DE3145537C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Zerschneiden von band- oder strangförmigem Fasergut entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Zum Kürzen von durchlaufenden Faser-Strängen aus Spinnstoffen, wie Spinnkabel, Faserkabel, Stapel, Stapelbändern u. dgl. auf zur Weiterverarbeitung in Spinnereien geeignete Längen finden Schneidvorrichtungen wie z. B. Schneidhaspeln Anwendung.

So ist aus der US-PS 34 85 120 eine Schneidhaspel mit zentripetalem, also von außen nach innen gerichtetem Schneidgutfluß bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird das zu schneidende Gut um die Oberfläche einer Haspel gezogen, die Klingen trägt, welche mit nach außen weisenden Schneidkanten in diametralen Ebenen durch die Haspel liegen. Die Klingen sind gegenseitig so weit beabstandet, daß das geschnittene Gut die gewünschte Länge hat. Das Faser-Band wird dadurch zerschnitten, daß dem Band eine Kraft aufgezwungen wird, welche die Schneidwirkung der Klingen auslöst. Die geschnittenen Fasern werden zwangsweise in radialer Richtung zwischen die bzw. den Klingen zum Inneren der Haspel geleitet und verlassen diese in axialer Richtung. Mit dieser Vorrichtung lassen sich nicht immer so kurze Faserlängen erzielen, wie sie für einige Zwecke erwünscht sind. Auch wirkt die Zentrifugalkraft entgegen dem Fluß des Schneidgutes zum Haspelinneren hin.

Im Prinzip ist auch eine andere Art von Schneidvorrichtungen für Faser-Bänder o. dgl. mit zentrifugalem, also von innen nach außen gerichtetem Schneidgutfluß bekannt. Hierbei wird das Schneidgut in schraubenähnlichen bzw. spiralförmigen Lagen auf die Innenfläche einer mit Schneidklingen versehenen Haspel eingegeben. Das Band wird dann mittels einer Vielzahl von Walzen oder vergleichbaren Leitflächen, die innerhalb des schraubenförmig gewundenen Faser-Bandes angeordnet sind, unter Druck radial nach außen geleitet, so daß das äußerste Band von den Klingen zerschnitten wird.

Aus der DE 27 12 944 A1 ist ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden von Fasergut bekannt. Das zu schneidende Fasergut wird hierbei von einer Andruckrolle mit einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser gegen einen Messerkopf gedrückt. Nachteilig ist, daß die Andrückrolle in einem konstanten Abstand zum Radius der Messerschneiden angeordnet ist. Ferner ergeben sich aus dem kleinen Krümmungsradius der Druckrolle nachteilige Wirkungen auf das Schnittverhalten der Vorrichtung. Insbesondere besteht die Tendenz, daß die Andrückrolle zwischen die einzelnen, den Messerkopf bildenden Schneidkörper gerät.

Aus der DE 23 43 690 A1 ist außerdem eine Vorrichtung zum Absaugen von geschnittenem Fasergut bekannt.

Bis heute haftet jedoch Schneidvorrichtungen mit zentrifugalem Schneidgutfluß der Nachteil an, daß es schwierig ist, das noch nicht zerschnittene Band zur Anlage an die Schneidkanten der Klingen zu führen. Sofern beispielsweise feststehende Leitflächen zum Hinführen des Bandes auf die Klingen verwendet werden, verursacht die Reibung unzulässige Erwärmung. Wenn man sich einer Anzahl von Andruckrollen bedient, neigt das Band dazu, sich sehnenartig oder gekrümmt zu verformen und es tendieren die Lagen des Bandes dazu, sich zwischen den Schneidkanten der Klingen nach innen bzw. nach außen zu verschieben, wobei sogar ganz kurze Faserteile von den bereits auf Länge geschnittenen Bandabschnitten "abrasiert" werden. Dies führt zu Ausschuß und Staubbildung, ferner zu unzulässigem Kürzen von verwendbaren Fasern und zu Verschlechterung der Gleichförmigkeit der Faserlängen. Auch neigen bislang im Gebrauch befindliche Andruckrollen dazu, auf sich und insbesondere an ihren Kanten Faserstückchen anzusammeln, die dann in regelmäßigen Zeitabständen entfernt werden müssen. Bei erhöhter Schneidgeschwindigkeit führt die Anwendung mehrerer kleinerer Andruckrollen zu hohen Beanspruchungen, insbesondere stoßartigen Beanspruchungen der Schneiden infolge des plötzlichen Auftreffens der Rollenoberflächen auf die Schneidkanten der Klingen, die deshalb nach kurzer Betriebszeit ausgetauscht werden müssen.

