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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Füllen einer Kanne mit Faserband, das in einer Spinnereivorbereitungsanlage, z.B. Strecke, Karde oder Kämmmaschine hergestellt wurde, wobei die Vorrichtung geeignet ist, eine leere und eine volle Kanne gleichzeitig aufzunehmen, aufweisend einen Ablagekopf mit einem Drehteller.
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Beim bekannten Stand der Technik wird das von der Spinnereivorbereitungsmaschine angelieferte Faserband von einer sogenannten Bandablage übernommen. Das Faserband wird über Führungshilfen über einen Bandtrichter zu einem Kalanderwalzenpaar geführt, welches das Faserband über einen Drehteller in die bereitstehenden Kannen ablegt. Ist die Kanne gefüllt, erfolgt die Durchtrennung des Faserbandes, wobei gleichzeitig die volle Kanne entfernt und eine leere Kanne nachgeschoben wird. Bei den Kannenwechslern gibt es lineare oder rotatorische Kannenwechsler, die in Abhängigkeit der Kannenform und -größe, sowie der Platzverhältnisse unterschiedliche Vorteile haben. Lineare Kannenwechsler sind im Gegensatz zu Rotationskannenwechslern sehr kompakt aufgebaut und werden dort verwendet, wo das Konzept der Spinnereivorbereitungsmaschine nur einen schmalen Bauraum zulässt.
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Beim Kannenwechsel werden die Rundkannen bewegt und wechseln die Positionen. Dazu muss in der Regel die Ablagegeschwindigkeit reduziert werden, da ansonsten Fasermaterial zwischen die Rundkannen gefördert wird. Wünschenswert aus Kundensicht ist jedoch ein schneller Wechsel der Rundkannen, damit die Produktion der Karde nicht nennenswert reduziert werden muss. Desweiteren treten bei großen Veränderungen der Liefergeschwindigkeit Schwankungen des Bandgewichtes auf, welche das technologische Ergebnis bis hin zum Endprodukt negativ beeinflussen können. Ein schneller Wechsel der Rundkannen ist jedoch mit verschiedenen Schwierigkeiten verbunden. Die Rundkannen haben keine durchgehend stabile Struktur und können daher durch hohe Kräfte beschädigt werden. Zum anderen unterscheiden sich die Rundkannen von Kunde zu Kunde, was die Anpassung von Aufnahmen schwierig macht. Weiterhin haben im gefüllten Zustand die Rundkannen ein hohes Gewicht, was bei kurzen Wechselzeiten während der Beschleunigung hohe Kräfte hervorruft.
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Bei den bekannten Vorrichtungen bleibt der Drehteller (Ablagekopf) permanent ortsfest. Die Rundkannen werden unterhalb des Drehtellers verschoben, beim Rotationskannenwechsler auf einer Halbkreisbahn und beim Linearkannenwechsler auf einer Geraden. Mit Hilfe der Kannenwechsler sind eine in einer Reserveposition bereitgestellte leere Rundkanne zum Füllen mit Faserband in eine Füllposition unterhalb des Drehtellers und nach dem Füllen eine mit Faserband gefüllte Rundkanne in eine Abförderposition aus der Füllposition unterhalb des Drehtellers bringbar.
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In den Spinnereibetrieben wird oft mehr Faserband in die Kannen gefüllt, als diese aufnehmen können. Damit werden die spiralförmig gelegten Faserbänder stark zusammengepresst, wobei die Gegenkraft von der Halterung des Drehtellers aufgenommen werden muss. Ist die Kanne überfüllt, entsteht bei der Entnahme der Kanne ein starker Druck auf die Halterung des Drehtellers durch das überquellende Faserband. Wird die Kanne entnommen, können durch die Reibung zwischen dem gepressten Faserband und dem Drehteller die obersten Lagen Faserband verrutschen und aus der Kanne gezogen werden. Eine weitere Verarbeitung des Faserbandes an einer nachfolgenden Maschine wird damit zeitaufwändig.
