Verfahren und Vorrichtung zum abschnittweise unterschiedlichen Färben von textilem Fadenmaterial, insbesondere von Garnen

Abstract

 Beim abschnittweise unterschiedlichen Färben von textilem Fadenmaterial, insbesondere von Garn (1), wird letzteres mit hoher Laufgeschwindigkeit in gestrecktem Zustand an mindestens einer um eine quer zur Garniaufrichtung verlaufende Achse (7) rotierenden Farbspritzdüse (3) vorbeigeführt und dabei intermittierend mit Farbflotte (8) bespritzt.
Um regelmäßige Musterbildung, sogenannte Bilderung, in der aus so gefärbtem Garn hergestellten Fertigware, also im Gewebe oder Gewirke, zu vermeiden, wird die Rotationsgeschwindigkeit der Farbspritzdüse (3) während des Garnvorbeilaufs fortlaufend unregelmäßig geändert. Zu dem Zweck erfolgt der Antrieb der rotierenden Farbspritzdüse (7) durch einen Elektromotor (12) mit veränderbarer Drehzahl, wobei in dessen Steuerkreis (14) außer einem die Grundsteuerspannung liefernden, einstellbaren Spannungsgeber (15) zur fortlaufenden Änderung der Steuerspannung (18') des Elektromotors (12) ein oder mehrere Spannungsgeneratoren (16,17) mit Frequenz- und Amplitudenverstellung vorgesehen sind, deren Spannungen sich gegenseitig überlagern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum abschnittweise unterschiedlichen Färben von textilem Fadenmaterial, insbesondere von Garnen, bei dem das Garn mit hoher Laufgeschwindigkeit in gestrecktem Zustand an mindestens einer um eine quer zur Garnlaufrichtung verlaufende Achse rotierenden Farbspritzdüse vorbeigeführt und dabei intermittierend mit Farbflotte bespritzt wird.

[0002] Zum abschnittweise unterschiedliche Färben von Garnen, dem sogenannten Space-Dyeing, ist es z.B. nach der DE-OS 25 11 728 bekannt, in der vorerwähnten Weise zu verfahren. Dazu werden vorrichtungsmäßig Farbspritzdüsen verwendet, die in unterschiedlichen Abständen auf einem quadratisch gestalteten Rohrrahmen angeordnet sind, der um eine quer zur Garnlaufrichtung gelegene Achse drehbar gelagert und durch einen Elektromotor mit veränderlicher Drehzahl anzutreiben ist. Für das Space-Färben des Garns wird der die Farbspritzdüsen tragende Rohrrahmen mit einer bestimmten Drehzahl umlaufend bewegt, so daß es auf dem mit hoher Geschwindigkeit daran vorbeilaufenden Garn zu Farbspritzaufträgen kommt, deren gegenseitige verschieden weite Abstände von der Garnlaufgeschwindigkeit, der Rotationsgeschwindigkeit des _Roh.rrahmens und der Lage bzw. gegenseitigen Abstände der darauf vorhandenen Farbspritzdüsen abhängen Mit dem dadurch bedingten ungleichmäßigen Farbauftrag auf dem Garn versucht man zu verhindern, daß es bei der späteren Verarbeitung des Garns in der betreffenden Fertigware, also dem Gewebe oder Gewirke, zu unschönen Bildern bzw. Mustern, nämlich der sogenannten _Bilderung kommt, die höchst unerwünscht ist. Mit der vorbekannten Vorrichtung läßt sich diese aber noch nicht hinreichend vermeiden, da es beim Space-Dyeing des Garns immer noch zu vergleichsweise regelmäßigen Farbaufträgen und damit zu entsprechender Bilderung in der Fertigware kommt. Das liegt im wesentlichen daran, daß durch die vorgegebene Lage der Farbspritzdüsen auf dem rotierenden Rohrrahmen auch der Farbrapport auf dem Garn grundsätzlich festgelegt ist, wobei in Abhängigkeit von der gewählten Umlaufgeschwindigkeit und der eingestellten Drehzahl des rotierenden Farbspritzrahmens die gegenseitigen Abstände zwischen den einzelnen Farbaufträgen auf dem Garn nur entweder verkleinert oder vergrößert werden. Ähnliches gilt auch für den Fall, daß die Farbspritzdüsen, wie auch bereits bekannt, auf quer zur Garnlaufrichtung hin und her bewegbaren Spritzbalken angeordnet sind, die auch mit einstellbar verschiedener Geschwindigkeit angetrieben werden können.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum abschnittweise unterschiedlichen Färben von textilem Fadenmaterial, insbesondere von Garnen zu schaffen, bei dem der Farbauftrag auf das Garn einerseits unregelmäßig andererseits aber doch noch reproduzierbar in solcher Weise erfolgt, daß es bei der Weiterverarbeitung des so unterschiedlich gefärbten Garns zu keiner Bilderung in der Fertigware kommt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Farbspritzdüse während des Garnvorbeilaufs fortlaufend unregelmäßig geändert wird. Für die Erfindung ist also wesentlich, daß beim Garnfärben die Farbspritzdüse nicht mit gleichbleibender, sondern mit sich stets ändernder Geschwindigkeit umläuft, wodurch es zu einem entsprechend unregelmäßigen Farbauftrag auf dem Garn kommt. Die unregelmäßigen Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit der Farbspritzdüse liegen dabei vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von + 10% der mittleren Rotationsgeschwindigkeit.

