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Dokumentenidentifikation DE10100330B4 26.04.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen einer Fadenschar
Anmelder Moenus Textilmaschinen GmbH, 07552 Gera, DE
Erfinder Voswinckel, Gerhard, Dipl.-Ing., 52070 Aachen, DE
Vertreter Frese-Göddeke, B., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 47800 Krefeld
DE-Anmeldedatum 05.01.2001
DE-Aktenzeichen 10100330
Offenlegungstag 18.07.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.04.2007
IPC-Hauptklasse F26B 13/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F26B 13/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F26B 13/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   D06B 3/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen einer Fadenschar gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6.

Eine solche Vorrichtung wird z.B. in der Webvorbereitung nach dem Schlichten von Kettfäden eingesetzt, um das mit dem Schlichtmittel aufgetragene Wasser zu verdampfen.

Die DE 1 914 231 A beschreibt einen Trommeltrockner für eine durchlaufende Kette, dem eine Vorrichtung zum Vortrocknen vorgeschaltet ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem auf die gesamte Breite der Kette gerichteten Auslaßschlitz und einem gegenüber angeordneten Ansaugschlitz. Die Kette läuft zwischen den beiden Schlitzen. Ein Heißluftstrom, der den Auslaßschlitz in etwa senkrecht zur Kette verläßt, wird nach Durchströmen der Kette durch den Ansaugschlitz abgeleitet. Die Vorrichtung zum Vortrocknen soll bewirken, daß die Kettfäden auf den Trommeln des nachgeschalteten Trommeltrockners nicht aneinander kleben. Nachteil dieser bekannten Vortrocknung ist, daß entsprechend der sehr kurzen Aufenthaltszeit nur wenig Wasser verdampft werden kann.

Aus der EP 0 237 033 B1 ist eine Vorrichtung zum Schlichten und Trocknen von Kettfäden bekannt, bei der die von einer Vielzahl Kettbäumen kommenden Fäden zusammengeführt und geschlichtet werden und anschließend vertikal geteilt, mit Heißluft vorgetrocknet, wieder zusammengeführt, endgetrocknet und auf einem Kettbaum aufgewickelt werden. Dabei umfaßt die Vortrocknung eine Vielzahl von Teilungsstäben, einen Kamm, eine Trocknungskammer, durch welche die geschlichteten Fäden einzeln und getrennt voneinander hindurchgeführt und dabei mit Heißluft beblasen werden, sowie einen weiteren Kamm und Sammelstäbe. Für die Endtrocknung ist ein Zylindertrockner angeordnet, wobei jeweils die Zylinder von der Gesamtheit der Fäden weitgehend umschlungen sind.

Die DE 34 17 104 A1 beschreibt einen Trockner für Kettfäden, bei dem in einer Trockenkammer beheizbare Trockenzylinder angeordnet sind. Als zusätzliches Trocknungsmedium ist die Trockenkammer von Warmluft durchströmt, die in einem Wärmetauscher mit der Abwärme von Kompressoren aufgeheizt ist. Bei dieser Anordnung hat die Warmluft lediglich die Aufgabe, die von den Trockenzylindern verdampfte Feuchtigkeit aufzunehmen und abzutransportieren.

Die CH 363 958 A offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung von Fadenscharen, bei der die Fadenschar planförmig durch einen Behandlungskanal geführt wird. Dem Behandlungskanal wird ein gas- oder dampfförmiges Behandlungsmedium zugeführt. Ein Kontakttrockner ist nicht vorgesehen. Die Vorrichtung ist nur für glatte Fäden geeignet.

Der Artikel von P. Ruch: Die Entwicklungen im Bereich der Schlichtereitechnik unter Berücksichtigung der heutigen Anforderungen in textil praxis international 10/91, S. 1088–1093 beschreibt Kontakttrockner für Fadenscharen, bei dem diese geteilt werden.

Die bisher genannten Trocknersysteme für Kettfäden haben das Problem, daß die fertigen Fäden noch eine relativ große Haarigkeit aufweisen und daß Fadenbruch auftritt. Besonders wenn als erste Trockenstufe ein Lufttrockner angeordnet ist, wird die Haarigkeit der Fäden fixiert. Weiterhin wird in vielen Fällen der beim Trocknen auftretende Schrumpfprozeß behindert, was zu sogenannten Dehnungsverlusten beim Schlichten führt, das heißt, die Elastizität der Fäden nimmt stark ab. Dies kann dann beim Weben zu Fadenbrüchen oder zu spannungslosen Fäden führen.