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Bekannt ist nach der
DE 4333730 A1 beispielsweise ein Kannenwechsler für längliche unrunde Kannen, beispielsweise Rechteckkannen, mit einem verfahrbaren Boden oder Förderer, bei dem die Kannen linear unter einem Drehteller verschoben werden können. Orthogonal zur Förderrichtung der Kannen ist ein Drehteller verschiebbar angeordnet, der entlang einer Führung über die vollständige Kannenlänge verfahren kann. Beim Wechseln von einer vollen zu einer leeren Kanne kann sowohl der Boden oder Förderer linear verfahren, wie auch der Drehteller mit seiner Führung in entgegengesetzter Richtung. Auch hier ergibt sich das Problem der Überlastung auf alle bewegten Teile, wenn die Kanne überfüllt wird und unter dem Drehteller heraus gefördert werden soll.
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Weiterhin führt die Bewegung des Ablagetellers oder Drehtellers innerhalb des Hilfsrahmens zu einer Relativbewegung zwischen Ablageteller und Rahmen, die unerwünscht ist. Die Bauteile sind aufeinander einzustellen und Zusatzelemente wie Blechabdeckungen müssen eingesetzt werden, um Öffnungen, die sich durch das Verfahren des Ablagetellers ergeben, wieder zu schließen. Auch der Verschleiß und die Schmutzempfindlichkeit zwischen den bewegten Bauteilen ist unerwünscht. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist die mehrfache Abstützung der Rahmenkonstruktion zu allen vier Seiten, so dass der Freiraum für die Zugänglichkeit der Kannen eingeschränkt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Vorrichtung zum Wechseln einer Kanne. Insbesondere soll die Vorrichtung konstruktiv einfach ausgeführt werden und von drei Seiten für einen flexiblen und leichten Kannenwechsel frei zugänglich sein.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung zum Füllen einer Kanne mit Faserband, das in einer Spinnereivorbereitungsanlage, z.B. Strecke, Karde oder Kämmmaschine hergestellt wurde, wobei die Vorrichtung geeignet ist, eine leere und eine volle Kanne gleichzeitig aufzunehmen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein verschwenkbar gelagerter Ablagekopf bei der Schwenkbewegung, wenn die volle Kanne gewechselt werden muss, durch das gepresste Faserband in der vertikalen Bewegung unterstützt wird. Dadurch, dass der Ablagekopf in einem Radius von der Oberseite der Kanne wegverschwenkt wird, entsteht keine Reibung zwischen der Unterseite des Ablagetellers und dem Faserband, so dass dieses in der Ablage (Zykloidenform) auch nicht verändert wird. Die Vorrichtung mit dem verschwenkbaren Ablagekopf kann so gestaltet sein, dass nach dem Abheben des Ablagekopfes erst die volle Kanne entnommen wird, und eine leere Kanne aus einer Warteposition in eine Füllposition verschoben wird. Die Grundplatte ist zwar geeignet, zwei Kannen aufzunehmen, jedoch in dieser Variante nur mit einem Drehteller ausgestattet.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Ablagekopf von einer ersten Position über einer ersten Kanne in eine zweite Position über einer zweiten Kanne verschwenkbar. Damit kann während der Füllung der ersten Kanne die zweite Kanne bereits positioniert werden. Der Ablagekopf verschwenkt in einem Radius von der gefüllten ersten Kanne über die noch leere zweite Kanne. Im Gegensatz zu den Schiebemechaniken bei den bekannten Linearwicklern wird die obere abgelegte Lage Faserband nicht verschoben und die Schwenkvorrichtung ist konstruktiv deutlich einfacher umsetzbar als eine Schiebelösung, da mit größeren Toleranzen gearbeitet werden kann.
