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Riemchen-Streckwerk Die Erfindung betrifft ein Riemchen-Streckwerk
zum Strecken von Faserbändern mit unterschiedlicher Faserlänge bei Schwankungen
von mehreren ioo bis über ioooo/o. Dieser Unterschied in der Faserlänge findet sich
in langen Kammgarnzügen von Wolle oder Mohair oder bei Mischungen von solcher Wolle
oder Mohair mit anderen Fasern, wie z.13. Baumwolle, synthetischen Fasern oder Mischungen
beider.
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Verstreckt «-erden Faserbänder, die aus Baumwoll- und Wollfasern von
geringem Stapel bestehen, also eine nahezu der von Baumwolle entsprechende Faserlänge
besitzen, oder Faserbänder, die aus auf eine geringe Länge geschnittenen Kammwollfasern
bestehen, so daß die geschnittenen Fasern mit Baumwolle nach dem Baumwollspinnverfahren
versponnen werden können. Hierzu bedient man sich im allgemeinen eines Streckwerkes
mit in verhältnismäßig kurzem Abstand aufeinanderfolgenden Streckwalzenpaaren.
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Diese Verfahren sind unwirtschaftlich, weil geeignete kurzfaserige
Wolle nicht leicht erhältlich und der Preis von Kammgarnzügen beträchtlich höher
ist: Ferner gehen die sehr wichtigen Vorteile langfaseriger Wolle sowohl bei den
Verarbeitungsverfahren als auch im fertigen Garn naturgemäß infolge des Zerschneidens
verloren.
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Mischungen von außergewöhnlich langer und kurzer Wolle zusammen mit
kurzen Fasern, wie z. B. Baumwolle, eignen sich nicht zum Strecken auf den bekannten
Streckwerken, und lange Wollfasern können auf den Baumwollstreckwerken mit kurzem
Walzenabstand nicht gestreckt werden.
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Wenn Faserbänder von solchen gemischten oder
verschiedenen
Materialien verarbeitet werden, können die Gleitwalzen von üblichem Gewicht und
ein Riemchen die kurzen Fasern nicht in geeigneter Weise führen. Die Fasern werden
in Büscheln durchlaufen, und die vordere Gleitwalze wird oft eine höhere Oberflächengeschwindigkeit
als das Riemehen haben. Wenn das Gewicht der vorderen Gleitwalze, das ist die der
Riemchenwendeschiene nächste Gleitwalze, vergrößert wird zu einem Versuch, die kurzen
Fasern besser zu kontrollieren, so muß das Gewicht in einem solchen Ausmaß vergrößert
werden, daß (diese Walze von den durchlaufenden Fasern nicht gedreht wird, so daß
das durch Reibung mitgenommene Riemchen tatsächlich stehenbleiben würde. Der Bereich
gerade hinter dem Klemm- oder Berührungspunkt der Lieferwalzen ist der kritische
Streckbereich. In diesem Bereich sind die von den Lieferwalzen erfaßten Fasern sehr
schnell von den-anderen getrennt.
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Durch die Verbesserungen nach der Erfindung und gemäß ihren wiedergegebenen-bevorzugten
Ausführungsformen wurden die wirtschaftlichen und technischen Schwierigkeiten überwunden.
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Nach der Erfindung ist dicht vor der Riemchenwendeschiene oberhalb
des Unterriemchens eine Nadelwalze gelagert, die mit dem Unterriemchen in Berührung
stehende Teile (Kragen) und einen Faserkontrollteil aufweist, der leicht eine Fasersträhne
so innerhalb des normalen Ausmaßes der Walze umfassen und aufnehmen kann, daß die
Fasern nicht beschädigt oder vom Unterriemehen und der Nadelwalze während des Streckens
getrennt werden. Die Nadelwalze kann vom Unterriemchen oder mittels eines von diesem
Riemchen getrennten Getriebes angetrieben werden. Die Art des Antriebes der Nadelwalze
wird durch das zu behandelnde Material bestimmt. Wenn Bunde an der Nadelwalze vorhanden
sind, wird der Durchmesser der äußeren Nadeloberfläche gewöhnlich etwas geringer
oder gleich dem Bunddurchmesser sein.
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Nadel- oder Stachelwalzen von verhältnismäßig bedeutender Größe sind
bei dem bekannten französischen System und in einigen anderen Vorrichtungen zum
Strecken von Textilfasern bei der Faserverarbeitung angewendet worden. Sie wurden
jedoch bisher noch in keinem Fall für die Zwecke gemäß der Erfindung benutzt.
