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"Vorrichtung
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zur Zuführung eines Faserkabels"
Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Zuführung eines Faserkabels, vor allem Chemiefaserkabels, in
schraubenförmigen Windungen zu einer Ablagekanne mit einem um eine vertikale Achse
drehbaren, insbesondere räumlich gekrümmten Führungsrohr mit einer auf der Drehachse
liegenden Einlaßöffnung und mit einer radial und axial im Abstand von der Einlaßöffnung
angeordneten Auslaßöffnung, insbesondere nach Patentanmeldung, amtl. Akt.-Z. P 25
40 148.3.
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Mit solchen Vorrichtungen können Multifilament-Stränge aus synthetischem
Material mit höherem Titer, die im allgemeinen als "Chemiefaserkabel" bezeichnet
werden, gefördert und mit hoher Geschwindigkeit (bis ca. 6.000 m/min) einer Ablagekanne
zugeführt werden. Dabei ist es wichtig, daß der Faserverbund möglichst wenig im
Sinne von Filamentschlaufen und inneren Längsverschiebungen geschädigt wird, und
daß das Kabel ohne Uberwerfungen in der Kanne abgelegt wird, damit es störungsfrei
für die Weiterverarbeitung wieder aus der Kanne gefördert werden kann.
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Es sind verschiedene Techniken entwickelt worden, um das Chemiefaserkabel
einer Ablagekanne in schraubenförmigen Windungen zuführen zu können. So sind aus
den DE-OS 19 09 738 und GB-PS 786 855 Vorrichtungen bekannt, bei denen das Chemiefaserkabel
in die Zahnlücken von zwei einander gegenüberliegenden Zahnrädern abgelegt wird.
Diese Zahnräder werden durch eine Schnecke gegensinnig derart angetrieben, daß sie
die schraubenförmigen Windungen des Chemiefaserkabels zu dem eigentlichen Ablagebereich
weitergeben.
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Nachteilig ist bei diesen bekannten Vorrichtungen einmal, daß die
Faserkabelwindungen in dieselben Zahnlücken eingelegt werden, die auch mit der Antriebsschnecke
kämmen, was die
Gefahr der Oberflacherlbeschädigung und Verschmutzung
mit sich bringt.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen ist es, daß das
Führungsrohr und die Zahnräder eine Relativbewegung zueinander ausführen müssen,
wozu entweder zwischen Führungsrohr und dem Käfig, in dem die Zahnräder drehbar
untergebracht sind, eine getriebliche Verbindung oder aber eine ortsfeste Halteeinrichtung,
welche an den Köpfen der Zahnräder angreift und das Mitdrehen des Zahnradkäfigs
verhindert, vorgesehen ist.
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Hier liegen ganz entscheidende maschinenbauliche und textiltechnische
Nachteile.
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Insbesondere schränkt die Fliehkraftbelastung der umlaufenden Getriebeteile
bei der ersten Lösung die erreichbare Ablegegeschwindigkeit ein. bei der zweiten
Lösung besteht die Gefahr, daß sich Filamente des Faserkabels zwischen den Zahnrädern
und der ortsfesten Halteeinrichtung verklemmen, was Faserschädigung und Betriebsstörung
bedeutet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
angegebenen Art zu schaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten.
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Insbesondere soll eine Vorrichtung vorgeschlagen werden, bei der keine
getriebliche Verbindung zwischen den Fördermitteln einerseits und den Mitteln für
die Bildung der schraubenförmigen Kabelwindungen andererseits erforderlich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen zur Drehachse
des Fuhrungsrohrs konzentrischen Zapfen, auf dem gegenüber der Auslaßöffnung des
Führungsrohrs endlose, im wesentlichen achsparallele Förderbänder axial frei beweglich
gelagert
sind, und durch einen auf dem Zapfen schwimmend gelagerten, in einem Winkel zur
Drehebene der Auslaßöffnung angeordneten und gegen Rotation gesicherten Stern, dessen
Durchmesser größer als der Außendurchmesser des auf den endlosen Bändern ausgebildeten
Wickelkörpers ist.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgender Funktionsweise:
das Chemiefaserkabel wird auf endlose Förderbänder aufgewickelt, die achsparallel
zur Drehachse des Führungsrohrs angeordnet sind und über frei drehbare Rollen laufen.
