DE10127814A1 - Drehteller für Faserbandablageeinrichtungen, insbesondere an Strecken, Karden u. dgl. - Google Patents
Drehteller für Faserbandablageeinrichtungen, insbesondere an Strecken, Karden u. dgl.Info
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Abstract
Bei einem Drehteller für Faserbandablageeinrichtungen, insbesondere an Strecken, Karden u. dgl., mit einem räumlich gekrümmten Bandkanal mit einem Einlauf und einem Auslauf für Faserband, bei dem der Einlauf nahe an oder koaxial zu der Drehachse und der Auslauf im radialen und axialen Abstand zum Einlauf angeordnet sind, das Faserband einem Anspannverzug unterliegt und zwischen dem laufenden Faserband und der Innenwand des Bandkanals eine Relativbewegung vorhanden ist, wirkt auf das Faserband durch die Innenwand ein Reibwiderstand ein. DOLLAR A Um eine verbesserte Bandführung und -qualität zu ermöglichen, ist der Reibwiderstand durch Änderung der Wechselwirkung und/oder der räumlichen Zuordnung zwischen Faserband und Innenwand des Bandkanals mindestens teilweise reduzierbar.
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehteller für Faserbandablageeinrichtungen,
insbesondere an Strecken, Karden u. dgl., mit einem räumlich gekrümmten
Bandkanal mit einem Einlauf und einem Auslauf für Faserband, bei dem der Einlauf
nahe an oder koaxial zu der Drehachse und der Auslauf im radialen und axialen
Abstand zum Einlauf angeordnet sind, wobei auf das laufende Faserband durch das
Faserband einem Anspannverzug zugeordnet sind, zwischen dem laufenden
Faserband und der Innenwand des Bandkanals eine Relativbewegung vorhanden ist,
die Innenwand des Bandkanals ein Reibwiderstand einwirkt.
In der betrieblichen Praxis ist das Faserband im Bandkanal mehrfachen Bewegungs-
und Krafteinwirkungen ausgesetzt. Zwischen den Abzugswalzen und der sich
bewegenden Kanne erfährt das Faserband einen gewissen Abspannverzug; es wirkt
eine Zugkraft, durch die das Faserband vom Einlauf bis zum Auslauf durch den
Bandkanal bewegt wird. Dadurch, dass der Auslauf in axialem Abstand zum Einlauf
angeordnet ist, wirkt infolge der Drehbewegung in seitlicher Richtung zusätzlich eine
Fliehkraft nach außen auf das Faserband, die über eine "Ausbauchung" zu einem
unerwünschten Fehlverzug führen kann. Der nach außen wirkenden Fliehkraft wird
durch Verringerung des Abstandes des gebogenen Bandkanals zur Drehachse
entgegengewirkt, d. h. die "Ausbauchung" wird reduziert, wobei die Innenwand eine
Gegenkraft auf das Faserband ausübt. Die Gegenkraft zieht eine erhöhte Reibung des
Fasermaterials mit der Innenwand nach sich, wodurch die Bandlaufgeschwindigkeit
beeinträchtigt wird und auch reibungsbedingt Fehlverzüge nicht auszuschließen sind.
Es wurde vorgeschlagen, einen Drehteller für Liefergeschwindigkeiten von bis 1000
m/min mit einem gebogenen Bandkanal aus poliertem Edelstahl zu bilden. Es hat
sich aber gezeigt, dass auf diese Weise eine nachhaltige Steigerung der
Bandlaufgeschwindigkeit über 1000 m/min nicht möglich ist. Insbesondere bei
empfindlichen Streckenbändern führen hohe Reibkräfte gegenüber der Innenwand zu
unerwünschten Fehlverzügen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Drehteller der
eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der die genannten Nachteile vermeidet, der
insbesondere eine verbesserte Bandführung und -qualität ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen berücksichtigen unterschiedliche Bewegungs-
und Krafteinwirkungen von dem und auf das Faserband im Innenraum des
Bandkanals. Die einwirkenden Kräfte treten nicht an allen Stellen in gleichem Maße
auf. Dadurch kann durch Änderung der Wechselwirkung und/oder der räumlichen
Zuordnung zwischen Faserband und Innenwand unerwünschten bzw. störenden
Kräften partiell und individuell entgegengewirkt werden. Auf diese Weise wird eine
wesentlich verbesserte Bandführung und -qualität erreicht, und es gelingt eine ganz
erhebliche Steigerung der Bandlaufgeschwindigkeit von über 1000 m/min.
