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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zur Herstellung eines Wattewickels aus einer Wattebahn. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kalanderwalze für eine solche Wickelmaschine.
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Beispielsweise offenbart die
DE 103 23 130 A1 eine Vorrichtung zum Zuführen an und Verdichten einer Wattebahn für eine nachfolgende Verarbeitungsvorrichtung, und es sind mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Kalanderwalzen vorgesehen, die mit einer Andruckkraft gegeneinander laufen, wobei die Wattebahn zwischen den Kalanderwalzen hindurchgeführt wird.
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Bei der Zuführung und beim Verdichten der Wattebahn wird insbesondere das Ziel verfolgt, die Haarigkeit der Wattebahn beim hergestellten Wattewickel minimal zu halten. Eine starke Haarigkeit beschreibt dabei einen großen Anteil von Fasern der Wattebahn, die aus der Verlaufsrichtung der Wattebahn heraus abstehen und die Weiterverarbeitung der Wattebahn erschweren. Durch das Verpressen der Fasern der Wattebahn zwischen den Kalanderwalzen wird die Haarigkeit verringert. Ziel der Erfindung ist es daher, weitere Maßnahmen zu treffen, um die Haarigkeit mit einer Vorrichtung zum Zuführen und Verdichten einer Wattebahn noch weiter zu verringern.
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Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung einer Wickelmaschine zum Zuführen und Verdichten einer Wattebahn zur Erzeugung eines Wattewickels, wobei die Wattebahn des Wattewickels eine möglichst geringe Haarigkeit aufweisen soll.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Wickelmaschine zum Zuführen und Verdichten einer Wattebahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ausgehend von einer Kalanderwalze für eine solche Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10 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 die Mantelfläche der Kalanderwalze eine Profilierung aufweist.
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Die erfindungsgemäße Weiterbildung wenigstens einer Kalanderwalze einer Wickelmaschine zum Zuführen und Verdichten der Wattebahn ermöglicht die Verringerung der Haarigkeit der Wattebahn durch die Profilierung der Kalanderwalze, durch die Einfluss genommen wird auf das Verdichtungsergebnis der Wattebahn. Aufgrund der Profilierung, mit der die Wattebahn unmittelbar in Kontakt gebracht wird, werden weitere Umlenkungen mit kleineren Umlenkradien in der Faserbahn erzeugt, und durch die Umlenkungen wird der Effekt der Ineinander-Verhakungen der Fasern in der Wattebahn verstärkt. Im Ergebnis ergibt sich eine verringerte Haarigkeit der Wattebahn, ohne dass eine größere Anzahl von Kalanderwalzen vorgesehen sein muss, um das Verdichten der Wattebahn mit einer geringen Haarigkeit zu erreichen.
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Die Kalanderwalzen können eine zylindrische Grundform aufweisen, sodass diese eine Rotationsachse definiert, um die die Kalanderwalzen rotieren können. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kalanderwalze ist die Profilierung dabei parallel zur Rotationsachse ausgebildet. Die Profilierung kann dabei Höhenbereiche und Tiefenbereiche umfassen, die sich periodisch in Umfangsrichtung einander abwechseln. Befindet sich nun die Wattebahn in Kontakt mit der Profilierung, erfährt die Wattebahn wenigstens eine oder mehrere Umlenkungen, die Radien aufweist, die geringer sind als der Radius der Kalanderwalze selbst. Diese Vielzahl kleinerer Umlenkungen der Wattebahn bewirkt die obenstehend beschriebene Verdichtung und das Ineinander-Verhaken der Fasern der Wattebahn, wodurch sich die verringerte Haarigkeit ergibt. Mit den erfindungsgemäßen Kalanderwalzen kann die Druckbelastung der Walzen deutlich reduziert werden, da durch die Umlenkung der Fasern durch die Profilierung die Verdichtung der Faserbänder zu einer Wattebahn erzeugt. Damit kann das Eigengewicht der Kalanderwalzen ausreichend sein, um die Wattebahn zu erzeugen.
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Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist die Profilierung eine Zahnform auf, die gebildet ist durch sich in Umfangsrichtung abwechselnde Zahnköpfe und Zahnfüße.