Die Rollen sind zweckmäßigerweise in einem Käfig gelagert, der seinerseits auf dem
zur Achse des Führungsrohrs koaxialen Zapfen schwimmend, d.h. frei drehbar, gelagert
ist. Die Bänder sind vorzugsweise mit Zähnen, Rillen, Nuten oder ähnlichen Ausgestaltungen
der Oberfläche versehen, in welche sich die einzelnen Windungen des Faserkabels
legen können.
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An dem Zapfen ist etwa in der Radialebene, in der die Austrittsöffnung
des Führungsrohrs rotiert, ein sogenannter Stern schwimmend gelagert. Dieser besitzt
zwei Finger, die zwischen die Förderbänder greifen und über den Umfang des von dem
Chemiefaserkabel auf den Förderbändern ausgebildeten Wickelkörpers hinausragen.
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Der gegen Drehung gesicherte Stern ist in Bezug auf die Drehachse
des Führungsrohrs etwas geneigt angeordnet, so daß seine Finger bei einer Drehung
des Zapfens eine axiale Hubbewegung ausführen. Da ein oder mehrere Finger des Sterns
auf der jeweils letzten Windung des Faserkabels aufliegen, wird diese Windung durch
den Stern kontinuierlich vorwärtsgeschoben,
wodurch wiederum die
Förderbänder angetrieben werden, die das Faserkabel in seiner schraubenförmigen
Konfiguration weitertransportieren, bis es von den Förderbändern abfällt und in
die Kanne fällt.
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Vorzugsweise sind auf dem Umfang des Zapfens drei und mehr Förderbänder
und eine ebensolche Anzahl von Fingern des Sterns verteilt. Da bei dieser Vorrichtung
keine Kupplung zwischen der Faserzuführung und den Fördermitteln für die Faserkabeiwindungen,
nämlich den axial bewegbaren Förderbändern, erforderlich ist, hat sie einen konstruktiv
äußerst einfachen Aufbau. Außerdem lassen sich mit dieser Vorrichtung hohe Liefergeschwindigkeiten
in der Größenordnung von mehr als 4.000 m/min erreichen, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit
gegenüber konventionellen Anlagen um ein Mehrfaches erhöht werden kann.
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Nach der Erfindung wird die zwischen dem Führungsrohr und den Förderbändern
erforderliche Relativbewegung entweder dadurch eingebracht, daß die Förderbänder
durch eine ortsfeste Halteeinrichtung festgehalten werden, wobei diese Halteeinrichtung
gegen den Drehsinn des Zapfens und des Führungsrohrs an den Vorsprüngen zwischen
den Rillen angreifen, mit denen die Förderbänder versehen sind. Dabei müssen die
Rillen tief genug sein, um zu verhindern, daß die Halteeinrichtung und die in den
Rillen abgelegten Windungen des Faserkabels miteinander in Verbindung kommen. Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dient der erfindungsgemäße Stern gleichzeitig
zum herbeiführen der Relativbewegung und räumlichen Festhalten der Förderbänder
gegenüber dem Führungsrohr. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß auf der Axialebene,
auf der
sich die am tiefsten geneigte Fingerspitze des Sterns befindet,
ein Kranz von radial gerichteten Halteeinrichtungen ortsfest angebracht ist, wobei
die Halteeinrichtung mit den Fingern des Sterns kämmen, ohne die Windungen des Faserkabels
zu berühren. Die axiale Erstreckung der Haltefinger ist so, daß zumindest ein Finger
des Sterns stänaig mit einem Haltefinger in Eingriff steht.
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Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann vollständig vermieden
werden, daß das Faserkabel direkt oder indirekt mit der Halteeinrichtung in Kontakt
kommt.
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Um jeden mechanischen Kontakt auszuschließen, können die Halteeinrichtungen
auch Magnete sein, welche auf der Axialebene der tiefsten Fingerspitze ortsfest
um den Drehzapfen herum derart verteilt sind, daß die einzelnen Fingerspitzen in
ihrer axial tiefsten Position in magnetischen Kontakt mit den Haltemagneten geraten.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Prinzipskizze der gesamten Vorrichtung im Längsschnitt;
Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrichtung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Rotor 1 auf, der bei
3 um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. In dem Rotor 1 ist ein Kabelführungskanal
2 ausgebildet, dessen Einlaßöffnung 2a auf der Drehachse des Rotors 1 an seinem
oberen Ende liegt und der auf einer gekrümmten Bahn durch den
Rotor
1 zu einer Auslaßöffnung 2b verläuft, die axial und radial im Abstand von der Einlaßöffnung
2a angeordnet ist.