[0004] Zur vorrichtungsmäßigen Durchführung des Verfahrens wird in bekannter Weise von mindestens einer neben der _Garnlaufbahn angeordneten, um eine quer dazu verlaufende Achse drehbaren Farbspritzdüse ausgegangen, die durch einen Elektromotor mit durch Ändern seiner Steuerspannung veränderbarer Drehzahl anzutreiben ist. Erfindungsgemäß sind dabei aber außer einem die Grundsteuerspannung liefernden einstellbaren Spannungsgeber zur fortlaufenden Änderung der Steuerspannung des Elektromotors ein oder mehrere Spannungsgeneratoren mit verstellbarem Frequenz-und Amplitudenbereich vorgesehen, deren Spannungen sich gegenseitig überlagern. Auf diese Weise erhält also der die Farbspritzdüse umlaufend antreibende Elektromotor eine sich aus den verschiedenen Einzelspannungen zusammensetzende, sich ständig ändernde Steuerspannung, die zu einer entsprechenden Änderung der Motordrehzahl führt, die ihrerseits die Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit der Farbspritzdüse bewirkt. Vorteilhaft kann als Antriebsmotor für die Farbspritzdüse ein Drehstrommotor mit Schlupfregelung dienen, dem unter Zwischenschaltung eines Stromrichters ein aus dem Grundspannungsgeber und zwei Spannungsgeneratoren bestehender Steuerspannungskreis vorgeschaltet ist. Es versteht sich aber, daß dafür auch andere Elektromotoren mit steuerbarer Drehzahländerung verwendet werden können.

[0005] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind vorteilhaft mehrere Farbspritzdüsen in einem hohl ausgebildeten Farbspritzteller vorgesehen, der eine zugleich als Farbflottenzuleitung dienende Nabe trägt, über die er um eine quer zur Garnlaufrichtung verlaufende Achse drehbeweglich gelagert und durch den Elektromotor mit fortlaufend sich ändernder Drehzahl anzutreiben ist. Der Farbspritzteller bietet die vorteilhafte Möglichkeit, die Farbspritzdüsen nicht nur auf einem gemeinsamen Kreisbogen, sondern an den verschiedensten Stellen des Tellers anbringen zu können, wodurch die Zahl der unterschiedlich anzubringenden Farbauftragsstellen auf dem vorbeilaufenden Garn entsprechend vergrößert werden kann.