Aufgabe der im Patentanspruch 1 definierten Erfindung ist es, eine weiterentwickelte Schneidvorrichtung mit zentrifugalem Schneidgutfluß anzugeben, mit welcher Vorrichtung sich verhältnismäßig kurze Fasern möglichst gleicher Länge ohne unzuläsige Erwärmung bei geringer Klingenabnutzung erzielen lassen.

Die im Patentanspruch 1 angegebene Lösung vermeidet in vorteilhafter Weise eine hohe Beanspruchung der Schneidkanten bei Annäherung der Klingen an die Oberfläche der Druck-Rolle und eine Schädigung des Fasergutes durch zu hohe Wärme.

Bisher war der Eintrittswinkel der Fasern zwischen dem Umfang der bekannten Rollen und den einzelnen Klingen sehr stumpf. Lösungsgemäß erfolgt das Verbringen der Fasern in die Schneidlage unter einem sehr günstigen Winkel, wodurch nicht nur eine bessere Schneidwirkung, sondern vor allen Dingen eine erhebliche Verringerung des Auftreffstoßes zwischen der Rolle großen Durchmessers und den Schneiden mit dem dazwischenliegenden Fasergut erzielt wird und außerdem das erneute Abschneiden bereits geschnittener Faserenden vermieden wird.

Das Faserband wird in gleichmäßig kurze Stücke geschnitten, ohne daß bereits geschnittenes Schneidgut erneut geschnitten oder gar "abrasiert" werden kann. Ein Verstopfen des Raumes zwischen den Klingen ist ausgeschlossen und es lagert sich an der Druck-Rolle kein Schneidgut an.

Der Aufbau der Vorrichtung erlaubt in wünschenswertem Maße ein leichtes Zerlegen zum Austauschen von Klingen, zur Inspektion und zur Instandhaltung. Insbesondere ist aber die Standzeit der einzelnen Klingen erheblich größer als bislang möglich war.

Durch die Maßnahme nach Anspruch 2 wird die Beanspruchung der miteinander wirkenden Teile, insbesondere der Schneidkanten der Klingen und der Druck-Rolle dann am geringsten, wenn der Durchmesser der Druck-Rolle möglichst nahe an den Durchmesser des von den Schneidkanten der Klingen beschriebenen Kreises herankommt.

Ansprüche 2 und 4 erbringen weitere Vorteile hinsichtlich Wartung und Instandhaltung.

Die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 3 und 5 ermöglichen eine besonders günstige Schneidgut-Führung, die eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit erlaubt.

Die Ansprüche 6 und 7 beinhalten schließlich Maßnahmen zur besonders vorteilhaften Führung des zu schneidenden Fasergutes. Anspruch 9 verhindert in vorteilhafter Weise eine Anlagerung von Faserteilchen.

Abgesehen davon, daß lösungsgemäß das Fasergut unter bester Schonung so genau wie möglich auf erwünscht kurze Längen geschnitten wird, sind Hemmungen im Schneidgutfluß weitgehend vermieden. Sofern in längeren Zeitabschnitten Klingen ersetzt werden müssen, läßt sich ein derartiger Ersatz unschwer durchführen.

Ein Beispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1 die Ansicht, teilweise geschnitten, der Schneid-Vorrichtung mit der eigentlichen Schneidhaspel sowie zugehöriger Druck-Rolle in Schneidstellung,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1, jedoch als Schnitt gemäß Linie 2-2,

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 als vergrößerter Teilschnitt gemäß Linie 3-3, mit in zurückgezogener Lage angedeuteter Druck-Rolle sowie ringförmiger Dichtplatte und

Fig. 4 eine Ansicht, teilweise geschnitten, analog Fig. 1, jedoch mit angedeutetem Schneidgut-Fluß.

Wie aus der Zeichnung im einzelnen zu entnehmen, umschließt ein dichtes Gehäuse 10 die wesentlichen Teile der Vorrichtung. Das Gehäuse ist über eine Saugleitung 11 mit einem Absaug-Gebläse 12 verbunden. Dieses Gebläse erzeugt im Gehäuse 10 einen etwas geringeren Druck als ihn die Umgebungsluft aufweist. Außerdem dient das Gebläse dazu, geschnittenes Fasergut aus der Vorrichtung abzusaugen, wie dies in Fig. 4 durch die Bezugszahl 13 angedeutet ist. Die Trennung von Fasergut und Absaugluft erfolgt in bekannter Weise.