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Diese Auslaßöffnung 2b des Kabelführungskanals 2 befindet sich unterhalb
der Einlaßöffnung 2a, außerhalb der Drehachse des Rotors 1.
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Statt eines Rotors mit einem Kabelführungskanal kann auch ein entsprechend
drehbares, einfaches Führungsrohr verwendet werden, dessen Einlaß- und Auslaßöffnung
in entsprechender Weise angeordnet sind.
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Ein Motor 6 ist über eine Scheibe 5 und einen Riemen 4 mit dem oberen
Ende des Rotors 1 gekoppelt, um den Rotor 1 mit der gewünschten Geschwindigkeit
zu drehen.
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Der Öffnung 2a des Kabelführungskanals 2 des Rotors 1 wird gemäß der
Darstellung in Fig. 1 von oben her ein Faserkabel, insbesondere Chemiefaserkabel
23,mit einer Liefergeschwindigkeit von mehr als 1.000 m/min zugeführt. Dieses Chemiefaserkabel
23 ist durch den Kanal 2 geführt und tritt an der Auslaßöffnung 2b des Kabelführungskanals
2 senkrecht oder bevorzugt schräg oder windschief zur Drehachse des Rotors 1 aus
dem Kabelführungskanal 2 aus.
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Koaxial zur Drehachse des Rotors 1 steht von seiner unteren Fläche
ein Zapfen 7 vor, der fest mit dem Rotor 1 verbunden ist, sich also mit ihm dreht.
Auf dem Zapfen 7 ist über Lager 9 ein Käfig 8 in Umfangsrichtung frei beweglich,
d.h.
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schwimmend gelagert; wie man Fig. 2 entnehmen kann, sind bei diesem
als Teil der Fördereinrichtung 21 dienenden Käfig 8 Verbindungsstege 22 zwischen
den einzelnen Fördereinrichtungen 21 vorgesehen.
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Die Fördereinrichtung 21 weist neben dem Käfig 8 und seiner Lagerung
9 noch endlose, über Rollen 13 geführte Bänder 11 auf, die parallel zur Achse des
Zapfens 7 und damit zur Drehachse des Rotors 1 in axialer Richtung frei beweglich
an dem Käfig 8 angeordnet sind. Die endlosen Bänder 11 sind auf ihrer Oberfläche
mit Nuten bzw. Rillen 12 versehen, in denen die einzelnen Windungen 24 des Chemiefaserkabels
23 aufgenommen werden (siehe Fig. 2).
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Im Bereich der Auslaßöffnung 2b des Kabelführungskanals 2 ist auf
dem Zapfen 7 ein Stern 14 bei 15 drehbar, d.h.
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schwimmend auf einer zur Drehachse des Rotors geneigten Achse gelagert,
wie man ebenfalls Fig. 1 entnehmen kann, und zwar derart, daß sich die Drehachse
17 des Rotors 1 und die Achse 18 des Sterns 14 schneiden.
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Sinne Draufsicht auf den Stern 14 ist in Fig. 2 zu erkennen.
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Dieser Stern weist einen mit der Mittelöffnung versehenen Kranz 20
sowie radial nach außen vorstehende Finger 19 auf.
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Zwischen zwei Fingern 19 des Sterns 14 befinden sich die endlosen
Förderbänder 11 mit ihren Umlenkrollen 13, die am Käfig 8 befestigt und frei drehbar
gelagert sind.
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Der Durchmesser des Sterns 14, also der Außendurchmesser seiner Finger
19, ist so ausgelegt, daß die Finger 19 über den die endlosen Förderbänder 11 einhüllenden
Kreis hinausragen.
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Um ein Mitdrehen des Käfigs 8 zu verhindern, kann eine Festhalteeinrichtung
für den Käfig 8 vorgesehen sein, die mit den äußeren Vorsprüngen 12 der Förderbänder
11 in Eingriff kommt, ähnlich der bekannten, Zahnräder aufweisenden Kabelablageeinrichtung.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird jedoch der Stern 14
durch stationäre Anschläge 10 oder eine ähnliche Einrichtung festgehalten, so daß
der Stern 14 sich nicht mit dem Zapfen 7 dreht.
