DE2633474B2

DE2633474B2 - Vorrichtung zum Ablegen eines fadenförmigen Gutes bzw. eines Fadenkabels in einen Behälter o.dgl. endlos, oder in Form von Teilen begrenzter Länge

Info

Publication number: DE2633474B2
Application number: DE19762633474
Authority: DE
Inventors: Franz Fourne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-07-26
Filing date: 1976-07-26
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2633474A1; DE2633474C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablegen eines fadenförmigen Gutes bzw. eines Fadenkabels in einen Behälter od. dgl., endlos oder in Form von Teilen von begrenzter Länge (Stapelfasern).

Zum kontinuierlichen Ablegen von Textilfaden und -kabeln in Behälter werden bei langsam laufenden Materialien bisher zweiseitig auf das Kabel einwirkende Rollen- oder Bändchenlieferwerke benutzt, bei schnell laufenden Textilkabeln miteinander mehr oder weniger kämmende Zahnräder oder Räder mit Spezialkonstruktionen, die das Kabel kontinuierlich in die Klemmlinie einziehen und auf der anderen Seite symmetrisch auswerfen. Zur Vermeidung von Fadenwicklern kann die Zentrifugalventilatorwirkung der Zahnräder noch dadurch unterstützt werden, daß im Grund zwischen den Zähnen Schlitze angebracht sind, die aus dem Zahnradinnern kommende Luft von beiden Seiten gegen das Kabel bläst, wodurch die Ventilatorwirkung unterstützt wird, so daß keine Einzelfädchen mehr an den Radoberflächen hängen bleiben können. Alle diese Systeme finden ihre Geschwindigkeitsgrenze einmal in der zu hohen Luftverwirbelung, die zu einem Verwirren und/oder Auflösen des Textilkabels führt und in der zu hohen Lineargeschwindigkeit der Textilkabel das beim Auftreffen auf das bereits abgelegte Kabel durch die eigene kinetische Energie in die vielen Einzelfädchen zerplatzt und verwirrt. Diese obere Geschwindigkeitsgrenze liegt bei bisher ausgeführten Konstruktionen meistens zwischen 1200 und 2400 m/min Kabelgeschwindigkeit.

Zum Schneiden von Textilkabeln zu Stapelfasern sind unterschiedliche Verfahren und Maschinen in der ■> Anwendung. Vor allem haben sich zwei Systems bewährt. Bei dem einen wird das Kabel durch zwei Gegeneinander pressende rotierende Schlitzscheiben erfaßt, wobei rotierende Schlagmesser beim Schlagen durch die Schlitze das Kabel zerschneiden. Dieses

in System hat seine praktische Begrenzung bei Geschwindigkeiten zwischen 200 und 300 m/min. Bei dem anderen System wird das Textiikabel auf die nach außen gerichteten Messerkanten eines Messerrades aufgewikkelt und durch Druck einer Rolle von außen auf das

i^r> aufgewickelte Kabel an den Auflagepunkten auf den Messerkanten zerquetscht oder durch axiale Bewegung der Messer gleitend zerschnitten, wobei die so geschnittenen kuizen Faserenden in das Radinnere gedrückt werden und von dort als Fasern abtranspor-

.'Ii tiert werden. Die Geschwindigkeiten der Schneidmaschinen nach diesem System sind bei 300—400 m/min begrenzt; Geschwindigkeiten über 600 m/min sind für dieses System praktisch nicht möglich.

Es besieht also das Problem, beim Ablegen eines

->"> fadenförmigen Gutes bzw. eines Fadenkabels in einen Behälter od. dgl., daß der Ablegevorgang bei höheren Geschwindigkeiten mit Sicherheit geordnet vor sich geht, wob;i dtr abzulegende Faden oder das Fadenkabel endlos bleibt oder in Teile von vorbestimmter Länge

tu übergeführt wird. Daraus resultiert die Aufgabe der Erfindung. Diese Aufgabe wird darin gesehen, eine Vorrichtung zum Ablegen eines fadenförmigen Gutes bzw. eines Fadenkabels in einen Behälter od. dgl., endlos oder in Form von Teilen begrenzter Länge (Stapelfa-■ sern) zu schaffen, welche eine hohe Zuführgeschwindigkeit des fadenförmigen Gutes erlaubt. Die Aufgabe ist durch den Stand der Technik nicht bekannt und auch nicht nahegelegt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Patentanspruch 1.

