CN102015502A - 用于填充罐的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用纤维带(3)或粗纱填充矩形罐(33)的设备和方法。所述设备包括罐(33)之上的旋转盘(7、31)、布置在旋转盘(7、31)中的带通道(6)以及用于罐(33)的平移运动的装置，其中，带通道(6)的面对罐(33)的末端被相对于旋转盘(7、31)的旋转轴线(8)偏心地布置。旋转盘(7、31)可以被驱动器设置成进行绕旋转轴线(8)的旋转运动(9)。具有3或以下、优选地2或以下、特别优选地为1.5的长度比(A/B)的罐(33)可被填充，并且可以沿相互垂直的两个轴线(42、43)执行罐(33)在填充期间的平移运动，轴线(42、43)被布置成与旋转盘(7、31)的旋转轴线(8)成直角。

Description

用于填充罐的设备和方法

技术领域

本发明涉及利用纤维带或粗纺线(slubbing)填充矩形罐的设备和方法。所述设备包括在罐之上的转盘(turndisk)和位于该转盘中的带通道及用于罐的平移的装置。带通道的面对罐的末端被相对于转盘的旋转轴线偏心地定位。转盘可通过驱动器被移位成进行绕旋转轴线的旋转运动。

背景技术

在纺织工业的各种领域中，特别是在梳理和拉伸等用于纺织厂的准备性机械之后，产生了纤维带或粗纺线，其未在制造之后直接进行任何进一步的处理。为了进行中间储存以及为了在没有任何损坏的情况下容易运输，以种类相差悬殊的卷绕形式来存放此类纤维带。大多数时间，填充到罐中是完全自动化进行的。因此，在梳理机或拉伸架的几乎所有出口处都有设备，以便将摆线形状的纤维带填充到罐中。所使用的罐可以是圆形罐或矩形罐。

在从DE 101 62 717已知的设备中，通过具有砑光辊(calender roll)的填充设备来卷取由梳理机或拉伸机放出的纤维带。该纤维带被插入位于待填充罐之上的带通道中。在圆形罐的情况下，罐本身被移位成进行旋转运动，并且在矩形罐的情况下进行平移运动。由于转盘中的带通道的偏心位置以及罐的运动，纤维带被环状地存放到罐中。罐的运动具有偏移地配置单独存放的环的效果。为了使带的填充最优化，DE 101 62 717揭示了根据罐的运动对转盘的旋转速度进行控制。作为所公开步骤的结果，可以增加已存放环的均匀性。尽管如此，由于沿着罐的外壁的环状填充，堆积的材料以外环直径保持在罐中。当查看在已填充罐的截面上延伸的质量分布时，看得见显著的不规则性。在彼此相对偏移地存放的环的中央区段中，存放在罐中的纤维带的质量是低的。借助于根据已知方法的填充来利用罐容量的空间是不足的。由于当今的高生产速度，这种罐的填充不足具有的缺点是，在后续机器处必须进行罐的频繁替换。这是劳动密集的且在纤维带的进一步处理过程期间导致生产中的不期望中断。

EP 0 457 099揭示了一种方法，对于填充矩形罐而言，获得纤维带形成机的高生产速度。罐在转台的下面沿其纵向来回运动。这导致环的屋顶板(roof shingle)状填充，其由于转盘的旋转运动而形成。为了增加罐的填充水平，可以通过将罐翻倒至侧面使罐在其各反转点处另外横向移位一个纤维带的厚度。在罐运动的每次反转中，罐再次翻倒至前一位置，使得每隔一排存放在同一位置处。但是这种方法也导致在罐的截面上延伸的不令人满意的质量分布。

根据DE 102 05 061的另一已知设备尝试通过取消罐来解决使用罐时的缺点。通过所揭示的设备，纤维带被存放在支撑板上，由此形成所谓的带包(band packet)。这样形成的带包具有的缺点是，在带包从一个机器移位至下一个机器时，纤维带在没有任何保护的情况下暴露于外界的影响，这可能导致带包的倾翻。因此，这类带包的使用要求很多物流工作。

