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Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer bestimmten Menge eines
Stoffes je Längeneinheit auf eine laufende Materialbahn Es ist ein Verfahren zum
Aufbringen einer bestimmten Menge eines Stoffes je Längeneinheit auf eine laufende
Materialbahn bekannt, bei dem der aufzubringende Stoff von der Materialbahn einem
Trog od. dgl. entnommen wird, in dem er als Flüssigkeit bzw. Lösung oder Suspension
enthalten ist und dem er mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die durch die
Bahngeschwindigkeit und die je Längeneinheit aufzubringende Stoffmenge bestimmt
ist, und bei dem die aus einer Abweichung der tatsächlich aufgebrachten Stoffmenge
von der vorgeschriebenen sich ergebende Mengenänderung der Trogflüssigkeit zum Berichtigen
der Abweichung verwendet wird und durch die Mengenänderung eine der die Stoffentnahme
bestimmenden Eigenschaften dieser Trogflüssigkeit verändert wird.
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Das bekannte Verfahren kann zum Kettenleimen verwendet werden. Die
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist einen großen Flüssigkeitsvorratsbehälter
auf, von dem Flüssigkeit in der Bewegungsgeschwindigkeit der Ketten und dem gewünschten
Maße des Leimauftrages auf diese genau entsprechenden Mengen einem Trog zugeführt
wird, durch den die Ketten hindurchgeführt werden. In dem Trog wird die Flüssigkeit
selbsttätig in solcher Weise verdünnt, daß etwaige Abweichungen der tatsächlichen
Aufnahme von Feststoffen in der Stammlösung von der gewünschten Aufnahme korrigiert
werden. Die Stammlösung ist normalerweise eine vollständig gelatinierte Lösung von
Stärke und geringen Zusätzen, wie Talg, und die Schwierigkeit besteht in der Aufrechterhaltung
eines gebrauchsfertigen Zustandes der in einem großen Gefäß vorrätigen Lösung. Die
Lösung muß auf einer konstanten, vorher festgelegten Konzentration gehalten und
warm gehalten werden. Diese Erfordernisse sind in gewissem Maße miteinander unvereinbar,
da das Erwärmen der Lösung im allgemeinen zur Folge hat, daß ein Teil des Wassers
verdampft oder zusätzliches Wasser als Kondensat zugeführt wird, je nachdem, ob
z. B. offene oder geschlossene Dampfbeheizung verwendet wird. Es kann ferner die
Handhabung der Stammlösung Schwierigkeit bereiten, da diese sehr zähflüssig ist.
Im Hinblick auf die Überwindung dieser Schwierigkeiten waren die Versuche darauf
gerichtet, einen großen Vorrat von Material in einer brauchbareren Form als der
der bisher üblichen Stammlösung zu schaffen, und dies führte zur Entwicklung und
Verwendung eine Schlämme. Bei einer Schlämme ist nur ein kleiner Teil der Bestandteile
gelatiniert, und die Viskosität ist gering. Dies wird erreicht durch die Verwendung
eines Suspensionsmittels, das in Wasser ohne Wärmeanwendung schnell und spontan
gelatiniert und somit die Hauptbestandteile des Schlämmegemisches im Schwebezustand
hält. Auf diese Weise ist es möglich, einen großen Trog für Stammlösungen von hoher
und genau bekannter Konzentration zu benutzen, ohne daß sich die durch hohe Viskosität
verursachten Schwierigkeiten bei der Verwendung und beim Umgang mit der Stammflüssigkeit
einstellen. Die wirksamsten Suspensionsmittel (unter anderem Natriumalginat) sind
jedoch im Vergleich zu den Leimzusätzen teuer. Außerdem ist die Bedienungsperson
gezwungen, die Bestandteile der Schlämme auszuwiegen (was übrigens
auch
im Falle der Verwendung gelatinierter Lösungen erforderlich ist), und bei diesem
Vorgang besteht die Gefahr menschlicher Irrtümer.