[0006] Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung können mehrere, mit unterschiedlichen Farbflotten zu beschickende Farbspritzteller in Garnlaufrichtung hintereinander angeordnet sein, um auf diese Weise unterschiedliche Farben auf das Garn aufspritzen zu können. Die Farbspritzteller können dabei über einen Riemen-, Ketten- od. dgl. Getriebezug durch einen gemeinsamen Elektromotor mit fortlaufend sich ändernder Drehzahl angetrieben werden, was im Hinblick auf die vergleichsweise geringe Masse der rotierenden Farbspritzteller durchaus möglich ist. Es können aber auch mehrere Farbspritzteller jeweils mit eigenen Antriebsmotoren und zugehörigen Steuerspannungskreisen unabhängig voneinander, also mit individuell sich ändernden Drehzahlen angetrieben werden.

[0007] In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele nach der Erfindung größtenteils schematisch dargestellt. Dabei zeigt

_Fig. 1 einen mit mehreren Farbspritzdüsen versehenen, rotierenden Farbspritzteller mit zugehörigem Antrieb und Steuerspannungskreis,

Fig. 2 die zu Fig. 1 gehörige Aufsicht mit vereinfachter Darstellung des Steuerspannungskreises,

Fig. 3 eine Dreifachanordnung von Farbspritzdüsen mit gemeinsamen Antrieb und

Fig. 4 mit jeweils eigenem Antrieb, beides in der Draufsicht.

[0008] Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum abschnittweise unterschiedlichen Färben von mit hoher Laufgeschwindigkeit vorbeibewegtem Garn 1 besitzt einen hohl ausgebildeten Farbspritzteller 2, in dessen Unterseite mehrere Farbspritzdüsen 3 angeordnet sind. Der Farbspritzteller 2 trägt eine Nabe 4, über die er in den Lagern 5, 6 um eine quer zur Garnlaufrichtung 1 verlaufende Achse 7 drehbeweglich gelagert und anzutreiben ist. Die hohl ausgebildete Nabe 4 dient zugleich der Zuleitung der Farbflotte 8, die aus einem nicht dargestellten Farbstoffbehälter kommt. Am oberen Ende ist die Nabe 4 mit einem gezahnten Antriebsrad 9 versehen, das über den gezahnten Riemen 10 mit dem Abtriebsrad 11 des Elektromotors 12 in ständiger Antriebsverbindung steht.

[0009] Der Motor 12 ist beispielsweise als Drehstrommotor mit Schlupfregelung ausgebildet. Er ist über den z.B. mehrere Thyristoren enthaltenden Stromrichter 13 an die Netzleitung 13' angeschlossen, über die er seine eigentliche Antriebsleistung erhält.

[0010] Dem Stromrichter 13 ist ein generell mit 14 bezeichneter, gestrichelt eingezeichneter Steuerspannungskreis 14 vorgeschaltet. Dieser besitzt einen herkömmlichen _Gleichspannungsgeber 15, der über die an ihm einstellbare Gleichspannung von z.B. 0 bis 10 Volt den Motor 12 mit einer entsprechenden Grundwertedrehzahl, z.B. im Bereich von 0 bis 2400 Umdrehungen in der Minute laufen läßt. Außer dem Gleichspannungsgeber 15 sind noch zwei Spannungsgeneratoren 16, 17 vorgesehen, die die angedeuteten verschiedenen Hilfsspannungen 16' bzw. 17' mit einstellbarer Frequenz 16'' bzw. 16''' und einstellbarer Amplitude 16''' bzw. 17''' zu erzeugen vermögen. Diese beiden Hilfsspannungen 16', 17' überlagern sich gegenseitig und zusammen mit der vom Gleichspannungsgeber 15 erzeugten Grundsteuerspannung in der Überlagerungseinrichtung 18 zu der hier angedeuteten tatsächlichen Steuerspannung 18', die über die Leitung 19 dem Stromrichter 13 und dem Motor 12 zugeführt wird. Dadurch wird der Motor 12 mit einer sich entsprechend der Steuerspannung 18' fortlaufend ändernden Drehzahl angetrieben, die zu einer entsprechenden ständigen Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Farbspritztellers 2 und damit auch seiner Farbspritzdüsen 3 führt. Wie man ohne weiteres erkennt, hat man es durch Ändern der einstellbaren Frequenzen 16'', 17'' und der Amplituden 16''' und 17''' in der Hand, sehr unregelmäßig verlaufende Steuerspannungen 18' zu erzeugen und damit auch über die sich entsprechend ändernden Drehzahlen einen entsprechend unregelmäßigen Farbspritzauftrag auf dem an den Düsen 3 vorbeilaufenden Garn 1. Trotz dieser Unregelmäßigkeit des Farbspritzäuftrages bleibt aber dessen Reproduzierbarkeit voll gewährleistet, da die betreffenden Einstellwerte an den Hilfsgeneratoren 16 und 17 und auch am Gleichspannungsgeber 5 zu einem ganz bestimmten Drehzahl- änderungsverlauf des Motors 12 und damit auch des Farbspritztellers 2 führen.