因此，基于已知的现有技术，所出现的问题是提供用于填充罐的设备，该设备使得能够以最佳质量分布来填充罐，并因此使得可以在罐中实现高的不中断的带堆。

发明内容

由独立权利要求的特征部分中的特征来解决该问题。为了解决该问题，提出了提供一种设备，其中，可以在相对彼此垂直地定位的两个轴线上执行罐在填充期间的平移，其中，这两个轴线定位成与转台的旋转轴线垂直。待填充的罐从而具有2或较小，优选地为1.5的纵横比。

为了解决该问题，提出了一种用于填充罐的新设备。利用纤维带或粗纺线来填充矩形罐的设备包括转盘和位于罐之上的转盘中的带通道以及用于罐的平移的装置。带通道的面对罐的末端相对于转盘的旋转轴线偏心地定位，并且转盘可通过驱动器移位成进行绕旋转轴线的旋转运动。结果，可以填充纵横比为3或更小，优选地为2或更小，特别优选地为1.5的罐，并且可以在相互垂直地定位的两个轴线上在填充期间执行罐的平移，其中，这些轴线相对于转盘的旋转轴线垂直地定位。

由此，所使用的罐在其底座的尺寸方面将其本身与常规罐区别开。现在所使用的圆形或矩形罐由于相互上下地堆叠几乎相同的纤维带填充排而相对于其填充体积被不良地利用。在罐的截面上延伸的质量分布是无规则的。例如，在圆形罐的情况下，由于相互上下地存放在外边缘上的环而导致高的质量累积，同时在罐的中间部分上，填充的纤维带的质量实际上为零。现在所使用的矩形罐是以狭窄、细长的形式使用，并且其宽度仅仅不显著地大于存放在其中的纤维带环的直径。

相反，将依照本发明而被填充的罐具有较小的纵横比。结果，存在将多个纤维带环彼此相邻地或至少相对彼此偏移地存放在罐中的可能性。为此，罐在转盘下面在相对彼此垂直地定位的两个轴线上运动。由于转盘被移位成进行旋转运动，所以纤维带被以环的方式存放在罐中，由此，将待填充的罐移开导致依次存放的环的偏移，因此产生纤维带环的相互上下的屋顶板状堆叠。由于罐在两个轴线上的平移的可能性，可以将纤维带环相互上下成排地堆叠，类似于屋顶板，其被相互并列地，相互垂直地存放，或相互中间还仅仅有横向偏移。

罐的运动的特征是在反转点上的强加速度或方向的变化，这是通过使运动沿一个方向减速并随后沿不同的方向加速来避免不期望的材料累积所必需的。由此，以恒定地速度或通过与罐的运动无关的速度来操作或控制纤维带的供应。罐被罐载体用托架托住以控制这些运动。其装配有至少一个驱动器以及罐的固定装置(fixation)。

此类罐的罐载体可以例如是罐的横向支架。由此，可以通过特别地为此类罐提供的支架或通过罐的特殊形状将罐固定在罐载体上。然而，还可将罐载体想象为罐下面的一种工作台。罐被放置到此工作台上，由此可以借助于横向引导件、为此提供的支架或例如位于罐上的一块下托架，提供在罐载体处的固定装置。

罐载体本身通过至少一个驱动器进入运动状态。该驱动器可以是电动、气动或液压设计。在仅使用一个驱动器的情况下，可以借助于齿轮机构(gear mechanism)来实现第二运动方向。当使用联接器(coupling)时，也可以仅用一个驱动器来执行罐载体沿相互独立的不同方向的运动。

在优选实施例中，对于罐载体及因此对于罐的平移运动，在两个轴线上提供两个单独的驱动器。于是，可以控制两个轴线的平面中的所有运动顺序。

还可以在罐载体和罐的设计中使它们彼此协调，以便以形状拟合(form-fit)的方式设计在罐载体上的罐的固定装置。例如，可以在罐的底部中提供凹部，以便可以根据这些凹部分别将罐载体插入罐中。可想象类似于叉形起重机的功能原理。