•n> In der DE-AS 15 74 370 ist eine Vorrichtung zum ringförmigen Ablegen von fadenförmigem Gut in auswechselbare Vorratsbehälter beschrieben, bei der das fadenförmige Gut oberhalb des Vorratsbehälters über eine umlaufende Führungsrolle in Windungen auf

'·> eine feststehende Speichertrommel aufgewickelt und mittels am Umfang der Speichertrommel stufenförmig anliegender Stützelemente (Rollen) gehalten wird, wobei das unterste Stützelement den Ablaufpunkt für die in den Vorratsbehälter einzulegenden Windungen

>» bildet. Durch das Umlaufen eines auf einer umlaufenden Scheibe angeordneten Taumelscheibe soll erreicht werden, daß diese in ihrer jeweils tiefsten Stellung auf die oberste Windung des fadenförmigen Gutes drückt. Eine solche Aufwickelvorrichtung zum ringförmigen

■>'> Ablegen ist nur für ein verhältnismäßig steifes fadenförmiges Gut brauchbar, z. B. für isolierte, Elektrozwecke dienende Drähte. Um zu verhindern, daß die Windungen sich gegeneinander verschieben oder mehr oder weniger überlagern, sind die seitlichen

wi Führungen zusätzlich mit Stützringen ausgerüstet, die am Umfang der Speichertrommel treppenförmig angeordnet sind, damit das Weiterrutschen der Windungen auf der feststehenden Speichertrommel möglichst geordnet vor sich geht. Außerdem wird noch zusätzlich

»' eine zur Speichertrommel gerichtete Zugkraft auf das fadenförmige Gut ausgeübt. Eine solche Vorrichtung ist für ein der Anmeldung zugrundeliegendes fadenförmiges Gut, nämlich für extrudierte Textilfaden oder -kabel

nicht geeignet. Vor allem kann die bekannte Vorrichtung nicht mit hohen Geschwindigkeiten betrieben verden. Schließlich ist ein Unterteilen des fadenförmigen Gutes nicht vorgesehen.

Durch die CH-PS 3 32 761 ist es beJcannt, ein fadenförmiges Gut auf einer sich drehenden Trommel zu Stapelfasern zu zerschneiden. Hierbei wird ein Fadenstrang über den Umfang einer umlaufenden Trommel gelegt, wobei der Fadenstrang zwischen zwei im Winkel zueinander angeordneten Messern vorgesehen ist, von denen mindestens ein Messer hin- und herbewegt wird. Bei der bekannten Schneidvorrichtung ist es erforderlich, daß das Fadenkabel in einem vorbereiteten Flachband der umlaufenden Trommel zugeführt wird. Das Schneiden des Flachkabels zu Stapelfasern erfolgt, ohne daß das Flachband eine vollständige Windung um die umlaufende Trommel ausgeführt hat Es handelt sich bei der bekannten Vorrichtung um eine reine Schneidvorrichtung, die keine Anregung zu dem Erfindungsgegenstand bietet.

Die erfindungsgemäße Maßnahme ermöglicht nicht nur das Ablegen von Textilfaden feiner und feinster Titer bzw. von Fadenkabeln, die sich aus diesen feinen und feinsten Textilfaden zusammensetzen, beim Zuführen mit einer sehr hohen Lineargeschwindigkeit zu der Ablegevorrichtung in der Weise, daß die auf der Wickelwalze aufgebrachten Windungen zur einwandfreien Ablage kommen, wobei effektiv keine R^stgeschwindigkeit mehr vorhanden ist, sondern auch noch die weitere Maßnahme der Herstellung von Stapelfasern unmittelbar während des Ablegevorganges. Di,: erfindungsgemäße Kombination bewirkt ein einwandfreies und zuverlässiges Ablegen der Textilfaden feiner und feinster Titer, ohne daß die Gefahr eines gegenseitigen Verschiebens der Textilfaden bzw. -kabel und/oder eines Verquetschens oder Verwirrens beim Ablegevorgang gegeben ist, wobei mit sehr hohen linearen Kabelzuführungsgeschwindigkeiten bis zu 10 (»00 m/min gearbeitet werden kann. Das einwandfreie Funktionieren des Ablegevorganges bietet weiterhin die Gewähr, daß in einwandfreier Weise Stapelfasern erzeugt werden können. Das ordnungsgemäße Ablegen der Textilkabel mit dem Zerschneiden dieser zu Stapelfasern ist in der Vorrichtung baulich integriert.

