DE102011051552A1

DE102011051552A1 - Walzenstreckvorrichtung für eine Spinnereimaschine

Info

Publication number: DE102011051552A1
Application number: DE201110051552
Authority: DE
Inventors: Theo Grün; Peter Artzt
Original assignee: Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart
Current assignee: Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2013-01-10
Also published as: WO2013004428A1

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Walzenstreckvorrichtung zum Verziehen wenigstens eines laufenden strangförmigen Stapelfaserverbands (S) an wenigstens einer Arbeitsstelle (2) einer Spinnereimaschine, insbesondere an einer Spinnmaschine oder an einem Flyer, wobei je Arbeitsstelle (2) ein Verzugsfeld (3) vorgesehen ist, welches zwischen einem einlaufseitigen Walzenpaar (4, 5) und einem auslaufseitigen Walzenpaar (6, 7) gebildet ist, wobei dem Verzugsfeld (3) eine Faserführungseinrichtung (8) zum Führen des Stapelfaserverbands (S) zugeordnet ist, welche ein um eine Oberwalze (4) des einlaufseitigen Walzenpaars (4, 5) umlaufendes Faserführungsriemchen (9) aufweist, wobei die Faserführungseinrichtung (8) eine feststehende Faserführungsfläche (11) aufweist, an welche das Faserführungsriemchen (9) angedrückt ist, wobei der Stapelfaserverband (S) zwischen dem Faserführungsriemchen (9) und der feststehenden Faserführungsfläche (11) geführt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzenstreckvorrichtung zum Verziehen wenigstens eines laufenden strangförmigen Stapelfaserverbands an wenigstens einer Arbeitsstelle einer Spinnereimaschine, insbesondere an einer Spinnmaschine oder an einem Flyer, wobei je Arbeitsstelle ein Verzugsfeld vorgesehen ist, welches zwischen einem einlaufseitigen Walzenpaar und einem auslaufseitigen Walzenpaar gebildet ist, wobei dem Verzugsfeld eine Faserführungseinrichtung zum Führen des Stapelfaserverbandes zugeordnet ist, welche ein um eine Oberwalze des einlaufseitigen Walzenpaars umlaufendes Faserführungsriemchen aufweist.
Eine derartige Walzenstreckvorrichtung ist aus der DE 103 21 893 A1 bekannt. Die bekannte Walzenstreckvorrichtung weist eine angetriebene und ortsfest gelagerte einlaufseitige Unterwalze sowie eine angetriebene und ortsfest gelagerte auslaufseitige Unterwalze auf. Der einlaufseitigen Unterwalze ist dabei eine bewegliche und belastete einlaufseitige Oberwalze zugestellt, so dass der einlaufende Stapelfaserverband zwischen der einlaufseitigen Oberwalze und der einlaufseitigen Unterwalze geklemmt ist, wobei der Stapelfaserverband sowie die einlaufseitige Oberwalze mittels Reibschluss mitgenommen wird. Ebenso ist der auslaufseitigen Unterwalze eine bewegliche und belastete auslaufseitige Oberwalze zugestellt, so dass der auslaufende Stapelfaserverband zwischen der auslaufseitigen Oberwalze und der auslaufseitigen Unterwalze ebenfalls geklemmt ist, wobei hier der Stapelfaserverband sowie die auslaufseitige Oberwalze mittels Reibschluss mitgenommen wird. Der Verzug des Stapelfaserverbands wird nun dadurch bewirkt, dass die auslaufseitige Unterwalze mit einer deutlich höheren Umfangsgeschwindigkeit als die einlaufseitige Unterwalze angetrieben wird, so dass die Fasern im Verzugsfeld relativ zueinander bewegt, nämlich in einer Laufrichtung auseinandergezogen, werden.
Um nun zu verhindern, dass sich im Verzugsfeld einzelne Fasern aus dem Stapelfaserverband lösen, was umso kritischer ist, je feiner der Stapelfaserverband ist, ist ein ortsfest gelagertes unteres Faserführungsriemchen sowie ein beweglich gelagertes oberes Faserführungsriemchen vorgesehen, welches gegen das untere Faserführungsriemchen gedrückt ist, wobei der Stapelfaserverband dazwischen geführt ist. Das untere Faserführungsriemchen umläuft die einlaufseitige Unterwalze und wird dabei reibschlüssig angetrieben. In ähnlicher Weise umläuft das obere Faserführungsriemchen die einlaufseitige Oberwalze und wird dabei ebenfalls reibschlüssig angetrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Walzenstreckvorrichtung der genannten Art zu verbessern.
Die Aufgabe wird bei einer Walzenstreckvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Faserführungseinrichtung eine feststehende Faserführungsfläche aufweist, an welche das Faserführungsriemchen angedrückt ist, wobei der Stapelfaserverband zwischen dem Faserführungsriemchen und der feststehenden Faserführungsfläche geführt ist.
