DE2022482A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verziehen von Langstapelfaserbaendern - Google Patents

Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Verziehen von Langstapelfaserbändern.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verziehen von Langstapelfaserbändern mit im Streckfeld paarweise angeordneten Zahn- oder Kadelwalzen als Faserführungsmittel und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, beim Verziehen von Langstapelfaserbändern Nadelstäbe als Faserführungsmittel zu verwenden, die in einer bevorzugten Form der Anordnung ein doppeltes N,adelstabfeld bilden und von oben und unten in das Fasermaterial im Streckfeld eindringen. Da die umlaufenden Nadelstäbe den Fasern zwar eine zwangsläufige, aber trotzdem lockere Führung geben, ermöglichen diese als Doppelnadelstabstrecken bezeichneten Verzugsvorrichtungen einen unter kontrollierten Bedingungen ablaufenden Verzug des Fasermaterials. Die verzogenen Faserbänder besitzen eine dementsprechende gute Gleichmäßigkeit. Nadelstabstreeken sind jedoch in der Konstruktion aufwendig und geräuschvoll im Lauf.Bei den heute üblichen hohen Masehinengeschwindigkeiten sind sie außerdem einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt und in der weiteren Geschwindigkeitssteigerung äußerst begrenzt. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die doppelten Nadelstabfelder durch Nadelwalzenpaare mit ineinander greifenden und sich "dabei kreuzenden Nadeln (Französisches Patent 1.066,739) oder auch durch Zahnwalzenpaare zu ersetzen, deren Zähne sich in vertikaler und horizontaler Richtung teilweise überlappen (Deutsche Offenlegungsschrift 1.942.908). Mit diesen Anordnungen der Nadeln und Zähne wird die für einen fehlerfreien Verzug erforderliche lockere Faserführung

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im Streckfeld angestrebt* Ein weiterer Vorschlag, der für eine Kurzstapelfaser-Verzugsvorrichtung mit Nadelwalzen als Faserrückhaltemittel gemacht wurde, zeigt versetzt zueinander und in Umfangarichtung auf Lücke angeordnete Nadeln der durch Reibung angetriebenen Ober- und Unterwalzen, um die Fasern unter kontrollierten Bedingungen durch das Verzugsfeld führen zu können (Deutsches Patent 461.351 bzw. Britisches Patent 264.574).

Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit den bisher bekannten Vorrichtungen ein kontrollierter Verzug des Fasermaterials nicht möglich ist. Werden die Nadelwalzen, wie vorgeschlagen, durch Reibung angetrieben, so ändert sich durch den Reibungsschlupf die Geschwindigkeit der Walzen und damit die Lage der Nadeln zueinander. Die Nadeln bzw. Zähne nehmen dabei Positionen ein, in denen das Fasermaterial zwischen ihnen gepreßt wird und dadurch dem ^erzug kurzfristig einen erhöhten Widerstand entgegensetzt, der durch eine ebenso kurzfristig verstärkte Versugskraft überwunden wird. Auf diese Weise entstehen ruckartige Faserbewegungen im Streckfeld, die zu üngleichmäßigkeiten im verzogenen Band führen. Auch die bei Streckwerken verwendeten Zahnradantriebe verursachen Ungleichmäßigkeiten in den Faserbändern, da das im Antrieb enthaltene Spiel den Verzugsvorgang nachteilig beeinflußt«

Der - Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die gebräuchlichen Streckwerksantriebe für Zahn- oder-Nadelwalzenstrecken nicht geeignet sind» Mit diesen Antrieben lassen sich keine Faserbänder herstellen, deren Usterwerte mit denen der Bänder von Madelstabstrecken.vergleichbar sind«, Aufgabe des? vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch die Langstapelfasern ohne jede Beeinträchtigung ihrer für einen kontrollierten Veraug ©rforderlieiien Bewegungsfreiheit durch das Streckfeld geführt und zu einem Band von hoher