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Weiterhin kann der Ablagekopf durch mindestens zwei Stützen gelagert werden. Die Lagerung und Verschwenkbarkeit des Ablagekopfes durch mindestens zwei Stützen ermöglicht eine maximale Zugänglich des Raumes unter dem Ablagekopf, um die Kannen zu wechseln. Damit ist es möglich, dass die Vorrichtung von drei Seiten vollständig zugänglich ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung sind die mindestens zwei Stützen durch mindestens ein Antriebselement verschwenkbar. Es ist damit ein automatischer Kannenwechsel möglich. Vorzugsweise kann das Antriebselement als Zylinder ausgeführt sein, der pneumatisch betätigbar ist. Es ergibt sich eine Kinematik, die keine Klemmstellen vorsieht und damit für das Bedienpersonal sehr sicher ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es möglich, mittels Anschlägen die Schwenkbewegung des Ablagekopfes zu begrenzen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Schwenkbewegung der mindestens zwei Stützen um die Drehpunkte A und B, die im Bereich der Grundplatte angeordnet sind. Damit entsteht bei den üblichen Kannengrößen aufgrund der Stützenlänge und damit des Schwenkradius eine sehr sanfte Schwenkbewegung, bei der der Ablagekopf nur leicht von der vollen Kanne abhebt. Die Zeit für das Wechseln der Kanne wird minimiert, da der Großteil der Schwenkbewegung in horizontaler Richtung verläuft.
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Dadurch, dass die Stützen in Schwenkrichtung parallel zueinander angeordnet sind, also beim Verschwenken ein Parallelogramm bilden, wird der maximale Freiraum zum Wechseln der Kannen erreicht, da drei Seiten der Vorrichtung vollständig zugänglich sind.
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Hierzu kann vorgesehen sein, dass der Ablagekopf durch zwei weitere Stützen verschwenkbar gelagert ist. Der Ablagekopf erhält dadurch eine hohe Stabilität.
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Vorzugsweise können eine oder mehrere Stützen ausgebildet sein, elektrische Leitungen oder Luftleitungen aufzunehmen und zum Ablagekopf zu führen.
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Durch die Einstellbarkeit der Anschläge kann der Abstand des Ablagekopfes zur Oberkante der Kanne eingestellt werden. Damit ist die Vorrichtung an die unterschiedlichen Kannengrößen der Kunden einstellbar.
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Sollen Kannen verwendet werden, die beispielsweise 100 mm höher sind als die bisherigen Kannen, ist es sinnvoll, die Stützen so auszubilden, dass sie teleskopartig verlängerbar sind. Damit wird der Schwenkwinkel bei einem größeren Radius kleiner, was wiederum durch die Anschläge eingestellt bzw. begrenzt werden kann.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
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1 eine seitliche Darstellung des erfindungsgemäßen Kannenwechslers in einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Kannenwechslers in einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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3 eine Detaildarstellung von einer Stütze.
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Der Kannenwechsler nach 1 umfasst im Wesentlichen eine rechteckige Grundplatte 10, in die ein erster und ein zweiter Kannenteller 11, 12 integriert sind. Die Grundplatte 10 weist damit im Wesentlichen eine Größe bzw. Länge auf, die geeignet ist, zwei Kannen hintereinander aufzunehmen. In der Darstellung der 1 ist im linken Bereich eine volle Kanne 31 bzw. eine fast gefüllte Kanne dargestellt, und im rechten Bereich eine leere Kanne 30 dargestellt.
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Die Kannenteller 11, 12 sind innerhalb der Grundplatte 10 drehbar angeordnet und können über einen gemeinsamen nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzt werden. Der Antrieb ist vorzugsweise ebenfalls in bzw. unter der Grundplatte 10 angeordnet und kann gleichzeitig oder abwechselnd die Kannenteller 11, 12 antreiben.
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Eine fast volle Kanne 31 befindet sich in der linken Position, wobei ein Ablagekopf 13 mit einem integrierten Drehteller 14 sich oberhalb des oberen Kannenrandes befindet. Über den Drehteller 14 wird Faserband, beispielsweise von einer Karde, in die Kanne gefördert. Durch die Drehung des Drehtellers 14 in Kombination mit der Drehung der Kanne 31 durch den Kannenteller 11 wird in bekannter Weise das Faserband als Zykloid in der Kanne 31 abgelegt.