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Die Erfindung will die vorstehenden Nachteile vermeiden und hat sich
deshalb zur Aufgabe gemacht, die Notwendigkeit zu vermeiden, bei einem Kettenleimvorgang
od. dgl. einen Vorrat an Stammlösungsschlämme od. dgl. bereitzuhalten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß die Substanzen, die den aufzubringenden Stoff in flüssiger und fester Form enthalten
oder bilden, kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit, die durch die Bahngeschwindigkeit
und die je Längeneinheit aufzubringende Stoffmenge bestimmt ist, einem Behälter
zugeführt werden, in dem die Substanzen in eine Dispersion, Emulsion, Lösung, Schmelze
od. dgl. übergeführt werden, und daß dieser Behälter entweder als Trog dient oder
die darin hergestellte Flüssigkeit an den Trog abgibt, wobei die Änderung der die
Stoffentnahme bestimmenden Eigenschaften der Trogflüssigkeit entweder im Behälter
oder im Trog erfolgt.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch
Gewichtsänderungen des Inhaltes des Behälters bzw. des Troges die Menge eines zugeführten
Verdünnungsmittels so geändert, daß die Menge zum Aufbringen des Stoffes durch Änderung
der Konzentration des Stoffes in der Flüssigkeit berichtigt wird. Eine Gewichtsänderung
des Inhaltes des Behälters bzw. des Troges kann durch eine Änderung des hydrostatischen
Druckes der Flüssigkeit in dem Behälter angezeigt werden, beispielsweise über einen
auf die Höhe des Flüssigkeitsstandes ansprechenden Schwimmerschalter.
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Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung
enthält eine Dosiereinrichtung für flüssige oder feste Substanzen, von der die Substanzen
einem Trog oder einem besonderen Behälter mit Mitteln zum Lösen, Dispergieren, Emulgieren,
Schmelzen od. dgl. den Substanzen zugeführt werden, wobei an dem Trog bzw. Behälter
eine Einrichtung zum konzentrationsregelnden Dosieren des Verdünnungsmittels angeschlossen
ist. Die Dosiereinrichtung für die festen Zusätze kann mit einem Wiege- und Abgabemechanismus
ausgestattet sein, der über einen Regelantrieb von einer Walze oder einem anderen
rotierenden Glied, dessen Drehzahl der Geschwindigkeit der Bewegung des Materials
proportional ist, gesteuert wird. Außerdem können an sich bekannte, zusätzliche
Einrichtungen zum Dosieren flüssiger Zusätze vorgesehen sein.
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Das Dosieren des oder der festen Zusätze (beim Kettenleimen nur des
Hauptzusatzes, normalerweise der Stärke) kann z. B. dadurch erfolgen, daß ein endloses
Becherwerk vorgesehen wird, das einen kleinen Trichter bis zum Rand gefüllt hält.
Dabei kann eine Einrichtung zum automatischen Wiegen und Ausgeben des oder der Zusätze
in einem gewählten Maß vom Trichter zum Behälter angeordnet sein.
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Eine andere Dosiereinrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem
an einem Waagebalken gelagerten Fülltrichter oder ähnlichen Behälter, dessen Gewicht
durch ein Gegengewicht ausgeglichen wird, das beispielsweise als eine in ihrer Länge
veränderliche Kette ausgebildet ist und mit einer elektrisch steuerbaren Abgabevorrichtung
versehen ist. Das Gegengewicht wird dabei automatisch in einem vorgeschriebenen
Maße vermindert. Der so erzeugte gleichgewichtsstörende Einfluß wird nun dazu ausgenutzt,
die Abgabe der Zusätze vom Trichter herbeizuführen, bis das Gleichgewicht wiederhergestellt
ist. Die auf den Arm ausgeübte Regelkraft kann auch aus einem beweglichen Gewicht
bestehen, oder es kann als anderes Verfahren zur Herbeiführung eines anfänglichen
Gleichgewichtes ein auf der Waage aufgehängter Behälter mit Wasser oder einer anderen
Flüssigkeit gefüllt werden und in dosierter Menge in vorgeschriebenem Maße entleert
werden. Die Substanz wird dann dem Behälter in dem erforderlichen Maße zugeführt,
um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Wenn Wasser verwendet wird, kann dieses
dazu benutzt werden, es mit dem Wasser im Behälter zu mischen.