Unter einem strangförmigen Stapelfaserverband wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein längliches Gebilde aus einzelnen Fasern verstanden, deren Länge wesentlich geringer als die Länge des Gebildes ist. Bei dem strangförmigen Stapelfaserverband kann es sich insbesondere um ein auf einer Karde, Kämmmaschine oder Strecke produziertes im Wesentlichen ungedrehtes Faserband handeln, welches auf einem mit einer Walzenstreckvorrichtung ausgerüsteten Flyer zu einem mit einer Schutzdrehung versehenen Vorgarn verarbeitet wird. Ebenso kann es sich bei dem strangförmigen Stapelfaserverband um ein mit einer Schutzdrehung versehenes Vorgarn handeln, welches auf einer mit einer Walzenstreckvorrichtung ausgerüsteten Spinnmaschine, beispielsweise auf einer Ringpinnmaschine, zu einem fertig gedrehten Garn verarbeitet wird.
Die erfindungsgemäße Walzenstreckvorrichtung ist dabei sowohl für Spinnvorbereitungsmaschinen, wie Flyer, als auch für Spinnmaschinen, wie Ringspinnmaschinen, geeignet, insbesondere wenn diese eine Vielzahl von Arbeitsstellen aufweisen, an denen jeweils ein Vorgarn bzw. ein Garn produziert wird. Dabei ist e auch denkbar, dass der Walzenstreckvorrichtung an einer Arbeitsstelle mehrere Stapelfaserverbände zugeführt werden, welche gemeinsam verzogen werden.
Weiterhin wird unter einem Verzugsfeld der Bereich zwischen den Klemmlinien zweier benachbarter Walzenpaare verstanden, in dem ein Stapelfaserverband verzogen wird. Eine Unterwalze ist dabei eine ortsfest gelagerte Walze und eine Oberwalze eine beweglich gelagerte und gegen eine Unterwalze gedrückte Walze. Typischerweise sind Oberwalzen oberhalb der ihr zugehörigen Unterwalze angeordnet. Es sind aber auch Vorrichtungen denkbar, bei denen der Stapelfaserverband im Wesentlichen senkrecht läuft, wobei in diesem Fall die Oberwalze und die Unterwalze eines Walzenpaares nebeneinander angeordnet sein können. Ein Faserführungsriemchen ist ein endloses Gebilde, welches um Führungsmittel so umläuft, dass es in Laufrichtung gesehen an dem Stapelfaserverband zumindest über einen Wesentlichen Teil des Verzugsfeldes anliegt und sich dabei korrespondierend zum Stapelfaserverband bewegt.
Indem die Faserführungseinrichtung erfindungsgemäß eine feststehende Faserführungsfläche aufweist, an welche das Faserführungsriemchen angedrückt ist, wobei der Stapelfaserverband zwischen dem Faserführungsriemchen und der feststehenden Faserführungsfläche geführt ist, erübrigt sich das aus dem Stand der Technik bekannte untere Faserführungsriemchen, da der Stapelfaserverband nun auf der Seite der Unterwalzen durch die Faserführungsfläche geführt ist.
Überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, dass die Gleichmäßigkeit eines eine erfindungsgemäße Walzenstreckvorrichtung verlassenden Stapelfaserverbands höher ist als die eines eine herkömmliche Walzenstreckvorrichtung verlassenden Stapelfaserverbands. Wenngleich die Ursache für eine derartige Verbesserung des verzogenen Stapelfaserverbands nicht restlos geklärt ist, so wird vermutet, dass dies darauf beruhen könnte, dass die einzelnen Fasern des Stapelfaserverbands, wenn sie von dem auslaufseitigen Walzenpaar geklemmt werden, weniger ruckartig aus dem vom einlaufseitigen Walzenpaar geklemmten und von der Faserführungseinrichtung geführten Teil des Stapelfaserverbands herausgezogen werden, als dies bei herkömmlichen Walzenstreckvorrichtungen der Fall ist. Dieses weniger ruckartige Herausziehen beruht darauf, dass beim Herausziehen einer Faser lediglich die Haftreibung zwischen der Faser und dem Faserführungsriemchen überwunden werden muss, während sich die Faser gegenüber der feststehenden Faserführungsfläche in Gleitreibung befindet, wohingegen bei der bekannten Walzenstreckvorrichtung gegenüber beiden Faserführungsriemchen Haftreibung überwunden werden muss.
Auf diesen Effekt geht vermutlich auch die experimentell nachgewiesene Verbesserung der Festigkeit des die Walzenstreckvorrichtung verlassenden Stapelfaserverbandes zurück. Dabei dürfte es eine Rolle spielen, dass das weniger ruckartige Herausziehen zu einer Verminderung der beim Verziehen des Stapelfaserverbands auftretenden Faserbrüche führt, so dass der auslaufende Stapelfaserverband weniger Kurzfaseranteile enthält.
Zudem führt der nunmehr mögliche Verzicht des unteren Faserführungsriemchens zu einer Verringerung des Energiebedarfs der Spinnereimaschine, da die bislang zum Antreiben des unteren Fadenführungsriemchens erforderliche Energie eingespart werden kann.
