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Die vorliegende Erfindung betrifft
Maschinen zum Kardieren von Textilfasern, in welchen die Flockfasern
bearbeitet werden, um ein Vlies aus Fasern zu erzeugen. Bei diesem
Vorgang werden die kurzen Fasern und Verwirrungen von den Fasern
entfernt, die gestreckt und parallel in ein Vlies aus Fasern angeordnet
werden, das am Mantel der Trommel der Karde angeordnet wird, von
welcher aus das Vlies aus Fasern durch einen sich drehenden Abnahmezylinder
mit einem geeigneten Mantel, der allgemein als Abnehmer bekannt
ist, abgenommen wird, und dann von einem anderen Abnehmer zu einer
Verdichtungseinheit und einer Streckeinheit transportiert wird,
um einen Streifen aus Fasern zu erzeugen.
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Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung das Verfahren und die Vorrichtung, worin das Vlies, das
von der Karde abgenommen wird, zu einem Streifen geformt wird und
einem gesteuerten und allmählichen
Strecken unterworfen wird, um eine konstante vorgegebene Garnnummer
zu erzielen.
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Um die mit dem Kardieren zusammenhängenden
technischen Aspekte besser zu verstehen, wird Bezug genommen auf
ein Diagramm einer bekannten Abnahme- und Streckeinheit, die in
der europäischen
Patentanmeldung Nr. 775 768 im Namen des gleichen Anmelders beschrieben
ist und in den 1 und 2 dargestellt ist, die eine
schematische Seitenansicht bzw. eine Draufsicht der Abnahme- und
Streckeinheit zeigen.
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Der Abnahmezylinder oder Abnehmer
der Karde ist mit 1 bezeichnet und an letzerem wird das Vlies 2 aus
Fasern zum Abgabezylinder 3 gebracht und zur Verdichtungseinheit 4 geführt, die
aus einem Paar von glatten Drehzylindern 5, 6 mit
im wesentlichen horizontaler Achse besteht, die das Vlies 2 verdichten,
das noch eine Querabmessung hat, die derjenigen der Karde entspricht,
und das Vlies an das sich anschließende Förderband transportieren. Die Verdichtungseinheit 4 arbeitet
mit einer Geschwindigkeit, die gleich oder etwas größer ist
als die des Vlieses 2, das von dem Abgeber 3 kommt.
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Das Förderband 10 ist in
einer Position, die integral mit der bisher beschriebenen Abnahmeeinheit
des Vlieses 2 ist, und besteht aus zwei Bändern 11 in
einer Schleife, die sich gegenüberliegen
und mittels Rollen 12 geführt werden, die eine im wesentlichen
vertikale Achse haben, sich auf Zapfen 13 drehen und auf
bekannte Weise durch einen eigenen Motor oder durch eine von anderen
Einheiten abgeleitete Bewegung mit einem Drehantrieb 14 versehen sind.
Die Bänder 11 erstrecken
sich entlang der gesamten Vorderseite der Abnahmeeinheit bis zu
seitlichen Rücklaufrollen,
die zum Zwecke der Vereinfachung in der Figur nicht gezeigt sind,
und lassen einen zentralen Spalt 15. Die Bänder werden
so betätigt,
um in dem Bereich, der für
das von der Verdichtungseinheit 4 herkommende Faservlies
vorgesehen ist, von den Seiten zur Mitte bewegt zu werden, um das
Faservlies 2 zu konzentrieren und in einen Streifen überzuführen, der
eine Breite hat, die der Breite des Spalts 15 zwischen
den zwei Bändern 11 entspricht.
Das gestreckte Vlies 2, das in die Form eines Streifens 16 verdichtet
worden ist, wird dann der Steckeinheit 20 zugeführt und
die lineare Transportgeschwindigkeit des Faserkörpers bleibt von der Verdichtungseinheit 4 bis
zur Streckeinheit 20 im wesentlichen konstant.
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Die Ausrüstungsteile der Streckeinheit 20 sind
an einem beweglichen Träger
angebracht, der in Längsrichtung
zur vorausgehenden Abnahmeeinheit hin und von dieser weg bewegt
werden kann. Diese Bewegung wird zum Beispiel durch Anordnen der Ausrüstungsteile
der Streckeinheit auf einem Querrahmen 21 erreicht, der
gemäß den Pfeilen 2 auf Führungen
vorwärts
und rückwärts gleitet
und von einem Doppeleffekt-Hydraulikzylinder gesteuert wird, der
zum Zwecke der Vereinfachung nicht in der Figur gezeigt ist.
