DE2554578A1

DE2554578A1 - Verfahren und vorrichtung zum schneiden von stapelfasern

Info

Publication number: DE2554578A1
Application number: DE19752554578
Authority: DE
Inventors: Frits Hutzezon
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1974-12-06
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1976-06-10
Anticipated expiration: 1995-12-05
Also published as: JPS5184932A; FR2293505A1; FR2293505B1; DE2554578C2; IT1049996B; BR7508080A; JPS5927405B2; DD123356A5; GB1502849A; ES443285A1; SU662023A3; ES457715A1; US4014231A; NL7415905A

Description

2554S78

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Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Stapelfasern,

Akzo GmbH Wuppertal

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden von Stapelfasern aus einem Fadenkabel oder Fadenbündel, welches dem Messerkranz eines rotierenden Schneidrades zugeführt wird und auf den Messerschneidkanten des Messerkranzes eine Anzahl einen Wickel formender Windungen bildet, wobei auf die von den Schneidkanten abgekehrte Seite des geformten Wickels durch eine direkt mit diesem in Berührung kommende Druckrolle eine solche Kraft ausgeübt werden kann, daS der Wickel mindestens teilweise durchgeschnitten wird, sobald die Dicke des Wickels genügend groß ist.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind an sich bekannt. Es wurde jedoch gefunden, daß diese bekannten Ausführungsformen unter bestimmten Bedingungen zufriedenstellende Ergebnisse nicht erbringen können. Die bekannten Verfahren sind insbesondere weniger geeignet für das Schneiden von mit relativ hoher Geschwindigkeit zugeführten Fadenkabeln. Andere Nachteile der bekannten Verfahren sind, daß das Anlegen des Fadenkabels nur bei Stillstand des Schneidrades geschehen kann, weil die Spannung im Fadenkabel auf dem Messerring sehr hoch ist, daß die Standzeiten der Messerschneidkanten verhältnismäßig kurz sind, die Abfuhr der geschnittenen Fasern durch Zentrifugalkräfte erschwert wird und die Antriebsleistung für den Messerkranz verhältnismäßig hoch sein muß.

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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren der oben beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, bei dem die beschriebenen Nachteile beseitigt sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist hierbei dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenkabel oder Fadenbündel auf die mit den Messerschneidkanten nach der Rotationsachse des Messerkranzes gerichtete Innenseite des Kranzes zugeführt wird unter Formung eines nach innen gerichteten, bis zum unter dem Einfluß der sich innerhalb des Messerkranzes befindenden Druckrolle beginnenden Durchschneiden der unteren Lagen an Dicke zunehmenden Fadenwickels. Vorzugsweise bildet die Rotationsoberfläche des auf dem Messerkranz aufliegenden Garnringes, innerhalb deren die Druckrolle angeordnet ist, mit der Rotationsachse einen spitzen Kinkel von 5 ° bis 85 °, vorzugsweise ungefähr 60 . Die besondere Art der erfindungsgemäßen Anordnung der Messer und der Druckrolle hat zur Folge, daß die geschnittenen Fa-sern im Messerrad nicht gegeneinander verschoben oder ineinander verwirrt werden.

Vorteilhaft wird beim Verfahren nach der Erfindung das zu schneidende Fadenkabel derart dem Messerkranz zugeführt, daß es unmittelbar vor Erreichen des Messerkranzes praktisch spannungslos ist. Sobald es jedoch auf dem Messerkranz aufliegt, führt die Zentrifugalkraft zu einer Zugspannung, die unabhängig ist von der Lagendicke des Wickels auf den Messern. Die erwähnte nahezu spannungslose Zufuhr kann gemäß der Erfindung dadurch verwirklicht werden, daß das zu schneidende Fadenkabel mit Hilfe eines Paares rotierender, mit ihrem Klemmpunkt in ziemlich kurzem Abstand vom Messerkranz angeordneter, positiv angetriebener Klemmrollen oder vergleichbarer Transportmittel dem Messerkranz zugeführt wird. Das Zuführen eines Fadenkabele oder Fadenkabelteiles kann erfindungsgemäß erfolgen, während der Messerkranz rotiert, beispielsweise mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 1OO m/min

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oder mehr. Es ist also möglich, ohne Unterbrechung der Produktion und mit Produktionsgeschwindigkeit ein neues Fadenkabel zuzuführen. In einfacher Weise können gemäß der Erfindung von verschiedenen Zuführstellen kommende Garnoder Fadenbündel vor dem Erreichen des Schneidrades zusammengefaßt und zusammen dem Messerkranz zugeführt werden, worauf sie den Wickel auf dem Messerkranz bilden.

