-
Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen eines bahnförmigen textilen Materials, mit einem Materialeinlass und einem Materialauslass sowie einem zwischen dem Materialeinlass und dem Materialauslass angeordneten Heizmittel.
-
Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zur Gummierung eines bahnförmigen textilen Materials sowie ein Verfahren zum Trocknen von bahnförmigen textilen Materialien.
-
Bahnförmige textile Materialien finden in vielen Bereichen eine technische Anwendung. Die Eigenschaften von textilen Materialien, insbesondere ihre mechanischen Eigenschaften, sind unter anderem von ihrem Feuchtegehalt abhängig. Hierbei zeigen einige Materialien vor allem bei höheren Feuchtegehalten nachteilige mechanische Eigenschaften, so dass ein Trocknen der textilen Materialien vorteilhaft ist.
-
Textile Materialien aus unterschiedliche Werkstoffe und textile Materialien aus einem Werkstoff mit unterschiedlichen Feuchtegehalten zeigen einen unterschiedlichen Energiebedarf beziehungsweise sind auf unterschiedliche Temperaturen zu erwärmen, um ausreichend getrocknet zu werden. Wird textilen Materialien zu viel Energie zugeführt beziehungsweise wird eine zu hohe Temperatur erzeugt, kann sich das Nachteilig auf die textilen Materialien auswirken.
-
Es ist bekannt textile Materialien in geeigneten Temperiereinheiten, beispielsweise in sogenannten Heiztürmen, zu trocknen. Heiztürme weisen beheizte Walzen mit einer großen Wärmekapazität und einer entsprechenden thermischen Trägheit auf, über die die textilen Materialien zum Trocknen geführt werden. In einigen Anwendungsfällen der textilen Materialien hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die vom Trocknen noch erwärmten textilen Materialien weiter zu verarbeiten.
-
Ein verbreiteter Weiterverarbeitungsschritt ist ein Gummieren eines bahnförmigen textilen Materials, um beispielweise gummierte Festigkeitsträger für Reifen herzustellen. Hierzu werden verschiedene Materialien nacheinander in Heiztürmen getrocknet und einer Gummierungseinheit zugeführt.
-
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsvorrichtung sowie ein System zur Gummierung eines bahnförmigen textilen Materials und ein Verfahren zum Trocknen von bahnförmigen textilen Materialien derart auszuführen, dass unterschiedliche textile Materialien jeweils entsprechend ihres zum Trocknen notwendigen Energiebedarfs und der hierbei notwendigen Temperaturen erwärmt werden, wobei eine Erwärmung auf nachteilig hohe Temperaturen vermieden wird und ein schneller Wechsel in der Trocknungsvorrichtung zwischen unterschiedlichen Werkstoffen möglich ist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Trocknungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie einem System und einem Verfahren nach den nebengeordneten Ansprüchen. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
-
Erfindungsgemäß ist also eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen eines bahnförmigen textilen Materials vorgesehen, wobei das textile Material insbesondere ein Endlosband ist, insbesondere zur Reifenherstellung. Die Trocknungsvorrichtung weist einen Materialeinlass und einen Materialauslass auf sowie ein zwischen dem Materialeinlass und dem Materialauslass angeordneten Heizmittel. Das Heizmittel zeichnet aus, dass es ein leistungsvariables Heizmittel mit einer kurzfristig anpassbaren Heizleistung ist. Die Trocknungsvorrichtung ist dazu eingerichtet in Abhängigkeit von Eigenschaften des textilen Materials die Heizleistung des leistungsvariablen Heizmittels anzupassen.
-
Das leistungsvariable Heizmittel ermöglicht durch seine kurzfristig anpassbare Heizleistung Materialien mit unterschiedlichen Feuchtegehalten sowie unterschiedliche Materialtypen jeweils mit angepasster Temperatur zu trocknen, ohne dass der Trocknungsprozess zum Anpassen der Heizleistung unterbrochen werden muss. Dies hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die benötigten Temperaturen zum Trocknen stark voneinander abweichen, wie dies beispielsweise beim Trocknen von Viskose im Wechsel mit Nylon gegeben ist. Die Rüstzeiten bei einem Materialwechsel können minimiert werden. Weiterhin führt die jeweils angepasste Temperierung zu Energieersparnissen, da Materialien nicht unnötig stark erwärmt werden. Weiterhin kann ein unerwünschtes Schrumpfverhalten aufgrund einer unnötig hohen Trockentemperatur verhindert werden.