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Zweck der Erfindung ist, eine Nadelwalze zur Kontrolle der gestreckten
Fasern zu verwenden, die mit einem tragenden Unterriemchen an einem Punkt nahe dem
Klemmpunkt der Lieferwalzen zusammenarbeitet.
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Die Nadelwalze kann mit der gleichen oder mit einer verschiedenen
Oberflächengeschwindigkeit gedreht werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig, i eine schematische Seitenansicht des Streckwerkes nach der Erfindung
einschließlich einer durch ein Unterriemchen angetriebenen Nadelwalze, Fig. 2 eine
schematische Seitenansicht des Streckwerkes nach der Erfindung einschließlich eines
herabgedrückten Riemchens und einer getrennt, aber mit der gleichen Geschwindigkeit
wie das Riemchen angetriebenen Nadelwalze, Fig. 3 eine schematische Seitenansicht
des Streckwerkes nach der Erfindung einschließlich eines herabgedrückten Riemchens
und einer Nadelwalze mit Bunden zum Antreiben des herabgedrückten Riemchens durch
Reibung, Fig..I eine schematische Teilzusammenstellung eines einfachen Getriebsantriehes
für abwechselnde Arten von mit Bunden versehenen Stachelwalzen, Fig. 5 ist gleich
Fig. 3, abgesehen davon, daß der Umlauf des Riemchens über eine einzige Flanschenwalze
erfolgt.
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Gleiche Teile haben in Fig. 3 und 5 die gleichen Bezugszeichen, abgesehen
von dem kurzen Riemchen und der Riemchentreil)walze der Fig. 3.
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In Fig. i stellen die Walzen ,o und ii die vorderen, 12 und 13 die
hinteren Walzen einer Streckstufe dar. Die Walzen io und ii rotieren mit einer mehrfach
größeren Geschwindigkeit als die hinteren Walzen 12 und 13, um das Faserband zu
strecken. Ein Unterriemchen 14 wird, durch die Spannrolle 16 unter Zug gehalten,
mittels Reibung durch Walze 13 angetrieben, gegen die das Band 14 und die Oberwalze
12 gedrückt wrerden. In Abhängigkeit von der Länge des Abstandes oder der Entfernung
zwischen den Klemmpunkten der vorderen und der hinteren Walzen können eine oder
mehrere tragende Walzen 17 und damit zusammenarbeitende Gleitwalzen 18 angeordnet
sein, um teilweise das Fasergut zu kontrollieren, bevor es die Nadelwalze 2o erreicht.
Der Abstand kann etwas größer als die Länge der längsten Fasern sein, wie dies üblich
ist.
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Der kritische Streckbereich ist nahe der Wendeschiene i9, die dreieckig
oder von anderem Querschnitt sein kann. Bei oder nahe hinter diesem Punkt ist gemäß
der Erfindung eine Nadelwalze 2o so angeordnet, daß die Enden der Nadeln 21 leicht
auf dem Riemchen 1¢ ruhen und durch das Riemchen während des Streckprozesses mitgenommen
werden. Es wird sich dabei ergeben, daß die Enden der Nadeln 21 das Faserband vollständig
durchdringen, das Riemchen berühren und durch das Riemchen gedreht werden, also
nicht durch das Faserband gedreht werden, wie es bei den Walzen 18 der Fall ist.
Es versteht sich, daß Faserverdichter, wie solche z. B: hinter den Einzugwalzen
sowie zwischen Wendeschiene und Lieferwalzen eingebaut sein können, in der Zeichnung
wegen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
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Sehr befriedigende Ergebnisse wurden mit einem Unterriemchen und einer
Nadelwalze mit einem Nadeldurchmesser von 15/1e Zoll erhalten, wobei in versetzten
Reihen 20 Nadeln auf den Zoll 111 28 Reihen auf einer 3/4-Zoll-Walze montiert werden.
Gewünschtenfalls können kürzere Nadeln oder solche mit abgerundeten Spitzen verwendet
werden. Die Verwendung kürzerer Nadeln gestattet ein Durchdringen des Faserguts
zum Kämmen und schafft eine zusätzliche Kontrolle der Fasern durch den Druck der
N adlelgrundwalze auf das Fasergut. Diese Änderung ist bei beiden Arten
von
Nadelwalzen entweder durch das Unterriemchen oder durch unabhängig davon angetriebene
Walzen möglich. Die Nadeln sind in einem Winkel von etwa 47' zu einer Tangente am
Punkte der Befestigung der Nadeln auf dem Walzenumfang angeordnet. Diese Zahlenangaben
sind lediglich Beispiele einer Ausführungsform der Erfindung; sie sind nicht als
wesentlich zu betrachten, ebensowenig wie die besondere Form der Kammzähne.