Aus der US 4,025,993 ist eine Vorrichtung zum Schlichten und Trocknen einer Fadenschar bekannt, bei der die Fäden geschlichtet, in einem Kontakttrockner getrocknet, gewachst und schließlich gekühlt werden. Um die Haarigkeit zu verringern, sind aufwändige Mittel vorgesehen, damit die Fäden während der gesamten Behandlung einen bestimmten Mindestabstand aufweisen. Die Fäden können beim Trocknen nicht schrumpfen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Trocknen von Kettfäden zu schaffen, bei dem die unbehandelten Fäden haarig sowie die fertigen Fäden besonders glatt sind und bei dem die Gefahr von Fadenbrüchen beim Weben minimiert ist, wobei den Fäden ein weitestgehend freies Schrumpfen ermöglicht wird. Eine weitere Aufgabe liegt darin, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Die erste Aufgabe ist durch ein Verfahren zum Trocknen einer Fadenschar mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die zweite Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.

Dadurch daß in Fadenlaufrichtung gesehen zuerst ein Kontakttrockner und dann ein Konvektionstrockner angeordnet ist, werden folgende Vorteile erzielt.

Die geschlichteten Fäden der Fadenschar werden auf der Kontaktfläche vorgetrocknet. Hierbei tritt ein Bügeleffekt ein, der die Haarigkeit der Fäden bereits wesentlich herabsetzt.

Da die Fadenschar in einer zweiten Stufe endgetrocknet wird, kann die Kontakttrocknung mit einem verhältnismäßig niedrigen Temperaturniveau betrieben werden.

Die so geglätteten Fäden können in der anschließenden Konvektionstrocknung weitgehend ungehindert schrumpfen, so daß jeder fertig geschlichtete und getrocknete Faden eine hohe Elastizität aufweist, wie sie für Webketten bei minimaler Gefahr von Fadenbrüchen erforderlich ist. Im Trockner werden Verkordelungen vermieden, weil hier infolge der großen Schrumpfkräfte relativ hohe Fadenspannungen gefahren werden können, ohne daß das Schrumpfen wesentlich beeinträchtigt wird. Hierbei ist die Fadenspannung im Bereich der Endtrocknung infolge der Reibung auf den Trockenzylindern unabhängig von der Fadenspannung in der Schlichtvorrichtung. Hierdurch wird vermiden, daß die feuchten Fäden überdehnt werden.

Bei einem Anlagenstillstand wie z.B. einem Notstop kann die Wärmezufuhr zur Konvektionstrocknung praktisch sofort unterbrochen werden. Hierdurch wird das lokale Übertrocknen der Fadenschar mit seinen negativen Folgen vermieden.

Die abhängigen Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens.

Die Trocknung in der Vortrocknung nach Anspruch 2 bis zu einer Restfeuchte von 50 bis 60 % – bezogen auf das Trockengewicht – nutzt die Tatsache, daß der Schrumpf bis zu diesem Bereich gering ist. Daher kann nahezu der gesamte Schrumpf während der Endtrocknung weitgehend ungehindert ausgenutzt werden.

Die Kontakttemperatur von 100° bis 140°C in der Vortrocknung nach Anspruch 3 bewirkt, daß bei einem Anlagestillstand die Temperatur in dem Teil der Fadenschar, der dann die Kontaktflächen berührt, sicher unterhalb der Schädigungstemperatur für die Schlichte und die Fadenschar bleibt.

Heißluft mit einer Temperatur von 150° bis 200° nach den Ansprüchen 4 und 5 ist einfach nach den Prozeßbedürfnissen einstellbar und bewirkt eine hohe Trocknungsleistung.

Die Erfindung wird anhand schematisch dargestellter Beispiele näher erläutert.

Es zeigen

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen einer Fadenschar mit vorgeschaltetem Kettbaumgestell und Schlichtvorrichtung sowie nachgeschalteter Wickelvorrichtung,

2 die Vorrichtung zum Trocknen nach 1 als Detail,

3 eine andere Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Teilung der Fadenschar und

4 eine weitere Anordnung der Vorrichtung.

Wie aus 1 ersichtlich besteht eine Vorrichtung zum Trocknen einer Fadenschar 1 aus einem Kontakttrockner 2 mit einer Vielzahl von Trockenzylindern 10 und einem Konvektionstrockner 3. Dem Kontakttrockner 2 sind ein Kettbaumgestell 4 für die Aufnahme von Zettel- oder Kettbäumen 5, von denen die Fadenschar 1 abwickelbar ist, und dann eine Schlichtvorrichtung 6 vorgeschaltet, in welche die Fadenschar 1 geführt ist. Dem Konvektionstrockner 3 nachgeschaltet ist eine Kreuzschlagvorrichtung 7 und eine Bäummaschine 8, wo die Kettschar 1 auf einem Kettbaum 9 aufwickelbar ist.