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Die Anschläge 10 sind ortsfest in einem zu dem Zapfen 7 konzentrischen
Ring 27 derart angeordnet, daß sie zwischen die Finger 19 des Sterns 14 greifen
und zwar auf derjenigen zu dem Zapfen 7 normalen Ebene, welche sich etwa auf der
Höhe der tiefsten Stellung der zwischen die Anschläge tauchenden Fingerspitzen des
Sterns 14 befindet. Da infolge der taumelnden Lagerung des Sterns 14 der tiefste
Punkt des Sterns 14 vom einen zum anderen Finger 19 des Sterns ständig umläuft,
und zwar derart, daß der tiefste Punkt jeweils um ca. 1800 gegenüber der Auslaßöffnung
2b des Rotors 1 phasenverschoben ist, werden die einzelnen Finger 19 abwechselnd
von den Halteeinrichtungen 10 festgehalten, derart, daß sämtliche Finger 19 im wesentlichen
nur axiale Hin- und Herbewegungen ausführen.
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Der Winkel, unter dem sich die Achsen 17 und 18 schneiden, ist so
bemessen, daß der Hub der Finger 19 jeweils dem gewünschten Abstand zweier Windungen
24 des Faserkabels bzw.
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dem Abstand der auf den endlosen Bändern 11 angeordneten Nuten 12
entspricht. Da nun die zu dem Zapfen 7 normale Drehebene der Auslaßöffnung 2b sich
unterhalb der obersten Stellung der Finger 19 des Sterns 14 befindet, liegen die
Finger 19 des Sterns jeweils auf der obersten Windung 24 des in den Nuten 12 der
endlosen Förderbänder 11 aufgenommenen Faserkabels 23 auf, üben eine zum Zapfen
7 parallel gerichtete Forderkraft auf diese Windung 24 aus, bewegen so infolge des
Form- oder Kraftschlusses zwischen den Faserkabelwindungen 24 und den endlosen Förderbändern
11 die
Förderbänder in Förderrichtung und bewirken so den Vorschub
sämtlicher auf den Bändern 11 abgelegter Windungen 24.
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Unter dem unteren Ende des Zapfens 7 bzw. der endlosen Förderbänder
ii befindet sich die Ablagekanne 25 zur Aufnahme schraubenförmiger Windungen 24
des Faserkabels 23.
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Diese Ablagekanne 25 kann die durch die Pfeile 26 angedeutete Changierbewegung
durchführen.
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Im folgenden Teil soll die Funktionsweise dieser Vorrichtung erläutert
werden.
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Bei der Zuführung des Faserkabels 23 zu dem Xabelfuhrungskanal 2 des
Rotors 1 tritt das Faserkabel 23 aus der Auslaßöffnung 2b aus und legt sich in Form
von Windungen 24 in die Nuten 12 der Förderbänder 11. Da der auf der jeweils letzten
Windung 24 des Faserkabels 23 aufliegende Stern 14 gegenüber dem Zapfen 7 (Rotorachse
17) etwas geneigt gelagert ist, führen seine Finger 19 bei einer Drehung des Zapfens
7 eine axiale Hubbewegung aus Dadurch wird die jeweils letzte Windung 24 des Faserkabels
23 durch den Stern 14 kontinuierlich vorwärts, also gemäß der Darstellung in Fig.
1 nach unten, bewegt, wodurch wiederum die endlosen Förderbänder 11 angetrieben
werden.
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Das heißt also, daß bei einer Drehung des Zapfens 7 die endlosen Förderbänder
11 von dem Stern 14 kontinuierlich nach unten bewegt werden, wodurch die in den
Nuten 12 der Förderbänder 11 aufgenommenen Windungen 24 des Faserkabels 23 nach
unten transportiert und am Ende der Förderbänder 11 in schraubenförmigen Windungen
24 abgeworfen und in die Kanne 25 abgelegt werden, wie in Fig. 1 schematisch angedeutet
wird.
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Die Einrichtung zur Bildung der schraubenförmigen Kabelwindungen
24,
nämlich der Käfig 8 und die Förderbänder 11 mit den Rollen 13, sind also nicht mit
der eigentlichen Zuführeinrichtung, nämlich dem Rotor 1 mit dem KabelfGhrungskanal
2, gekoppelt, sondern sie werden über den Stern 14 angetrieben.
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Der Stern sichert ferner durch Anschlag 10 den Käfig 8 gegen Mitdrehen.