Bei der Wickelvorrichtung mit und ohne Schneidvorrichtung ist man praktisch von physikalisch unkontrollierbaren Einflüssen unabhängig, wie z. B. Reibung des Kabels zu der Wickelwalze, die durch Spinnpräparation, Fadenreibung untereinander, Schrumpf- und Zentrifugalkraft beeinflußt wird.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich durch die Merkmale der weiteren Unteransprüche.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert

Gemäß A b b. 1 wird ein Textilkabel 1 mittels der mit gleichmäßiger Umfangsgeschwindigkeit laufenden Galettcn 2 mit entsprechend hoher Geschwindigkeit von der Schmelzspinnmaschine oder Trockenspinnmaschine ι oder von einer Streckeinrichtung abgezogen und bei 1 der Wickelvorrichtung zugeführt. Diese Wickelvorrichtung besteht aus einer Wickelwalze 3, die im oberen Teil aus axial angeordneten Stäben besteht und im unteren Teil konisch ausgeführt ist. Die Stäbe kämmen in ι Schlitzen einer Wickeldrückscheibe 5.

Wickelwalze 3 und Wickeldrückscheibe 5 werden gemeinsam von einem Drehmonenten geregelten Motor 4 angetrieben. Bei entsprechender Zuführung des Kabels la wickelt sich dieses in der von der Wickelwalze 3 und Wickeldrückscheibe 5 gebildeten Ecke auf. Gleichzeitig wird die Wickelwalze 3 durch einen F.xzenter 7 mit einem kleinen Hub schnell hin und her bewegt, was mittels der Längslager 6 möglich ist. Beim Aufwärtsgang der Wickelwalze 3 wird der gerade gebildete Wickel ander Wickeldrückscheibe 5 in axialer Richtung auf der Wickelwalze 3 verschoben und beim Abwärtsgang mit nach unten genommen, so daß sich in der Ecke zwischen der Walze 3 und der Scheibe 5 durch die fortlaufende Drehbewegung einer neuer Wickel bilden kann, der wiederum durch den Exzenterdoppelhub nach unten transportiert wird usw. Jeder nach unten geschobene Wickel drückt aber auch die vorher gebildeten und nach unten geschobenen Wickel weiter nach unten. Diese verlieren nun infolge der Konizität der Wickelwalze 3 ihre Haftreibung zueinander, so daß sie schließlich bei 8 frei herunter in die Kanne 9 fallen. Bei einem Versuch mit dieser Vorrichtung betrug die Zulaufgeschwindigkeit des Kabels I l20m/sec, der Durchmesser der Walzen 2 im Mittel 254,65 mm, die Drehzahl derselben also 9000 U/min. In dem Textilkabel la stellte sich eine Spannung von 0,3 g/dtex ein mittels einer Umfanggeschwindigkeit der Wickelv.-alze 3 von 121,3 m/sec. Das zulaufende Kabel von ca. 20 000dte\ (entsprechend einem losen Außendurchmesser von ca. 2,3 mm) wurde je Umschlingung um die Wickelwalze 3. d. h. je ca. 804 mm Fadenlänge um je ca. 2,3 mm nach unten geschoben. Die Vertikalgeschwindigkeit der Fadenspirale betrug nur noch ca. 0,343 m/sec. Hierzu waren 1800 Doppelhub/min des Exzenters 7 mit einem Hubweg von ca. 1 mm erforderlich. Für den Ablegeeffekt ist wichtig, daß die lineare Fadengeschwindigkei' von 120 m/sec. auf eine Vertikalgeschwindigkeit der Spirale von ca. V₃₅₀ dieses Wertes erniedrigt wurde, so daß am Auftreffpunkt der Spirale auf den Behälterboden oder auf die Oberfläche des Behälterinhaltes die in vertikaler Richtung wirkende kinetische Energie des Fadens fast ganz herausgenommen wurde.

Bei einem zweiten Versuch mit 2000 U/min der Walze 3 und der Scheibe 5 und einem Wickeldurchmesser auf 3 von 50 mm und einer Fadenstärke von ca. 1200dtex ergab sich eine Wickelgeschwindigkeit von ca. 5,2 m/sec, eine abwärts gerichtete Geschwindigkeit des Wickels von ca. 0,46 mm je Umdrehung von 3 bzw. von ca. 3 mm je m Faden bei einer Doppelhubzahl des Exzenters von 1700/minbei 1 mm Hub.

Die Verhältnisse änderten sich auch nur wenig, wenn die in vorstehendem Versuch senkrecht angeordnete Achse AA fast oder genau horizotal gelegt wurde. Die Fadenspirale 8 schob sich dann bis zum Verlassen der konischen Wickelwalze in Richtung auf das dünnere Ende derselben zu, um dann, immer noch als Fadenspirale, langsam in die Kanne 9 herunterzufallen.