Weiterhin kann durch den nunmehr möglichen Verzicht auf das einem natürlichen Verschleiß unterliegenden untere Faserführungsriemchen der Wartungsaufwand für die Spinnereimaschine gesenkt werden. So entfällt bei einer feststehenden Faserführungsfläche die bei einem Faserführungsriemchen auftretende Walkarbeit, so dass diese – im Gegensatz zu einem Faserführungsriemchen – auch aus einem unflexiblen Material bestehen kann, welches damit besser hinsichtlich seiner Standzeit optimiert werden kann. Auf diese Weise ist es prinzipiell möglich, feststehend Faserführungsflächen bereitzustellen, welche gegenüber umlaufenden Faserführungsriemchen eine erhöhte Lebensdauer aufweisen. Aber auch der Austausch einer verschlissenen feststehenden Faserführungsfläche kann prinzipiell einfacher gestaltet werden als der Austausch eines unteren Fadenführungsriemchens, welches ja in axialer Richtung auf die Unterwalze aufgeschoben werden muss, was besonders schwierig ist, wenn sich die Unterwalze längs einer großen Zahl von Arbeitsstellen der Spinnereimaschine erstreckt.
Ebenso führt der nunmehr mögliche Verzicht auf ein unteres Faserführungsriemchen zu einer Vereinfachung des Aufbaus der Walzenstreckeinrichtung, da die teils komplizierte Mechanik zum Führen und Spannen des unteren Faserführungsriemchens entfällt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein zwischen dem Faserführungsriemchen und dem Stapelfaserverband auftretender erster Gleitreibungskoeffizient größer als ein zwischen der Faserführungsfläche und dem Stapelfaserverband auftretender zweiter Gleitreibungskoeffizient ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Reibung zwischen dem Stapelfaserverband und dem Fadenführungsriemchen im Wesentlichen im Bereich der Haftreibung erfolgt, während die Reibung zwischen dem Stapelfaserverband und dem Fadenführungsriemchen im Wesentlichen im Bereich der Gleitreibung erfolgt, so dass der Stapelfaserverband gleichmäßig mit der Geschwindigkeit des Faserführungsriemchens transportiert wird. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass die einzelnen Fasern in gestrecktem Zustand transportiert werden, was der Qualität des verzogenen Stapelfaserverbandes zu Gute kommt. Zudem kann durch die relativ glatte Faserführungsfläche die resultierende Reibung zwischen Faserführungsriemchen und Fadenführungsfläche verringert werden, was den Energieverbrauch der Spinnereimaschine und den Verschleiß, insbesondere des Fadenführungsriemchens senkt. Zudem kann so bewirkt werden, dass sich das Fadenführungsriemchen, wenn es über die Fadenführungsfläche geschoben wird, nicht wellt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Gleitreibungskoeffizient wenigstens 120 %, bevorzugt wenigstens 150 %, besonders bevorzugt wenigstens 180 %, des zweiten Gleitreibungskoeffizienten beträgt. Wenn die genannten Mindestwerte eingehalten werden, können die zuvor genannten Vorteile besonders gut erzielt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Gleitreibungskoeffizient höchstens 280 %, bevorzugt höchstens 250 %, besonders bevorzugt höchstens 220 %, des zweiten Gleitreibungskoeffizienten beträgt. Wenn die genannte Höchstwerte eingehalten werden, so wird verhindert, die einzelnen Fasern des Stapelfaserverbandes, wenn sie von dem auslaufseitigen Walzenpaar geklemmt werden, an ihrem stromaufwärtigen Ende an der den Oberwalzen zugewandten Seite sehr stark und an der den Unterwalzen zugewandten Seite sehr schwach zurückgehalten werden, was die Fasern durch Scherkräfte schädigen könnte.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Abstand der Faserführungsfläche von einer Klemmlinie des einlaufseitigen Walzenpaars und/oder ein Abstand der Faserführungsfläche von einer Klemmlinie des auslaufseitigen Walzenpaars in einer Laufrichtung gesehen jeweils höchstens 20 %, bevorzugt höchstens 15 %, besonders bevorzugt höchstens 10 % einer Länge des Verzugsfeldes beträgt. Auf diese Weise wird der Stapelfaserverband zumindest auf der den Unterwalzen zugewandten Seite bis nahe an die jeweilige Klemmlinie geführt, was der Qualität des verzogenen Stapelfaserverband insbesondere hinsichtlich seiner Gleichmäßigkeit und Festigkeit zu Gute kommt. Diese Werte können bei der bekannten Verwendung von unteren Faserführungsriemchen auslaufseitig kaum oder gar nicht erreicht werden, da beim Umlenken des unteren Faserführungsriemchens ein bestimmter Radius nicht unterschritten werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Faserführungsriemchen über Anpressung an eine Unterwalze des einlaufseitigen Walzenpaars angetrieben ist. Auf diese Weise kann auf eine separate Einrichtung zum Antreiben des Faserführungsriemchens verzichtet werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche aus Metall, Keramik und/oder aus Kunststoff, insbesondere aus Teflon, Polyamid, und/oder Polyethylen, besteht. Derartige