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Eine alternative Form der Profilierung sieht vor, dass diese eine Wellenform aufweist, die gebildet ist durch sich in Umfangsrichtung abwechselnde Wellenberge und Wellentäler. Die Wellenform kann beispielsweise sinusförmig oder sinusähnlich sein.
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Kalanderwalzen weisen üblicherweise Durchmesser auf, die einen Wert von etwa 50mm bis 200mm besitzen. Erfindungsgemäß kann dabei die Höhe der Zahnform bzw. die Höhe der Wellenform einen Wert von 0,5mm bis 20mm aufweisen. Der Höhenwert kann abhängen vom Durchmesser der Kalanderwalze, und eine Kalanderwalze mit einem größeren Durchmesser kann eine größere Höhe der Zahnform bzw. der Wellenform aufweisen, während eine Kalanderwalze mit einem kleineren Durchmesser eine kleinere Höhe der Zahnform bzw. der Wellenform aufweisen kann. Diese Höhe betrifft dabei die Radiusdifferenz zwischen dem Zahnfuß und dem Zahnkopf bzw. dem Wellental und dem Wellenberg. Wird die Wattebahn mit der Kalanderwalze in Kontakt gebracht, erfolgt auch die Umlenkung der Wattebahn mit den entsprechenden Radien in Höhensprüngen von 0,5mm bis 20mm, sodass im Verhältnis zum Durchmesser der Kalanderwalzen deutlich stärkere Krümmungen in der Wattebahn erzeugt werden, als wenn diese über mehrere Kalanderwalzen geführt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kalanderwalze der Wickelmaschine ist die Kalanderwalze beispielsweise als Walze ausgebildet, die Bestandteil eines Tischkalanderwalzenpaares ist. Somit können zwei Kalanderwalzen vorgesehen sein, die je eine Profilierung aufweisen und ein Tischkalanderwalzenpaar bilden. Das Fasermaterial läuft in die Vorrichtung ein, indem das Fasermaterial von einem Gatter zugeführt wird und zunächst in ein Streckwerk einläuft. Die Tischkalanderwalzenpaare transportieren das Fasermaterial anschließend in die Vorrichtung hinein, und es können Druckkalanderwalzen folgen, die von der Wattebahn ein- oder mehrfach umschlungen werden. Schließlich gelangt die Wattebahn auf eine Wickelhülse, auf der diese aufgewickelt wird, wobei die Wickelhülse zwischen zwei Wickelkalandern geführt wird. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Kalanderwalzen können dabei Tischkalanderwalzenpaare bilden, wobei auch weitere Kalanderwalzen der Vorrichtung eine erfindungsgemäße Profilierung aufweisen können, beispielsweise die Druckkalanderwalzen.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung wird erreicht, wenn die Profilierungen der Kalanderwalzen eines Kalanderwalzenpaares in ihrer rotatorischen Ausrichtung derart zueinander stehen, dass der Zahnkopf oder der Wellenberg der Profilierung einer ersten Kalanderwalze einem Zahnfuß bzw. einem Wellental einer zweiten Kalanderwalze gegenübersteht. Damit wird erreicht, dass ein Zahnkopf einer ersten Profilierung zwischen zwei Zähne der gegenüberstehenden zweiten Profilierung eingreift bzw. ein Wellenberg kann in Richtung zum Wellental zwischen zwei Wellenberge einer weiteren Kalanderwalze hineingelangen. Mit anderen Worten können zwei profilierte Kalanderwalzen eines Kalanderwalzenpaares eine Profilierung aufweisen, die derart ineinandergreifen, wie dies beispielsweise von Zahnrädern oder einem Roots-Kompressor bekannt ist.
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Eine alternative Ausgestaltung der Kalanderwalze weist eine Profilierung auf, die als gerändelte Oberfläche ausgebildet ist. Eine Rändelung kann mit einem entsprechenden Rändelwerkzeug auf die Mantelfläche der zylinderförmigen Kalanderwalze aufgebracht werden, und die Rändelung besitzt eine Struktur, die ebenfalls Wellenberge und Wellentäler umfasst. Gelangt die Wattebahn mit der gerändelten Struktur in Kontakt und wird auf diese aufgepresst, ist der Effekt einer geringeren Haarigkeit ebenfalls erzielbar.
