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Verfahren und Vorrichtung zum Speisen einer Schlagmaschine Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Speisen einer Schlagmaschine; der
das Fasergut in Form von Flocken mittels eines Füllschachtes zugeführt wird.
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Es hat sich durch eingehende Untersuchungen gezeigt, daß die Faserflocken
sich durch die Zufälligkeit der Aneinanderlagerung bei der Zuführung zum Füllschacht
normalerweise so ungleichmäßig in diesem lagern, daß hierin bei der Weiterverarbeitung
eine wesentliche Quelle der festzustellenden Ungleichmäßigkeiten zu suchen ist.
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Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, zur Erzielung größerer
Gleichmäßigkeit einen Füllschacht an der Vorder- und Rückseite durch zwei nach unten
sich einander nähernde und endlose Lattentücher zu begrenzen. Bei dem Verfahren
gemäß der Erfindung wird dagegen die Füllhöhe im Füllschacht so hoch gehalten (insbesondere
höher als 5o cm), daß auf das Fasergut ein nach unten zunehmender hydraulikähnlicher
Druck erzeugt und auf das im Füllschacht befindliche Fasergut eine Schüttelwirkung
ausgeübt wird.
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Durch das Zusammenwirken dieser beiden Maßnahmen wird erreicht, daß
sich im Füllschacht keine Hohlräume bilden und, infolgedessen das Fasergut der Maschine
mit praktisch gleichbleibender Nummer zugeführt wird.
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Um die Schüttelwirkung zu erzielen, kann das Fasergut der Wirkung
von Schallwellen im Unter-und/oder Überhörbereich ausgesetzt werden. Vorzugsweise
aber wird die Rück- und/oder Vorderwand
des Füllschachtes und/oder
werden in diesem parallel oder quer zu jenen Wänden angeordnete Zwischenwände hin
und her bewegt. Hierdurch gelingt es, das ganze im Füllschacht befindliche Fasergut
von der obersten eben zugeführten Schicht bis zu den Abführwalzen einer reibungsvermindernden
Erschütterung auszusetzen und damit eine von oben nach unten stetig zunehmende »hydrostatische«
Verglei£hmäßigung des Fasergutes zu erzeugen. Insbesondere wird die von oben bis
unten durchgehende Schüttelwirkung dadurch gesichert, daß die Rückwand und/oder
Vorderwand des Füllschachtes und/oder in diesem parallel oder quer zu jenen Wänden
angeordnete Zwischenwände mit entsprechender Amplitude kolbenmembranartig hin und
her bewegt werden.
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Gegebenenfalls können dieSchachtwände schwingfähig ausgebildet und
zu Unter- und/oder Oberschwingungen größerer Amplitude bzw. Frequenz angeregt werden.
Rück- und Vorderwand können gleich oder gegenphasig oder um weniger als i8o° phasenverschoben
oder frequenzverschieden bewegt werden.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Füllschachtwand
oder Wände eine kreisende Bewegung ausführen, insbesondere derart, daß sie bei größerer
Entfernung voneinander aufwärts und bei geringerer Entfernung voneinander abwärts
geführt werden (z. B. zirkulare Schwingungsanregung).