Fig. 2 und 3 zeigen, daß die eigentliche Schneid-Haspel 20 eine schwere Scheibe 14 aufweist, die mittels einer Nabe 15, eines Keiles 17 und einer Stiftschraube 18 am Ende einer Welle 16 befestigt ist. Die Welle 16 ist in Lagern 19 drehbar gelagert, die ihrerseits Bestandteil eines Rahmens 21 sind. Der Antrieb erfolgt hier mittels eines Riementriebes 22 durch einen nicht dargestellten Motor.

Die Scheibe 14 trägt über mehrere Abstand-Bolzen 23 einen Ring 24, der achsgleich mit der kreisrunden Scheibe 14 liegt und von dieser einen gleichmäßigen Abstand aufweist. Die Außendurchmesser der Scheibe 14 und des Ringes 24 sind gleich. In einander entsprechenden Ausnehmungen sowohl in der Scheibe 14 als auch im Ring 24 ist eine Vielzahl von Klingen 26 mit nach innen weisenden Schneidkanten 26a gehalten.

Ferner ist eine Druck-Rolle 28 an einer weiteren Welle 27 fest angebracht. Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß der Durchmesser der Druck-Rolle 28, der an sich so groß wie möglich sein soll, mindestens halb so groß wie der Innendurchmesser des von den Schneidkanten 26a der Klingen 26 beschriebenen Kreises ist. Es ist ferner anzumerken, daß die Druck-Rolle 28 einen Randwulst 28a aufweist, dessen Axialerstreckung größer ist als diejenige des Mittelteiles 28b der Rolle. Außerdem weist die Druck-Rolle 28 wenigstens eine, vorzugsweise aber mehrere Axial-Bohrungen 29 auf, die mit der Umgebungs-Luft in Verbindung stehen.

Die Welle 27 ist in Lagern 31 drehbar gelagert. Diese Lager sind in der Art bewegbar gehalten, daß sich die Achse der Welle 27 gegenüber derjenigen der Welle 16 verschieben läßt. In Arbeitstellung sind die beiden Achsen gegeneinander parallel verschoben. Hierzu sind die Lager 31 an den Enden von Haltearmen 32 befestigt, deren andere Enden um einen Zapfen 33 verschwenkbar sind, der von einem Fußteil 34 getragen wird. Dieser weist Führungs-Schienen 34a auf, die in Führungen 36 in Führungs-Winkeln 37 gleiten können, welche mit dem Gehäuse 10 verbunden sind.

Stützen 35 am Fußteil 34 tragen einen sich nicht drehenden Ring 38, dessen Außendurchmesser mit verhältnismäßig enger Spielpassung innerhalb der Innenfläche des Ringes 24 liegt. Wenn also die Welle 16 so angetrieben wird, daß die Scheibe 14 samt Ring 24 sich in Pfeilrichtung dreht (Fig. 4), dann verbleibt der Ring 38 ortsfest. Die Druck-Rolle 28 wird durch die angelagerten Fasern mitgenommen. Gegebenenfalls könnte die Druck-Rolle 28 auch durch einen gesonderten Antrieb angetrieben sein, was jedoch nicht dargestellt wurde. Durch Verschieben des Fußteiles 34 in der Führung 36 lassen sich die Druck-Rolle 28 samt Ring 38 aus der Vorrichtung heraus in die Stellung verbringen, die in Fig. 3 mit gestrichelten Linien eingezeichnet ist. Hierzu wurde zunächst die Druck-Rolle 28 in eine achsgleiche Lage mit dem Ring 38 verbracht.

Weil der Ring 38 über die Stützen 35 von der Gleiteinrichtung mit den Haltearmen 32 getragen ist, kann sich einerseits die Welle 27 in den Lagern 31 drehen und ist es andererseits möglich, den Ring 38 samt Druck-Rolle 28 in die gestrichelt eingezeichnete Lage zurückzuführen (Fig. 3). Der Ring 38 kann in zweckmäßiger Weise mit einer C-förmigen, lippenartigen Verlängerung 40 versehen sein, welche das Fasergut 25 von außen her in Richtung auf die Schneidkanten 26a der Klingen 26 hinleitet und zu Beginn des Prozesses das Aufwinden des Fasergutes erleichtert.