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Die Erfindung richtet sich weiterhin auf eine Kalanderwalze für eine Vorrichtung zum Zuführen und Verdichten einer Wattebahn mit einer Mantelfläche, die zum Kontakt mit der Wattebahn ausgebildet ist. Erfindungsgemäß weist die Mantelfläche der Kalanderwalze eine Profilierung auf.
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Die Profilierung weist beispielsweise eine Zahnform auf, die gebildet ist durch sich in Umfangsrichtung abwechselnde Zahnköpfe und Zahnfüße. Alternativ weist die Profilierung eine Wellenform auf, die gebildet ist durch sich in Umfangsrichtung abwechselnde Wellenberge und Wellentäler. Eine Profilierung gemäß einer Zahnform weist folglich Kanten auf, die in dem Oberflächenverlauf in Umfangsrichtung Sprünge hervorrufen, während eine Wellenform, beispielsweise eine sinusförmig oder sinusähnlich ausgebildete Wellenform, keine Verlaufssprünge und folglich keine Kanten umfasst.
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Mit weiterem Vorteil weist die Kalanderwalze eine Rotationsachse auf, wobei die Profilierung parallel zur Rotationsachse ausgebildet ist und/oder es ist vorgesehen, dass die Kalanderwalze eine gerändelte Oberfläche aufweist.
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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:
- 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Zuführen und Verdichten einer Wattebahn;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Kalanderwalze mit einer Profilierung, die eine Zahnform aufweist;
- 3 eine Querschnittsansicht der Kalanderwalze gemäß 2;
- 4 das Detail Z gemäß 3;
- 5 ein Kalanderwalzenpaar mit einer Profilierung gemäß einer Wellenform und
- 6 ein Kalanderwalzenpaar mit einer Profilierung gemäß einer Zahnform.
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1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 100 zum Zuführen und Verdichten von mindestens zwei Faserbändern zu einer Wattebahn 18. Üblicherweise werden 12 bis 36 Faserbänder aus bereitgestellten Kannen abgezogen und über ein Gatter 21, welches lediglich teilweise dargestellt ist, in die Wickelmaschine geführt. Die jeweils mehrere Faserbänder durchlaufen ein Streckwerk, in dem die Faserbänder doubliert und verdichtet werden.
Weiterhin dargestellt ist eine Absaugung 22, die aus einem Gehäuse der Vorrichtung 100 freie Faseranteile der aus Wattebahn 18 absaugt.
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Nach dem Streckwerk 20 werden die Wattebahnen 18 weiter zusammengeführt und über Tischkalanderwalzenpaare 17 einer Anzahl von Druckkalandern 23 zugeführt. Die Wattebahn 18 umschlingt die Walzen der Druckkalander 23 wechselweise, und die Wattebahn 18 wird schließlich einer Wickelvorrichtung mit einem Wickel 19 zugeführt, der beispielhaft mit einer Wickelhülse dargestellt ist.
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Die Wickelvorrichtung kann aus Druckkalandern 25 bestehen, die über einen Schlitten 24 bewegbar und in Rotation versetzbar sind, wie dies beispielhaft in 1 dargestellt ist. Alternativ kann die Wickelvorrichtung auch aus einem umlaufenden endlosen Riemen bestehen, die die Wattebahn mittels einer Wickelhülse zu einem Wattewickel aufwickelt. In einer weiteren Alternative kann die Wickelvorrichtung auch aus einer Kombination aus einem umlaufenden endlosen Riemen und Druckkalandern bestehen. Die Ausbildung der Wickelvorrichtung ist für die Erfindung aber nicht relevant.
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Die Tischkalanderwalzenpaare 17 weisen paarweise angeordnete Kalanderwalzen 1 auf, welche die in Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren beschriebenen Profilierungen auf den Mantelflächen aufweisen. Alternativ besteht dabei auch die Möglichkeit, weitere Kalander, beispielsweise die Druckkalander 23 oder dergleichen, mit einer erfindungsgemäßen Profilierung entsprechend zu versehen.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kalanderwalze 1, die beispielsweise eine Walze eines Tischkalanderwalzenpaares bilden kann. Die Kalanderwalze 1 erstreckt sich entlang einer Rotationsachse 12 und weist Lagerenden 26 auf, über die die Kalanderwalze 1 in der Rotationsachse 12 drehbar in der Vorrichtung 100 aufgenommen werden kann.