专用于所述设备的控制机构在控制转盘的旋转运动、罐载体的运动及因此的罐的移位使其能够相互协调的情况下，导致可以使在罐的截面上延伸的质量分布最优化。由此，纤维带被以环的方式存放，在转盘的旋转的一半期间，沿着填充纤维带的方向发生罐的同向移位。在转盘的旋转的另一半中，得到与罐的填充方向相反的罐移位。当罐的移位方向改变时，罐和纤维带的运动关系改变。即使此不规则性仍可由控制机构进行补偿。由此，关于转盘的速度或运动的变化，相对于其方向进行罐载体的调整。

以这样的方式进行矩形罐的填充，即在填充期间，在被配置为相对彼此垂直的两个轴线上发生罐的平移运动，并且环被以偏移的方式相互上下地堆叠成排地存放，类似于屋顶板，具有相互并列或相互上下的偏移。为了增加已存放纤维带的稳定性，还可以将所述排配置为相互之间成90°角。在填充过程期间可以改变配置的不同可能性。以这样的方式来选择这些排的偏移和配置，使得在罐中得到在截面上延伸的均匀质量分布，并由此得到对罐的可用空间容量的良好利用。

有利地，已存放纤维带的配置被如此选择，使得已填充罐的纤维带起点和纤维带末端始终在罐内的限定位置处。

将要在根据本发明的设备中填充的罐具有3或以下，优选地2或以下，特别优选地为1.5的纵横比。待填充罐的两个长度中较短的一个是由带通道的偏心位置所产生的已存放纤维带环的直径的至少1.5倍，优选地至少两倍。

罐具有可在高度上滑动的底部，这使得可以实现紧凑的填充。可以通过例如弹簧的内部机构或通过安装在罐外部上的设备的结合来在高度上调整该底部。

由于彼此相对偏移地填充的成排纤维带环被相互上下地堆叠，类似于屋顶板，所以带的填充是非常稳定的，这使得还可以在没有罐的情况下填充纤维带。设备的结构是相同的，由此，罐载体例如容纳底部而不是罐，纤维带被存放到该底部的上面。在本实施例中，实际的罐由底部组成且没有壁。在没有罐进行填充的情况下，罐载体采取常规罐的内侧底部的运动。在另一实施例中，在罐载体的相应设计的情况下，还可以取消底部的使用。例如，为罐载体配备输送带，以便可以在转盘下面输送已存放的纤维带环离开。在这种情况下，为罐提供的尺寸适用于被用于填充纤维带的那部分罐载体。

附图说明

下面，通过参照附图并结合实施例的示例以举例的方式更详细地解释本发明。

图1示出根据现有技术的梳理机之后的纤维带填充的示意图；

图2是根据现有技术的细长矩形罐，其中示出了在截面上延伸的质量分布；

图3是根据现有技术的圆形罐，其中示出了在截面上延伸的质量分布；

图4是设备的实施例的示意性侧视图；

图5是根据图4的实施例在位置X-X处的示意性顶视图；

图6是依照本发明的矩形罐的示意图，其中示出了在截面上延伸的质量分布；

图7a～7c是依照本发明的矩形罐中的成排纤维带环的可能配置的示意图。

具体实施方式

图1以示意图示出根据现有技术的在梳理机1之后的纤维带填充站2的已知配置的侧视图。梳理机1为纺织厂做准备作为纤维带形成机而供应纤维带3。在离开梳理机1之后，纤维带3被借助于偏转辊(deflection roll)4供应给纤维带填充站2。纤维带3被借助于两个砑光辊5引导至带通道6。带通道6位于转盘7中。转盘7位于待填充的罐10之上。