Materialien sind verschleißfest, stabil und können reibungsarm ausgebildet werden, so das sie sich besonders gut für eine erfindungsgemäße Faserführungsfläche eignen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche eine reibungsmindernde Beschichtung aufweist. Hierdurch können auch Materialien verwendet werden, welche an sich hohe Reibwerte aufweisen, aber andere vorteilhafte Eigenschaften, wie beispielsweise einfache Bearbeitbarkeit, aufweisen. Beispielsweise kann die Faserführungsfläche eine Graphitbeschichtung oder eine Teflonbeschichtung aufweisen, welche beispielsweise auf einem Werkstück aus Metall aufgebracht ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche konvex gewölbt ist. Hierdurch kann insbesondere vermieden werden, dass der Stapelfaserverband über einen kantenartigen Rand der Faserführungsfläche läuft, was den Stapelfaserverband schädigen könnte.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche eine dreidimensionale Struktur, insbesondere eine Orangenhautstruktur oder eine Wabenstruktur, aufweist. Eine derartige dreidimensionale Struktur verhindert ein als „Glasplatteneffekt“ bekanntes Anhaften des Faserführungsriemchens und/oder des Stapelfaserverbands an der Faserführungsfläche durch Adhäsionserscheinungen, welche beim Aneinanderliegen sehr glatter Flächen auftreten können.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche antistatisch ist. Hierdurch kann ein Anhaften des Faserführungsriemchens und/oder des Stapelfaserverbands an der Faserführungsfläche durch elektrostatische Kräfte verhindert werden. Antistatische Eigenschaften können erreicht werden, indem die Fasserführungsfläche aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist. Möglich ist aber auch, dass die Faserführungsfläche eine leitfähige Beschichtung aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche auswechselbar an einem Träger befestigten Faserführungselement ausgebildet ist. Unter „auswechselbar“ wird hierbei verstanden, dass die Faserführungsfläche an dem Träger anbringbar und entfernbar ist, ohne hierbei den Träger zu beschädigen. Hierdurch wird der Austausch verschlissener Fadenführungsflächen ohne größeren Aufwand möglich. Möglich ist hierbei beispielsweise, dass das Faserführungselement an dem Träger mittels einer Schraubbefestigung, einer Rastbefestigung, einer Klemmbefestigung und/oder einer Klebeverbindung befestigt ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Faserführungselement folienartig ausgebildet ist. Unter folienartig wird hierbei verstanden, dass das Faserführungselement blattartig ausgebildet ist, so dass es sich der Form des Trägers anpassen kann. Hierdurch ist es möglich, die Form der Faserführungsfläche, durch die Form des Trägers vorzugeben. Damit ist auch unter Verwendung eines als einfach herstellbare Folie mit gleichbleibender Dicke ausgebildetes Faserführungselements eine dreidimensionale Form für die Faserführungsfläche möglich. Zudem ist so zur Herstellung des Faserführungselements ein geringer Materialaufwand erforderlich, was insbesondere durch dadurch erzielbare geringe Ersatzteilpreise die Wartungskosten senkt. Dabei kann das folienartige Faserführungselement, insbesondere auf den Träger, aufgeklebt sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Faserführungselement formstabil ausgebildet ist. Unter formstabil wird hierbei verstanden, dass das Faserführungselement so ausgebildet ist, dass es seine äußere Form im Wesentlichen eigenständig hält. Auf diese Weise kann die Faserführungsfläche auch komplexere Formen erhalten, welche bei folienartigen Faserführungselementen nicht möglich sind. Zudem sind so einfacher handzuhabende Befestigungen am Träger, wie Schraubbefestigungen, Rastbefestigungen, Klemmbefestigungen, einfacher realisierbar.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Träger über mehrere Arbeitsstellen erstreckt, wobei an dem Träger je Arbeitsstelle ein besagtes Faserführungselement befestigt ist. Auf diese Weise vereinfacht sich der Aufbau der Walzenstreckvorrichtung erheblich, insbesondere wenn eine große Anzahl von Arbeitsstellen vorgesehen ist.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können dabei – außer z. B. in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
1 eine im Bereich einer Arbeitsstelle einer Spinnereimaschine geschnittene schematisierte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Walzenstreckvorrichtung und
2 eine schematisierte Aufsicht auf einen Abschnitt der Walzenstreckvorrichtung der 1 bei abgenommen Oberwalzen.
In den folgenden Figuren sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Dabei sind nur diejenigen Bestandteile einer Walzenstreckvorrichtung mit Bezugszeichen versehen und erläutert, welche für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Walzenstreckvorrichtung weitere Teile und Baugruppen umfassen kann.