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Die Streckeinheit weist einen Körper in
der Form eines Trichters 30 auf, der die von den Bändern 11 zugeführten Fasern
empfängt,
um den Streifen 16 zu formen, und sie zu den zwei Zylinderpaaren stromabwärts führt und
leitet, die das Strecken des Streifens 16 durchführen. Von
diesen zwei Zylinderpaaren weist ein erstes Zylinder- oder Walzenpaar 31 und 32 mit
horizontaler Achse die obere Walze 31 auf, die glatt und
nicht angetrieben ist und durch eine einstellbare Druckvorrichtung 33 an
ihrer Welle 34 an die Walze 32 darunter gepreßt wird.
Die Walze 32 ist in transversaler Richtung geprägt und wird
mit einem speziellen Antriebsverhältnis auf bekannte Weise zum
Beispiel mit einem Antriebssystem aus Riemenscheibe und Riemen von
dem Motor 35 gedreht. Gemäß der bekannten Technik und
im allgemeinen arbeitet das erste Walzenpaar 31, 32 mit
einer linearen Geschwindigkeit, die etwas größer ist als die des Streifens,
der über
den Trichter 30 von dem Förderband 10 abgegeben
wird.
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Das zweite Paar von Zylindern oder
Streckwalzen weist die Walze 38 auf, die auch glatt und nicht
angetrieben ist und an die Walze 39 darunter gepreßt wird, ähnlich wie
beim ersten Zylinderpaar. Die Walze 39 ist ebenfalls an
ihrer Oberfläche
bearbeitet und wird so betätigt,
daß sie
mit einer linearen Geschwindigkeit, die etwas größer ist als die der Walze 32,
entsprechend einem Verhältnis
angetrieben wird, das einstellbar und größer als 1 ist, was das Strecken
hervorruft, d. h. die Verlängerung
des Streifens, der zwischen den zwei Walzenpaaren transportiert
wird. Mit anderen Worten, das zweite Zylinderpaar 38, 39 wird
so betätigt,
daß es
mit einer speziellen linearen Geschwindigkeit angetrieben wird,
die größer ist
als die des ersten Zylinderpaars 31, 32. Aufgrund
der Wirkung der unterschiedlichen linearen Geschwindigkeiten zwischen
den Walzen stromaufwärts,
die den Faserkörper
abgeben, und den Walzen stromabwärts,
die diesen Körper
zu sich ziehen, gleiten die Fasern, die stromabwärts gezogen werden, relativ
zu den Fasern, die stromaufwärts
festgehalten werden, und rufen eine Verlängerung und Streckung des Faserkörpers hervor.
Die Streckwerte drücken
das Verhältnis
zwischen der linearen Geschwindigkeit des Faserkörpers im Einlauf und derjenigen
des Faserkörpers
im Auslauf aus.
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Zu diesem Zweck werden die zwei Paare
von Streckwalzen 31, 32 und 38, 39 auf
bekannte Weise betätigt,
zum Beispiel durch den gleichen Motor 35, welcher mit einem
Antrieb aus Riemen und Scheiben verschiedenen Durchmessers versehen
ist und ein vorgegebenes konstantes Verhältnis zwischen den linearen
Geschwin digkeiten aufrechterhält,
nämlich zwischen
der linearen Geschwindigkeit, mit welcher der Streifen, der zwischen
den zwei Walzenpaaren im Eingriff ist, von dem ersten Paar 31, 32 gegriffen wird,
und der linearen Geschwindigkeit, mit welcher dieser von dem zweiten
Paar 38, 39 gezogen wird. Im allgemeinen liegen
die Streckwerte, die zwischen den zwei Walzenpaaren erzielt werden,
zwischen 1,0 und 2,0, während
die Werte, die zur Zeit verwendet werden, in einem schmäleren Intervall
zwischen 1,1 und 1,5 liegen.
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Der Streifen, der auf diese Weise
hergestellt und gestreckt wird, wird dann verschickt, um für eine weitere
Verarbeitung in einem Behälter
gesammelt zu werden. Der Abstand zwischen der Streckeinheit und
der Abnahmeeinheit wird geregelt entsprechend der Geschwindigkeit,
mit welcher die Karde betätigt wird,
und entsprechend der linearen Geschwindigkeit der Abnahme des Vlieses,
sowie entsprechend den Eigenschaften der bearbeiteten Fasern.