Eine konstruktive Variante des Ablegekopfes aus A b b. 1 zeigt die A b b. 2. Das Textilkabel läuft bei 1 a zu. wird von der Zahn-Wickelwalze 3 aufgewickelt von der Wickeldrückscheibe 15, die in dem Längslagcr 6 oszillierend auf und ab bewegt wird, in Richtung auf das dünnere Konusende zu verschoben und fällt, sobald die Haftreibung aufhört, nach unten. Die Zähne 11 des Wick°!rades 3 ragen dabei durch Schlitze 12 der Wickeldrückscheibe 15 nach unten. Zur Vermeidung zu starker Ventilatorwirkung der Zähne 11 bei gemeinsamer hoher Drehzahl von 3 und 15 ist innen ein Ring 13 an den Zähnen 11 befestigt. Der Korb 14 stellt einen stehenden Schutzring und/oder -Käfig um die schnell

rotierenden Teile dar.

In den vorbeschriebenen Fällen wurde zwar die Geschwindigkeit der Fadenspirale in Richtung ihrer Längsachse auf etwa 7ioo bis '/mu der Fadenzuführgeschwindigkeit reduziert, doch blieb die Fadengeschwirs digkeit selbst in Tangentialrichtung zur Spirale ungeändert. Geringfügige Änderungen dieser Fadengeschwindigkeit können dadurch entstehen, daß der bei hoher Geschwindigkeit von einigen tausend m/min bei 1 ankommende Faden infolge der gerade erfolgten Verstreckung auf dem Wege zu 8 wieder schrumpft, d. h. seine Länge wieder verkürzt. Dieser Effekt liegt normalerweise in der Größenordnung von 0—20% der linearen Fadenlänge, kann bei Sonderfällen aber auch ein Vielfaches hiervon erreichen.

Bei den Ausbildungen nach A b b. 1 und 2 kann wahlweise eine Schneideinrichtung zur Herstellung von Stapelfasern vorgesehen werden.

Anhand von A b b. 3 ist eine Vorrichtung beschrieben. bei der die evt. sehr große lineare Fadengeschwindigkeit zu null gemacht wird, so daß durch die Wickeldrückscheibe 35 nur eine in Richtung der Achse AA gehende Geschwindigkeit der Textilspirale erzeugt wird, deren Größenordnung mehrere Zehnerpotenzen kleiner ist als die Fadenzuführgeschwindigkeit. Der von den Walzen (2 aus A bb. 1) kommende Faden la wird mittels eines Flyers 31 auf das Ende eines stehenden Domes 32 in der mit der Wickeldrückscheibe 35 gebildeten Ecke bei 33 aufgewickelt. In Schlitzen des Domes 32 kämmt diese nicht rotierende Wickeldrückscheibe 35. die mittels der Stange 36 und des Exzenters 37 oszillierend hin und her bewegt wird. Auch hierbei schiebt die Wickeldrückscheibe 35 die Fadenwindungen von 33 in Richtung auf das dünnere Konusende des Domes 32 zu. von dem sie dann, sobald die Haftreibung zwischen Dorn 32 und Fadenwindung 33 aufgehoben ist ohne jede Fadengeschwindigkeit in Umfangsrichtung der Spirale oder in Tagentenrichtung an den spiralig gelegten Faden, herunterfallen können oder heruntergenommen werden können.

Eine weitere Ausführung zeigt die Abb.4. Das zulaufende Textilkabel la wird zur Inbetriebsetzung mit der Preßluftdüse 41 angesaugt und durch das rotierende Rohr 42. den Flyer, auf die stehende Wickelwalze 43 gcipuh. Die Preßluft zu 41 wird sofort, nachdem der spulende Faden auf der stehenden Wickelwalze 43 gefaßt hat. abgestellt, da der Faden oder das Kabel dann durch das Aufspulen eingezogen werden. Die Wickeldrückscheibe 45. die mittels des oder der Exzenter 47 pulsierend hin und her bewegt wird, schiebt die gebildeten Wickel 46 in Richtung auf das dünnere konusende, wo sie von schnell rotierenden Messerscheibenrändern 48 in Stapelfasern zerschnitten werden, deren Länge dem Abstand der Messerscheibenräder bzw. der Schlitze, in denen diese Messer auf der Wickelwalze laufen, entspricht. Ein gleichmäßiger aul dem Umfang verteilter Messer- bzw. Schlitzabstanc ergibt eine gleichmäßige Stapellängenverteilung, eir ungleichmäßiger Abstand eine entsprechend ungleichmäßige Stapellängenverteilung. Die geschnittener Faserstapel 49 fallen dann bei 50 in einen Behälter oder eine Förderleitung oder werden abgesaugt.