Erfindungsgemfiß treten die geschnittenen Fasern an der von der Drehachse des rotierenden Messerkranzes abgekehrten Außenseite desselben im wesentlichen unter Einfluß der Zentrifugalkraft aus, nachdem sie aufgrund der von der auf der Innenseite des Messerkranzes angeordneten rotierenden, auf dem Wickel abrollenden Druckrolle aufgebrachten Schneidkraft abgetrennt wurden. Weiterhin kann erfindungsgemäß die Geschwindigkeit, mit welcher das Fadenkabel dem Messerkranz zugeführt wird, größer sein als die Umfangsgeschwindigkeit des Messerkranzes gemessen über dem größten Durchmesser desselben. Vorzugsweise ist bei dieser besonderen Ausführungsform die Zuführungsgeschwindigkeit 2 % bis 10 % höchstens jedoch 30 t größer als die Umfangsgeschwindigkeit des Messerkranzes. Hierdurch kann die gute Schneidwirkung, die man durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt, vorteilhaft beeinflußt werden, während sich gleichzeitig die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung erweitern.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nur eine geringe Antriebsleistung für dae Schneidrad notwendig, während die Standzeit der Messer optimal ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können mit sehr hoher Geschwindigkeit Stapelfasern geschnitten werden, die hohen Qualitätsanforderungen genügen.

Die Erfindung umfaßt gleichzeitig eine Vorrichtung zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens, welche ein Maschinengestell

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umfaßt, das eia drehbar gelagerte» Schneidrad mit einem Kesserkranz, welc&er aus einer AnzÄhL in gleichem Abstand voneinander angeordneten Messern besteht * trägt: _r wobei eine drehbare Druckrolle mit ihrem utefaa&g mtfc Abstand ü&er den SehneIdfcanteit dies Messerkranzes angeordnet tst_r and: welc&e dadurch gekennzeichnet ist, daß dULe Sdüneiäkaaten. der Messer mn der Innenseite des Messerkrartzes eier Drehachse des Messerkranzes: zug/ekefert sind. und die Druckrolle radial einwärts der durch den Messerkranz gebildeten Rotationsoberfl&che angebracht 1st. GeEtä*ß einer bevorzugten Ausführungsform der erfin-etantgsgemäßert Vorrichtung ist der Messerkranz derart ausgeführt _t daß die durch die Messerschneldkanten während des Rotiererts beschriebene Rotationsoberfläche, innerhalb welcher die Druckrolle wirkt, einen spitzen Winkel von 5 bis 85 , vorzugsweise ungefähr 6O , nit der Drehachse des Kesserkranzes bildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich auf einfache Art reinigen.

Die Erfindung umfaßt weiter Stapelfasern, die nach dem erfindungs· gemäßen Verfahren hergestellt worden sind, ebenso aus den Stapelfasern angefertigte Produkte, wie beispielsweise Fasergarn, Textilprodukte, Teppiche, usw.

Aus der US-PS 3 062 082 ist eine Stapelfaserschneidmaschine bekannt, die jedoch keine Druckrolle aufweist und insbesondere für das Arbeiten mit hohen Geschwindigkeiten nicht geeignet ist. Desgleichen ist es nicht möglich, während des Laufs ein neues Fadenkabel einzulegen. Außerdem ist die Qualität der erzeugten Stapelfasern ungenügend und die Vorrichtung selbst beträchtlich kompliziert.

Eine weitere Stapelfaserschneidvorrichtung ist aus dem DT-Gm 7 331 413 bekannt geworden. Bei dieser wird das zu schneidende Fadenkabel unter Spannung einem Messerkranz und

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einem konzentrisch innerhalb desselben angeordneten Rollenkäfig zugeführt, wobei beide gegeneinander drehbar sind und über die Rollen ein endloses Band gelegt ist, so daß diese nicht in direkten Kontakt mit dem Garnbündel kommen. Diese Vorrichtung ist außerordentlich kompliziert und weniger geeignet für hohe Geschwindigkeiten.

