DE2442967A1

DE2442967A1 - Vorrichtung zur herstellung von stapelfasern

Info

Publication number: DE2442967A1
Application number: DE19742442967
Authority: DE
Inventors: Siegfried Rewitzer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1974-09-07
Filing date: 1974-09-07
Publication date: 1976-03-18
Also published as: BE833187A; IT1042336B; LU73338A1; FR2283964A1; DK398975A; NL7510340A

Description

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HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT

Aktenzeichen: HOE 74/F 264 U.H.

Datum: 6. September 1974 - Dr.FK

"Vorrichtung zur Herstellung von Stapelfasern"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Stapelfasern unterschiedlicher Länge aus kontinuierlich zugeführten Kabeln, die aus endlosen synthetischen odor halbsynthetischen Fäden bestehen.

Bei der Erzeugung künstlicher Fasern fallen - bedingt durch den Spinnprozeß - zunächst endlose Spinnfäden an, die zu Strängen oder Kabeln zusammengefaßt und nach geeigneten Versireck- und Nachbehandlungsschritten zu sogenannten Stapeln zerschnitten werden. Die Schnittlänge wird dabei von der nachfolgenden Verarbeitung in der· Sekundärspinnerei bestimmt. Während bei der Baumwollspinnerei vorzugsweise! Schnittlängen zwischen ^O und 40 mm gefordert werden; sind für die Wollspinnerei insbesondere Faserlängen zwischen 60 und 16O mm Schnittlänge geeignet.

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Zur Herstellung von Stapelfasern aus Spinnkabeln sind
eine Reihe von Schneidmaschineu bekanntgeworden. Aus der Vielzahl haben sich insbesondere die Schneidvorrichtungen nach dem System Gru-Gru bewährt. Diese Schneidmaschinen gehen auf das DRP 665 939 zurück; eine ausführliche Beschreibung dieser Schneidmaschinen findet sich z.B. in
"Klare, Fritzsche, Grobe, Synthetische Fasern aus Polyamiden, Akademie-Verlag, Berlin (1963)» S. 448 bis
S. 449".

Bei diesen Maschinen vom System Gru-Gru wird das zu
schneidende Kabel, das aus einer Vielzahl von Einzelfilamenten besteht, zwischen gummierten, geschlitzten Radkränzen (Schlitzscheiben) eingeklemmt. Diese Schlitzscheiben sind auf waagerecht angeordneten Wellen montiert und werden durch diese mit vorgegebener Geschwindigkeit angetrieben. Das Schneiden der Kabel zu Stapelfasern erfolgt durch rotierende Messer, die auf einem Messerkopf befestigt sind. Der Messerkopf wird von einer senkrecht stehenden Welle angetrieben, seine Umdrehungszahl steht durch den Einsatz von Getrieben in einem festen,vorgegebenen Verhältnis zu der Umdrehungszahl dar Schiitzscheiben. Es ist so möglich,das Kabel, während es
zwischen den Stegen der Schlitzscheiben eingeklemmt ist, von den in einer waagerechten Ebene rotierenden Messern zu schneiden. Die Schnittlänge wird durch, die Zahl der
Messer, dem Abstand der Schlitze auf den auswechselbaren Radkränzen,vom gegebenen Durchmesser und dem Verhältnis der Umdrehungszahlen von Messerkopf und Schlitzscheiben bestimmt.

Diese Schneidmaschine gestattet die Herstellung vor
Stapelfasern, die eine weitgehend gleiche Stapellänge
aufweisen, wie sie zur Herstellung von Garnen in der

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Baumwollspinnerei unbedingt erforderlich ist. Bei der Herstellung von Stapelfasergarnen in der Baumwoll-Sekundär Spinnerei werden nämlich nur dann optimale Ergebnisse erzielt, wenn der Abstand der eingesetzten Verstreckwerke nur geringfügig größer als die Stapellänge der zu verspinnenden Stapelfasern ist.

Im Gegensatz dazu werden in der Y/oll-Sekundärspinnerei nur dann besonders gleichmäßige Garne erhalten, wenn die Vorgarne eine gleichmäßige Verteilung der Enden aufweisen.

Hierzu ist notwendig, daß die Länge der einzelnen Stapelfasern innerhalb eines vorgegebenen Bereiches möglichst, gleichmäßig variiert. Bei dieser Sekundärspinnerei besteht- die Gefahr, daß bei einem Fnsermaterial mit gleicher Stapeliänge die einzelnen Fasern nicht vollständig voneinander getrennt v/erden und so z.B. in einem fertigen Kammgarn noch nebeneinander zu liegen kommen und dadurch Dickstellen im Garn entstehen.