1 zeigt eine schematisierte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Walzenstreckvorrichtung 1, welche im Bereich einer nicht im Detail dargestellten Arbeitsstelle 2 einer Spinnereimaschine geschnitten ist. Bei der Spinnereimaschine kann es sich insbesondere um eine Spinnereivorbereitungsmaschine, beispielsweise um einen Flyer, oder um eine Spinnmaschine, beispielsweise um eine Ringspinnmaschine handeln. Die Walzenstreckvorrichtung 1 ist dazu vorgesehen, einen einlaufenden Stapelfaserverband S, beispielsweise ein Faserband oder ein Vorgarn, in einem Verzugsfeld 3 zu verziehen, so dass ein auslaufender Stapelfaserverband S’ verfeinert ist. Das Verzugsfeld 3 befindet sich dabei zwischen der Klemmlinie eines einlaufseitigen Walzenpaares 4, 5 und der Klemmlinie eines auslaufseitigen Walzenpaares 6, 7 und weist in einer Laufrichtung LR gesehen eine Länge L auf.
Eine einlaufseitige Unterwalze 5 ist ebenso wie eine auslaufseitige Unterwalze 7 ortsfest gelagert und angetrieben. Der einlaufseitigen Unterwalze 5 ist dabei eine bewegliche und belastete einlaufseitige Oberwalze 4 zugestellt, so dass der einlaufende Stapelfaserverband S zwischen der einlaufseitigen Oberwalze 4 und der einlaufseitigen Unterwalze 5 geklemmt ist, wobei der Stapelfaserverband S sowie die einlaufseitige Oberwalze 4 mittels Reibschluss mitgenommen wird. Ebenso ist der auslaufseitigen Unterwalze 7 eine bewegliche und belastete auslaufseitige Oberwalze 6 zugestellt, so dass der auslaufende Stapelfaserverband S’ zwischen der auslaufseitigen Oberwalze 6 und der auslaufseitigen Unterwalze 7 geklemmt ist, wobei hier der Stapelfaserverband S’ sowie die auslaufseitige Oberwalze 6 mittels Reibschluss mitgenommen wird. Der Verzug des Stapelfaserverbands S wird nun dadurch bewirkt, dass die auslaufseitige Unterwalze 7 mit einer deutlich höheren Umfangsgeschwindigkeit als die einlaufseitige Unterwalze angetrieben wird, so dass die Fasern im Verzugsfeld relativ zueinander bewegt, nämlich in einer Laufrichtung auseinandergezogen, werden.
Um nun zu verhindern, dass sich im Verzugsfeld 3 einzelne Fasern aus dem Stapelfaserverband S lösen, was umso kritischer ist, je feiner der Stapelfaserverband S ist, ist eine Faserführungseinrichtung 8 vorgesehen. Die Faserführungseinrichtung 8 umfasst ein Faserführungsriemchen 9, welches endlos ausgebildet ist und um die einlaufseitige Oberwalze 4 und um ein Umlenkelement 10 umläuft, wobei es über Anpressung an die Unterwalze 5 des einlaufseitigen Walzenpaars 4, 5 angetrieben ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Faserführungsriemchen 9 in Laufrichtung LR gesehen an dem Stapelfaserverband S zumindest über einen Wesentlichen Teil des Verzugsfeldes 3 anliegt und sich dabei korrespondierend zum Stapelfaserverband S bewegt.
Weiterhin umfasst die Faserführungseinrichtung 8 eine feststehende Faserführungsfläche 11, an welche das Faserführungsriemchen 9 durch nicht gezeigte Mittel angedrückt ist, wobei der Stapelfaserverband S zwischen dem Faserführungsriemchen 9 und der feststehenden Faserführungsfläche 11 geführt ist, erübrigt sich das aus dem Stand der Technik bekannte untere Faserführungsriemchen, da der Stapelfaserverband nun auf der Seite der Unterwalzen durch die Faserführungsfläche 11 geführt ist.
Überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, dass die Gleichmäßigkeit eines eine erfindungsgemäße Walzenstreckvorrichtung 1 verlassenden Stapelfaserverbands S’ höher ist als die eines eine herkömmliche Walzenstreckvorrichtung verlassenden Stapelfaserverbands ist. Wenngleich die Ursache für eine derartige Verbesserung des verzogenen Stapelfaserverbandes S’ nicht restlos geklärt ist, so wird vermutet, dass dies darauf beruhen könnte, dass die einzelnen Fasern des Stapelfaserverbands S’, wenn sie von dem auslaufseitigen Walzenpaar 6, 7 geklemmt werden, weniger ruckartig aus dem vom einlaufseitigen Walzenpaar 4, 5 geklemmten und von der Faserführungseinrichtung 8 geführten Teil des Stapelfaserverbands S herausgezogen werden, als dies bei herkömmlichen Walzenstreckvorrichtungen der Fall ist. Dieses weniger ruckartige Herausziehen beruht darauf, dass beim Herausziehen einer Faser lediglich die Haftreibung zwischen der Faser und dem Faserführungsriemchen 9 überwunden werden muss, während sich die Faser gegenüber der feststehenden Faserführungsfläche 11 in Gleitreibung befindet, wohingegen bei der bekannten Walzenstreckvorrichtung gegenüber dem unteren und dem oberen Faserführungsriemchen Haftreibung überwunden werden muss.