[0011] Wie insbesondere Fig. zeigt, können auf der Unterseite des Farbspritztellers 2 die Spritzdüsen 3 in der verschiedensten Weise, also nicht nur auf einem einfachen Kreisbogen, sondern auch auf unterschiedlichen Kreisbögen bzw. in unterschiedlichen Abständen zum Rotationszentrum angeordnet sein. Von Vorteil ist es dabei, wenn die Spritzdüsen 3 in einer auswechselbaren Scheibe 2' angeordnet werden, die in den Teller 2 von unten leicht eingesetzt bzw. daraus entfernt werden kann, um sie gegen eine Scheibe mit anderer Spritzdüsenanordnung auszutauschen. Eine unterhalb des rotierenden Farbspritztellers 2 in dem in Garnlaufrichtung abgewandten Bereich angeordnete Farbflüssigkeits-Auffangwanne 20 stellt sicher, daß jede Farbspritzdüse 3 beim einmaligen Umlauf des Farbspritztellers 2 das vorbeilaufende Garn 1 nur einmal beaufschlagen kann.

[0012] Es versteht sich, daß in Fig. 1 und 2 anstelle eines einzigen Garns 1 normalerweise stets eine mehrfädige Garnschar an dem rotierenden Farbdüsenteller 2 vorbeigeführt wird, beispielsweise sechs nebeneinander liegende Garnstränge. Die Laufgeschwindigkeit des Garns kann bis zu 600 Meter pro Minute und mehr betragen, während für die Umdrehungszahl des Farbspritztellers Werte bis zu 600 Umdrehungen pro Minute und mehr gewählt werden können. Auch die Zahl der Spritzdüsen auf dem Farbspitzteller kann beträchtlich sein. Wenn der Teller 2 einen Durchmesser von etwa 400 Millimeter besitzt, können allein auf einem äußeren Kreisbogenumfang bis zu 90 Düsen in gleichmäßig verteilter Anordnung vorgesehen werden. Für eine vergleichsweise grobe Farbmusterung des Garns kommt man natürlich mit geringeren Umlaufgeschwindigkeiten und weniger Düsen aus, etwa mit 18 Düsen und durchschnittlichen Drehzahlen für den Spritzteller von 60 Upm. Um den Teller 2 und seine Nabe 4 möglichst massearm zu halten, bestehen diese vorzugsweise aus geeignetem Leichtwerkstoff.

[0013] Bei dem in Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei mit mehreren Spritzdüsen versehene rotierende Farbspritzteller 2 in Laufrichtung der Garnschar 1 hintereinander angeordnet. Diese Teller 2 können jeweils mit unterschiedlicher Farbflotte beschickt werden. Sie werden durch einen gemeinsamen, über entsprechende Umlenkrollen 21 geführten Zahnriemen 22 mit positivem Antrieb vom Antriebsrad 11 des Motors 12 angetrieben, der durch den vorgeschalteten Steuerspannungskreis 14 wiederum mit fortlaufend sich ändernder Drehzahl betrieben werden kann, so daß dann auch die Farbspritzteller 2 mit sich stets ändernder Rotationsgeschwindigkeit umlaufen.