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Die Mantelfläche 10 der Kalanderwalze 1 dient zum Kontakt mit der Wattebahn und weist erfindungsgemäß eine Profilierung 11 auf. Die Profilierung 11 ist beispielhaft gebildet durch Zähne auf der Mantelfläche 10, die sich über der gesamten Länge der Kalanderwalze 1 parallel zur Rotationsachse 12 erstrecken.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht der Kalanderwalze 1 gemäß 2. In der Querschnittsansicht sind die die Profilierung 11 bildenden Zähne gezeigt, die der Mantelfläche 10 die Struktur eines Zahnrades geben.
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4 zeigt das Detail Z gemäß 3, und die Zähne sind gezeigt mit den Zahnköpfen 13, zwischen denen sich die Zahnfüße 14 befinden. Die Ansicht zeigt dabei zwei Zahnköpfe 13 und einen Zahnfuß 14, wobei eine Radiusrichtung R angegeben ist, und wobei der Radius R von der nicht sichtbaren Rotationsachse 12 ausgeht. Die Höhendifferenz zwischen dem Zahnkopf 13 und dem Zahnfuß 14, die in Richtung des Radius R gemessen wird, beträgt beispielsweise 0,5mm bis 20mm. Der Durchmesser der Kalanderwalze 1 beträgt dabei beispielsweise 70mm bis 100mm.
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5 zeigt ein Tischkalanderwalzenpaar 17 mit zwei Kalanderwalzen 1, und die Mantelflächen 10 der Kalanderwalzen 1 weisen eine Profilierung 11 in Wellenform auf. Wie die Seitenansicht der Kalanderwalzen 1 verdeutlicht, wird die Wellenform gebildet durch Wellenberge 15 und Wellentäler 16, wobei die rotatorische Ausrichtung der Kalanderwalzen 1 so gebildet ist, dass ein Wellenberg 15 der ersten Kalanderwalze 1 in das Wellental 16 der zweiten Kalanderwalze 1 eingreift. Wird nun eine Wattebahn zwischen den beiden Kalanderwalzen 1 hindurchgeführt, wird die Wattebahn einer oder mehreren Umlenkungen unterzogen, wodurch der Effekt der Verhakung einzelner Fasern der Wattebahn erzeugt wird.
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Im Ergebnis ergibt sich eine geringere Haarigkeit der Wattebahn nach Durchlauf durch das Tischkalanderwalzenpaar 17.
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6 zeigt ein Tischkalanderwalzenpaar 17 mit zwei Kalanderwalzen 1 und in vergrößerter Ansicht die Profilierungen 11 der Kalanderwalzen 1. Diese sind zahnförmig ausgebildet und greifen so ineinander, dass die Zahnköpfe in die Zahnzwischenräume der Zahnköpfe der benachbarten Kalanderwalze 1 eingreifen, sodass der kämmende Eingriff der Verzahnungen der beiden Kalanderwalzen 1 gemäß eines Zahnradpaares erfolgt. Bei dieser Art der Profilierung 11 wird ebenfalls eine noch stärkere Umlenkung der Wattebahn 1 erzeugt, wobei die Kalanderwalzen 1 des Tischkalanderwalzenpaares 17 mit einer Kraft aufeinandergedrückt werden können.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kalanderwalze
- 10
- Mantelfläche
- 11
- Profilierung
- 12
- Rotationsachse
- 13
- Zahnkopf
- 14
- Zahnfuß
- 15
- Wellenberg
- 16
- Wellental
- 17
- Tischkalanderwalzenpaar
- 18
- Wattebahn
- 19
- Wickel
- 20
- Streckwerk
- 21
- Gatter
- 22
- Absaugung
- 23
- Druckkalander
- 24
- Schlitten
- 25
- Wickelkalander
- 26
- Lagerende
- R
- Radius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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