-
Ein leistungsvariables Heizmittel mit einer kurzfristig anpassbaren Heizleistung zeichnet aus, dass die in das zu trocknende Material eingebrachte Leistung deutlich schneller erhöht und verringert werden kann, als dies bei bekannten beheizten Walzen gegeben ist. Bei bekannten beheizten Walzen erfolgt eine Anpassung der eingebrachten Leistung in einem Zeitraum von mehr als fünf Minuten typischerweise in mehr als fünfzehn Minuten.
-
Unter den Eigenschaften des textilen Materials werden sowohl die Werkstoffeigenschaften als auch der Feuchtegehalt und die Temperatur des textilen Materials verstanden.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Trocknungsvorrichtung zumindest ein Aufnahmemittel zum Empfangen oder Aufnehmen von Daten, insbesondere einen ersten Feuchtigkeitssensor zum Messen des Feuchtegehalts des textilen Materials, sowie eine Recheneinheit zum Regeln der Heizleistung des leistungsvariablen Heizmittels in Abhängigkeit der durch das Aufnahmemittel Empfangenen oder Aufgenommenen Daten, insbesondere der Sensorwerten des Feuchtigkeitssensors und beziehungsweise oder eines Materialtyps, aufweist.
-
Das Aufnahmemittel empfängt Daten, beispielsweise von einer weiteren Recheneinheit, oder nimmt Daten, beispielsweise von einem Sensor, auf. Durch die Aufnahmeeinheit wird ein automatisiertes Anpassen der Heizleistung an die Eigenschaften des textilen Materials ermöglicht. Ein Feuchtigkeitssensor, der mit einer hohen Frequenz die jeweils vorliegende Feuchtigkeit des ungetrockneten textilen Materials bestimmt, hat sich daher als besonders vorteilhaft erwiesen. Insbesondere bei häufigem Wechsel des Materialtyps hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Anpassung der Heizleistung an den Materialtyp automatisiert durchgeführt werden kann.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Trocknungsvorrichtung zumindest eine beheizbare Walze, bevorzugt zumindest drei beheizbare Walzen und weiter bevorzugt zumindest sechs beheizbare Walzen zum Trocknen des textilen Materials aufweist, wobei die beheizbaren Walzen bevorzugt elektrisch und beziehungsweise oder mit einem Dampf und beziehungsweis oder mit einer Flüssigkeit beheizbar sind. Durch die Verwendung von beheizbaren Walzen wird eine kompakte Führung der textilen Materialien und somit ein kompakter Aufbau einer Trocknungsvorrichtung ermöglicht. Weiterhin erbringen die beheizten Walzen einen Teil der Heizleistung, so dass die leistungsvariablen Heizmittel ein geringeres Leistungsvermögen aufweisen können. Elektrisch beheizbare Walzen haben sich als vorteilhaft erwiesen, da kein geeigneter Dampferzeuger benötigt wird. Mit Dampf beheizte Walzen haben sich als kostengünstig erwiesen, wenn bereits ein geeigneter Dampferzeuger vorhanden ist.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Trocknungsvorrichtung mehrere Feuchtigkeitssensoren zum Messen des Feuchtegehalts des bahnförmigen textilen Materials aufweist, wobei der erste Feuchtigkeitssensor in Förderrichtung des textilen Materials vor den leistungsvariablen Heizmitteln und bevorzugt vor den beheizbaren Walzen angeordnet ist und ein zweiter Feuchtigkeitssensor in Förderrichtung des bahnförmigen textilen Materials nach den beheizbaren Walzen und bevorzugt nach den leistungsvariablen Heizmitteln angeordnet ist.
-
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen mehrere Feuchtigkeitssensoren an einer Trocknungsvorrichtung vorzusehen, da hierdurch die variable Heizleistung an sich verändernde Feuchtegehalte des ungetrockneten textilen Materials angepasst werden kann und weiterhin eine Justierung der variablen Heizleistung anhand von Sensordaten eines Feuchtigkeitssensors, der in Förderrichtung nach den Heizmittel angeordnet ist, vorgenommen werden kann.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Trocknungsvorrichtung dazu eingerichtet ist das textile Material auf eine Temperatur im Bereich von 40 bis 130 °C, bevorzugt im Bereich von 50 bis 120 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 110 °C, zu erwärmen. Eine Vielzahl von textilen Materialien sind geeignet, insbesondere bei den bevorzugten Temperaturbereichen, zeit- und kosteneffizient getrocknet zu werden, ohne dabei beschädigt zu werden.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das leistungsvariable Heizmittel dazu eingerichtet ist die Heizleistung an dem bahnförmigen textilen Material in weniger als 60 Sekunden, bevorzugt in weniger als 30 Sekunden und weiter bevorzugt in weniger als 10 Sekunden und weiter bevorzugt in weniger als 3 Sekunden um zumindest 50 % seiner Leistungsfähigkeit zu erhöhen oder zu verringern und insbesondere eine Infrarotlampe oder eine Infrarot-LED, insbesondere mit einem Intensitätsmaximum der Emission bei einer Wellenlänge im Bereich von 780 bis 3000 nm, bevorzugt im Bereich von 1000 bis 2500 nm, oder ein Mikrowellentransmitter ist, wobei die leistungsvariablen Heizmittel bevorzugt in Förderrichtung des textilen Materials vor und beziehungsweise oder zwischen und beziehungsweise oder nach den beheizbaren Walzen angeordnet sind.