Nach 2 besteht der Kontakttrockner 2 aus fünf beheizbaren Trockenzylindern 10, die in einem Maschinengestell drehbar gelagert sind. In diesem Beispiel sind die Trockenzylinder 10 in zwei horizontalen Ebenen so angeordnet, daß sie eine gemeinsame horizontale Tangente aufweisen. Der horizontale Abstand zwischen zwei Trockenzylindern 10 entspricht in etwa ihrem halben Durchmesser. Im Eingangsbereich des Kontakttrockners 2 ist eine Umlenkwalze 11 so angeordnet, daß ihre Achse in der Höhe der horizontalen Tangente der Trockenzylinder 10 ist.

Mindestens einer der Trockenzylinder 10 ist über ein nicht dargestelltes Antriebssystem antreibbar. An den Wellen der Trockenzylinder 10 sind nicht dargestellte Mittel angeschlossen, durch welche Heizmedien ein- und wieder ausleitbar sind. Unterhalb des in Fadenlaufrichtung letzten Trockenzylinders 10 ist eine Umlenkwalze 15 so angeordnet, daß sie mit den beiden letzten Trockenzylindern eine gemeinsame Tangente hat. Oberhalb der Trockenzylinder ist eine Abzugshaube 12 angeordnet, an dem in einer Öffnung ein Abzugsrohr 13 mit einem Ventilator 14 befestigt ist.

Die Fadenschar ist von unten um die Umlenkwalze 11 über den benachbarten oberen Trockenzylinder 10 und weiter abwechselnd um die unteren und die übrigen oberen Trockenzylinder 10 und die Umlenkwalze 13 geführt.

In Fadenlaufrichtung hinter der Umlenkwalze 15 ist die Fadenschar 1 weitgehend horizontal durch den Konvektianstrockner 3 geführt, der von einem Gehäuse 16 umschlossen ist. In diesem sind Düsenkästen 17 zum Aufblasen von Heizmedium wie Heißluft oder überhitzter Dampf auf die Fadenschar 1 angeordnet. Hierbei ist die Blasrichtung in etwa senkrecht von unten nach oben. In der Decke des Gehäuses 16 ist ein Abzugsrohr 18 mit einem Ventilator 19 befestigt.

Anstatt der dargestellten Düsenkästen 17 sind auch andere Mittel zum Aufblasen von Heizmedium einsetzbar.

Im Betrieb wird die Fadenschar 1, die aus einer Vielzahl einzelner Fäden besteht, von den Kettbäumen 5 abgezogen und der Schlichtvorrichtung 6 zugeführt, wo die Fadenschar 1 im Tauch- oder im Benetzverfahren mit Schlichtmittel beaufschlagt wird. Die geschlichtete Fadenschar 1 wird zunächst auf den Trockenzylindern 10 des Kontakttrockners 2 vorgetrocknet, wobei die Fäden die Trockenzylinder 10 nacheinander weitgehend umschlingen und auf den glatten Flächen gebügelt werden. Die Temperatur der Trockenzylinder beträgt 100° bis 140°C. Die Vortrocknung ist in Abhängigkeit vom Schlichtverfahren so eingestellt (z.B. Trocknungstemperatur), daß circa 40 bis 50 % der zu entfernenden Wassermenge verdampft werden. Die so vorgetrocknete Fadenschar 1 läuft weiter durch den Konvektionstrockner 3 und wird auf eine Restfeuchte von circa 8 % fertig getrocknet. Die Temperatur des Trocknungsmittels beträgt hierbei 120° bis 180°C. Die fertig geschlichtete und getrocknete Fadenschar 1 durchläuft die Kreuzschlagvorrichtung 7 und wird in der Bäummaschine 8 auf dem Kettbaum 9 aufgewickelt.