insbesondere bei Strecken. In gleichem Maße ermöglicht die erfindungsgemäß
verbesserte Bandführung eine Steigerung der Bandqualität auch bei
Bandlaufgeschwindigkeiten unter 1000 m/min. insbesondere bei Karden. Das
Faserband ist wesentlich gleichmäßiger, namentlich in Bezug auf den Verzug in
seinen verschiedenen Abschnitten bzw. Bereichen. Die Teilverzüge und damit ihre
Wirkung auf die Abschnitte bzw. Bereiche des Faserbandes im Bandkanal sind
gleichmäßiger und der Anspannverzug insgesamt verbessert.
Die Ansprüche 2 bis 31 haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum
Inhalt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zeichnerisch dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 schematisch Seitenansicht einer Strecke mit dem
erfindungsgemäßen Drehteller,
Fig. 2 schematisch Seitenansicht einer Karde mit dem
erfindungsgemäßen Drehteller,
Fig. 3a der Drehteller mit Bandkanal nach Fig. 1 im Schnitt,
Fig. 3b Seitenansicht des Bandkanals mit Faserband im Schnitt,
Fig. 3c Draufsicht auf den Bandkanal,
Fig. 4 Querschnitt durch den Bandkanal mit Lufteinlassöffnungen
und
Fig. 5 Lufteintrittsöffnungen in Bandlaufrichtung in einem
"kritischen" Bereich.
Die Seitenansicht nach Fig. 1 zeigt (teilweise) den Einlaufbereich 1, den
Messbereich 2, das Streckwerk 3 und die Bandablage 4 einer Strecke, z. B.
Trützschler-Strecke HSR. Im Einlaufbereich 1 sind Spinnkannen (Rundkannen) einer
Strecke mit zwei Kannenreihen unterhalb des Bandeinlauftisches 6 (Gatter)
angeordnet, und die Vorlagebänder werden über Zuführwalzen abgezogen und dem
Streckwerk 3 zugeführt. Nach dem Passieren des Streckwerks 3 gelangt das
verstreckte Faserband in einen Drehteller 10 eines Kannenstocks und wird in Ringen
in der Ausgangskanne 11 abgelegt. In dem Drehteller 10 ist ein Bandkanal 12, z. B.
ein gebogenes Rohr, angeordnet, durch den das Faserband 9 hindurchläuft. Mit A ist
die Arbeitsrichtung der Strecke bezeichnet. Mit 17a, 17b sind Kalanderwalzen
bezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine Karde, z. B. Trützschler-Hochleistungskarde DK 903, mit
Speisewalze, Speisetisch, Vorreißer, Trommel, Abnehmer, Abstreichwalze,
Quetschwalzen, Vliesleitelement, Flortrichter, Abzugswalzen, Wanderdeckel mit
Deckelstäben, Kanne 11 und Kannenstock 20. Die Drehrichtungen der Walzen sind
mit gebogenen Pfeilen gezeigt. Mit B ist die Arbeitsrichtung der Karde bezeichnet.
Oberhalb der Kannenstockabdeckplatte befindet sich ein Gehäuse, in dem sich ein
rotierender Drehteller 10 befindet. Die Kanne 11 wird während der Füllung mit
Faserband 19 durch den Drehteller 10 durch eine (nicht dargestellte)
Antriebseinrichtung bewegt. In dem Drehteller 10 ist der Bandkanal 12, z. B. ein
gebogenes Rohr, angeordnet, durch den das Faserband 13 hindurchläuft.