带通道6的面对罐10的末端被偏心地安装在转盘7中。图1所示的罐10是圆形罐。其立在转台11上。转台11的旋转轴线12相对于转盘7的旋转轴线8偏移地定位。该偏移由填充系统确定，由此，其填充在罐的中心周围或填充在罐的中心之上。由于带通道6的偏心定位，在转盘7和转台11同时的旋转运动9、13期间，纤维带3被以环的方式填充到罐10中，其相对彼此偏移，类似于屋顶板。

作为圆形罐10的替代，在相同的布置中还可使用矩形罐。在这种情况下，可以用来回运动的平移设备来代替转台11。由此，已存放的纤维带环形成直的排，由此，在每次来回运动中，另外一排纤维带环被存放在顶部上。

图2在示意图中示出细长矩形罐20。同样地，图2示出在充满的罐20的截面21上延伸的质量分布的图示。根据现有技术的细长矩形罐20具有第一长度A以及高度C，第一长度A是第二长度B的倍数。第二长度B对应于已存放的纤维带环的直径。沿着第一长度A，罐20在转盘7下面来回运动(图1)。罐20也是已知的，其中，第二长度B宽于纤维带环的直径，使得可以相对于沿一个方向存放的纤维带环，将沿另一个方向存放的纤维带环配置成偏移了纤维带的厚度。从而，由罐20在运动设备反转期间的横向翻倒来实现该偏移。

如在图2中的图示中可以看到的，在罐20的截面21上延伸的质量分布是不均匀的。在图2中的图示中，在纵坐标上输入已填充纤维带的质量M，并且在横坐标上输入截面21的长度B。在曲线下面包围的面E对应于被填充到罐中的纤维带的总质量。通过以环的方式填充纤维带，在截面21的外侧处产生密集的材料累积。然而，在截面21的中间部分上，由中轴线22所示，在质量分布中存在孔。所示的质量分布是细长矩形罐20的填充的结果，与在罐移位的反转中是否发生翻倒无关。

图3在示意图中示出圆形罐23。同样地，图3以图示的形式示出在充满的罐23的截面24上延伸的质量分布的图示。在纵坐标上，示出了被填充到罐中的纤维带的质量，并且在横坐标上示出截面24的长度D。

根据现有技术的圆形罐23具有直径D和高度C。如已在图1中描述的，圆形罐在旋转运动期间被填充。当在罐的中心25周围填充圆形罐时，产生图中所示的质量分布。由此，借助于转盘产生的纤维带环在直径方面小于圆形罐23的直径D的一半。这样，纤维带环被沿着罐的外边缘依次重叠地存放，类似于屋顶板。如在图中可以看到的，在截面24的中轴线25的区段中产生孔。在中轴线25的区段中，已存放纤维带的质量因此相当于零。

在图2和图3的图示中，可以看到对于罐体积的利用。在矩形罐的情况下，该利用对应于被质量分布曲线围绕的面E相对于截面21的表面的关系。因此，这适用于面F和圆形罐23的截面24。

图4和图5示出根据本发明的设备的实施例的示意性侧视图以及图4的位置X-X的顶视图。从纤维带形成机获取纤维带并借助于两个砑光辊30将其供应给转盘31。在转盘31中，纤维带通过带通道(未示出)，带通道被以已知方式定位为相对于转盘31的旋转轴线42偏心地延伸。由于转盘31在内部具有带通道的情况下的旋转运动43并结合纤维带的输送运动以及罐33的运动44、45，纤维带环32被以已知方式同样地填充到罐33中。位于转盘31下面的罐33是具有内侧底部37的矩形罐，并且罐33可以向上滑动。为了使底部37移位，在图4中示出弹簧38的布置，其在罐33是空的时向上推动罐33的底部37。由于被填充到罐33中的纤维带的负荷，底部37被逐渐向下推动。此配置防止纤维带落入罐33中深处。在图4的右侧，示出了填充期间的罐33，并且在左侧示出了已被填充的罐40。在充满的罐40的图示中，所示弹簧38为压缩形式。罐33、40还具有下托架41，其使得可以在没有任何技术辅助的情况下实现满罐或空罐33、40的移位。通常，所述下托架由用于所有罐的三个或更多轮子形成。