Bei einer Betriebsstörung wie z.B. bei einem Schnellstop, wo die Vorrichtung angehalten werden muß, wird der Konvektionstrockner 3 und die Heizmittelzufuhr zu den Trockenzylindern 10 sofort abgeschaltet. Hierdurch wird eine Schädigung der Fadenschar 1 und des Schlichtemittels vermieden. Denn die Trockenzylinder 10 kühlen genügend schnell ab, während die Fadenschar 1 noch feucht ist; im Konvektionstrockner 3, wo die Fadenschar besonders zum Ende hin weitgehend trocken ist, wird die Wärmezufuhr praktisch sofort unterbrochen, so daß eine Überhitzung ausgeschlossen ist.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 3 dargestellt. Hierbei ist eine platzsparende Anordnung gewählt. Wie in 1 sind das Kettbaumgestell 4 mit Zettel- oder Kettbäumen 5 und die Schlichtvorrichtung 6 sowie die Kreuzschlagvorrichtung 7 und die Bäummaschine 8 ebenerdig angeordnet. Oberhalb dieser Vorrichtungen sind der Kontakttrockner 2 und der Konvektionstrockner 3 in einem Gestell aufgeständert. Im Kontakttrockner 2 sind vier Trockenzylinder 10 in einer horizontalen Ebene angeordnet. Die Fadenschar 1 ist nach der Schlichtvorrichtung 6 einfach geteilt, wobei eine Teilschar 1a, 1b um jeweils zwei benachbarte Trockenzylinder 10 geführt ist. Mittig oberhalb der Trockenzylinder 10 ist eine drehbar gelagerte Umlenkwalze 20 angeordnet, über welche beide Teilscharen 1a, 1b zum Konvektionstrockner 3 hin geführt sind. Vor dem Einlauf des Konvektionstrockners 3 sind vier senkrecht gleichmäßig beabstandete, kühlbare Teilungsstäbe 21 drehbar gelagert, über welche die Fadenschar 1 in vier Teilscharen aufgeteilt ist. Diese Teilscharen sind vertikal getrennt durch den Konvektionstrockner 3 geführt und dann zusammen in einem Abzugswerk 22 nach unten umgelenkt. Nach einer weiteren Umlenkung über die Umlenkwalze 23 ist die Fadenschar 1 über die Kreuzschlagvorrichtung 7 zur Bäummaschine 8 geführt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt 4. Hier ist im Unterschied zu 1 die Fadenschar 1 nach dem Zettelbaumgestell 4 in zwei Teilscharen 1a, 1b aufgeteilt, die jeweils separat einer Schlichtvorrichtung 6a, 6b und einem Kontakttrockner 2a, 2b zugeführt sind. Hierbei ist der Kontakttrockner 2a, 2b jeweils über der Schlichtvorrichtung 6a, 6b aufgeständert. Nach den Trockenzylindern 10 ist die Fadenschar 1 nach unten zum Konvektionstrockner 3 umgelenkt, durch den sie vierfach geteilt geführt ist.

Weitere Kombinationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen einer Fadenschar mit vor- und/oder nachgeschalteten Vorrichtungen sind möglich.

1
Fadenschar
1a, 1b
Teilschar
2
Kontakttrockner
3
Konvektionstrockner
4
Kettbaumgestelll
5
Kettbaum
6
Schlichtvorrichtung
7
Kreuzschlagvorrichtung
8
Bäummaschine
9
Kettbaum
10
Trockenzylinder
11
Umlenkwalze
12
Abzugshaube
13
Abzugsrohr
14
Ventilator
15
Umlenkwalze
16
Gehäuse
17
Düsenkasten
18
Abzugsrohr
19
Ventilator
20
Umlenkwalze
21
Teilungsstab
22
Abzugswerk


Anspruch[de]
Verfahren zum Trocknen einer Fadenschar, mit einer Vortrocknung und einer Endtrocknung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortrocknung eine Kontaktrocknung und die Endtrocknung eine Konvektionstrocknung ist. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortrocknung bis zu einer Restfeuchte von 50 bis 60 % – bezogen auf das Trockengewicht – erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vortrocknung die Kontakttemperatur 100° bis 140°C beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endtrocknung mittels Heißluft erfolgt. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der in den Trockner eintretenden Heißluft 120° bis 200°C beträgt. Vorrichtung zum Trocknen einer Fadenschar,

bestehend aus einem Kontakttrockner und einem Konvektionstrockner,

wobei der Kontakttrockner aus einer Vielzahl von mit Heizmedium beaufschlagbaren Heizzylindern besteht, die jeweils von der geteilten oder insgesamt ungeteilten durchlaufenden Fadenschar weitgehend umschlungen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß in Fadenlaufrichtung gesehen zuerst der Kontakttrockner (2) und dann der Konvektionstrockner (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektionstrockner (3) ein Kreuzstromtrockner ist.






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