Auf diesen Effekt geht vermutlich auch die experimentell nachgewiesene Verbesserung der Festigkeit des die Walzenstreckvorrichtung 1 verlassenden Stapelfaserverbands S’ zurück. Dabei dürfte es eine Rolle spielen, dass das weniger ruckartige Herausziehen zu einer Verminderung der beim Verziehen des Stapelfaserverbands S auftretenden Faserbrüche führt, so dass der auslaufende Stapelfaserverband S’ weniger Kurzfaseranteile enthält.
Zudem führt der nunmehr mögliche Verzicht des unteren Faserführungsriemchesn zu einer Verringerung des Energiebedarfs der Spinnereimaschine, da die bislang zum Antreiben des unteren Fadenführungsriemchens erforderliche Energie eingespart werden kann.
Weiterhin kann durch den nunmehr möglichen Verzicht auf das einem natürlichen Verschleiß unterliegenden untere Faserführungsriemchen der Wartungsaufwand für die Spinnereimaschine gesenkt werden. So entfällt bei eine feststehenden Faserführungsfläche 11 die bei einem Faserführungsriemchen auftretende Walkarbeit, so dass diese – im Gegensatz zu einem Faserführungsriemchen – auch aus einem unflexiblen Material bestehen kann, welches damit besser hinsichtlich seiner Standzeit optimiert werden kann. Auf diese Weise ist es prinzipiell möglich, feststehend Faserführungsflächen 11 bereitzustellen, welche gegenüber umlaufenden Faserführungsriemchen eine erhöhte Lebensdauer aufweisen. Aber auch der Austausch einer verschlissenen feststehenden Faserführungsfläche 11 kann prinzipiell einfacher gestaltet werden als der Austausch eines unteren Fadenführungsriemchens, welches ja in axialer Richtung auf die Unterwalze aufgeschoben werden muss, was besonders schwierig ist, wenn sich die Unterwalze längs einer großen Zahl von Arbeitsstellen der Spinnereimaschine erstreckt.
Ebenso führt der nunmehr mögliche Verzicht auf ein unteres Faserführungsriemchen zu einer Vereinfachung des Aufbaus der Walzenstreckeinrichtung 1, da die teils komplizierte Mechanik zum Führen und Spannen des unteren Faserführungsriemchens entfällt.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass ein zwischen dem Faserführungsriemchen 9 und dem Stapelfaserverband S auftretender erster Gleitreibungskoeffizient größer als ein zwischen der Faserführungsfläche 11 und dem Stapelfaserverband S auftretender zweiter Gleitreibungskoeffizient ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Reibung zwischen dem Stapelfaserverband S und dem Fadenführungsriemchen 9 im Wesentlichen im Bereich der Haftreibung erfolgt, während die Reibung zwischen dem Stapelfaserverband S und der Faserführungsfläche 11 im Wesentlichen im Bereich der Gleitreibung erfolgt, so dass der Stapelfaserverband S gleichmäßig mit der Geschwindigkeit des Faserführungsriemchens 9 transportiert wird. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass die einzelnen Fasern in gestrecktem Zustand transportiert werden, was der Qualität des verzogenen Stapelfaserverbandes S’ zu Gute kommt. Zudem kann durch die relativ glatte Faserführungsfläche 11 die resultierende Reibung zwischen Faserführungsriemchen 9 und Fadenführungsfläche 11 verringert werden, was den Energieverbrauch der Spinnereimaschine und den Verschleiß insbesondere des Fadenführungsriemchens 9 senkt. Zudem kann so bewirkt werden, dass sich das Fadenführungsriemchen 9, wenn es über die Fadenführungsfläche geschoben wird, nicht wellt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Gleitreibungskoeffizient wenigstens 120 %, bevorzugt wenigstens 150 %, besonders bevorzugt wenigstens 180 %, des zweiten Gleitreibungskoeffizienten beträgt. Wenn die genannten Mindestwerte eingehalten werden, können die zuvor genannten Vorteile besonders gut erzielt werden.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der erste Gleitreibungskoeffizient höchstens 280%, bevorzugt höchstens 250 %, besonders bevorzugt höchstens 220 %, des zweiten Gleitreibungskoeffizienten beträgt. Wenn die genannte Höchstwerte eingehalten werden, so wird verhindert, die einzelnen Fasern des Stapelfaserverbandes S, wenn sie von dem auslaufseitigen Walzenpaar 6, 7 geklemmt werden, an ihrem stromaufwärtigen Ende an der den Oberwalzen 4, 6 zugewandten Seite sehr stark und an der den Unterwalzen 5, 7 zugewandten Seite sehr schwach zurückgehalten werden, was die Fasern durch Scherkräfte schädigen könnte.