-
Eine variable Heizleistung, die in kürzester Zeit ihre auf das textile Material übertragene Leistung in erheblichem Umfang verändern kann hat sich als vorteilhaft erwiesen, da hierdurch unterschiedliche Materialtypen unmittelbar nacheinander mit der gleichen Trocknungsvorrichtung getrocknet werden können. Auch starke Schwankungen im Feuchtegehalt eines textilen Materials können unterbrechungslos auf eine gewünschte Zielgröße getrocknet werden.
-
Erfindungsgemäß ist eine System zur Gummierung eines bahnförmigen textilen Materials vorgesehen, umfassend:
- i) eine Bereitstellungseinheit zur Bereitstellung eines bahnförmigen textilen Materials,
- ii) eine erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung zum Trocknen eines bahnförmigen textilen Materials,
- iii) eine Gummierungseinheit zur Einbettung des getrockneten, bahnförmigen textilen Materials in eine Kautschukmischung.
-
Durch die Bereitstellungseinheit wird eine effiziente und unterbrechungsarme Bereitstellung des bahnförmigen textilen Materials an der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung ermöglicht. Die Trocknungsvorrichtung trocknet das bahnförmige textile Material unmittelbar, bevor es einer Gummierungseinheit zur Einbettung des textilen Materials in eine Kautschukmischung zugeführt wird. Eine effiziente Herstellung von besonders hochwertigen bahnförmigen textilen Materialien in einer Kautschukmischung wird ermöglicht. Eine erneute Feuchtigkeitsaufnahme durch das textilen Material nach dem Trocknen vor und dem Einbetten in die Kautschukmischung wird vermieden.
-
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Trocknen von bahnförmigen textilen Materialien, insbesondere eines Endlosbandes, insbesondere zur Reifenherstellung, bevorzugt mit einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung oder einem erfindungsgemäßen System vorgesehen, mit den Schritten:
- a) Zuführen des bahnförmigen textilen Materials zur Trocknungsvorrichtung,
- b) Erwärmen des textilen Materials, zum Verringern der Feuchtigkeit des textilen Materials,
- c) Abführen des textilen Materials von der Trocknungsvorrichtung,
wobei in Schritt b) die Heizleistung kurzfristig an eine Eigenschaft des bahnförmigen textilen Materials angepasst wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch seine kurzfristige Anpassung der Heizleistung Materialien mit unterschiedlichen Feuchtegehalten sowie unterschiedlicher Materialtypen jeweils mit angepasster Temperatur zu trocknen, ohne dass der Trocknungsprozess zum Anpassen der Heizleistung unterbrochen werden muss.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Heizleistung automatisiert an die Eigenschaft des bahnförmigen textilen Materials angepasst wird, insbesondere anhand von Sensorwerten, wobei die Sensorwerte bevorzugt zumindest von einem Feuchtigkeitssensor erfasst werden, wobei die Sensorwerte mittels einer Recheneinheit mit Sollwerten verglichen werden und zu Regeldaten verarbeitet werden, wobei die Regeldaten zur Regelung der Heizleistung verwendet werden, zum Angleichen der Sensorwerte an die Sollwerte.
-
Ein automatisiertes Anpassen der Heizleistung an die Eigenschaften des bahnförmigen textilen Materials hat sich als vorteilhaft erwiesen, da hierdurch Kosten- und Energieeffizient unterschiedliche textilen Materialien getrocknet werden können. Das Messen, insbesondere der Feuchtigkeit der textilen Materialien, insbesondere mit einer hohen Frequenz, hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Besonders vorteilhaft ist dies auch bei häufigem Wechseln des Materialtyps.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Regelung in Echtzeit erfolgt, wobei die Sensordaten bevorzugt von zumindest zwei Feuchtigkeitssensoren erfasst werden, die die Feuchtigkeit des bahnförmigen textilen Materials in unterschiedlich getrockneten Zuständen messen, insbesondere vor dem Trocknungsverfahren und nach dem Trocknungsverfahren.