Mit 39 ist eine ringförmige Dichtung zwischen dem Gehäuse 10 und dem äußeren Umfang des Ringes 24 bezeichnet. In ähnlicher Weise liegt eine Dichtung 41 zwischen der vom Ende der Welle 16 getragenen Nabe 15 und dem Gehäuse 10.

Der sich nicht drehende Ring 38 weist eine Öffnung auf, in die ein Rohr 43 mündet, das zum Zuführen des Schneidgutes dient. Dieses Rohr 43 kann sich in axialer Richtung erstrecken oder es kann gemäß Fig. 4 angenähert entsprechend der Drehrichtung der Druck-Rolle 28 bzw. der Scheibe 14 und des Ringes 24 einmünden. Das Fasergut 25 wird über das Rohr so eingeführt, daß es zwischen der Rolle 28 und den Klingen 26 die Lage einnimmt, die aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Um die Druck-Rolle 28 und den Ring 38 aus dem Gehäuse 10 beispielsweise zu Reinigungszwecken auszufahren, werden die Teile zunächst in eine Lage verbracht, in der die Wellen 16 und 27 achsgleich liegen, so daß kein Teil des Umfangs der Rolle 28 eine Kante des Ringes 24 überdeckt. Hierzu werden zunächst die Haltearme 32 um den Zapfen 33 verschwenkt. Zum Herausführen von Druck-Rolle 28 und Ring 38 gleiten danach das Fußteil 34 samt Zapfen 33 und Haltearme 32 in der Führung 36.

Für die Inbetriebnahme werden die Druck-Rolle 28 sowie der Ring 38 zentriert und danach in das Gebläse 10 eingeführt. Danach wird das Absaug-Gebläse 12 in Betrieb genommen und über die Welle 16 das Drehen der Schneid-Haspel 20 eingeleitet. Anschließend wird die Druck-Rolle 28 aus ihrer Mittellage in eine mehr links gelegene Stellung verbracht, die besonders aus Fig. 4 ersichtlich ist. Danach wird das Ende des Fasergutes 25 in das äußere Ende des Rohres 43 eingeführt. Da am inneren Ende dieses Rohres 43 beim Eingabebereich 43a sowie im durch den Buchstaben S bezeichneten Innenraum zwischen der Scheibe 14, dem Umfang der Druck-Rolle 28 sowie den Ringen 38 und 24 Unterdruck herrscht, wird das Fasergut 25 nach innen gezogen. Da ferner die beweglichen Teile sich drehen und außerdem die Zentrifugalkraft und Luftströmungen das Band nach außen führen, gelangt dieses an die Schneidkanten 26a der Klingen 26. Während Bandlagen sich aufbauen, übt die Druck-Rolle 28 Druck auf die innerste Lage des Bandes aus, wodurch die äußerste Lage des Bandes in dem Segmentbereich 26b, in dem die Oberfläche der Druck-Rolle 28 am dichtesten bei den Schneidkanten 26a der Klingen 26 verläuft, von den Klingen zerschnitten wird. Es ist anzumerken, daß der Winkel, unter dem das Faserband 25 zwischen dem Arbeits-Bogen der Rolle 28 und den in diesem Segmentbereich 26b liegenden Klingen 26 sehr flach ist. Hierin besteht eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bekannten Schneid-Haspeln, bei denen mehrere Rollen mit kleinem Durchmesser anstelle der einen Druck-Rolle 28 Anwendung finden.

Der Unterdruck bewirkt eine gesteuerte Luftströmung und es zwingen die Druckunterschiede das Band 25, verschiedene erwünschte Bewegungen auszuführen. Zunächst wird das Band 25 veranlaßt, sich flach gegen die Schneidkanten 26a der Klingen 26 anzulegen, nachdem das Fasergut 25 den Raum S im Eingabebereich 43a erreicht hat. Nachdem das Band 25 ringsum völlig an den Klingen 26 anliegt, wirkt der aufgebaute Druckunterschied infolge des auftretenden Widerstandes dahingehend, daß die Luftströmung durch das Band 25 dieses dicht an die Schneidkanten 26a heranführt. Weil die meisten Bänder eine innere Vorspannung haben, die dahin tendiert, das Band 25 zusammenzuziehen und da ferner das Band 25 bei zentrifugalem Fasergutfluß von innen kreisförmig angelegt wird, wirkte diese Zusammenziehung früher dahingehend, das Band 25 von den Schneidkanten 26a wegzuziehen. Lösungsgemäß hingegen wirkt der Druckunterschied dieser unerwünschten Neigung entgegen und bewirkt eine gute Anlage an die Klingen 26 und demzufolge ein genaueres Schneiden des Bandes 25.