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Weiterhin kann das Fasergut durch mindestens ein am unteren Ende des
Füllschachtes vorgesehenes Walzenpaar zu einer Schicht von gegenüber dem Füllschacht
geringerer Dicke verdichtet werden.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht aus einem Füllschacht, der so hoch (insbesondere höher als 50 cm,
z. B. i2o cm oder noch höher) ist, daß im Füllschacht eine nach unten zunehmende
hydraulikähnliche Vergleichmäßigungstendenz des Fasergutes vorhanden ist. Zweckmäßig
wird die Schüttelvorrichtung in bezug auf alle diese Arbeitsmerkmale einstellbar
ausgebildet, so daß je nach der Faserbeschaffenheit einmalig oder von Fall zu Fall
die bestmöglichen Einstellungen vorgenommen werden können. Die zu bewegenden Füllschachtwände
können membranartig durchgebogen oder als steife Membrane bewegt werden. In letzterem
Fall sind die Füllschachtwände zweckmäßig versteift und mindestens an einem Teil
ihrer Kanten durch biegsame Streifen, z. B. aus Leder oder Gummi, mit dem Füllschachtrahmen
verbunden. Die Anordnung kann auch in der Weise getroffen sein, daß die Füllschachtwände
nur oben und/oder unten angelenkt sind. Weiterhin können die Füllschacht-,vände
waagerecht und/oder senkrecht unterteilt sein und gegebenenfalls die Teilwände phasenverschoben
bewegt werden. Der Füllschacht kann ferner sich nach unten leicht erweitern oder
verengen und/oder die waagerechte Füllschachttiefe kann veränderbar sein. Insbesondere
ist die rückwärtige Füllschachtwand verstellbar angeordnet, um die Speisung (Vorlage)
des Fasergutes auf das erforderliche Maß einzustellen. Als besonders zweckmäßig
hat es sich erwiesen, die Füllschachtwände ganz oder teilweise aus durchsichtigem
Material, z. B. aus Kunststoffglas herzustellen. Die Schwingungen können entweder
den Wänden direkt 'in der Mitte derselben (also im Schwingungsbauch) mitgeteilt
werden oder gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung durch die Wandrahmen
bei schwingungsfähiger, also unsteifer Ausbildung der Wände, derart, daß diese an
Unter- und/oder Oberschwingungen größerer Amplitude oder Frequenz als diejenigen
der Schwingungserzeuger angeregt werden.
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Die Erschütterung der Füllschacht-wände kann auf verschiedene Weise
erfolgen. Zum Beispiel können an diesen oder an ihren Rahmen befestigte Elektromotoren
mit » Unwucht, sogenannte Außenrüttler, diese Erschütterung bewirken. Wahlweise
kann die Bewegung der Füllschachtwände durch am Rahmen gelagerte und auf die Wände
oder deren Rahmen wirkende Exzenter, Kurbelstangen oder Nocken erfolgen.
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Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Zuführung und
Umlenkung des Fasergutes zum Speiselattentuch der Schlagmaschine. Das Fasergut wird
durch mindestens ein am unteren Ende des Füllschachtes vorgesehenes Walzenpaar zu
einer Schicht von gegenüber dem Füllschacht geringerer Dicke verdichtet. Dieses
Walzenpaar ist in der Weise am unteren Ende des Füllschachtes angeordnet, daß die
Tangente an der Schnittstelle zwischen Füllschachtwandebene und Walzenmantel mindestens
waagerecht, vorzugsweise aber derart nach innen geneigt verläuft, daß tote Ecken
vermieden werden. Es kann nun entweder ein einziges Walzenpaar vorgesehen werden,
dessen Durchmesser so groß gewählt ist, daß die gewünschte Verdichtung erzielt wird,
oder aber es können mehrere eine stufenweise Verdichtung bewirkende Walzenpaare
vorgesehen sein, und zwar vorzugsweise ein Einführtingswalzenpaar, ein dicht Barunterliegendes
Verdichterwalzenpaar mit kleinerem Durchmesser und ein Umlenkwalzenpaar. Zweckmäßig
sind diese Walzenpaare, wenn sie in Mehrzahl vorhanden sind, in der Weise angeordnet,
daß sie außer der Verdichtung auch eine allmähliche möglichst stetige Umlenkung
des Fasergutes zum Lattentuch hin bewirken. Es kann ferner zweckmäßig sein, den
Abstand des Umlenkwalzenpaares vom Lattentuch einstellbar zu gestalten. Gemäß einem
weiteren Erfindungsmerkmal können die Walzen des oder der unteren Walzenpaare mit
Zähnen versehen sein und in der Weise sich drehen, daß die Zähne miteinander kämmen,
aber dabei noch einen Zwischenraum für das Fasergut frei lassen.
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Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, daß das Speiselattentuch
in Abständen Vorsprünge aufweist, weil dadurch das Fasergut besser mitgenommen wird.
Die Umfangsgeschwindigkeit der hinteren Umlenkwalze ist gegenüber derjenigen der
vorderen Umlenkwalz.e um einen Betrag
erhöht, welcher der größeren
Weglänge bei der Umlenkung der an dieser hinteren Umlenkwalze vorbeilaufenden Schichten
des Fasergutes entspricht.