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass ein Abstand A1 der Faserführungsfläche 11 von einer Klemmlinie des einlaufseitigen Walzenpaars 4, 5 und/oder ein Abstand A2 der Faserführungsfläche 11 von der Klemmlinie des auslaufseitigen Walzenpaars 6, 7 in der Laufrichtung LR gesehen jeweils höchstens 20%, bevorzugt höchstens 15%, besonders bevorzugt höchstens 10% der Länge L des Verzugsfeldes beträgt. Auf diese Weise wird der Stapelfaserverband S zumindest auf der den Unterwalzen 5, 7 zugewandten Seite bis nahe an die jeweilige Klemmlinie geführt, was der Qualität des verzogenen Stapelfaserverband S’ insbesondere hinsichtlich seiner Gleichmäßigkeit und Festigkeit zu Gute kommt. Diese Werte können bei der bekannten Verwendung von unteren Faserführungsriemchen auslaufseitig kaum oder gar nicht erreicht werden, da beim Umlenken des unteren Faserführungsriemchens ein bestimmter Radius nicht unterschritten werden kann.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche 11 aus Metall, Keramik und/oder aus Kunststoff, insbesondere aus Teflon, Polyamid, und/oder Polyethylen, besteht. Derartige Materialien sind verschleißfest, stabil und können reibungsarm ausgebildet werden, so das sie sich besonders gut für eine erfindungsgemäße Faserführungsfläche 11 eignen.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche 11 eine reibungsmindernde Beschichtung aufweist. Hierdurch können auch Materialien verwendet werden, welche an sich hohe reibwerte aufweisen, aber andere vorteilhafte Eigenschaften, wie beispielsweise einfache Bearbeitbarkeit aufweisen. Beispielsweise kann die Faserführungsfläche 11 eine Graphitbeschichtung oder eine Teflonbeschichtung aufweisen, welche beispielsweise auf einem Werkstück aus Metall aufgebracht ist.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche 11 konvex gewölbt ist. Hierdurch kann insbesondere vermieden werden, dass der Stapelfaserverband S über einen kantenartigen Rand der Faserführungsfläche 11 läuft, was den Stapelfaserverband S schädigen könnte.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche 11 antistatisch ist. Hierdurch kann ein Anhaften des Faserführungsriemchens 9 und/oder des Stapelfaserverbandes S an der Faserführungsfläche durch elektrostatische Kräfte verhindert werden. Antistatische Eigenschaften können erreicht werden, indem die Fasserführungsfläche aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist. Möglich ist aber auch, dass die Faserführungsfläche eine leitfähige Beschichtung aufweist.
Im Ausführungsbeispiel ist die Faserführungsfläche 11 an einem Faserführungselement 12 ausgebildet, welches über eine lösbare Klebeverbindung auswechselbar an einem Träger 13 befestigt ist. Möglich wäre aber auch, dass das Faserführungselement 12 an dem Träger 13 mittels einer Schraubbefestigung, einer Rastbefestigung, einer Klemmbefestigung und/oder einer Klebeverbindung befestigt wäre.
Im Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass das Faserführungselement 12 folienartig ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, die Form der Faserführungsfläche 11, durch die Form des Trägers 13 vorzugeben. Damit ist auch unter Verwendung eines als einfach herstellbare Folie mit gleichbleibender Dicke ausgebildeten Faserführungselements 12 eine dreidimensionale Form für die Faserführungsfläche 11 möglich. Zudem ist so zur Herstellung des Faserführungselements 12 ein geringer Materialaufwand erforderlich, was insbesondere durch dadurch erzielbare geringe Ersatzteilpreise die Wartungskosten senkt.
Alternativ könnte aber auch vorgesehen sein, dass das Faserführungselement 12 formstabil ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Faserführungsfläche 11 auch komplexere Formen erhalten, welche bei folienartigen Faserführungselementen 12 nicht möglich sind. Zudem sind so einfacher handzuhabende Befestigungen am Träger, wie Schraubbefestigungen, Rastbefestigungen, Klemmbefestigungen, einfacher realisierbar.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Faserführungsfläche 11 eine dreidimensionale Struktur, insbesondere eine Orangenhautstruktur oder eine Wabenstruktur, aufweist. Eine derartige dreidimensionale Struktur verhindert ein als „Glasplatteneffekt“ bekanntes Anhaften des Faserführungsriemchens 9 und/oder des Stapelfaserverbandes S an der Faserführungsfläche 11
durch Adhäsionserscheinungen, welche beim Aneinanderliegen sehr glatter Flächen auftreten können.
2 zeigt eine schematisierte Aufsicht auf einen Abschnitt der Walzenstreckvorrichtung 1 der 1 bei abgenommen Oberwalzen 4, 6. Dabei ist vorgesehen, dass sich der Träger 13 über mehrere Arbeitsstellen 2, 2’, 2’’, 2’’’ erstreckt, von denen lediglich vier schematisch dargestellt sind, wobei an dem Träger 13 je Arbeitsstelle 2, 2’, 2’’, 2’’’ eine besagtes Faserführungselement 12, 12’, 12’’, 12’’’ mit jeweils einer Faserführungsfläche 11, 11’, 11’’, 11’’’ befestigt ist. Auf diese Weise vereinfacht sich der Aufbau der Walzenstreckvorrichtung 1 erheblich, insbesondere wenn eine große Anzahl von Arbeitsstellen 2, 2’, 2’’, 2’’’ vorgesehen ist.