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Die Probleme, die gemäß der bekannten Technik
während
des Schritts der Abnahme des Vlieses und Streckens des Streifens
aus Fasern auftreten, sind im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß heutzutage
ein hohes Produktivitätsniveau
in bezug auf die lineare Herstellung des Vlieses und Streifens erforderlich
ist, die im Betrieb bei einer Geschwindigkeit von 250–400 m pro
Minute abgenommen und gestreckt werden müssen, und dieser Wert soll
nach den Erwartungen der Textilindustrie weiter ansteigen. Hohe
Betriebsgeschwindigkeiten erzeugen Probleme, insbesondere bei den
Schritten des Wiederanfahrens oder allgemein in einem Zwischenstadium,
in welchen die Vlies- und Streifenabschnitte zwischen einem Abnahme-
und Steuerungspunkt und dem anderen lose und schlaff werden können und
auch in einer sehr betonten Kettenposition angeordnet sein können. Dieses
Vorkommnis ist problematisch, da die Dichte des Vlieses und des
Streifens wesentlich verringert wird, da sie aus parallelen Fasern
bestehen. In diesen schlaffen Abschnitten können das Vlies und der Streifen
aufgrund ihres Eigengewichts und auch wegen der mangelhaften Kontinuität des Streckens,
dem sie ausgesetzt sind, Kontinuität verlieren und dies kann einen
Produktionsstopp verursachen. Das technische Problem, das von diesen
Anforderungen einer hohen Kardierungsproduktivität herrührt, besteht in der Steuerung
und des schnellen Wiederstraffens der schlaffen Abschnitte des Vlieses
und Streifens, so daß die
letzteren selbst in den Zwischen- und Startschritten zufriedenstellend straff
gehalten werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur
Abnahme des Vlieses und Strecken des von einer Karde erzeugten Streifens
mit Steuerung einer zufriedenstellenden Straffheit und Spannung
dieser Faserkörper.
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Die vorliegende Erfindung besteht
aus einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Abnahme des Vlieses
und Strecken des von einer Karde erzeugten Streifens. Die Vorrichtung
besteht im wesentlichen aus einem Antriebssystem, dessen herausragende Kennzeichen
im Anspruch 1 beschrieben sind und dessen bevorzugte Ausführungsformen
in den von Anspruch 1 abhängigen
Ansprüchen
beschrieben sind; die herausragenden Kennzeichen des Verfahrens
sind in Anspruch 5 beschrieben und die bevorzugten Ausführungsformen
sind in den von Anspruch 5 abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Um die Kennzeichen und Vorteile der
vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen wird die Erfindung nachstehend
mit Bezug auf eine in 3 gezeigte
typische Ausführungsform
mittels eines nicht einschränkenden
Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen
beschrieben, in welchen
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1 und 2 das technische Problem
im allgemeinen zeigen; und
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3 ein
Diagramm des Antriebssystems der erfindungsgemäßen Einheit zur Abnahme des Vlieses
und dessen Strecken zu einem Streifen zeigt.
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3 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, in welcher der Streckvorgang in zwei Abschnitte unterteilt
ist. Die Verdichtungseinheit 4 wird weiterhin mit der linearen
Geschwindigkeit betätigt,
mit welcher das Vlies 2 von dem Abnehmer 3 geliefert
wird, aber das erste Paar von Zylindern oder Streckwalzen 31, 32,
das den Streifen 16 am Ausgang des trichterförmigen Körpers 30 greift, wird
mit einer gesteuerten linearen Geschwindigkeit betätigt, die
wesentlich höher
ist als die, mit welcher das Vlies von der Verdichtungseinheit 4 geliefert
wird, mit einem Streckwert zwischen den beiden von zwischen 1,4
und 2,2 bei Betriebsgeschwindigkeit und vorzugsweise zwischen 1,6
und 2,0.
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Zu diesem Zweck werden die zwei Paare
von Streckwalzen 31, 32 und 38, 39 beispielsweise
von dem Motor 35 betätigt,
der mit einer geeigneten Kraftübertragung
auf die zwei Walzenpaare versehen ist und ein konstantes Verhältnis zwischen
den linearen Geschwindigkeiten aufrechterhält, nämlich zwischen der linearen
Geschwindigkeit, mit welchen der Streifen, der zwischen den zwei
Walzenpaaren im Eingriff ist, von dem ersten Paar 31, 32 geliefert
wird, und der linearen Geschwindigkeit, mit welcher dieser von dem
zweiten Paar 38, 39 gezogen wird. Gemäß der Erfindung
ist dieser Motor 35 ein elektrischer Wechselstrommotor,
der mit einer variablen Geschwindigkeit betätigt wird und mittels eines
Wechselrichters 40, der von einer Steuerungseinheit 41 der
Karde über
Verbindungen 42 angesteuert wird, mit einer variablen Frequenz
versorgt wird. Die Verdichtungseinheit 4 ihrerseits wird
von einem elektrischen Wechselstrommotors betrieben, der mit Frequenz
versorgt wird, oder wird von dem Abnehmer 1 oder von anderen
Einheiten der Karde gedreht, um so dem Vlies 2, das stromabwärts befördert wird,
eine vorgegebene konstante lineare Geschwindigkeit zu verleihen.