Nach Fig. 3a ist der Bandkanal 12 räumlich gekrümmt und weist einen Einlauf 12a
und einen Auslauf 12b für Faserband 9 (sh. Fig. 3b) auf. Der Einlauf 12a ist koaxial
zu der Drehachse 16 und der Auslauf 12b im radialen Abstand a und im axialen
Abstand b zum Einlauf 12a angeordnet. Der Drehteller 10 ist in einer Öffnung der
ortsfesten Platte 14 angeordnet. Der Drehteller 10 weist zwischen der
Bandeintrittsöffnung 12a und der Bandaustrittsöffnung 12b einen Bandführungskanal
12b, z. B. ein gebogenes Rohr, auf. Die Bandaustrittsöffnung 12b, die sich in der
unteren Drehkopfplatte befindet, weist eine etwa elliptische Form auf. Das
Faserband 9 bewegt sich im Bandkanal 12 in Richtung des Pfeils und tritt durch die
Bandaustrittsöffnung 12b in die Kanne 11 (sh. Fig. 1). Mit 15a, 15b sind Kugellager
bezeichnet.
Das Faserband 9 unterliegt im Bandkanal 12 einem leichten Anspannverzug, d. h. es
wirkt eine Zugkraft Z. Während des Durchtritts folgt das Faserband 9 den Biegungen
des Bandkanals 9. Infolge dieser Biegungen und der Zugkraft übt das Faserband 9 in
den Bereichen x und y Druck- bzw. Reibkräfte P1 und P2 auf die Innenwand 12c des
Bandkanals als an den übrigen Stellen der Innenwand 12 aus. Zwischen dem
laufenden Faserband und der Innenwand 12c ist eine Relativbewegung vorhanden.
Der Reibwiderstand zwischen Faserband 9 und Innenwand 12c wird
erfindungsgemäß durch Änderung der Wechselwirkung und/oder der räumlichen
Zuordnung zwischen Faserband 9 und Innenwand 12c des Bandkanals 12 reduziert.
Die "kritischen" Bereiche x und y der Innenwand 12c sind dabei von erheblicher
Bedeutung. So kann die Reibung zwischen Faserband 9 und den Bereichen x und y
der Innenwand 12c durch Reduzierung des Reibungskoeffizienten µ, durch
Reduzierung des Reibwinkels α und/oder durch Vergrößerung des Krümmradius' r
vermindert werden. Auch kann der Anspannverzug, der durch die Abzugswalzen
17a, 17b und die Geschwindigkeit der Kanne 11 bestimmt ist, geändert werden
(Zugkraft Z). Durch diese Maßnahmen einzeln oder in Kombination werden die
Andruckkräfte P1 und P2 reduziert.
Die Bandablieferung erfolgt durch den Drehteller 10, der die Aufgabe hat, das
Ausgabeband 9 bzw. 13 der bandbildenden Maschine zykloidisch in der Spinnkanne
14 abzulegen. Die Zykloide entsteht durch Überlagerung von zwei Drehbewegungen,
einer schnellen, ausgeführt durch den Drehteller 10, und einer langsamen, ausgeführt
durch die Kanne 11 (im Fall der Rechteckkanne ist die zweite Bewegung eine
Translation). Beim Ablagevorgang ist das Band im Rohr 12 verschiedenen Kräften
ausgesetzt. Es wirken die Schwerkraft, die Fliehkraft, die Vorspannkraft durch den
wirkenden Anspannverzug sowie die Reibkraft zwischen Band 9 und Rohrinnenwand
12c, die der Bewegungsrichtung des Bandes 9 entgegengerichtet ist und dadurch den
Ablagevorgang behindert. Um saubere Ablaufbedingungen zu erhalten, wird der
Anspannverzug so bemessen, dass das Band im Rohr 12 stets etwas unter Spannung
steht. Es legt sich hierdurch in den gekrümmten Bereichen des Rohres 12 immer an
den konvex gekrümmten, kleineren Innenradius jedes Krümmungsbogens an. Die o. g.
Reibkraft entsteht im wesentlichen durch die Wechselwirkungen zwischen Band
und Rohr in diesen Kontaktzonen x und y. Die beschriebenen Negativeinflüsse auf
das Maschinenlaufverhalten und die Bandqualität werden vor allem durch diese
Reibung zwischen dem Faserband 9 und der Innenwand 12c des Legerohrs 12
geprägt.
Zur Verbesserung der Bandführung im Drehtellerrohr 12 werden folgende
Maßnahmen einzeln oder in kombinierter Form vorgenommen.