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Ein anderes Beispiel einer Einrichtung zum Abgeben einer geregelten
Menge an Feststoffen an den Behälter besteht darin, daß eine endlose Fördereinrichtung
schwenkbar aufgebaut wird und von einem festgelegten Gewicht im Gleichgewicht gehalten
wird. Oberhalb der Fördereinrichtung wird ein Trichter angeordnet, von dem Feststoffe
abgegeben werden, wenn das Gleichgewicht gestört ist. Das Maß der Zufuhr von Feststoffen
an den Behälter wird dann von der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung geregelt.
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Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise bei Anwendung beim
Kettenleimen von Textilgarnen beschrieben. Beim Kettenleimen handelt es sich um
das Aufbringen einer Leimflüssigkeit auf eine bewegte Materialbahn in solcher Weise,
daß nach dem Trocknen die Kette einen vorher festgelegten Prozentsatz nach Gewichtsteilen
an festen Zusätzen aufgenommen hat, die sich als Schwebstoffe oder verteilt in der
Flüssigkeit befunden haben.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen
Vorrichtungen dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform für einen Kettenleimvorgang in schematischer
Darstellung; Fig. 2 zeigt eine Alternativanordnung zum Dosieren fester Zusätze in
schematischer Darstellung.
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Die Anordnung nach Fig. 1 besteht aus einer Hauptzufuhreinrichtung
für Stärke, einer Einrichtung zum Befördern derselben zu einer Dosieranordnung,
einer Einrichtung zum kontinuierlichen Herstellen der Flüssigkeit und zum Zuführen'
derselben zu einem Becken, einer Einrichtung zum Hindurchführen der Kette durch
das Becken und einer Einrichtung zum automatischen Ändern der Konzentration der
Flüssigkeit auf den erforderlichen Wert.
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Der Stärkevorrat befindet sich in einem großen Gefäß 11, dessen Fassungsvermögen
mindestens für mehrere Stunden ausreicht. Eine endlose Fördereinrichtung 12 ist
so -angeordnet, daß sie die Stärke von diesem Gefäß einem Spezialtrichter 13 in
solchem Maße zuführt, daß dieser gefüllt gehalten wird. Der Trichter 13 ist mit
einer Rühreinrichtung 14 und einer Dosiereinrichtung 15 ausgestattet. Von der Dosiereinrichtung
15 führt ein Rohr 16 zu einem Behälter 17, dessen Fassungsvermögen etwa 3,71 beträgt.
Die Dosiereinrichtung 15 liefert dem Behälter 17 Stärke zu. Für den Behälter 17
ist eine Wasserzufuhreinrichtung 21 vorgesehen. Der Behälter 17 hat eine vertikale
Zwischenwand 17.a, die sich nahezu bis zu seinem Boden erstreckt, und zu beiden
Seiten der Zwischenwand je ein Rührwerk 18, das über Zahnradgetriebe 20 von einem
Motor 19 von oben angetrieben
wird. Das Rohr 16 und die Wasserzufuhreinrichtung
21 sind an der einen Seite der Zwischenwand 17a angeordnet, und von der anderen
Seite des Behälters 17 von einem Punkt in der Nähe der Oberkante desselben führt
ein überströmrohr 22 hinunter zum Becken 23, so daß, wenn der Flüssigkeitsstand
im Behälter 17 bis zu einer bestimmten Höhe steigt, die Flüssigkeitszufuhr zum Becken
23 aufrechterhalten wird.
