenbahn W erstreckt. Die Gleitfläche 32 erfasst die Warenbahn W unmittelbar nach der auf der Breitstreckwalze 30 erfolgten Breitstreckung und hält den breit gestreckten Zustand aufrecht bis die Warenbahn W kurz nach dem Verlassen der Gleitfläche 32 auf die Umlenkwalze 6 übergeht. Auf diese Weise ist die freie Laufstrecke zwischen der Breitstreckwalze 30 und der Umlenkwalze 6 verkürzt und die Gefahr der Ausbildung von Doppelungen und Einrollungen unter der Wirkung der Rückstellkräfte verringert.
Fig. 5 zeigt einen Blick etwa in der Richtung V in den Fig. 1 und 3 und lässt die Breitstreckwirkung an einer gewirkten Warenbahn W sowie den Übergang der breit gestreckten Warenbahn W ohne erneutes Einspringen in Querrichtung auf die Umlenkwalze 6 erkennen.
Fig. 4 entspricht den tatsächlichen Verhältnissen, was die erzielbare Breitstreckung von einer geschrumpften Ausgangsbreite B₁ auf eine gestreckte Breite B₂ betrifft.
Wenn sich derart starke Breitstreckungen erzielen lassen, ist die Warenbahn W gleichzeitig auch besonders empfindlich gegen überhöhte Längszugspannungen. Aus diesem Grund ist die Fig. 2 erkennbare Umlenktrommel 7 am Grund des Trogs 4 in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert, um eine besonders empfindliche Erfassung und Regelung der Längszugspannung in der Warenbahn W zu ermöglichen. Die Lagerung erfolgt in einem in einer zur Achse B senkrechten Ebene einen etwa quadratischen Umriss ausweisenden Lagerschild 33, der an den vier in einer zu der Achse B der Umlenktrommel 7 senkrechten Ebene angeordneten Ecken über Gleitbüchsen 34 an zu beiden Seiten der Achse B gelegenen vertikalen Führungsstangen 35 in Richtung des Pfeiles 36 längs verschiebbar ist. Die Führungsstangen 35 sind zwischen Halteplatten 37, 38 angeordnet. Zwischen der Halteplatte 37 und dem Lagerschild 33 wirkt eine Druckfeder 39, die einer Verlagerung des Lagerschildes 33 gemäß Fig. 6 nach oben entgegenwirkt. Die in der Warenbahn W wirkende Längszugspannung ist bestrebt, die Umlenktrommel 7 gemäß Fig. 2 entgegen der Kraft der Feder 39 nach oben zu ziehen. Die erzielte Verlagerung ist ein Maß für die Längszugspannung und kann durch einen nicht dargestellten Messwandler erfasst werden, dessen Signal in eine Regelung der Längszugspannung eingeht.
An der Umlenktrommel 7 wirkt die Warenbahnspannung direkt, und es ändert sich auch an der Warenbahnspannung bis zum Auflaufen auf die Breitstreckwalze 10 nichts mehr. Außerdem wirkt die Warenbahnspannung auf die Umlenktrommel 7 gewissermaßen mit Übersetzung, nämlich in beiden Strängen der Warenbahn W. Die Umlenktrommel 7 ist also der für die Ermittlung der Warenbahnspannung in Längsrichtung der günstigste Ort.
Auf Fig. 3 ist zu ersehen, dass es zweckmäßig sein kann, zwischen der freien Kanten des Metallprofils 28 an den in Fig. 3 rechten Schenkel 27 und der Außenseite der Andruckleiste 40 eine Folge in Warenbahn-Querrichtung hintereinander angeordneten Pfropfen 41 oder eine entsprechende durchgehende Leiste aus einem sehr weichen elastisch nachgiebigen Material vorzusehen, was die Kraft auf das freie Ende 40"' der Andruckleiste 40 erhöht und auch zur Dämpfung von etwa auftretenden Schwingungen geeignet ist.
Normalerweise wird die Andruckleiste 40 sich durchgehend über die ganze Breite der Warenbahn W erstrecken. Es ist aber auch möglich, z. B. zwei kürzere Andruckleisten (40) nur in den Längsrandbereichen der Warenbahn W anzuordnen.

Claims

Breitstreckeinrichtung (20) für Warenbahnen (W) mit einer quer zur Warenbahn-Längsrichtung angeordneten, von der Warenbahn (W) teilweise umschlungenen, eine von der Geschwindigkeit der Warenbahn (W) in ihrer Längsrichtung verschiedene Umfangsgeschwindigkeit aufweisenden Breitstreckwalze (30), die an ihrer Außenumfangsfläche ein gewindeartiges, über die Außenumfangsfläche rippenartig vorstehendes Relief (21) mit in den beiden Hälften - von der Mitte (22) der Länge der Breistreckwalze (30) ausgesehen - dem Betrag nach gleicher, jedoch dem Vorzeichen nach entgegengesetzter Steigung,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine im Umschlingungsbereich (23) radial von außen gegen die über die Breitstreckwalze (30) laufende Warenbahn (W) auf mindestens einen Teil der Warenbahnbreite mit geringem radialen Druck anliegende glatte Andruckleiste (40) vorgesehen ist.
Breitstreckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckleiste (40) um eine zu ihrer Längsrichtung parallele Achse (S) gegen die über die Breitstreckwalze (30) laufende Warenbahn (W) anschwenkbar ist.
Breitstreckeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckleiste (40) in Andruckrichtung federbelastet ist.
Breitstreckeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckleiste (40) in Andruckrichtung gewichtsbelastet ist.
Breitstreckeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckleiste (40) mit einem Längsrand (40') an einem zur Achse (A) der Breitstreckwalze (30) parallelen Metallprofil (28) befestigt ist, welches um eine zur Achse (A) der Breitstreckwalze (30) parallele Schwenkachse (S) schwenkbar ist.
Breitstreckwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Metallprofil (28) außerhalb der Außenseite der Andruckleiste (40) erstreckt.
Breitstreckwalze nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallprofil (28) aus Blech abgewinkelt ist.
Breitstreckwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckleiste (40) aus einem länglich-rechteckigen Zuschnitt aus Flachmaterial besteht.
Breitstreckeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckleiste (40) aus Metall besteht.
Breitstreckeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckleiste (40) aus Kunststoff besteht.
Breitstreckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckleiste (40) eine solche Steifigkeit besitzt, daß sie sich unter der Wirkung der Andruckkraft geringfügig elastisch durchbiegt.
Breitstreckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft pro Längeneinheit der Andruckleiste (40) etwa 1 bis 5 N/m beträgt.
Breitstreckeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckleiste (40) mit ihrem freien Rand (40"') an dem Metallprofil (28) über ein elastisch nachgiebiges Material (41) abgestützt ist.
Breitstreckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Warenbahn (W) nach dem Verlassen des Umschlingungsbereichs (23) auf der Breitstreckwalze (30) und vor dem Erreichen der nächsten Stelle gebundener Warenführung über eine die freie Laufstrecke verkürzende Gleitfläche (32) geführt ist.
Breitstreckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie vor einem Foulard (2) angeordnet und eine Regelung der Längszugspannung der Warenbahn (W) vorgesehen ist, bei der die Erfassung der Ist-Längszugspannung mittels der im Trog (4) des Foulards (2) vorhandenen Umlenktrommel (7) erfolgt.
Breitstreckeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Umlenktrommel (7) gegen Federwirkung höhenverschiebbar und ein Meßwandler für die unter der Ist-Längszugspannung erfolgende Höhenverschiebung vorgesehen ist.