待填充的罐33被安装在罐载体35上，并通过适当的手段固定于其位置。在图4和图5中，例如，机械止动块被示作为固定装置36。在填充之前提高或推动罐33到罐载体35上，并且随后被固定装置36固定防止任何移位。固定装置36、以及空罐到设备中的插入或满罐40从设备中排出可以是手动或自动的。从而，罐33、40或固定装置36的自动运动可以是电机驱动的、液压的或气动的。可以使罐载体35本身沿两个方向44、55移位。在图4和图5中，示出了待填充的罐33的两个极限位置。在填充过程期间，罐载体35从相对于图5的顶视图的右下侧的位置根据填充过程、在转盘31下面沿两个运动方向43、45滑动直至右上侧的位置39。罐载体35和因此的罐33的运动44、45遵循填充程序，该填充程序使在待填充罐33的截面上延伸的罐中的质量分布最优化。

罐载体35的驱动可以是液压或气动的，或优选地是电动的。如果仅使用一个驱动器，则第二运动方向45可以通过齿轮机构及联接器由其驱动，而不与第一运动方向44同步一致。优选地，由两个单独的驱动器来执行罐载体35的两个运动方向44、45。

图6在示意图中示出根据本发明的矩形罐26。同样地，图6示出根据本发明的在满罐26的截面27上延伸的质量分布的图示。根据本发明的矩形罐26具有第一长度A、以及高度C，第一长度A是第二长度B的三倍或以下，优选地两倍或以下。特别优选地，第一长度A是长度B的1.5倍。这对应于物流中的常用纵横比，并且还适用于广泛使用的欧洲托盘。

第二长度B大于已填充纤维带环的直径，由此，待填充的罐33的两个长度A、B中较短的一个是由带通道的偏心位置所产生已存放纤维带环的直径的至少1.5倍，优选地为至少两倍。这有可能通过罐26在填充期间的移位实现已存放纤维带在罐中的质量分布的最优化。罐26配备有本来已知的可移位底部和下托架(未示出)。

如在图6的图示中可以看到的，在罐26的截面27上延伸的质量分布是均匀的。在图6的图示中，在纵坐标上输入已存放纤维带的质量M，并在横坐标上输入截面27的长度B。在曲线下面包围的面G对应于被填充到罐26中的纤维带的总质量。由于以环的方式填充纤维带，这些环在罐26的底面上延伸且成排地相互上下堆叠以及排的偏移配置，类似于屋顶板，所以在截面27的外侧上和中心上都不产生密集的材料累积。通过测量罐中的可用空间容量，已填充纤维带的总质量G也明显高于针对已知填充方法的情况。

图7a至图7c在示意图中示出根据本发明的在罐中相互上下地堆叠的类似屋顶板的成排纤维带环的可能配置。由于罐的纵横比以及可以使罐在转盘下面沿两个运动方向移位，可实现在罐的截面上延伸的已存放纤维带的质量分布的最优化。可以在单独罐的填充过程期间使用图7a至图7c所示的布置。例如，纤维带根据图7a在第一层中、根据图7b在第二层中并且根据图7c在第三层中以重复的次序填充到罐中。

附图标记

1 梳理机

2  纤维带站

3  纤维带

4  偏转辊

5  砑光辊

6  带通道

7  转盘

8  转盘的旋转轴线

9  转盘的旋转运动

10 罐

11 转台

12 转台的旋转轴线

13 转台的旋转运动

20 细长矩形罐

21 细长矩形罐的截面

22 截面21的中轴线

23 圆形罐

24 圆形罐的截面

25 截面24的中轴线

26 矩形罐

27 矩形罐的截面

30 砑光辊

31 转盘

32 纤维带环

33 罐

34 纤维带存放

35 罐载体

36 固定装置

37 可滑动底部

38 弹簧

39 罐的外部位置

40      充满的罐

41      下托架

42      第一运动方向

43      第二运动方向

A       罐的第一长度

B       罐的第二长度

C       罐的高度

D       罐的直径

E、F、G 已存放纤维带的质量

M       质量分布

Claims (14)