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Das Becken 23 ist von U-förmigem Querschnitt und hat in der Nähe der
.einen Seite eine Zwischenwand 24, die in der Längsrichtung einen Teil abtrennt,
dessen Fassungsvermögen etwa 9,31 beträgt und dem die Leimflüssigkeit über das Rohr
22 zugeführt wird und der von einem Dampfrohr 25 beheizt wird, um die Stärke zu
gelatinieren. Die Zwischenwand 24 reicht nicht ganz bis zum Boden des Beckens, und
die Flüssigkeit kann unter der Zwischenwand hindurch in den Hauptteil des Beckens
gelangen, dessen Fassungsvermögen etwa 31,51 beträgt. Oberhalb des Hauptteiles
des Beckens 23 und in. diesem ist ein Walzensystem 26 angeordnet, mittels dessen
die Kettenbahn 27 durch die Flüssigkeit hindurchgeführt wird.
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Das Maß der Stärkezufuhr von der Dosiereinrichtung 15 zum Behälter
17 ist einstellbar und wird entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit der Kettenbahn
27 durch das Becken 23 eingestellt, wobei auch das Maß der gewünschten Stärkeaufnahme
durch die Kette berücksichtigt wird. Die Einsteilbarkeit wird mittels eines automatischen
Wiegemechanismus- von bekannter Bauart erreicht, der in Zeitabständen Einzelmengen
von Stärke durch das Rohr 16 dem Behälter 17 zuliefert. Die Zeitabstände können
den Erfordernissen entsprechend von Hand eingestellt werden. Der Wiegemechanismus
in der Dosiereinrichtung 15 wird mittels eines Steuerschalters 28 gesteuert, der
den Mechanismus über einen Stromkreis 28a elektrisch betätigt. Der Schalter erhält
seinen Antrieb vom Rollensystem 26, so daß eine resultierende Regelung des Stärkedosiermaßes
entsprechend der Geschwindigkeit erreicht wird, mit welcher die Kettenbahn 27 fortbewegt
wird. Die Einstellung geschieht von Hand an zwei Regelgetrieben 29, 30 im Antrieb
zwischen dem Rollensystem 26 und dem Schalter 28.
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Die Wasserzufuhreinrichtung 21 besteht aus einem Rohr 31, das in den
Behälter 17 hineinragt, und wird von zwei Zweigleitungen 31 a, 31 b gespeist. Die
erste Zweigleitung 31 a dient zur Beförderung einer Wassermenge zum Rohr 31, die
nicht ausreicht, um einen genügenden Grad von Verdünnung herbeizuführen. Die zweite
Zweigleitung 31 b liefert eine geregelte Wassermenge, die zusammen mit der durch
die erste Zweigleitung 31a strömenden Wassermenge dazu dient, die Flüssigkeit in
solcher Weise zu verdünnen, daß die Stärkeaufnahme je Einheitslänge der Kettenbahn
27 im richtigen Maße erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, daß in den Behälter 17
(und somit in das Becken 23) Wasser eingelassen wird, um eine konstante Raum- oder
Gewichtsmenge an Verdünnungsflüssigkeit im Becken 23 aufrechtzuerhalten. Bei der
dargestellten Anordnung wird der hydrostatische Druck der Flüssigkeit im Becken
23 dazu verwendet, Druckschwankungen in einer außenliegenden Schwimmerkammer 32
hervorzurufen, wobei im Boden des Beckens 23 eine entspannte Membran 33 vorgesehen
ist, die dazu dient, die Flüssigkeit im Becken 23 von der in der Schwimmerkammer
32- zu trennen. Ein Schwimmerschalter 34.a, der durch die Auf- und Abbewegungen
des Schwimmers 34 betätigt wird, die durch Schwankungen des Flüssigkeitsstandes
im Becken 23 hervorgerufen werden, bewirkt eine Zulieferung von Wasser über die
zweite Zweigleitung 31b der Wasserzufuhreinrichtung in den Behälter 17, um den Wasserstand
im Becken 23 zu korrigieren. Diese Wirkung wird durch Anordnung eines Magnetventils
35 in der zweiten Zweigleitung 31b des Wasserzufuhrsystems 21 erreicht, das bei
elektrischer Erregung die Wasserströmung in der Zweigleitung 31b entsprechend den
Bewegungen des Schwimmers 34 unter Betätigung des Schwimmerschalters 34 a regelt.