Die Erfindung wird anhand der beigegebenen schematischen Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Ansicht der

erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung.

Auf einem mit 1 bezeichneten Rahmen ist eine in Pfeilrichtung antreibbare, in der Zeichnung vertikal dargestellte Welle 2 gelagert, auf der eine Scheibe 3 mit Hilfe einer Nabe 13 befestigt ist. Konzentrisch um die Scheibe 3 ist ein Ring angebracht, der über nicht besonders dargestellte Speichen fest mit der Scheibe 3 verbunden ist. Die Speichen befinden sich an den für die Messer 4 vorgesehenen Stellen.

Ln der Scheibe 3 ist eine größere Anzahl von Messern 4 angebracht, die sich über den Umfang der Scheibe in gleichem gegenseitigen Abstand, beispielsweise 5 cm, befinden und mit ihren Schneidkanten 5 schräg nach oben gerichtet sind.

Die Messer 4 sind mit Hilfe der Ringe 6 und 18 befestigt. Auf den Kesserkranz liegt ein zu zerschneidender Garn- oder Fadanwickel 7, welcher mit Hilfe der in Pfeilrichtung rotierenden Druckrolle 8 gegen die Messerschneiden gedrückt wird, wobei die Druckrolle so gelagert ist, daß sie die Scheibe 3 nicht berührt und sich oberhalb der Scheibe 3 befindet. An der Unterseite ist die Scheibe 3 mit radialen Ventilatorblättern 9 versehen.

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über der Scheibe 3 ist weiterhin ein Paar rotierender Klemmrollen IO und 11 angebracht/ deren gemeinsame Tangente im Klemmpunkt auf den Messerkranz gerichtet ist. Unmittelbar vor dem Klenmpunkt und zwischen den Klemmrollen 1O₇ 11 befindet sich eine nicht dargestellte Garnführungsvorrichtung, weiche auf verschiedene Weise ausgeführt sein kann und die dem Zuführen der zu schneidenden Fadenkabel und Fadenbündel zu den Kleranrollen dient. Um die Scheibe 3 und unter derselben (in der Anordnung entsprechend der Zeichnung) i3t ein geräumiges stillstehendes Gehäuse 14 angebracht. Unter den Kessern sind schräg nach unten verlaufende divergierende Öffnungen in der Scheibe 3 angebracht.

Während des Betriebs werden die zu schneidenden Fadenkabel oder Fadenbündel 20 mit Hilfe einer nicht dargestellten onauraatischen Fördervorrichtung für Fadenkabel oder Fadenbändel zwischen die gegenläufig rotierenden Klemmrollen 10,11 gebracht und durch diese in Richtung der gemeinsamen Tangente cer Rollen auf den rotierenden Megserkranz in eine oberhalb ■-.:.·ι sc>lben vorhandene, durch das äußere Ende der Scheibe 18 ur.ii des Ringes 6 gebildete Rinne gefördert, so daß bei jeder L.idrehung des Messerkranzes eine Windung des zugeführten Fadenkabels auf dem Messerkranz abgelegt wird. Nach einer Raihe Umdrehungen des Messerkranzes hat sich dann aus einer entsprechenden Anzahl Windungen ein Fadenwickel 7 von einiger Dicke auf dem Messerkranz gebildet. Mit Zunehmen der Dicke des Wickels 7 wird die auf diesen durch die Druckrolle 8 ausgeübte Kraft in Richtung des Pfeils 16 immer größer. Sobald die Kraft groß genug geworden ist, wird der Wickel 7 mindestens teilweise auf den Schneidkanten 5 der Messer 4 zerschnitten. Die dabei entstehenden Fasern werden durch die in der Scheibe vorhandenen divergierenden öffnungen 15 zwischen den Messern in das Gehäuse 14 unter Einfluß der Zentrifugalkraft abgeführt. Mit Hilfe eines durch die Pfeile 17 angezeigten Luftstromes,

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der durch die radialen Schaufeln 9 erzeugt wird, werden die Stapelfasern aus dem Gehäuse 14 abtransportiert.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist prinzipiell besonders gut brauchbar sowohl für das Schneiden kurzer Stapelfasern mit einer Länge von beispielsweise wenigen Millimetern als auch für das Schneiden von langen Stapelfasern mit einer Länge von beispielsweise einigen dm (etwa 2 oder 3 dm).