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Die Erfindung bezweckt also, in Erkenntnis der bei bekannten Schlagmaschinen
auftretenden Quellen für Ungleichmäßigkeiten das Verfahren zum Speisen der Maschine
in der Weise durchzuführen, daß eine möglichst hohe Gleichmäßigkeit mit möglichst
wenig Aufwand erreicht wird. Insbesondere wird bezweckt, die Gleichmäßigkeit der
Wickelbildung so hoch zu steigern, daß mit einer einzigen Schlagmaschine die gleiche
oder eine noch höhere Gleichmäßigkeit erzielt wird, wie sie bisher nur durch die
bekannten Doppelschlagrnaschinen erzielt werden konnte. Auf diese Weise wird der
Aufwand wesentlich verringert und das Ergebnis verbessert.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich auch an Schlagmaschinen
ohne größere Umbauten nachträglich anbringen. Auf diese Weise kann mit den vorhandenen
Grundflächen im Schlagmaschinenraum die gleiche Leistung mit erhöhtem Gleichmäßigkeitsgrad
erzielt werden. Hierbei bedarf es für den Fachmann keiner näheren Erläuterung darüber,
daß die Vergleichmäßigung des Wickels sich in sämtlichen darauffolgenden Fabrikationsstufen
äußerst günstig auswirkt.
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Die Untersuchungen haben weiterhin ergeben, daß die gleichmäßige Wickelbildung
auch sehr stark dadurch günstig beeinflußt wird, daß die Weiterführung des Fasergutes
unterhalb des Füllschachtes durch diesen beidseitig begrenzende Umlenkwalzen erfolgt,
wobei oben eine an sich bekannte, die Füllhöhe möglichst gleichmäßig haltende Ausgleichwalze
angeordnet ist.
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Es wird noch bemerkt, daß die sonst übliche Umlenkung, bei welcher
das Fasergut aus dem Füllschacht auf das Speiselattentuch fällt, sich als unzureichend
erwiesen hat. Es erfolgt nämlich dabei eine »schubweise« Umlenkung, d. h., wenn
eine genügende Menge Fasergutes auf dem Speiselattentuch liegt, bricht diese um
und wird weggefördert. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird dagegen die am
unteren. Ende des Füllschachtes vorhandene sehr gleichmäßige Lagerung der Faserflocken
auf die vorsichtigste und schonendste Weise auf das Speiselattentuch übertragen.
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' Alles in allem wird somit angestrebt, die aus der Strömungstechnik
bekannten Gesichtspunke stetigen Flusses bei dem hier zu behandelnden Fasergut anzuwenden,
und zwar sinngemäß, d. h. unter Berücksichtigung des immerhin wesentlich andersartigen
Verhaltens der Fasermassen im Vergleich mit flüssigen oder gasförmigen Stoffen.
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Die Erfindung ist in- der Zeichnung beispielsweise und schematisch
veranschaulicht. Es zeigt Fig. i eine Gesamtanordnung einer Schlagmaschine, bei
welcher das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung findet, Fig. 2 ein Schnittbild
der Füllschachtanordnung in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 3 und
4 weitere Ausbildungsmöglichkeiten der Umlenkvorrichtung am unteren Ende des Füllsehachtes,
Fig. 5 eine besondere Ausbildung der Umlenkwalzen, und Fig. 6-eine Einzelheit.