Zu diesem Zwecke ist ein elektrischer Stromkreis 36 vorgesehen.
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Wie ersichtlich, ist eine große Genauigkeit der Wasserzufuhr durch
die Zweigleitung 31a nicht erforderlich, da eine wirksame Regelung über die Zweigleitung
31b erfoglt. Die Zufuhr durch die Zweigleitung 31a erfolgt mittels einer Zahnradpumpe
37, die von einem Regelgetriebe 30 angetrieben wird.
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Bei einer (nicht dargestellten) anderen Ausführungsform ist das Becken
23 mit seinem Inhalt auf einer Feder gelagert, so daß die Bewegung des Bekkens,
die erfolgt, wenn das Gewicht der darin enthaltenen Flüssigkeitsmenge sich ändert,
eine Einrichtung zum Verändern des Maßes der Flüssigkeitszufuhr zum Behälter in
Tätigkeit setzt, die dieser Gewichtsänderung entgegenwirkt, so daß in dem Becken
eine praktisch konstante Gewichtsmenge an Flüssigkeit aufrechterhalten wird.
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Als zusätzliche Dosiereinrichtung ist ein Behälter 38 vorgesehen,
der Talg enthält und den kleineren Teil des Beckens 23 über ein Rohr 39 speist.
Für diesen Zweck ist eine Zahnradpumpe 40 vorgesehen, die ebenfalls vom Regelgetriebe
30 angetrieben wird. Wie ersichtlich, erfolgt die Zufuhr aller Zusätze (direkt oder
indirekt) zum kleineren Teil des Beckens 23, so daß die Zwischenwand 24 verhindert,
daß ungenügend vorgewärmte Leimflüssigkeit oder ungenügend gelatinierte Stärke den
größeren Teil des Behälters erreicht und ein lebhaftes Aufwallen des eintretenden
Gemisches dauernd ohne Bespritzen der Kettenbahn 27 ermöglicht wird.
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Im Betrieb wird der selbsttätige Wiegemechanismus so eingestellt,
daß seine Tätigkeit in der Häufigkeit stattfindet, die notwendig ist, um dem Behälter
Stärke in dem erforderlichen Maße zuzuführen. Sodann wird die Wasserzufuhr angeschlossen,
die Rührwerke 18 in Tätigkeit gesetzt und die Antriebseinrichtung für die Kettenführungswalzen
eingeschaltet.
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Stärke und Wasser werden schnell und dauernd im Behälter 17 zusammengerührt
und dem Becken 23 in der Form einer Dispersion von Stärke in Wasser kontinuierlich
zugeführt. Da die zum Überführen des Gemisches vom Behälter 17 zum Becken 23 erforderliche
Zeitspanne nur kurz ist, wird normalerweise kein Suspensionsmittel gebraucht, um
die nichtgelatinierte Stärke in schwebendem Zustand zu halten. Die Gelatinierung
erfolgt im geheizten Becken.
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Wenn der Flüssigkeitsstand im Becken infolge zu starker oder zu schwacher
Flüssigkeitsaufnahme durch die Kettenbahn steigt oder sinkt, hat die Abnahme oder
Zunahme der gesamten Gewichtsmenge und somit des Rauminhaltes der Flüssigkeit im
Becken eine Tätigkeit der Einrichtung zum Verändern der Wasserzufuhr
durch
die zweite Zweigleitung 31b zur Folge, bei der diese vermindert oder vergrößert
wird, um Abweichungen von dem korrekten Maß der Flüssigkeitsaufnahme zu korrigieren.