-
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen eine Regelung in Echtzeit vorzunehmen, da hierdurch Schwankungen der Eigenschaften des textilen Materials bei der Temperierung des textilen Materials besonders genau kompensiert werden können. Das Messen der Feuchtigkeit mit mehrere Feuchtigkeitssensoren an einer Trocknungsvorrichtung hat sich als vorteilhaft erwiesen, da hierdurch die variable Heizleistung an sich verändernde Feuchtegehalte des ungetrockneten textilen Materials angepasst werden kann und weiterhin eine Justierung der variablen Heizleistung anhand von Sensordaten eines Feuchtigkeitssensors, der in Förderrichtung nach den Heizmittel angeordnet ist, vorgenommen werden kann.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Verfahren mit der gleichen Trocknungsvorrichtung hintereinander für textile Materialien aus Kunststoffen und aus Viskose eingesetzt wird.
-
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines gummierten bahnförmigen textilen Materials mit den folgenden Schritten vorgesehen:
- - Bereitstellen des textilen Materials mit einer Bereitstellungseinheit,
- - Trocknen des textilen Materials mit einem erfindungsgemäßen Trocknungsverfahren,
- - Einbetten des getrockneten textilen Materials in eine Kautschukmischung in einer Gummierungseinheit zum Erhalt des gummierten textilen Materials.
-
Durch das Bereitstellen mit der Bereitstellungseinheit wird eine effiziente und unterbrechungsarme Bereitstellung des bahnförmigen textilen Materials an der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung ermöglicht. Die Trocknungsvorrichtung trocknet das bahnförmige textile Material unmittelbar, bevor es einer Gummierungseinheit zur Einbettung des textilen Materials in eine Kautschukmischung zugeführt wird. Eine effiziente Herstellung von besonders hochwertigen bahnförmigen textilen Materialien in einer Kautschukmischung wird ermöglicht. Es hat sich herausgestellt, dass durch ein Gummieren des textilen Materials im erwärmten Zustand eine verbesserte Verbindung zwischen dem textilen Material und der Kautschukmischung ergibt.
-
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
- 1 ein System zur Trocknung und Gummierung eines bahnförmigen textilen Materials.
-
1 zeigt ein System 10 zur Trocknung und Gummierung eines bahnförmigen textilen Materials mit einer Bereitstellungseinheit 12 bestehend aus einer Materialrolle 12a und einer Speicherschleife 12b zur Bereitstellung eines bahnförmigen textilen Materials. Die Feuchtigkeit des bereitgestellten textilen Materials wird mit einem Aufnahmemittel 13 in Form eines Feuchtigkeitssensors gemessen, bevor es zu einer Trocknungsvorrichtung 14 zum Trocknen des textilen Materials gefördert wird.
-
Die Trocknungsvorrichtung 14 weist ein Gehäuse 15 auf mit einem Materialeinlass 16 sowie einen Materialauslass 18 in dem beheizbare Walzen 20 zum Führen und Trocknen des textilen Materials angeordnet sind. In dem Gehäuse 15 ist ein leistungsvariables Heizmittel 26 angeordnet, das unmittelbar das textile Material zwischen den beheizbaren Walzen 20 erwärmt. Ein weiteres leistungsvariables Heizmittel 26 ist in Förderrichtung nach dem Materialauslass angeordnet und unmittelbar vor einem weiteren Aufnahmemittel 13 in Form eines Feuchtigkeitssensors angeordnet.
-
Die Feuchtigkeitssensoren übermitteln ihre Sensorwerte an eine Recheneinheit 27, die die Sensorwerte mit Sollwerten vergleicht und Regeldaten zur Regelung der Heizleistung der leistungsvariablen Heizmittel 26 ausgibt.
-
Das getrocknete textile Material wird anschließend einer Gummierungseinheit 28 zugeführt, in der das textile Material zu einem gummierten bahnförmigen textilen Material verarbeitet wird. Das gummierte textile Material wird anschließend zum Abkühlen einer Kühleinheit 32 zugeführt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- System
- 12
- Bereitstellungseinheit
- 12a
- Materialrolle
- 12b
- Speicherschleife
- 13
- Aufnahmemittel
- 14
- Trocknungsvorrichtung
- 15
- Gehäuse
- 16
- Materialeinlass
- 18
- Materialauslass
- 20
- beheizbare Walze
- 26
- leistungsvariables Heizmittel
- 27
- Recheneinheit
- 28
- Gummierungseinheit
- 32
- Kühleinheit