In Figur 2 ist der spitze Winkel zwischen der Rotationsoberfläche der Schneidkanten der Messer des Messerkranzes und der Rotationsachse des Messerkranzes mit 12 angegeben.

Der Durchmesser der Druckrolle 8 darf nicht zu klein gewählt werden. Bei einer vorteilhaften Ausführung der Schneidvorrichtung gemäß der Erfindung ist der Durchmesser der Druckrolle 8 ungefähr 40 % des Durchmessers des Messerkranzes.

Der Abstand der Druckrolle von der Zufuhrstelle für das Fadenkabel in Rotationsrichtung gesehen ist so klein wie möglich zu wählen. Vorteilhaft beträgt der Winkel zwischen der Zufuhrstelle des Fadenkabels 20 zum Messerkranz und dem Druckpunkt der Druckrolle 8 gemessen in Drehrichtung des Messerkranzes höchstens 180 Grad. Gemäß einer gewählten Ausführungsform ist dieser mit 21 in Figur 1 angedeutete Winkel ungefähr 70 Grad. Wenn kein Fadenbündel auf dem Messerkranz vorhanden ist, befindet sich der Umfang der Druckrolle 8 in einem geringen Abstand von der durch die Messerschneidkanten gebildeten Rotationsoberfläche.

Sobald während des Betriebs ein Fadenwickel von einiger Dicke auf dem Messerkranz gebildet ist, kommt der Wickel mit den Druckrollen in Berührung und nimmt die durch die Druckrolle ausgeübte Kraft zu bis zu einem bestimmten Wert, bei welchem

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das Schneiden der Fäden anfängt. Während des Schneidvorganges bleibt ständig ein deckender Fäden öder Garnwickel auf den Messerkranz. Im Rahmen der Erfindung können verschiedene Abänderungen angebracht werden. Beispielsweise kann man noch eine zweite Druckrolle und/oder einen zweiten Satz Zuführrollen anbringen.

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Claims

- 9 - A3KU21632 Patentansprüche i

1) Verfahren zum Schneiden von Stapelfasern aus einem Fadenkabel oder Fadenbündel, welches dem Messerkranz eines rotierenden Schneidrades zugeführt und auf den Messerschr.eidkanten des Messerkranzes eine Anzahl einen Wickel formender Windungen bildet, wobei auf die von den Schneidkanten abgekehrte Seite des geformten Wickels durch eine direkt mit diesem in Berührung kommende Druckrolle eine solche Kraft ausgeübt werden kann, daß der Wickel mindestens teilweise durchgeschnitten wird, sobald die Dicke des Wickels genügend groß ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenkabel oder Fadenbündel auf die mit den Messerschneidkanten nach der Rotationsachse des Messerkranzes gerichtete Innenseite des Kranzes zugeführt wird unter Formung eines nach innen gerichteten, bis zum unter dem Einfluß der sich innerhalb des Messerkranzes befindenden Druckrolle beginnenden Durchschneiden der unteren Lagen an Dicke zunehmenden Fadenwickels.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Garnwickel auf dem Messerkranz gebildete Rotationsoberfläche, innerhalb welcher die Druckrolle angeordnet ist, einen spitzen Winkel mit der Rotationsachse des Messerkranzes bildet.

3} Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der beschriebene spitze Winkel 5 ° bis 85 ° beträgt.

4} Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der beschriebene spitze Winkel 60 ° beträgt.

5) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zu schneidende Fadenkabel derart dem Messerkranz zugeführt wird, daß das Kabel unmittelbar vor dem

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- Io - A3KU21632 Messerkranz nahezu spannungslos ist.