Gleichmäßigkeit verzogen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zähne oder Nadeln von zwei übereinander paarweise angeordneten Walzen berührungslos und in Umfangstichtung auf Lücke in Eingriff gebracht und in dieser Stellung zwangsläufig und spielfrei mit konstanter Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden. Um besonders gute Verzugs-, ergebnisse zu erreichen, werden mehrere in Paserbandförderrichtung angeordnete Walzenpaare mit gleicher und konstanter Winkelgeschwindigkeit zwangsläufig und spielfrei angetrieben.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Zahn- oder Nadelwalzen über Zahnriemen erfolgt, die in auf den Walzenachsen befestigte Antriebsräder eingreifen. Da dieser Antrieb spielfrei ist, bleiben die Zähne oder Nadeln der Ober- und Unterwalzen stets in der gewählten, für die Faserführung günstigsten Stellung zueinander. Aus dem gleichen Grund werden Verzugsfehler beim Anlauf der Maschine vermieden, da sämtliche am Verzug beteiligten Walzenpaare gleichzeitig in Umdrehung gesetzt werden. Die konstante Spielfreiheit des Antriebes ist ferner dadurch gewährleistet, daß die Zahnriemen durch federnd angeordnete Spannrollen gespannt werden. Da ein theoretisch völlig spielfreier Antrieb nicht geschaffen werden kann, werden noch vorhandene kleinste Abweichungen dadurch kompensiert, daß die Zähne oder Nadeln der Walzen in sich schraubenförmig um die Walzenachse erstreckenden Reihen angeordnet sind· Um zu vermeiden, daß die Walzen bei Montagearbeiten in Bezug auf die Zahn- oder Nadelstellung neu eingestellt werden müssen, ist die Zähnezahl der Antriebsräder gleich und entspricht der um den Umfang der Zahn- oder Nadelwalzen angeordneten Zahl der Zähne oder

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Nadeln. Der Rücken der Zähne ist wenigstens in seinem oberen, an die Zahnspitze angrenzenden Teil gerundet. Dadurch ist die Gefahr, daß die Zähne bei ihrem Austritt aus dem Faserverband Pasern mitreißen,'weitgehend ausgeschaltet» Eine durch die Zahnriemen-Spannrollen auslosbare Abstellvorrichtung verhindert, daß die Verzugsvorrichtung durch Walzenwickel und ähnliche Paseran- · häufungen zu stark belastet und beschädigt wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Zahnwalzenpaaren als Paserführungsmittel in Seitenansicht;

Pig. 2 die Zahnwalzenpaare aus Pig. 1 in vergrössertem Maßstab in Seitenansicht;

Pig. 3 ein Zahnwalzenpaar von vorn gesehen;

Fig. 4 eine Zahnwalze mit schraubenförmig um die Walzenachse angeordneten Zahnreihen in der Perspektive.

Zwischen dem Zuführwalzenpaar 10, 11 (Pig. 1) und den Verzugswalzen 12, 13 und 14 sind Zahnwalzenpaare 20, 21 sowie 22, 23 und 24fangeordnet, durch die die Pasern im 'Streckfeld geführt werden. Die Anordnung von drei Zahnwalzenpaaren hat sich für Kammgarnstrecken als zweckmäßig erwiesen. Je nach Größe des Streckfeldes und Durchmesser der Walzen können selbstverständlich auch mehr oder weniger als drei solcher Walzenpaare zur Faserführung eingesetzt werden. Die von unten in das Fasermaterial einstechenden Zahnwalzen 20, 22 und 24 sowie die untere Zuführwalze 10 sind in einem auf dem Maschinengestell 1

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verschiebbaren Schlitten 3 gelagert. Die Lager für die den Zahnwalzen 20, 22 und 24 zugeordneten, von oben in das Pasermaterial einstechenden Gegenwalzen 21, 23 und 25 sind an einem Rahmen 2; befestigt, der um eine im Schlitten 3 gelagerte Achse 26 schwenkbar und als Gehäuse ausgebildet ist. Nicht in Verbindung mit dem Rahmen 2 steht das Lager für die obere Zuführwalze 11, die mittels einer der üblichen Belastungsvorrichtungen 110 gegen die Walze 10 gepreßt wird. Ein ortsfest am Maschinengestell 1 angebrachter Lagerbock 15 nimmt die Verzugswalzen 12, 13 und 14 auf; Die Verzugswälzen haben damit einen stets gleichbleibenden Abstand a von einem Bandführungsrohr 16, durch das das verzogene Faserband zu einer nicht gezeigten Ablagevorrichtung geführt wird.