1.一种利用纤维带(3)或粗纺线填充矩形罐(33)的设备，其中，在所述罐(33)之上的所述设备包括转盘(7、31)和位于转盘(7、31)中的带通道(6)和用于所述罐(33)的平移的装置，其中，所述带通道(6)的面对所述罐(33)的末端相对于所述转盘(7、31)的旋转轴线(8)偏心地定位，并且其中，所述转盘(7、31)能通过驱动器被移位成进行绕所述旋转轴线(8)的旋转运动(9)，其特征在于，具有3或以下、优选地2或以下、特别优选地为1.5的纵横比(A/B)的罐(33)能被填充，并且能在相对彼此垂直地定位的两个轴线(42、43)上在填充期间执行所述罐(33)的平移，其中，轴线(42、43)相对于所述转盘(7、31)的旋转轴线(8)垂直地定位。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，待填充的罐(33)的两个长度(A、B)中较短的一个是由所述带通道(6)的偏心定位所产生的已存放纤维带环(32)的直径的至少1.5倍，优选地至少两倍。

3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，用于所述罐(33)的平移的装置包括具有至少一个驱动器的罐载体(35)以及在所述罐载体(35)处的所述罐(33)的固定装置(36)。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述罐载体(35)位于所述罐(33)的下面。

5.如权利要求3或4中至少一项所述的设备，其特征在于，所述罐载体(35)被提供有用于所述罐(33)在两个轴线(42、43)上的平移的两个单独的驱动器。

6.如权利要求3至5中至少一项所述的设备，其特征在于，以形状拟合的方式来设计在所述罐载体(35)处的所述罐(33)的固定装置(36)。

7.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括控制机构，其中，转盘(7、31)的旋转运动(9)和罐(33)的移位能被如此控制，使得已填充罐(26、40)中的质量(M)在其截面(27)上延伸的分布能被最优化。

8.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，待填充的罐(33)由底部组成且没有壁。

9.一种通过带通道(6)和用于罐(33)的平移的装置利用纤维带(3)或粗纺线填充矩形罐(33)的方法，其中，所述带通道(6)位于所述罐(33)之上的转盘(7、31)中，并且所述带通道(6)的面对所述罐(33)的末端相对于所述转盘(7、31)的旋转轴线(8)偏心地定位，并且其中，所述转盘(7、31)通过驱动器被移位成进行绕所述旋转轴线(8)的旋转运动(9)，其中，所述纤维带(3)以环(32)的形式被存放在所述罐(33)中，其特征在于，所述罐(33)在填充期间的平移在相对彼此垂直地定位的两个轴线(42、43)上发生，并且所述环(32)被成排地相互上下堆叠存放，类似于屋顶板，其被以偏移的方式相互并列或相互上下地存放。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，被相互并列或相互上下地存放的各排被配置成彼此相对于彼此偏移90°(角度)。

11.如权利要求9或10中任一项所述的方法，其特征在于，相互并列或相互上下地存放的各排的偏移和配置被如此选择，使得在所述罐(33)的截面(27)上延伸的质量(M)分布均匀。

12.一种用在如权利要求1至8所述的设备中的具有第一长度(A)、第二长度(B)和高度(C)的罐(33)，其具有下托架(41)且具有能在所述罐(33)的高度(C)上滑动的底部(37)，其特征在于，所述第一长度(A)与所述第二长度(B)的关系是3或以下，优选地为2或以下，特别优选地为1.5。

13.如权利要求12所述的罐(33)，其特征在于，纵横比(A/B)是一。

14.如权利要求12或13所述的罐(33)，其特征在于，所述罐(33)的两个长度(A、B)中较短的一个是由所述带通道(6)的偏心定位所产生的已存放纤维带环(32)的直径的至少1.5倍，优选地为至少两倍。

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