Bezugszeichenliste

1: Walzenstreckvorrichtung
2: Arbeitsstelle
3: Verzugsfeld
4: Oberwalze des einlaufseitigen Walzenpaars
5: Unterwalze des einlaufseitigen Walzenpaars
6: Oberwalze des auslaufseitigen Walzenpaars
7: Unterwalze des auslaufseitigen Walzenpaars
8: Faserführungseinrichtung
9: Faserführungsriemchen
10: Umlenkelement
11: Faserführungsfläche
12: Faserführungselement
13: Träger
LR: Laufrichtung
S: Stapelfaserverband
A1: Abstand der Faserführungsfläche von der Klemmlinie des einlaufseitigen Walzenpaares
A2: Abstand der Faserführungsfläche von der Klemmlinie des auslaufseitigen Walzenpaares
L: Länge des Verzugsfelds

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10321893 A1 [0002]

Claims

Walzenstreckvorrichtung zum Verziehen wenigstens eines laufenden strangförmigen Stapelfaserverbands (S) an wenigstens einer Arbeitsstelle (2) einer Spinnereimaschine, insbesondere an einer Spinnmaschine oder an einem Flyer, wobei je Arbeitsstelle (2) ein Verzugsfeld (3) vorgesehen ist, welches zwischen einem einlaufseitigen Walzenpaar (4, 5) und einem auslaufseitigen Walzenpaar (6, 7) gebildet ist, wobei dem Verzugsfeld (3) eine Faserführungseinrichtung (8) zum Führen des Stapelfaserverbands (S) zugeordnet ist, welche ein um eine Oberwalze (4) des einlaufseitigen Walzenpaars (4, 5) umlaufendes Faserführungsriemchen (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserführungseinrichtung (8) eine feststehende Faserführungsfläche (11) aufweist, an welche das Faserführungsriemchen (9) angedrückt ist, wobei der Stapelfaserverband (S) zwischen dem Faserführungsriemchen (9) und der feststehenden Faserführungsfläche (11) geführt ist.
Walzenstreckvorrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Faserführungsriemchen (9) und dem Stapelfaserverband (S) auftretender erster Gleitreibungskoeffizient größer als ein zwischen der Faserführungsfläche (11) und dem Stapelfaserverband (S) auftretender zweiter Gleitreibungskoeffizient ist.
Walzenstreckvorrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gleitreibungskoeffizient wenigstens 120 %, bevorzugt wenigstens 150 %, besonders bevorzugt wenigstens 180 %, des zweiten Gleitreibungskoeffizienten beträgt.
Walzenstreckvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gleitreibungskoeffizient höchstens 280 %, bevorzugt höchstens 250 %, besonders bevorzugt höchstens 220 %, des zweiten Gleitreibungskoeffizienten beträgt.
Walzenstreckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (A1) der Faserführungsfläche (11) von einer Klemmlinie des einlaufseitigen Walzenpaars (4, 5) und/oder ein Abstand (A2) der Faserführungsfläche (11) von einer Klemmlinie des auslaufseitigen Walzenpaars (6, 7) in einer Laufrichtung (LR) gesehen jeweils höchstens 20 %, bevorzugt höchstens 15 %, besonders bevorzugt höchstens 10% einer Länge (L) des Verzugsfeldes (3) beträgt.
Walzenstreckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserführungsriemchen (9) über Anpressung an eine Unterwalze (5) des einlaufseitigen Walzenpaars angetrieben ist.
Walzenstreckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserführungsfläche (11) aus Metall, Keramik und/oder aus Kunststoff, insbesondere aus Teflon, Polyamid, und/oder Polyethylen, besteht.
Walzenstreckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserführungsfläche (11) eine reibungsmindernde Beschichtung aufweist.
Walzenstreckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserführungsfläche (11) konvex gewölbt ist.
Walzenstreckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserführungsfläche (11) eine dreidimensionale Struktur, insbesondere eine Orangenhautstruktur oder eine Wabenstruktur, aufweist.
Walzenstreckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserführungsfläche (11) antistatisch ist.
Walzenstreckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserführungsfläche (11) auswechselbar an einem Träger (13) befestigten Faserführungselement (12) ausgebildet ist.
Walzenstreckvorrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserführungselement (12) folienartig ausgebildet ist.
Walzenstreckvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserführungselement (12) formstabil ausgebildet ist.
Walzenstreckvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Träger (13) über mehrere Arbeitsstellen erstreckt, wobei an dem Träger (13) je Arbeitsstelle (2) ein besagtes Faserführungselement (12) befestigt ist.