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Der Ablagekopf 13 wird über ein System von mindestens zwei Stützen gelagert, die geeignet sind, den Ablagekopf 13 von einer ersten Position über einer ersten Kanne in eine zweite Position über einer zweiten Kanne zu verschwenken. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Ablagekopf 13 durch vier Stützen 15a, b und 16a, b gehalten und verschwenkt, wobei in dieser Darstellung nur die vorderen Stützen 15a, 16a sichtbar sind. Die hinteren Stützen 15b, 16b sind an der gegenüberliegenden Seite des Ablagekopfes 13 angeordnet, der sich damit über die volle Kannenbreite erstreckt, damit die Kannen zwischen die Stützen 15a, b, 16a, b passen. An mindestens einer Stütze 16a greift ein Antriebselement an, in diesem Ausführungsbeispiel ein Zylinder 17, das geeignet ist, die Stützen 15a, b und 16a, b um jeweils einen Drehpunkt A, B, C, D zu verschwenken. Ist die volle Kanne 31 abschließend gefüllt und gegebenenfalls auch überfüllt, erzeugt das Faserband eine Druckkraft zwischen dem Ablagekopf 13 und dem Kannenteller 11. Nach dem Durchtrennen des Faserbandes durch eine nicht dargestellte Trennvorrichtung, die im Ablagekopf 13 integriert ist, verschwenkt der Ablagekopf 13 von der vollen Kanne 31 hinüber zu der leeren Kanne 30, die zwischenzeitlich über dem Ablageteller 12 positioniert wurde und sich bereits schon dreht. Die Schwenkbewegung des Ablagekopfes 13 wird durch die Druckkraft der gefüllten bzw. überfüllten Kanne unterstützt, was im Vergleich zum Stand der Technik den Vorteil hat, dass keine reibungsbelastete Relativbewegung zwischen dem Faserband und dem Ablagekopf 13 vorliegt. In diesem Ausführungsbeispiel zieht der Zylinder 17 an der Stütze 16a derart, dass alle Stützen 15a, b, 16a, b um ihre jeweiligen Drehpunkte A, B, C, D verschwenken und damit den Ablagekopf 31 von der ersten Position über der vollen Kanne 31 in eine zweite Position über der leeren Kanne 30 bewegen (gestrichelte Darstellung). Die endgültige Lage des Ablagekopfes 13 in der ersten und in der zweiten Position kann durch einen Anschlag begrenzt werden, der beispielsweise mit mindestens einer der Stützen 15a, b, 16a, b zusammen wirkt. Zusätzlich kann der Anschlag die Lage des Ablagekopfes 13 auch fixieren, so dass vor einer neuen Schwenkbewegung erst die Fixierung gelöst werden muss. Dies kann automatisch, halbautomatisch oder manuell erfolgen.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kannenwechslers 1. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 1 erstreckt sich der Ablagekopf 13 mit dem Drehteller 14 nur über einen Teil der Kannenbreite und ist damit wesentlich schmaler ausgeführt. Dadurch wird der Ablagekopf 13 nur durch zwei Stützen 15a, 16a getragen, die aus Stabilitätsgründen jede mit einer eigenen weiteren Stütze 18, 19 stabilisiert werden. Diese kleineren Stützen 18, 19 sind im unteren Bereich bis etwa zur halben Höhe der Stützen 15a, 16a mit und an diesen befestigt. Die Drehpunkte A und B verlängern sich dadurch, da die Stützen 15a und 18 sowie die Stützen 16a und 19 jeweils ein kinematisches Dreieck bilden, das um die Drehpunkte A bzw. B verschwenkbar ist. Die Drehpunkte A und B werden als gegen Schmutz gekapselte Pendelrollenlager oder Kugellager ausgeführt, da diese die Gewichtskraft des Ablagekopfes 13 aufnehmen müssen, aber bei einer überfüllten Kanne auch der Belastung aus der Druckkraft der zusammengepressten Faserbänder standhalten müssen. Auch die Drehpunkte C und D werden mit geschlossenen Wälzlagern ausgeführt, um einer Verschmutzung vorzubeugen. In dem Ausführungsbeispiel der 2 sitzt der Ablagekopf 13 mit dem Drehteller 14 über der vollen Kanne 31. Die leere Kanne ist noch nicht positioniert, so dass hier der Kannenteller 12 zu erkennen ist. Wird eine neue leere Kanne 30 über die Rampe 10a auf die Grundplatte 10 gefahren und dann auf dem Kannenteller 12 positioniert, kann das Faserband getrennt werden und der Ablagekopf 13 wird in die Position über der leeren Kanne geschwenkt. Durch den Schwenkvorgang hebt der Ablagekopf 13 von der vollen Kanne 31 ab, wobei der Druck des zusammengepressten Faserbandes das Abheben und damit den Schwenkvorgang unterstützt. Die Schwenkbewegung erfolgt durch einen Antrieb, der vorteilhafterweise als pneumatischer Zylinder ausgebildet sein kann. Durch eine entsprechende Drosselung des Systems kann die Schwenkbewegung so modifiziert werden, dass das Abheben und Aufsetzen des Ablagekopfes langsam ausgeführt wird, die Bewegung im mittleren Bereich aber schneller erfolgt.