Diese Geschwindigkeit wird gemessen und zur Steuereinheit 41 der
Maschine beispielsweise durch ein Signal übertragen, das von einem Sensor
an letztere geschickt wird, wobei der Sensor an dieser Einheit 4 angeordnet
ist und mit der Leitung 44 verbunden ist. Auf der Basis
dieses Signals und den geometrischen Eigenschaften der betreffenden
Walzen steuert die Steuereinheit 41 wiederum den Wechselrichter 40, um
so die Frequenz des Motors 35 zu steuern, so daß das erste
Walzenpaar 31, 32 der Streckeinheit 20 im
Abschnitt zwischen der Verdichtungseinheit 4 und dem ersten
Walzenpaar 31, 32 den Streifen mit der linearen
Geschwindigkeit, die der gewünschten Streckung
entspricht, zieht. Mit anderen Worten, die Streckeinheit 20 ist
mit einem Antrieb versehen, mittels welchen das erste Paar von Streckwalzen 31, 32 den
Streifen 16 mit einer höheren
linearen Geschwindigkeit und mit einem gesteuerten Verhältnis relativ zur
Ge schwindigkeit der Verdichtungseinheit 4 zieht, um das
Strecken des Streifens 16 zwischen dieser Verdichtungseinheit 4 und
dem Walzenpaar 31, 32 durchzuführen.
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Der restliche Teil des Streckens
wird zwischen dem ersten 31, 32 und dem zweiten 38, 39 Walzenpaar
auf bekannte Weise durchgeführt.
Wenn die Verdichtungseinheit 4 ebenfalls von einem elektrischen
Wechselstrommotor mit einem Wechselrichter betätigt wird, um die Frequenz
der Einheit zu steuern, dann ist dieser Wechselrichter für die notwendige
Koordination der linearen Geschwindigkeit in der Verdichtungseinheit
und derjenigen in der Streckeinheit ebenfalls mit der Steuereinheit 41 verbunden
und wird von dieser gesteuert.
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Außerdem ist in der bisher beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung die Anordnung der Streckeinheit vorteilhaft und besteht
im wesentlichen aus den zwei Paaren von Streckzylindern und dem trichterförmigen Körper 30 auf
einem beweglichen Rahmen 21, der sich in Längsrichtung
bewegen kann. Diese Anordnung ermöglicht, den Abstand zu regeln,
der zwischen dem Förderband 10 und
der Streckeinheit 20 vorhanden ist und einem Streifenabschnitt
entspricht, in welchem der erste Teil des Streckens stattfindet.
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Das Verfahren zur Abnahme des Vlieses 2 und
zum Strecken des Streifens 16 gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht somit im wesentlichen aus Unterteilen des Streckvorgangs
in zwei Teile, d. h. in einen ersten Streckteil zwischen der Vlies-Verdichtungseinheit 4 und
dem ersten Paar von Streckwalzen 31, 32 mit einem
Streckwert zwischen 1,4 und 2,2 bei Betriebsgeschwindigkeiten und
vorzugsweise zwischen 1,6 und 2,0; und in einen zweiten Streckteil zwischen
den zwei Walzenpaaren 31, 32 und 38, 39, der
auf herkömmliche
Weise ausgeführt
wird, aber vorzugsweise auf Streckwerte zwischen 1,1 und 1,5 beschränkt ist.
Die gesamte Streckung, die dem Vlies 2 verliehen wird,
das im Auslauf der Karde zu einem Streifen 16 gesammelt
wird, ist zwischen 1,6 und 3,3 und vorzugsweise zwischen 1,8 und
3,0.
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Als eine Alternative zu dem bisher
beschriebenen System kann die Betätigung der Streckeinheit separat
durch zwei elektrische Wechselstrommotoren vorgesehen sein, einen
für jedes
Paar von Streckwalzen. In diesem Fall wird jeder Motor von ei nem
eigenen Wechselrichter mit Frequenz versorgt, wobei beide von der
Steuereinheit gesteuert werden, um das erforderliche Verhältnis der
linearen Geschwindigkeit zwischen den beiden und die daraus sich
ergebende Streckung des Streifens zwischen ihnen bereitzustellen.