Die Zahnwalzen 20, 21 ... 25 bestehen aus einer Vielzahl von Zahnscheiben, die gemäß Pig. 3 angeordnet sind. Auf den Walzenachsen sind Zahnscheiben 241 und 251 drehfest aufgesetzt, deren Zähne 240,250 in bekannter Weise in Reihen parallel zur Walzenachse stehen. Durch Abstandscheiben 242 bzw. 252 sind die Zahnscheiben 241 bzw. 251 voneinander getrennt und in einer bevorzugten Ausführungsform versetzt zueinander und zu den Zahnscheiben der Nachbarwalzen angeordnet. Die versetzte Anordnung' der Zahnscheiben ermöglicht es, den Abstand der Zahnwalzen voneinander zu verringern, so daß die Zähne tiefer in das Fasermaterial eindringen können und die Einstechpunkte der aufeinander folgenden Walzenpaare nahe genug -beieinander liegen, um eine zwangsläufige Führung der Fasern sicherzustellen. Es besteht aber selbstverständlich auch die Möglichkeit, die Zahnscheiben der Walzen 20, 22, 24 und die ihrer Gegenwalzen 21, 23, 25 jeweils in eine Ebene zu legen und sie lediglich zu den Zahnscheiben der Nachbarwalzen zu versetzen oder auch nicht zu versetzen. In letzterein Fall müssen jedoch die Walzenpaare 20, 21 sowie 22, 23 und 24, 25 wegen der Gegenläufigkeit der in horizontaler Richtung

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einander benachbarten Zahnwalzen einen solchen Abstand voneinander haben, daß sich die Spitzenkreise ihrer Zähne nicht berühren. Damit entfernen sich aber auch die Einstechpunkte der aufeinander folgenden Walzenpaare in entsprechender Weise, so daß mit einer solchen Vorrichtung nur Fasermaterial, das aus besonders langstapeligen Pasern besteht, unter kontrollierten Bedingungen verzogen werden kann.

Unabhängig von der Anordnung der Zahnscheibe« erfolgt ihre Einstellung in Bezug auf die Zahnstellung stets derart, daß die Zähne 200, 220, 240 der unteren Zahnwalzen 20, 22, 24 und die Zähne 210, 230, 250 ihrer Ge-

genwalzen 21, 23, 25 in die lücken c eingreifen, die in Ufflfangsrichtung zwischen den Zahnreihen vorhanden sind (Fig. 2). Die Zähne berühren sich bei ihrem Eingriff ineinander nicht, so daß es den Fasern möglich ist, durch die zwischen den Zähnen vorhandenen freien Räume zu gleiten und der ihnen durch die Zahnwalzenpaare 20, 21 ... und die Verzugswalzen 12, 1.3 und H erteilten Bewegung in Richtung des Pfeiles P zu folgen. Diese für die Faserführung besonders günstige Eingriffsstellung der Zähne verändert sich während der gesamten Dauer des Verzugsvorganges nicht, da die Verzugsvorrichtung über Zahnriemen angetrieben wird, welche die Antriebskraft spiel-

A frei über auf den Enden der Zahnwalzen 20, 21 ... 25 drehfest angeordnete Antriebsräder 530, 531 ... 535 auf die Zahnwalzenpaare 20, 21 ... 25 übertragen. Die Winkelgeschwindigkeit der umlaufenden Zähne bleibt somit konstant. Um ein periodisches Erfassen und Freigeben des Fasermaterials über die gesamte Breite zu vermeiden, werden die Zähne auf den Zahnwalzen 20, 21 ... derart versetzt angeordnet, daß sie schraubenförmig um die Walzenachse laufende Reihen bilden. Biese Anordnung der Sahne, die in Fig. 4 am Beispiel der Zahnwalze 24 mit Zähnen 240 dargestellt ist, hat zur Folge, daß

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die Zahnreihen die Pasern fortschreitend über die Breite des im Streckfeld befindliehen Faserverbandes erfassen und wieder freigeben. Der Faserverband bleibt ständig in der Kontrolle der Zähne. Die Freigabe der Fasern durch die Zähne wird dadurch begünstigt, daß der Rücken der Zähne im Bereich b in Nähe der Zahnspitzen leicht gerundet ist (Fig. 2). Die Fasern können von dem Zahnrücken abgleiten, sobald der Zahn den Faserverband verläßt. Wickelbildungen, die auftreten könnten, wenn die Zähne bei ihrem Austritt aus dem Faserverband Fasern mitreißen, werden so vermieden«

Der Antrieb der Verzugsvorrichtung erfolgt in der bei Strecken üblichen Weise durch einen im Maschinengestell angeordneten Motor (nicht gezeigt). Seine Antriebskraft wird von einem Zahnriemen 4 auf die Verzugswalze 13 und von einem zweiten Zahnriemen 5 auf die Antriebswelle 50 spielfrei übertragen. Ein ebenfalls mit der Welle 50 in Eingriff stehender Zahnriemen 52 mit Doppelverzahnung treibt die Welle 51 und die Zuführwalze 10 an. Die erforderliche Spannung erhält der Zahnriemen 52 durch eine Spannrolle 521,; die von einer Feder 520 gegen den Kiemen gedrückt wird, hl} unteren Zahnwalzen 20, 22 und 24 werden von der Welle 5Ö über einen Zahnriemen 53, der in die auf den Achsen der Zahnwalzen befestigten Antriebsräder 530, 532, 534 eingreift und über eine Umlenkrolle 536 · lauft, spielfrei angetrieben. Der Zahnriemen 53 wird durch die unter dem Druck einer Feder 537 stehende Spannrolle 538 gespannt.