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Fig.2 und 3 zeigen etwas verwickeltere Ausführungsformen insofern,
als eine Nadelwalze zwangsläufig angetrieben und das Unterriemchen in einem wesentlichen
Ausmaß gespannt und herabgedrückt ist durch Berührung mit der Nadelwalze und anderen
Spannmitteln.
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In Fig. 2 bilden die vorderen Walzen 30 und 31 zusammen mit
den hinteren Streckwalzen 32 und 33 eine Streckstufe vor den gegebenenfalls noch
anzuordnenden Einzugwalzen 34 und 35. Das Unterriemchen 36 ist um eine Wendeschiene
(Brücke) 37, eine angetriebene Walze 33, eine Trägerwalze 38 und eine Spannwalze
39 herumgeführt. An der Spannwalze 39 ist eine frei 4i verankerte Feder 4o befestigt,
um das Unterriemchen 36 zu spannen. Eine Stufenwelle 42 mit Stachelwalzen 5o ist
so zum Unterriemchen 36 gelagert, daß die Nadeln 45 und,die an den Rändern einer
jeden Stachelwalze 5o mittels versenkter Schrauben 44 befestigten Bundscheiben 51
das Riemclien 36 herunterdrücken, so daß dem Gut gerade vor dem Verlassen der Wendeschiene
37 ein gekrümmter Weg vorgeschrieben wird.
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Wie schon bemerkt wurde, ist die Wendeschiene 37 vorzugsweise fest
angeordnet und sehr nahe am Klemmpunkt <leg Lieferwalzen 30 und 31. Sie
gestattet eine genaue Einstellung der Kontrollwalze 5o zum L"nterrietuclieti, ohne
die Faserkontrollzone oder die Art zu ändern, in welcher sich die Fasern den Lieferwalzen
30 und 31 nähern. Die Welle 42 ist waagerecht und senkrecht sowohl zum Unterriemchen
36 als auch zur Wendeschiene 37 einstellrar. Das Schlupfwalzenpaar 27, 28 entspricht
dem Walzenpaar 17, 18 der Fig. i.
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In Fig. 2 sind die Nadeln 45 und die Kragen 51 in der Stellung gezeigt,
in der beide Teile sich mit dem Llnterriemchen 36 in Berührung befinden und dieses
herunterdriicketi. Die Nadelwalzen mit oder ohne Liragen sind in den dargestellten
Ausführungsformen der Fig. i und 2 austauschbar.
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'Fig. 3 ist im wesentlichen gleich Fig. 2. Gleiche Teile sind finit
denselben Bezugszeichen versehen. Fig.3 unterscheidet sich von Fig.2 insoweit, als
die Tragwalze 38 entfernt und eine waagerecht einstellbare Walze 6o an einer Stelle
angeordnet ist, die sich etwas vor dem lediglich das Unterriemcben 36 tragenden
Zylinder 38 befindet. Die Walze 6o drückt gegen die Unterseite des Unterriemchens
36, um Klemmreibungen mit den Kragen 51 der Nadelwalzen 5o zu erzeugen. Bei dieser
Ausführungsform erstrecken sich die Nadeln 45 nach außen nicht ganz bis auf den
Kragendurchmesser, so claß sie nicht durch die Walze 6o gedrückt werden. Der Unterschied
zwischen dem Durchiiiesser von Nadelspitze zu Nadelspitze und dem Kragendurchmesser
ist vorzugsweise klein, so daß die große Masse der Fasern im Kontrollraum innerhalb
des Nadelbereichs läuft und der Rest, der sich in Reibungsberührung mit dem Unterriemchen
36 befindet, dazu neigt, in die Nadeln hineingezogen zu werden, wenn diese sich
aufwärts und an der Wendeschiene 37 vorbeibewegen. Diese Bewegung der Fasern in
die Nadeln 'hinein ergibt sich aus der geeigneten relativen Anordnung der Kämmittel
und der Wendeschiene sowie auch daraus, daß infolge winkliger Anbringung der Nadeln
die berührenden Fasern, die sich in der kritischen Streckzone mit verhältnismäßig
großer Geschwindigkeit bewegen, aufwärts entlang den Nadeln gegen den Nadelträger
zu bewegen, bis sie zwangsläufig aus der Kämmzone durch die Lieferwalzen herausgezogen
werden. Bei dieser Konstruktion kann auch mitunter ein kürzeres Riemchen benutzt
werden, das nicht um die Walze 33 herumläuft, sondern unmittelbar von Walze 39 zu
Walze 6o läuft, und zwar dann, wenn die Faserlänge oder -art es zuläßt.