Herabsetzung der Reibungshöhe zwischen dem Fasermaterial und der
Innenoberfläche des Bandführungsorgans, in dem dieses segmentweise beschichtet
oder aus reibungsarmen Werkstoffen ausgeführt wird. Auf diese Weise können z. B.
der Anspannverzug verkleinert und somit Fehlverzüge vermindert werden.
Die Geometrie des Bandführungsorgans wird derart umgestaltet, dass ein Abrollen
des Fasermaterials über den Umfang des Bandführungsorgans vermieden wird.
Die Geometrie des Bandführungsorgans 12 wird insbesondere im Einlaufbereich 12a
aufgeweitet. Damit wird z. B. die Berührung des Faserbandes 9 bzw. 10 mit dem
Bandführungsorgan 12 unter Einfluss der Anspannung minimiert.
Es werden äußere Kräfte auf das Faserband 9 bzw. 10 aufgebracht (z. B. durch
Erzeugung eines magnetischen oder elektrischen Feldes). Hierdurch soll z. B. die
Reibung zwischen Fasern und faserführender Oberfläche 12c reduziert werden.
Die durch die Bandablage bedingten Bandbelastungsschwankungen werden durch
einen gesteuerten Antrieb, z. B. der Kanne, ausgeglichen.
Die Bandführungslänge wird durch geeignete Konstruktion des
Drehtellerführungsorgans verkleinert.
Das Bandführungsorgan 12 weist andere als runde Ausführungsformen (z. B.
elliptische) auf.
Die Maßnahmen zur Herabsetzung der Vergleichmäßigung in den
Bandführungsorganen kann in Strecken, Karden, Krempeln angewandt werden.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Kontaktkräfte (insbesondere P1 und
P2) erst gar nicht entstehen zu lassen, indem Band 9 und Rohrinnenwand 12c in den
Kontaktzonen x und y, wo der Bandlauf Umlenkungen erfährt, durch einen
Luftteppich voneinander getrennt werden. Dies wird erreicht, in dem das Legerohr
12 partiell perforiert oder geschlitzt wird. Hierdurch wird eine von außen nach innen
in das Rohr 12 wirkende Luftströmung eingeleitet, die das Band von der
Rohrinnenwand 12c wegdrückt und dadurch die Kontakt- und Reibkraft mindert. Die
Bohrungen der Schlitze können bezüglich der Rohrwand normal oder in
Bandlaufrichtung angestellt gestaltet werden. Der Luftteppich kann auf
unterschiedlichen Wegen erzeugt werden:
- - z. B. passiv durch Ausnutzung der Förderwirkung der im rotierenden Rohr 12 wirkenden Zentrifugalkraft oder durch Ausnutzung bestehender Druckdifferenzen.
- - z. B. aktiv durch eine Beblasung von außen.
Insbesondere ist eine Luftströmung zu erzeugen, die auf der einen Seite stark genug
ist, um eine wirksame Trennung von Band 9 und Rohrwand 12c zu erzeugen, die auf
der anderen Seite aber keine Verspleißungen durch Umorientierung von Fasern
hervorruft, weil dies mit einem Verlust an Faserparallellage und mit einer
schlechteren Verspinnbarkeit einherginge. Letzteres wird durch geeignete Lage,
Größe und Orientierung der Öffnungen in der Rohrwand sowie durch richtige
Bemessung der Luftmenge verhindert werden.
Nach Fig. 4 weist der Bandkanal 12 Öffnungen 12e auf. Um die Außenfläche 12d
des Bandkanals 12 ist ein geschlossenes Rohr 18 angeordnet, an das eine (nicht
dargestellte) Druckluftquelle angeschlossen ist. Druckluftströme C treten aus dem
Innenraum des Rohrs 18 durch die Öffnungen 12c hindurch in den Innenraum des
Bandkanals 12 und drücken das Faserband 9 von der Innenwand 12c weg.
Entsprechend Fig. 5 treten die Druckluftströme D schräg in Richtung F in den
Innenraum des Bandkanals 12 ein und unterstützen dadurch die Förderrichtung. Die
Öffnungen 12c sind nur in den kritischen Bereichen, z. B. in den Bereichen x und y,
angeordnet.