6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zu schneidende Fadenkabel mit Hilfe eines Paares rotierender _t mit ihrem Berührungspunkt in möglichst kurzem Abstand vom Messerkranz angeordneter, positiv angetriebener Klemmrollen oder ähnlicher Fördervorrichtungen dem Messerkranz zugeführt wird,

7) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zu schneidende Fadenkabel dem Messerkranz mit Hilfe eines in kurzem Abstand vom Messerkranz angeordneten Garnfürdercrgans zugeführt wird, dem ein Fluid unter Druck zugeführt wird zum Transportieren des Fadenkabels.

c) Verfahren zum Anlegen eines Fadenkabels oder eines Fadenbündels beim Schneiden gemäß Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daS das Anlegen des neuen Fadenkabels oder Teilfadenkalbels auf den Messerkranz bei rotierendem Messerkranz stattfindet.

9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das x\nlegen des neuen Fadenkabels bei einer Umfangsgeschwindigkeit des Schneidrades stattfindet, die mindestens 100 rn/rain beträgt.

10) Verfahren zum Schneiden von Stapelfasern gemäß Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von von verschiedenen Stellen zulaufenden Fäden oder Fadenbündeln vor dem Erreichen des Schneidrades zusammengeführt und zusammen dem Messerkranz zugeführt werden, ehe sie darauf einen Wickel bilden.

11) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

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daß die von verschiedenen Stellen zugeführten Garnbündel gesondert auf dem rotierenden Schneidrad abgelegt werden.

12) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Einwirkung der durch die auf der Innenseite des Kranzes angeordnete, über den Wickel abrollende Druckrolle ausgeübten Schneidkraft abgetrennten Stapelfasern auf der der Rotationsachse des Messerkranzes abgekehrten Außenseite des Kranzes unter Einfluß der Zentrifugalkraft abgeführt werden.

13) Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit/ womit das Fadenkabel dem Messerkranz zugeführt wird, größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit des Messerkranzes gemessen über seinen größten Durchmesser.

14) Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrgeschwindigkeit des Fadenkabels bis zu höchstens 3O % größer ist als die beschriebene Umfangsgeschwindigkeit des Messerkranzes.

15) Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beschriebene Zufuhrgeschwindigkeit des Fadenkabels 2 bis 10 % größer ist als die beschriebene Umfangsgeschwindigkeit des Messerkranzes.

16) Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 15 mit einem Maschinengestell und einem darauf drehbar montierten Schneidrad mit einem Messerkranz, welcher durch eine Anzahl mit gegenseitigem Abstand montierter Messer gebildet ist, wobei eine drehbare Druckrolle mit ihrer Oberfläche den Messerschneiden des Messerkranzes gegenüber angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid-

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kanten (5) der Meser (4) an der Innenseite des Messerkranzes (4) der Rotationsachse des Messerkranzes (4) zugekehrt sind, und daß die Druckrolle (8) einwärts von der durch den Messerkranz (4) geformten Rotationsoberfläche angebracht ist.

17) Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Druckrollendurchmesser größer ist als 10 % des größten Schneidraddurchmessers, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerkra nz(4) derart ausgeführt ist, daß die durch die Schneidkanten (5) der Messer (4) während des Betriebs geformte Rotationsoberfläche, innerhalb derer die Druckrolle (8) angeordnet ist, einen spitzen Winkel (12) mit der Rotationsachse des Messerkranzes (4) bildet.

13) Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der beschriebene Winkel (12) 5° bis 85° beträgt.

19) Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der beschriebene Winkel (12) ungefähr 60° beträgt.

20) Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Messerkranz (4) Zufuhreinrichtungen in Form eines Paares drehbar montierter, mit einem Antrieb versehener Klemmrollen (10, 11) oder dergl. Transportmittel angeordnet ist, wobei die gemeinsame Tangente im Klemmpunkt der Klemmrollen (10, 11) auf den Messerkranz (4) gerichtet ist.

21) Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen radial auswärts hinter dem Messerkranz (4) ein Abfuhrraum (14) für die Stapelfasern rund um den Messerkranz (4) angebracht ist, welcher.mit einem ungefähr tangential gerichteten Auegang versehen ist.

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22) Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen dem Ort der Kabelzufuhr zu dem Messerkranz {4) und dem Druckpunkt der Druckrolle (8) , gemessen in Drehrichtung des Messerkranzes (4), kleiner

ist als 18Ο °.

23) Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der beschriebene Winkel ungefähr 70 ° ist.

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