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Die Konstruktionen kontrollieren zuverlässig die kurzen Fasern und
verhindern beim Strecken von Faserbändern mit langen Fasern das Durchlaufen von
Fasern mittlerer Länge, die sich in den kritischen Streckbereich 'hinein erstrecken,
die aber nicht länger durch die hinteren Walzen der Streckstufe gehalten werden.
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Diese Ausführungsform mit herabgedrücktem Riemchen gemäß Fig. 2 und
3 erläutern die vollkommene Faserkontrolle, wie sie für sehr schwierig zu streckende
Faserbänder möglich ist. `'Fenn Längen- oder Artunterschiede unter den Fasern etwas
geringer als die maximalen sind, kann im allgemeinen das _#,usmaß des Herabdrückens
des Riemchens geringer sein. Es wird oft ausreichend sein, sich zwecks Kontrolle
der Hauptmasse der Fasern mit kleineren Nadelwalzendurchmessern zu begnügen als
denjenigen der Kragen 51 und sieh bezüglich des 'leinen, nicht in bestimmter Weise
in die Nadeln gepreßten Anteils auf das Mitnehmen durch das Unterriemchen infolge
Reibung zu verlassen. Der Unterschied in den Durchmessern kann etwas mehr oder weniger
als 1/s4 Zoll ausmachen. Die Konstruktion gemäß Fig. 2 erlaubt z. B. auch kleine
Unterschiede in der Geschwindigkeit von Unterriemchen und Nadelwalze. In Abhängigkeit
von dem zu behandelnden Gut können alle drei Arten von Nadelwalzen bei Fig. i verwendet
werden; die Nadelwalze von Fig. i kann mitunter bei der Ausführungsform von Fig.
2 benutzt werden, wenn die Förderbandspannung sehr gering ist; die Kragennadelwalzen
gemäß Fig. 2 und 3 sind untereinander auswechselbar. Wenn eine Kragenwalze gleichen
Nadel- und Kragendurchmessers verwendet wird, erhält die Walze 6o vorzugsweise die
Gestalt einer Spule, um in dem den Nadeln gegenüberliegenden Teil einen Spielraum
zu schaffen. Eine solche Bundwalze ist in Fig.5 gezeigt und mit 6o' bezeichnet.
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Fig. .4 zeigt ein Zahnrad 46 am Ende der Nadelwal zenwelle 4 2, das
durch ei n Zahnrad 47 auf @@'elle 48
von einer Kraftquelle aus in
einem solchen Verhältnis angetrieben wird, daß die Geschwindigkeit am Umfang der
Nadlelwalze gleich der Geschwindigkeit des gespannten Unterriemchens ist. Getriebe
49 ist ein Zusatzgetriebe am entgegengesetzten Ende der Welle 42. Notwendigkeit
und Zahl solcher Getriebe sind naturgemäß von der Länge, dem Gewicht usw. der Welle
42 abhängig.
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Die Konstruktion gemäß Fig. 5 stellt eine Abänderung der Erfindung
dar, wobei ein kurzes Unterriemdhen durch die Klemmung getrieben wird, die durch
die Enden der in horizontaler Richtung einstellbaren Tragwalze 6o' und die Kragen
5 i der Kontrollwalze 5o erzeugt wird. Der ausgesparte Teil der Bundwalze 6o' gestattet
ein nachgiebiges Führen der Faserstränge auf dem Unterriemchen 36' in etwa derselben
Weise wie bei Fig. 2.
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Bei Fig. 5 werden Unterriemchen und berührende Kragen mit gleicher
Oberflächengeschwindigkeit arbeiten, die naturgemäß kleiner ist als die der Vorderwalzen.
Deren Geschwindigkeit kann von derjenigen der gegebenenfalls vorhandenen Mittelwalzen
32 und 33 verschieden sein, da die Kontrollwalze gleichzeitig eine Walze ist, die
speist und die Fasern zurückhält. Entsprechend Fig. 2 und 3 ist die Konstruktion
eine solche, daß ein zerbrechlicher und leicht deformierbarer mittlerer Faserkontrollteil,
der, wie notwendig, für eine genaue Faserkontrolle geeignet ist, unabhängig von
seinen anderen Eigenschaften als Faserkontrollelement gebraucht wird. Nadelwalzen
sind als die vielseitigsten dieses Typs befunden worden, möglicherweise weil sie
die schärfste Kontrolle bewirken und mit dem Unterriemchen in einer Anzahl von im
vorstehenden beschriebenen Wegen zusammenarbeiten. Obwohl die Nadeln zerbrechlich
und leicht deformierbar sind, halten sie lange, was ein anderer Grund für ihre Bevorzugung
nach der Erfindung ist. Feste ebene oder starre Oberflächen sind nicht für die Zwecke
der Erfindung geeignet, auch wenn sie das Gleiten der Fasern gestatten. Mit ihnen
scheint die wichtige genaue Strähnen- oder Faserkontrolle nicht möglich zu sein.