Das langgestreckte Rohr 43 bildet einen längeren, nahezu vollständig ausgefüllten Durchlaß für das einzuführende Fasergut 25. Hierdurch ist nur eine gedrosselte Luftströmung durch das Rohr 43 in den Raum S möglich, was dazu beiträgt, den Druckunterschied gegenüber der Umgebungsluft aufrecht zu erhalten und dynamisch auf die Bandbewegung im Rohr 43 einzuwirken. Somit wird das Fasergut 25 leicht durch das Rohr 43 sowie in die für das Schneiden geeignete Lage innerhalb der Vorrichtung verbracht.

Die Druck-Rolle 28 ist so gefertigt, daß ihr erweiterter Randwulst 28a mit verhältnismäßig enger Spielpassung zwischen die Scheibe 14 und den Ring 38 paßt. Dennoch wäre zunächst eine Tendenz bei losen Fasern zu beobachten, sich um die Kanten der Druck-Rolle 28 bzw. den Randwulst 28a herumzulegen. Da jedoch atmosphärischer Luft Zutritt durch die Axial-Bohrungen 29 im Mittelteil 28b der Rolle 28 gewährt wird, entsteht eine nach außen gerichtete Luftströmung, die der unerwünschten Tendenz der Fasern entgegenwirkt, in radialer Richtung nach innen sich zu bewegen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Zerschneiden von band- oder strangförmigem Fasergut in kurze Längen, mit einer Haspel (20), die eine Vielzahl von kreisförmig sowie mit gleichen gegenseitigen Abständen angeordneten Klingen (26) trägt, deren Schneidkanten (26a) nach innen weisen, und mit einer Ansaugrichtung, welche Bänder von Fasergut (25) in das Innere der Haspel (20) einsaugt, welche Bänder Lagen bilden, deren äußerste zur Berührung mit den Schneidkanten (26a) der Klingen (26) kommt, gekennzeichnet durch eine einzige, einen großen, mindestens der Hälfte des Durchmessers des von den Schneidkanten (26a) der Klingen (26) definierten Kreises entsprechenden Rollendurchmesser aufweisende, exzentrisch innerhalb der Haspel (20) angeordnete, an einem Segmentbereich (26b) an die innerste Lage des Fasergutes (25) anlegbare und damit dessen äußerste Lage an die Schneidkanten (26a) der Klingen (26) drückende Druck-Rolle (28).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Druck-Rolle (28) zwischen ihrer exzentrischen Arbeitstellung und einer mittigen Ausfahrstellung mit etwa gleicher Achsenlage von Druck-Rolle (28) und Haspel (20) verbringende Verschwenkeinrichtung (27, 31, 32, 33, 34) und durch eine das Ausfahren der Druck-Rolle (28) samt Verschwenkeinrichtung (27, 31, 32, 33, 34) ermöglichende Verschiebeeinrichtung (34a, 36).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet, durch eine das Fasergut (25) an einem vom Segmentbereich (26b) entfernten Eingabebereich (43a) zumindest teilweise tangential in die Haspel (20) einleitende Eingabeeinrichtung (Rohr 43).

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Haspel (20) aus einer Scheibe (14) und einem von dieser axial beabstandeten, parallelliegenden Ring (24) zusammengesetzt ist,
• - daß sich die Klingen (26) zwischen der Scheibe (14) und dem Ring (24) erstrecken und
• - daß der Raum S in der die Druck-Rolle (28) aufnehmenden Haspel (20) durch einen in Arbeitstellung innerhalb des Ringes (24) liegenden und gegenüber diesem eine enge Spielpassung aufweisenden, sich nicht drehenden Ring (38) seitlich begrenzt ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (38) eine über einen Teil seiner Peripherie hinausragenden, sich in den Haspel-Raum S erstreckenden sowie beim Eingabebereich (43a) das Fasergut (25) stützende sowie in Richtung zu den Klingen (26) leitende axiale Verlängerung (40) aufweist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine weitere Einrichtung der Raum S zwischen der Druck-Rolle (28) und den Klingen (26) unter Unterdruck gehalten ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein die Haspel (20) umgehendes Gehäuse (10) und durch eine Saugleitung (11) vom Gehäuse (10) zu einem Absaug-Gebläse (12).

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck-Rolle (28) zwischen einem Randwulst (28a) und einer Nabe in axialer Richtung verlaufende Durchbrüche (Bohrungen 29) aufweist.