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Fig. i zeigt die Gesamtanordnung einer Schlagmaschine mit zwei Kastenspeisern
I und II. Das Steiglattentuch 2 entnimmt durch seine Benadelung in bekannter Weise
dem Vorratsraum 3 kontinuierlich die ihm durch ein Lattentuch i zugeführten Fasern,
welche durch eine Rückstreifwalze 4 zum Teil wieder abgekämmt werden, derart, daß
eine möglichst gleichmäßige Füllung der Nadeln des Steiglattentuches 2 sichergestellt
wird. Das in den Nadeln enthaltene Fasergut wird nun über eine Abstreifwalze 5 dem
Füllschacht 6 zugeführt, und zwar wird in an sich bekannter Weise durch das Steiglattentuch
der Abstreifwalze 5 und dem Füllschacht 6 eine gewisse übermenge an Fasergut derart
zugeführt, daß dauernd von der Egalisier-. walze 7 ein gewisser überschuß an Fasergut
zurückgeführt.werden muß. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß auch bei gewissen
Schwankungen der Speisemenge die Füllung des Schachtes dauernd auf der Normalhöhe
h erhalten bleibt. Das Fasergut wird in dem z. B. i2oo mm hohen Füllschacht 6 durch
Außenrüttler 43 in eine Schüttelbewegung versetzt und durch die Walzen 8, 9 verdichtet
und dem Zuführlattentuch io zugeführt. Derartige Außenrüttler ermöglichen sowohl
eine vertikale wie eine zirkulare Schüttelschwingung mit einer jeweils einstellbaren
Fliehkraft und mit Frequenzen zwischen 5o und Zoo Schwingungen pro Sekunde. Die
Außenrüttler bestehen nämlich aus einem Motor mit einer rotierenden Unwucht. Infolge
des Fortfalls aller mechanischen Bewegungsübertragüngsmittel zwischen dem feststehenden
Rahmen des Füllschachtes und den schwingenden Füllschachtwänden sind solche Rüttler
für den erfindungsgemäßen Zweck besonders geeignet.
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Das Zuführlattentuch io fördert das verdichtete und gleichmäßig verteilte
Fasergut in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung der eigentlichen Schlagmaschine
zu, deren nähere Beschreibung sich in diesem Zusammenhange erübrigt, da es sich
um eine bekannte Maschine handelt.
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In Fig. 2 sind die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Teile verwendet
wie in Fig. i, so daß eine Beschreibung sich in bezug auf diese Teile erübrigt.
Die Schüttelvorrichtung besteht in diesem Fall aus einer rotierenden Walze 29 mit
daran befindlichen Schlagnocken 3o, durch welche die Rückwand 3 i des Füllschachtes
in eine Schwingung wie bei einer Membrane versetzt wird, wie die gestrichelt dargestellte
durchgebogene Lage der Rückwand 3 i erkennen läßt.
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Die Vorderwand 28 des Füllschachtes gemäß Fig. 2 kann. ebenfalls gerüttelt
werden. Wahlweise können beide Füllschachtwände statt durch Walzen 29 und Schlagnocken
3o durch einen Exzenterantrieb bewegt werden, wie in Fig. 2 mit Bezug auf die Vorderwand
28 des Füllschachtes veranschaulicht
ist. Eine als Schwungscheibe
ausgebildete Exzenterscheibe 4o bewegt eine Kurbelstange 4i, die an einem Auge 42
der Füllschachtwandung 28 angelenkt ist, so daß bei Drehung der Scheibe 4o die Füllschnchtwand
28 entsprechend hin und her bewegt wird. Es ist verständlich, daß die Scheibe 40
mit Bezug auf den feststehenden Rahmen des Füllschachtes fest gelagert und angetrieben
sein muß.
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Zur Anpassung an die jeweils erforderliche Speisemenge (Vorlage) ist
die Rückwand 3 i mittels Schlitzführungen 38 verstellbar.
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Die Umlenkwalzen 8 und g am unteren Ende des Füllschachtes sind in
der Weise angeordnet, daß die Tangenten an den Umlenkwalzen an der Stelle, wo diese
von den Füllschachtebenen geschnitten werden, mindestens waagerecht verlaufen. Auf
diese Weise können sich dort keine toten Winkel bilden, und die Fasermasse wird
gleichmäßig fließend nach unten auf das Speiselattentuch io eingeführt. Die außerordentlich
günstige Wirkung dieser zugleich als Verdichterwalzen arbeitenden Umlenkwalzen 8
und 9 beruht offenbar auf folgender Wirkung: Bei der Umlenkung von der senkrechten
in die waagerechte Bewegungsrichtung des Fasergutes, d. h. vom Füllschacht 6 zum
Speiselattentuch io, ergibt sich leicht eine Verungleichmäßigung, da an dieser Stelle
die oberen bzw. vorderen Schichten des Fasergutes auf einen wesentlich kleineren
Radius umgelenkt werden als die hinteren bzw. äußeren Schichten des Fasergutes,
wodurch sich leicht eine ungleichmäßige Auflage, Löcherbildung bzw. Faltenbildung
u. dgl. des Fasergutes auf dem Lattentuch io ergibt. Wird nun in der dargestellten
Weise das Fasergut von der Füllschachttiefe a, welche z. B. Zoo mm betragen möge,
auf eine Dicke b von z. B. 8o oder 6o oder gar 4o mm reduziert, welche dem ungefähren
Abstand der Verdichterwalzen 8, 9 unter Berücksichtigung der nach. Passieren der
Verdichterwalzen 8 und 9 zwangläufig auftretenden Ausdehnung des Fasergutes entspricht,
so ergibt sich eine wesentlich bessere Umlenkung, bei der schon infolge des geringeren
Unterschiedes der Krümmungsradien innen und außen ein Aufbrechen und eine Faltenbildung
weniger leicht entstehen kann, um so mehr als das Fasergut auch durch seine Verdichtung
bereits stärker miteinander verfilzt worden ist.