Bei bestimmter Formgebung der Konizität der Wickelwalze 43 kann man auch auf die Wickeldrück scheibe 45 und deren durch den Exzenter 4/ hervorgerufene pulsierende Bewegung verzichten. Die Konizität der Wickelwalze 43 ist so auszuführen, daß die Wickel 46 durch die Fadenspannung des auflaufender Fadens oder Kabels la den Konus herunter in Richtung oitf Hoc Λ'ΊηποΓΟ Fnflo 711 Komorr« uiorHon

Bei der Vorrichtung gemäß Abb. 5 wird der Fader oder das Kabel la schließlich von innen mittels eine; schnell rotierenden Flyers 52, dessen Antrieb durch der Motor M erfolgt, in die konische und feststehende Wickelwalze 53 eingelegt und durch die Wickeldrück scheibe 55 und deren durch die Exzenter 57 hervorgeru fene pulsierende Bewegung als Wickel 58 in Richtung auf das weitere Konusende gedrückt, von wo die Textilwickel 58 herausfallen, sobald der Konusdurch messer innen größer wird als der Wickelumfang. Die einzelnen Stege der Wickeldrückscheibe 55 beweger sich dabei in Schlitzen der stehenden Wickelwalze 53 und der jeweilig durch den Flyer 52 in der Ecke zwischen 53 und 55 gebildete Wickel wird um den Hut der Wickeldrückscheibe 55 nach unten weitergedrückl und fördert dabei ebenfalls die vorher bereits gebildeter Wickel weiter. Bei 10 000 Umdrehungen/min des Flyer« 52 und 0,1 m Radius (innen) der stehenden Wickelwalze beträgt die am Faden ziehende Zentrifugalkraft zwischen Austritt des rotierenden Flyers 52 und der inneren Wickelwaizenwand ca. das 3000-fache de· Fadengewichtes. Die Preßluftdüse 51 dient auch hier nui dem Einfädeln zur Inbetriebsetzung.

Selbstverständlich kann man auch bei einer Vorrich tung gemäß A b b. 5 die in der stehenden Wickelwalze gebildeten Textiiwickei ähnlich wie bei Abb.4 ir Stapelfasern zerschneiden. Hierzu sind auf dem Umfang von 53 der A b b. 5 Schlitze anzubringen, durch die vor außen schnell rotierende Messerscheibenräder durchgreifen und die die Wickel zerschneiden. Zur Verbesserung des Halteeffektes der Textilwickel bzw. Fasern ar der Innenwand von 53 kann man mitlaufende Förderoder Anpreßbänder einbauen, die zwischen je 2 Messer Scheibenrädern die Fasern von innen gegen die Wane drücken und die erst nach vollendetem Schnitt die Fasern freigeben und selbst wieder zurücklaufen.

Ähnlich den Ausführungen nach Abb.4 und 5 kanr auch bei der Ausführung nach A b b. 3 eine Schneideinrichtung zum Schneiden von Stapelfasern angeordnet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ablegen eines fadenförmigen Gutes bzw. eines Fadenkabels in einen Behälter od. dgl., endlos, oder in Form von Teilen von begrenzter Länge (Stapelfasern) unter Verwendung einer an sich bekannten aus Wickelkörper (3,32,43, 53) und Drückeinrichtung (5, 15, 35, 45, 55) für das fadenförmige Gut (\a)bestehenden Speichereinrichtung, mit welcher wahlweise zur Herstellung von Stapelfasern eine an sich bekannte Schneideinrichtung (48) einsetzbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Drückeinrichtung (5,15,35,45, 55) aus einem scheibenartigen Teil besteht und daß Drückeinrichtung (5, 15, 35, 45, 55) und Wickelkörper (3,32,43,53) in Achsrichtung des letzteren eine hin- und hergehende Bewegung relativ zueinander ausführen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper (53) hohl ausgebildet ist und daß das fadenförmige Gut (la) auf seine Innenfläche mittels eines in den Wickelkörper (53) reichenden an sich bekannten Flyer (52) aufbringbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper (3, 32, 43, 53) in seiner Achsrichtung verlaufende Schlitze aufweist, in welche die Schneideinrichtung (48) greift.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung einen rotierenden und einen daran anschließenden feststehenden Wickelkörper aufweist und daß die Schneideinrichtung (48) mit dem feststehenden Wickelkörper zusammenwirkt.