Diese Garne mit einer gleichmäßigen Verteilung der Fasern im Garn und damit auch einer größeren Titergleichmäßigkeit ergeben einen störungsfreien Lauf in der Weiterverarbeitung und Flächengebilde, die einen gleichmäßigen und einheitlichen Oberflächeneindruck aufweisen.

Zur Erzeugung von Stapelfasern mit unterschiedlicher Stapellänge war es bereits bekannt, das zu schneidende Kabel, entsprechend der DT-AS 1 180 882, in Berührung mit einer Anzahl von Vorsprüngen auf dem Umfang eines sich drehenden Rades zu halten und dort zu zerschneiden.

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Unterschiedliche Schnittlängen können dabei nur erzielt werden, wenn das Kabel spannungsfrei und so langsam zugeliefert wird, daß das Kabel der unterschiedlich konvexen Krümmung des Rades ohne Dehnung des Fadenmaterials folgen kann. Die stärker konvexe Krümmung der Vorsprünge führt außerdem nur zu einer gerinfügigen Veränderung der Stapellänge, darüberhinaus weisen jedoch alle Fasern eines Stapelfaserpaketes die gleiche Länge a^if, d,h. der Nachteil gleichlanger Fasern in einem Faserpaket, die bei dem Sekundärspinnprbzeß nicht aufgelöst werden und zu einer Ungleichmäßigkeit des erzerigten Garnes führen, blieb unverändert erhalten«

Aus der DT-AS 1 23O 519 ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Stapelfasern durch das Schneiden eines gleichmäßig zugeführten Stranges aus endlosen künstlichen Fäden bekannt geworden, bei dem den zu zerschneidenden Kabeln zunächst eine Drehung erteilt wird und die dann im gedrehten Zustand mit Hilfe von Kreirmessern halbiert werden. Auch dieses Verfahren hat aufgrund seiner Störanfälligkeit keine Verbreitung gefunden .

In der Praxis hat sich vielmehr die Erzeugung sogenannter Mischstapel durchgesetzt. Bei diesem Verfahren werden ■wenigstens zwei verschiedene Kabel bekannten Schneidmaschinen z. B. vom Typ Gru-Gru zugeführt, in denen diese Kabel mit unterschiedlicher Stapellänge (z.B. 80) und 120 mm) zerschnitten werden. Es ist po möglich, eine bessere - wenn auch keinesfalls optimale - Verteilung der abstehenden Faserenden innerhalb des erzeugten Garnes zu

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erhalten. Voraussetzung für die Verbesserung ist jedoch eine sehr gute Vermischung der Fasern der verschiedenen Stapel mit unterschiedlicher Faserlänge. Die schlechte Auflösung von Faserpaketen gleicher Stapellänge während der Sekundär-Spinnerei wird jedoch durch dieses Verfahren nicht behoben, da die bei jedem Schneidvorgang erzeugten beieinandarliegenden Fasern die gleiche Länge aufweisen. Die gewünschte gleichmäßige Verteilung der Schnittlängen innerhalb eines größeren Bereiches von z.B. kO mm Längenunterschied ist nach diesem Verfahren selbst bei Einsatz von mehr als zwei Sohneidmaschinen mit unterschiedlicher Schnittlänge nicht zu erreichen. "Weiterhin besteht die Gefahr von Ungleichniäüigkeiten bei einer kontinuierlichen Produktion durch den möglichen Ausfall einer Schneidmaschine.

Es wurde nun gefunden, daß es durch eine einfache Abänderung der bekannten Schneidmaschinen vom Typ Gru-Gru möglich ist, Stapelfasern mit einer gleichmäßigen Längenverteilung über einen relativen breiten Schnittlängenbereich bereits mit einer solchen Maschine zu erzielen, wenn die folgenden Abänderungen gegenüber dem bekannten Normalfall vorgenommen v/erden.

1. Die Schneidmesser wirken nicht mehr in. einer Ebene, sondern sind in alternierender Reihenfolge schräg gestellt. Durch diese Schrägschnitte können z.B. 10 mm Schnittlängendifferonz innerhalb eines Stapels erzielt werden.

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2. Die Bogenabstände der einzelnen Messer zueinander auf dem Messerkopf variieren um einen vorgegebenen Betrag. Durch diese Variation der Abstände kann die mittlere Stapellänge der einzelnen Stapel sprunghaft verändert werden.

3· Die Schlitze der Schlitzscheiben müssen den ungleichmäßigen Abständen und dem Schnittwinkel der Messer angepaßt werden, um einen störungsfreien Lauf der Schneidmaschine zu gewährleisten.