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In Fig. 2 ist eine abgewandelte Dosiereinrichtung für die Stärke dargestellt.
Bei dieser Anordnung ist ein Fülltrichter 50 mit festen Zusätzen gefüllt. Der Trichter
50 wird von einem Arm einer Waage 41 getragen, die bei 42 ihren Schwenkpunkt
hat. Der andere Arm trägt ein einstellbares Gegengewicht und an seinem äußersten.
Ende eine Kette 44, deren wirksame Länge mittels eines Regelantriebs 45 einstellbar
ist, das über ein zweckmäßiges Getriebesystem 46 ein Aufwickeln der Kette 44 auf
die Trommel 47 bewirkt. Die Zufuhr an festen Zusätzen durch das Rohr 16 (Fig. 1)
vom Fülltrichter 50 wird von einer elektrisch angetriebenen Schiebereinrichtung
oder Rühreinrichtung 48 gesteuert, die in Tätigkeit tritt, wenn der elektrische
Stromkreis 49 durch eine Abwärtsbewegung des den Fülltrichter tragenden Armes der
Waage 41 geschlossen wird.
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Im Betrieb wird das Gegengewicht 43 so eingestellt, daß es das Gewicht
des Fülltrichters im gefüllten Zustand ausgleicht, und der Regelantrieb 45 wird
so eingestellt, daß das wirksame Gewicht der Kette so vermindert wird, daß eine
Verminderung des richtigen Maßes des Gewichtes der festen Zusätze im Fülltrichter
50 ausgeglichen wird. In der Praxis ist die sich wiederholende Folge der Tätigkeiten
folgende: Zu Beginn erfolgt keine Abgabe vom Trichter 50; in dem Maße, in dem anschließend
das Gewicht der Kette 44 vermindert wird, senkt sich der Arm der Waage 41, der den
Trichter 50 trägt, und bewirkt, daß sich der Stromkreis 49 schließt und der Schieber
oder die Rühreinrichtung 48 in Tätigkeit tritt; die Abgabe von Zusätzen aus dem
Fülltrichter 50 beginnt und hält an, solange der Fülltrichterarm gesenkt bleibt,
d. h. bis der Fülltrichter und sein Inhalt so viel an Gewicht verloren haben, daß
die Waage 41 in ihre ursprüngliche Stellung zurückkehrt, wodurch der Stromkreis
49 geöffnet und der Schieber geschlossen oder die Rühreinrichtung 48 zum Stillstand
gebracht wird und die Abgabe von Zusätzen eingestellt wird.
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Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung haben zahlreiche
Vorteile gegenüber den bisher bekannten. Vor allem entfällt die Notwendigkeit, einen
Vorrat an Flüssigkeit etwa für 1 Tag vorzubereiten, und somit auch die Notwendigkeit,
diesen zu lagern sowie ihn warm und betriebsbereit zu halten. Ferner entfällt die
Möglichkeit von Fehlern beim Mischen. Es ist auch nicht notwendig, ein teures Suspensionsmittel
zu verwenden, wie dies im Falle der Verwendung einer Schlämme notwendig wäre. Da
die Flüssigkeit kontinuierlich und dem Bedarf entsprechend vorbereitet wird, entsteht
höchstens ein vernachlässigbarer Verlust, und Änderungen im Mischungsverhältnis
der Zusätze können jederzeit ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden. Ein anderer
wichtiger Vorteil, der sich daraus ergibt, daß die Flüssigkeit nicht auf Vorrat
vorbereitet wird, besteht darin, daß bakterieller oder sonstiger Verderb praktisch
ausgeschlossen ist.