In gleicher Weise werden die Zahnwalzen 21,23 und 25 von der. Welle 51 über einen Zahnriemen 54 spielfrei angetrieben« Der. Riemen 54 greift in die gezahnten Antriebsräder 5311 533 und 535 ein und wird um eine TJmlenkrolle 540 und eine Spannrolle 541 mit Druckfeder geführt. Sämtliche Antriebsräder 530, 531 ... 535 haben

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die gleiche Zähnezahl (Pig. 2), so daß die Zahnriemen 53 und 54 alle Zahnwalzen 20, 21 ... 25 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden. Gemäß Fig. 2 entspricht aber auch die Zähnezahl der Antriebsräder 530, 531 ... 535 der in Umfangsrichtung auf den Zahnwalzen 20, 21 ... 25 angeordneten Zahl der Zähne 200, 210 ... 250. Durch die gleiche Zahnteilung ist nach jedem Auswechseln der Zahnwalzen die Gewähr gegeben, daß der Zahnriemen nur dann in die Zähne der Antriebsräder eingreift, wenn die Zähne der Zahnscheibenpaare berührungslos und in Umfangsrichtung auf Lücke ineinandergreifen. Zeitraubende Einstellarbeiten werden damit vermieden«,

Die bereits beschriebene federnde Anordnung der Zahnriemen-Spannrollen 521, 538, 541 wird außerdem zur Absicherung der Verzugsvorrichtung gegen Überlastung des Antriebes und Beschädigungen benutzt, was beispielsweise durch Blockierung der Walzen bei Wickelbildung eintreten kann. Sobald erhöhte Kräfte am Riemen auftreten, gibt die Spannrolle 521, 538 oder 541 nach und betätigt einen Endschalter E 1, E 2 oder E 3» der die Abstellung der Maschine auslöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde an Hand von Zahnwalzenpaaren als Faserführungsmittel beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, daß an die Stelle von Zahnwalzen auch Hadelwalzen treten können. Ebenso können für den Antrieb der Verzugsvorrichtung statt Zahnriemen auch andere spielfreie Antriebe, zum Beispiel Ketten, verwendet werdene

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Claims (8)

P +Gm 70/412 Patent an s. p'r.ü c he

1.) Verfahren zum Verziehen von Langstapelfaserbändern mit im Streckfeld paarweise angeordneten Zahn- oder Nadelwalzen als Faserführungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne oder !Tadeln von zwei übereinander paarweise angeordneten Walzen berührungslos und in Umfangsxichtung auf Lücke in Eingriff gebracht und in dieser Stellung zwangsläufig und spielfrei mit konstanter Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Paserbandförderrichtung angeordnete Walzenpaare mit gleicher und konstanter Winkelgeschwindigkeit zwangsläufig und spielfrei angetrieben werden* -

3.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Zahn- oder Nadelwalzen (20, 21 ... 25 ) über Zahnriemen (5, 52, 53, 54) erfolgt, die in auf den Walzenachsen befestigte Antriebsräder (530, 531 ... 535) eingreifen.

4.) orrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnriemen (52, 53, 54) durch federnd angeordnete Spannrollen (521, 538, 541), gespannt werden.

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5.) Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne oder Nadeln (200, 210 ... 250) der Walzen (20, 21 ... 25) in sich schraubenförmig um die Walzenachse erstreckenden Reihen angeordnet sind·

6.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl der Antriebsräder (530, 531 ... 535) gleich ist und der in Umfangsrlchtung auf den Zahn- oder Nadelwalzen (20, 21 ... 25) angeordneten Zahl der Zähne oder Nadeln (200, 210 ... 250) entspricht.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücken der Zähne oder Nadeln (200, 210 ... 250) wenigstens in seinem an die Zahn- oder Nadelspitze angrenzenden Teil gerundet ist.

8.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bi3 ?, gekennzeichnet durch eine durch die Zahnriemen-Spannrollen (521, 538, 541) auslösbare Abstellvorrichtung (B 1, E 2, E 3).

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