Die Kombination dieser Maßnahmen gestattet bei geeigneter Abstimmung auf einfache Weise die Herstellung von Stapelfasern, die über einen relativ weiten Bereich von z.B. ^O mm ein monoton sich änderndes Stapeldiagramm aufweisen. Die Abstimmung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird zweckmäßigerweise so vorgenommen, daß mit Hilfe der alternierenden Schrägstellung der Messer nur innerhalb eines kleineren Längenbereiches eine sich kontinuierlich ändernde Schnittlänge auftritt, während durch den unterschiedlichen Bogenabstand der Messer verschiedene kleinere Längenbereiche mit unterschiedlichem Mittelwert der Stapellänge ausgewählt werden können. Vorzugsweise werden die unterschiedlichen Bogonabstände der Messer auf dem Messerkopf so gewählt, daß die längste Stapellänge eines trapezförmigen Stapels der kleinsten Stapeliänge des Stapels mit dem nächstfolgenden höheren Mittelwert der Stapellänge entspricht.

Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, die alternierende Schrägstellung der Messer (Winkel zwischen Schneidebene eines Messers und der Rotationcebene des Messerkopfes) nicht zu groß zu wählen, um

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mögliche Festigkeitsprobleme bei den eingesetzten und Schlitzscheiben zu umgehen. Der Winkel'der Messer zur Rotationsebene des Messerkopfes sollte daher iffl allgemeinen 10 nicht überschreiten, vorzugsweise sAiid etwa 7 oder weniger zu wählen. Je nach der Breite des zu schneidenden Kabels können so S chnlt t längend Iff erenz e?3 in einem Stapel von z.B. 10 oder 15 nun erzeugt ¥erden. Größere Längendifferenzen innerhalb der erzeugten Stapel einer Schneidmaschine können durch den' unterscliiediiclieii Bogenabstand der Messer erzielt werden, die Gesamt- ' längendifferenz ergibt sich dann aus dem kurzes teil Schnitt des kleinsten trapezförmigen Stapels und dem 'längsten Schnitt des größten ebenso geformten Stapels. '" '·'·■■-'--"■ ~~

Im nachfolgenden Beispiel wird eine 'ge'ei'gnete "Ähbardiiiin^ = für einen Gesamtschnittlängeiibereich von 90 bis* 13<3 mm ' (Längendifferenz ho mm) wiedergegeben, wobei sich die mittleren Stapellängen der h verstJhieöeii girößen--Stcpel=- typen um jeweils 10 mm unterscheiden. '■ ^ * V/ ■· '

Durch Variation der Messerzahl (nur gexädzählag'-niGglicli), des Schnitt winke Is, des Boge'riabstaiides dei· ^leSsei· ίζύ— ' * einander, des Durchmesseis der Sciilxtzscie^iferiV %ecr^: ' ' Kabelbreite und des Verhältnisses deir^ Bttfdrehiangen voaa ^r Messerkopf und,Schlitzsche^;iben kann ^soWOliiiife ⁱiiärigeM-^; differenz von kürzester zn längster Stsipeilifasei' als aucii die Lage des GesamtschnittlängenbiereicHies ^innerhalib· des technisch interessanten Bereiches varii^;ert Tierden.:)- -

Die erfindungsgemäße Vorrichtung g'estairtet die von Stapelfasern, die eine monoton sich ändernde Sclmitt-

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längenverteilung über einen weiten Gesamtschnittlängenbereich aufweisen, bereits aus einem Kabel. Die Vermischung der unterschiedlichen Stapel n.n stets gleichem Verhältnis ergibt sich zwangsläufig, besondere Mischvorrichtungen können daher entfallen. In den erzeugten trapezförmigen Stapeln weisen nur wenige Fasern die gleiche Länge auf.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht auch in der leichten Austauschbarkeit der Messer, die wie bisher auf einem Messerkopf zusammengefaßt sind sowie der zum Anpressen des Kabels benötigten Schlitzscheiben. Weiterhin ist es möglich, kurzfristig die Maschinen von der für die Woll-Spinnerei gewünschten breiten Stapel-1ängenverteilung auf einen möglichst gleichförmigen Schnitt umzustellen, wie er für die Eaumvoll-Sekundärspinnerei benötigt wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen die Figuren 1 bis 3 dienen.

Figur 1 gibt einen senkrechten Schnitt durch eine erfindungsgemäß geänderte Schneidmaschine vom Typ Gru-Gru wieder.