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Die Kinematik der Verschwenkvorrichtung kann so ausgelegt und gekapselt werden, dass keine Klemmstellen entstehen, die das Bedienpersonal gefährden könnten. Die jeweilige Endlagenstellung kann durch Anschläge, beispielsweise durch Anschlagschrauben, justiert werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Anschlag für die jeweilige Endlagenstellung ausgebildet sein, die Stützen 15a, 16a zu fixieren.
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Die Stützen 15a, 16a können als zumindest teilweise hohles Profil ausgebildet sein, um eine Absaugung oder elektrische Versorgungsleitung aufzunehmen. Sinnvollerweise würde eine Stütze 15a oder 16a ausgebildet sein, ein Rohr oder einen Schlauch für die Absaugung aufzunehmen. Die andere Stütze 15a oder 16a würde dann die elektrische und/oder pneumatische Versorgungsleitung aufnehmen. Um den erfindungsgemäßen Kannenwechsler auf unterschiedliche Kannenhöhen einzustellen, sind Stützen 15a, 16a, 15b, 16b sinnvoll, die teleskopartig verlängerbar sind. Damit kann – unter Vergrößerung oder Verkleinerung des Schwenkwinkels – eine Anpassung an verschiedene Kannenhöhen erfolgen. Beispielsweise können sowohl Kannen mit einer Höhe von 1.000 mm, wie auch Kannen mit einer Höhe von 1.200 mm verwendet werden. Die Anpassung des Schwenkwinkels erfolgt über den Antrieb und über die einstellbaren Anschläge.
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In 3 ist eine modifizierte Stütze dargestellt, die die Stütze 15a oder 16a aus 2 sein kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Stütze 15a mit der Stütze 18 aus 2 mittels einer Schweißverbindung kombiniert worden. Die Stütze 15a weist einen Hohlraum 20 auf, durch den Leitungen oder eine Absaugung (Pfeil) verlegt werden können, die bis hinauf in den Ablagekopf 13 reichen. Die Öffnung 21 für den Hohlraum 20 ist oberhalb des Lagers 22 angeordnet, das damit den Drehpunkt A bildet. Das Lager 22 kann als Kugellager ausgebildet sein, das entsprechend gegen Schmutz gekapselt ist.
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Der erfindungsgemäße Kannenwechsler hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass er von drei Seiten vollständig zugänglich ist, was den Kannenwechsel erleichtert. Die Schwenkvorrichtung ist dabei deutlich robuster und schmutzunempfindlicher und kann mit größeren Toleranzen ausgestattet werden, als ein verschiebbarer Ablagekopf. Weiterhin kann mit einer geänderten Grundplatte 10 das System sowohl für Rundkannen, wie auch für Rechteckkannen verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kannenwechsler
- 10
- Grundplatte
- 10a
- Rampe
- 11
- Kannenteller
- 12
- Kannenteller
- 13
- Ablagekopf
- 14
- Drehteller
- 15a, b
- Stütze
- 16a, b
- Stütze
- 17
- Zylinder
- 18
- Stütze
- 19
- Stütze
- 20
- Hohlraum
- 21
- Öffnung
- 22
- Lager
- 30
- leere Kanne
- 31
- volle Kanne
- A, B, C, D
- Drehpunkte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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