Die lineare Geschwindigkeit des ersten Walzenpaars 31, 32 wird
immer relativ zu derjenigen der Verdichtungseinheit 4 gesteuert,
um so das Strecken auf die erforderliche Weise zu unterteilen.
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Ein wichtiger Faktor besteht aus
der Zuverlässigkeit
des Betriebs in den Zwischenschritten oder während des Startens der Karde,
wobei das Vlies 2 oder der Streifen 16 nicht zu
hohen Beanspruchungen ausgesetzt werden darf und nicht diskontinuierlich
werden darf. In solchen Fällen
muß die
Karde gestoppt werden und das Bedienungspersonal muß das Starten
vom Anfang an wieder beginnen, mit einem sich daraus ergebenden
Verlust an Zeit und Material.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung läuft in
den Zwischenschritten und insbesondere im Startschritt der Maschine
der Betrieb mit niedrigen Streckwerten in dem ersten Abschnitt zwischen
der Vlies-Verdichtungseinheit 4 und
dem ersten Paar Streckwalzen 31, 32, mit Anfangsstreckwerten
zwischen 1,0 und 1,3 und vorzugsweise von ungefähr 1,1. In diesem Schritt wird
der Streifen in die Streckeinheit eingeführt und der Abstand zwischen
der Abnahmeeinheit und der Streckeinheit wird moduliert. Während des
Startens oder Neustartens muß das Bedienungspersonal
das Vlies zwischen den Bändern
herausnehmen und es in die Streckeinheit einführen und in diesem Schritt
wird das Vlies wahrscheinlich zwischen den verschiedenen Einheiten schlaff
durchhängen.
Wenn der Betrieb gestartet worden ist, wird der Streckwert dann
allmählich
auf die Betriebswerte erhöht,
die zwischen 1,4 und 2,2 und vorzugsweise zwischen 1,6 und 2,0 liegen.
Diese Erhöhung
der Streckwerte kann in Schritten oder kontinuierlich erfolgen.
Die allmähliche
Erhöhung
der Geschwindigkeit erlaubt ein zuverlässigeres Starten und eine Steuerung
und Straffung der lockeren Abschnitte. Während des Startens oder der
Zwischenschritte können
die linearen Geschwindigkeiten der Verdichtungseinheit 4 und
andererseits das Verhältnis
der linearen Geschwindigkeit zwischen den zwei Streckwalzen 31, 32 und 38, 39 der
Streckeinheit auf Betriebsgeschwindigkeit gehalten werden.
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Ähnlich
wie im Startschritt ermöglicht
die erfindungsgemäße Vorrichtung
beim Verlangsamen oder Anhalten der Karde die Änderung der Geschwindigkeit
der Verdichtungseinheit 4 und derjenigen der Streckeinheit 20 sowie
ihre Verhältnisse
zu steuern, um sicherzustellen, daß die in der Maschine enthaltenen
Fasern immer vorschriftsmäßig zu einem
Streifen ausgegeben werden und ohne Verklumpen, selbst wenn das
Zufuhr stromaufwärts
geändert
wird.
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Das Verfahren und die Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung bilden einen bedeutenden Fortschritt in bezug auf die
bekannte Technik und mindestens die folgenden Aspekte verdienen
eine explizite Betrachtung.
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Für
die gleichen Eigenschaften der zu bearbeitenden Fasern erlaubt die
Unterteilung des Streikens in zwei Abschnitte einen besseren Gesamtstreckwert
und/oder eine verbesserte Regelmäßigkeit
der Querabmessung des hergestellten Streifens, die allgemein als
CVt bezeichnet wird.
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Der bessere Gesamtstreckwert erlaubt
eine erhöhte
Produktion der Karde, da ihr Mantel eine größere Dicke der Schicht aus
Fasern bei gleicher CVt, die zu erzeugen ist, halten kann. Das Vlies
ist an seinem Anfangsabschnitt gleichmäßiger und ist somit während der
Abnahme weniger reiß-
und bruchanfällig.
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Das Startverfahren mit Modulation
des Streckwerts im ersten Abschnitt zwischen der Verdichtungseinheit 4 und
dem ersten Walzenpaar 31, 32 ermöglicht,
die Maschine mit einem Vlies zu starten, das gleichmäßiger ist,
und in einer guten Zeit eine Schlaffstelle wieder zu straffen, sowie
Brechen des Vlieses oder Streifens zu verhindern und eine Wiederholung
des Startvorgangs zu vermeiden. Dieses Startverfahren führt zu einer
beständigen
Einsparung von Zeit und Material und stellt einen verbesserten Wartungsfaktor
der Maschine bereit.