[0014] Im Falle der Fig.4 sind die drei Farbspritzteller 2 jeweils mit eigenen Antriebsmotoren 12' und den zugehörigen Steuerspannungskreisen 14' versehen, wodurch sie unabhängig voneinander mit sich fortlaufend ändernder Drehzahl angetrieben werden können. Das kann grundsätzlich auf zweierlei verschiedene Weise geschehen: Zum einen ist es möglich, die Antriebsmotoren 12', wie durch die gestrichelte Linie 23 angedeutet, mit gemeinsamer Grunddrehzahl anzutreiben und ihre Steuerspannung zu variieren oder gleich zu halten. Zum anderen besteht die Möglichkeit, die Grunddrehzahlen für die Antriebsmotoren 12' individuell verschieden einzustellen und die Steuerspannungen in den Steuerkreisen 14' gleich oder unterschiedlich zu wählen.

Ansprüche

1. Verfahren zum abschnittweise unterschiedlichen Färben von textilem Fadenmaterial, insbesondere von Garnen, bei dem das Garn mit hoher Laufgeschwindigkeit in gestrecktem Zustand an mindestens einer um eine quer zur Garnlaufrichtung verlaufende Achse rotierenden Farbspritzdüse vorbeigeführt und dabei intermittierend mit Farbflotte bespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Farbspritzdüse während des Garnvorbeilaufs fortlaufend unregelmäßig geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unregelmäßigen Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit der _Farb- spritzdüse innerhalb eines Bereichs von + 10% der mittleren Rotationsgeschwindigkeit liegen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit mindestens einer neben der Garnlaufbahn angeordneten, um eine quer dazu verlaufende Achse rotierenden Farbspritzdüse, die durch einen Elektromotor mit durch Ändern seiner Steuerspannung veränderbarer Drehzahl anzutreiben ist, dadurch gekennzeichnet, daß außer einem die Grundsteuerspannung liefernden, einstellbaren Spannungsgeber (15) zur fortlaufenden Änderung der Steuerspannung (18') des Elektromotors (12) ein oder mehrere Spannungsgeneratoren (16, 17) mit Frequenz- und Amplitudenverstellung vorgesehen sind, deren Spannungen sich gegenseitig überlagern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmotor für die rotierende Farbspritzdüse (3) ein Drehstrommotor (12) mit Schlupfregelung dient, dem unter Zwischenschaltung eines Stromrichters (13) ein aus einem Gleichspannungsgeber (15) und zwei Spannungsgeneratoren (16, 17) bestehender Steuerspannungskreis (14) vorgeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Farbspritzdüsen (3) in einem hohl ausgebildeten Farbspritzteller (2) vorgesehen sind, der eine zugleich als Farbflottenzuleitung dienende Nabe (4) trägt, über die der Teller (2) um eine quer zur Garnlaufrichtung verlaufende Achse (7) drehbeweglich gelagert und durch den Elektromotor (12) mit fortlaufend sich ändernder Drehzahl anzutreiben ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit unterschiedlichen Farbflotten (8) zu beschickende Farbspritzteller (2) in Garnlaufrichtung hintereinander angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbspritzteller (2) über einen Riemen-, Ketten- od. dgl. Getriebezug (22) durch einen gemeinsamen Elektromotor (12) mit fortlaufend sich ändernder Drehzahl anzutreiben sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbspritzteller (2) jeweils mit eigenen Elektromotoren (12') und zugehörigen Steuerspannungskreisen (24') versehen und dadurch unabhängig voneinander mit fortlaufend sich ändernden Drehzahlen zu betreiben sind.

Zeichnung