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Maschinenarten, bei denen die Verbesserungen gemäß der Erfindung angewendet
werden können, sind Baumwolle- oder Kamrngarnvorspinnmaschinen, Fertigspinnmaschinen
oder jede Vorrichtung, bei der das Strecken von Faserbändern od. dgl. in Betracht
kommt.
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Vorzügliche Ergebnisse wurden mit herabdrückender Walze und Riemehen
oder Förderband 36 besonders bei einem Material erhalten, das bisher als sehr schwierig
zu verstrecken angesehen wurde. Ein solches Material besitzt Fasern von Längen zwischen
'/x Zoll oder weniger bis über 5 Zoll und wird üblicherweise beim Vermischen von
Baumwolle mit nicht zerschnittener Wolle erhalten. Woll- oder Moharrfasern von 9
Zoll sind nicht ungewöhnlich. Ein typisches Baumwollfasermuster zeigt Fasern von
3/8 bis i'/4 Zoll Länge oder etwas mehr oder weniger, während Wolle neben Fasern
von 8 Zoll oder mehr auch kürzere Fasern von einer Länge von Bruchteilen eines Zolls
aufweist. Die Verbesserungen gemäß der Erfindung sind in Verbindung mit einer einzigen
Streckstufe beschrieben worden. Ihre Anwendung in einer Vielzahl von Stufen in einer
Reihe von Streckzonen, wobei die Erfindung in einer oder mehreren Stufen angewendet
ist, liegt innerhalb des Bereichs der Erfindung. Ebenso liegen darin konstruktive
Abänderungen einschließlich Modifikationen in der Länge der Nadeln der Stachelwalze,
in dem Winkel der Nadeln an ihrem Befestigungspunkt, im Abrunden der Nadelspitzen,
z. B. durch Polieren, in Abänderung der Antriebseinrichtung, in der Verwendung eines
Bremszuges usw.
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Wie oben erwähnt, ist die Erfindung leicht anwendbar auf ungekämmte
Fasern oder kardiertes Gut. Dieses Gut liegt nicht so parallel wie gekämmtes und
ist im allgemeinen schwieriger zu kontrollieren. Das Unterriemcben wird solches
Gut gegen örtliche Ablenkungen infolge von Druckwirkung festhalten, wie solche durch,die
eindringenden Nadeln erzeugt wird, die den Hauptteil der Fasern umgreifen werden.
Es wird sich zeigen, ,daß die aus Walze und Riemchen bestehende Zusammenstellung
einen Druck auszuüben vermag sowohl vollständig um die Strähne herum wie auch in
ihr. Das verhältnismäßig glatte Unterriemchen tritt nicht in den Nadelbereich ein
und erlaubt daher eine gleichmäßige Kontrolle, wie sie durch mittels Getriebe bewegter
Träger nicht ereichbar ist.
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Das Verfahren und die Vorrichtung nach der beschriebenen und erläuterten
Erfindung schaffen eine zwangsläufige Kontrolle der Fasern im kritischen Streckbereich.
Die Kontrolle aller oder doch fast aller Fasern in diesem Bereich ist zwangsläufig
dadurch gesichert, daß alle oder doch die weitaus größte Menge der Fasern auf den
Weg der vorzugsweise winklig angeordneten Zähne des Kamms beschränkt ist. Die beschränkenden
Mittel beruhen auf der Biegsamkeit und Nachgiebigkeit des Förderbandes zusammen
mit der der Nadeln und sichern eine wirkungsvolle Arbeitsweise ohne Beschädigung
der arbeitenden Teile unter genauer Faserkontrolle. Die Biegsamkeit eines endlosen
Materialbandes, wie z. B. eines Förderbandes oder eines Gürtels von der Art einer
endlosen Kette, das durch eine gezähnte Walze herabgedrückt ist, ergibt eine verhältnismäßig
große Kämmzone und eine bisher unerreichte Faserkontrolle. Bei Verwendung einer
zwangsläufig angetriebenen Walze besteht ein anderer Vorteil darin, daß sie das
Unterriemchen nicht festklemmt und als Druckwalze wirken kann, die nicht durch Bewegung
der Fasern mit sich daraus ergebendem Fellen einer Faserkontrolle gedreht werden
kann.