Figur 2 zeigt in einer Aufsicht die Anordnung der Schneidmesser auf dem Messerkopf, während

Figur 3 die Abwicklung einer Schlitzscheibe für einen bestimmten Anwendungsfall wiedergibt.

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In Figur 1 ist eine Schneidmaschine wiedergegeben, auf deren Messerkopf 5 die Messer 1 bis h alternierend schräg angeordnet sind. Der Messerkopf 5 ist in üblicher Weise mit einer Hutmutter 6 auf der Antriebswelle 7 befestigt. Die alternierend schräg gestellten Messer 1 bis h rotieren durch die entsprechend geformten Schlitze der Schlitzscheiben 8 und 8'. In der Figur 1 ist nur eine Schlitzscheibs eingezeichnet worden. Der Figur 2 ist zu entnehmen, daß sich die vier Messer nicht in genau gleichem Abstand zueinander befinden. Zur besseren Verdeutlichung der Abweichungen wurde in dieser Figur strichpunktiert ein rechtwinkliges Koordinatenkreuz eingezeichnet. In der Figur 3 ist eine Abwicklung einer geeigneten Schutzscheibe 8 rfiedorgegeban, weiterhin wurde das zu schneidende Kabel 9 sowie die Arbeitslinien der Messer 1 bis k aufgezeichnet. Die Arbeitslinien der Messer wurden entsprechend mit 11 bis lh gekennzeichnet.

Beispiel

Fin Kabel von kO mm Breite aus endlosen Spinnfäden wird mit Hilfe einer Schneidmaschine vom Typ Gru-Gru geschnitten, gewünscht wird eine möglichst gleichmäßige Stapellängenverteilung zwischen 90 und I30 mm. Diese Axifgabe kann erfindungsgemäß gelöst werden durch Einsatz einer Kabelschneidrnaschirie vom Typ Gru-Gru mit Schlitzscheiben von 7OO mm Durchmesser (Umfang 2199,1 mm) und einem Messerkopf, der mit h Messern bestückt ist, die jeweils alternierend um 7 5' aus der Schneidebene abgewinkelt sind und mit Bogenabständen von 102,2 ; 77»6°; 86,0° und 9^,2 auf dem kreisförmigen Messerkopf 5 in üblicher Weise montiert wurden. Unter diesen Bedingungen hau der Messerkopf fünf Umdrehungen bei einer· Umdrehung der Schutzscheibe auszuführen. Die erhaltenen Stapellängen ergeben sich dabei wie folgt: /

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Stapel zwischen den Messern Nr.

den beiden Messern

Längster	Kürzester
Schnitt	Schnitt
mm	mm
129,9	120,0
99,9	90,0
109,9	100,0
119,9	110,0

1 und 2

2 und 3

3 und 4

4 und 1

102,

77,6'

86,0

94,2*

Aufgrund dieser Aufteilung ist es mit dieser Vorrichtung möglich, ein Kabel aus endlosen Filamenten zu zerschneiden, wobei die erhaltenen Stapel Stapellängen zwischen 90 und 130 mm und eine gleichmäßige Stapellängenverteilung zwischen diesen beiden Grenzwerten aufweisen. Ein Stape!diagramm zeigt einen monotonen Abfall der Stapeilängenverteilung.

Eine gleichmäßige Schnittlängenverteilung von ca. 70 bis 110 mm Schnittlänge kann z.B. mit der vorstehend beschriebenen Anordnung von 4 Messern auf dem Messerkopf erzielt werden, wenn das Drehzahlverhältnis von Messerkopf zu Schlitzscheibenpaar auf 6 Umdrehungen des Messerkopfes zu einer Umdrehung der Schlitzscheiben verändert wird. Die Schlitze der Schlitzscheiben müssen bei dieser Änderung natürlich ebenfalls den neuen Anforderungen angepasst werden.

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Claims

- 11 - HOE 74/F 264 u.H.

Patentanspruch

Vorrichtung zum Zerschneiden von Kabeln aus endlosen, synthetischen oder halbsynthetischen Filamenten in Stapelfasern, bei der die zu zerschneidenden Kabel zwischen rotierenden Schlitzscheiben eingeklemmt und durch senkrecht dazu rotierende Messer zerschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine geradzahlige Anzahl von Messern in ungleichen Bogenabständen auf einem Messerkopf befestigt ist, die Schneidflächen dor Messer alternierend pinen Winkel zur Rotationsebene des Messerkopfes aufweisen, um das Kabel in von SG abweichendem Winkel zu zerschneiden und die Schlitzscheiben der Stellung der Messer angepaßte Schlitze aufweisen.

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