Claims (31)
1. Drehteller für Faserbandablageeinrichtungen, insbesondere an Strecken,
Karden u. dgl., mit einem räumlich gekrümmten Bandkanal mit einem Einlauf
und einem Auslauf für Faserband, bei dem der Einlauf nahe an oder koaxial zu
der Drehachse und der Auslauf im radialen und axialen Abstand zum Einlauf
angeordnet sind, das Faserband einem Anspannverzug unterliegt und zwischen
dem laufenden Faserband und der Innenwand des Bandkanals eine
Relativbewegung vorhanden ist, wobei auf das Faserband durch die Innenwand
ein Reibwiderstand einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwiderstand
durch Änderung der Wechselwirkung und/oder der räumlichen Zuordnung
zwischen Faserband (9, 13) und Innenwand (12c) des Bandkanals (12)
mindestens teilweise reduzierbar ist.
2. Drehteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwiderstand
partiell an der Innenwand (12c) reduzierbar ist.
3. Drehteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Reibwiderstand segmentweise an der Innenwand (12c) reduzierbar ist.
4. Drehteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Änderung im Bereich der - in Faserbandlaufrichtung gesehen - durch konvex
gebogene Innenwand (12c) erfolgt.
5. Drehteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Reibungskoeffizient µ reduziert wird.
6. Drehteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Reibwinkel α reduziert wird.
7. Drehteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Krümmungsradius τ vergrößert wird.
8. Drehteller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der Anspannverzug reduziert wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Innenwand (12c) mindestens teilweise aus einem reibungsarmen Werkstoff
gebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Innenwand (12c) mindestens teilweise mit einem reibungsarmen Werkstoff
beschichtet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Innenwand (12c) mindestens teilweise segmentartig ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
der Bandkanal (12) aus einem reibungsarmen Werkstoff besteht.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
die Krümmung des Bandkanals (12) der ballonartigen Ausbildung des
Faserbandverlaufes im Dauerbetrieb angenähert ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
der Einlauf des Bandkanals (12) aufgeweitet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
auf das Faserband (9, 13) einwirkende Kräfte gleich oder größer als die
Andruckkraft (P1, P2) des Faserbandes (9, 13) auf die Innenwand (12c) sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
der Bandkanal (12) mindestens teilweise einen kreisrunden Querschnitt
aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
der Querschnitt des Bandkanals (12) mindestens teilweise elliptisch ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass
der Querschnitt des Bandkanals (12) mindestens teilweise polygonal, z. B.
rechteckig, quadratisch, ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass
der Reibwiderstand an den Stellen (x, y) des größten Andruckes bzw.
Reibwiderstandes des Faserbandes (9, 13) gegen die Innenwand (12c)
reduzierbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass
der Auslauf des Bandkanals (12) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wand des Bandkanals (12) Öffnungen (12e) aufweist, die den Durchtritt
von Luft (C) gestatten.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wand des Bandkanals (12) mindestens teilweise perforiert o. dgl. ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass
durch die Öffnungen (12e) Blasluft von außen in den Innenraum des
Bandkanals (12) einführbar ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass
um die Außenwand (12d) des Bandkanals (12) ein Druckluftraum, z. B. ein
Rohr (18) o. dgl., vorhanden ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckluftraum (18) koaxial um den Bandkanal (12) angeordnet ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass
die Luft in radialer Richtung durch die Öffnungen (12e) hindurchtritt.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Faserband (9, 13) und der Innenwand (12c) mindestens teilweise
ein Luftpolster gebildet ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckluft (C) das Faserband (9, 13) mindestens teilweise von der
Innenwand (12c) wegdrückt.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass
die Drucklufteinführung an den Stellen (x, y) des größten Andruckes des
Faserbandes (9, 13) gegen die Innenwand (12c) erfolgt.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass
die Blasluft (C) schräg in Richtung (F) der Bandbewegung durch die
Öffnungen (12e) hindurchtritt.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass
die Blasluft (C) unter einem Winkel in Richtung (F) der Bandbewegung
einströmt.
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