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Um einen noch stetigeren Übergang zu erzielen, als es bei einem einzigen
Verdichterwalzenpaar 8, 9 möglich ist, können gemäß Fig. 3 mehrere Walzenpaare angeordnet
werden, nämlich ein Vorverdichter- und Einführungswalzenpaar 32, 33, ein Verdichterwalzenpaar
34, 35 und ein Umlenkwalzenpaar 36, 37. Hierbei besitzt das Verdichterwalzenpaar
34, 35 zweckmäßig einen relativ kleinen Durchmesser, um möglichst dicht an den lichten
Durchgangsraum zwischen den beiden Walzen 32 und 33 einerseits bzw. 36 und 37 andererseits
herangebracht werden zu können, damit nicht eine zu starke Ausdehnung des Fasergutes
an diesen Stellen mit womöglich dabei auftretender Stauchung od. dgl. entsteht.
Auf diese Weise ergibt sich eine Anordnung, die als »Walzentrichter« bezeichnet
werden kann. Auch die Anordnung gemäß Fig.2 weist bereits einen derartigen Walzentrichter
auf, jedoch ist die Wirkung bei der Anordnung nach Fig.3 noch ausgeprägter.
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Es kann nun darüber hinaus zweckmäßig sein, die Umlenkung sehr allmählich
zu bewirken, um auch hierdurch eine strömungstechnisch bestmögliche und Ungleichmäßigkeiten
vermeidende Umlenkung zu erzielen. Zu diesem. Zwecke sind gemäß Fig.4 die Walzen
des Walzentrichters so angeordnet, daß die Walze 32 tiefer sitzt als die Walze 33,
ebenso die Walze 34 tiefer als 35 und 36 tiefer als 37, bei gleichzeitiger seitlicher
Versetzung gegenüber der jeweils oberen Walze, so daß eine ganz allmähliche Umlenkung
des Fasergutes bewirkt wird. Auch hierdurch wird dazu beigetragen, daß in schonender
Weise die im Füllschacht erhaltene Gleichmäßigkeit aufrechterhalten bleibt.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Möglichkeit, um eine gute und gleichmäßige
Mitnahme im Walzentrichter in der Weise zu erzielen, daß die Walzenzähne sich gegepseitig
ergänzen, d. h., daß einem Zahn auf der einen Seite eine Zahnlücke auf der anderen
Seite des Walzenpaares gegenübersteht und umgekehrt. Selbstverständlich dürfen diese
Zähne nicht wie bei einem Zahnrad tief ineinandergreifen, sondern sie bewirken lediglich
eine wellige Oberfläche des Fasergutes, so da,ß dieses gleichmäßig von dem Lattentuch
io mitgenommen wird. Es ist verständlich, daß die beiden Walzen 8 und 9 zu diesem
Zwecke derart im Gleichlauf miteinander sich drehen müssen, daß jeweils jeder Zahn
der einen Walze der Zahnlücke der anderen Walze gegenüberliegt und umgekehrt. Die
Fig. 5 läßt auch in regelmäßigen Abständen angeordnete Vorsprünge io' auf dem Speiselattentuch
io erkennen, welche ebenfalls zu einer Vergleichmäßigung des Fasergutes bei der
Förderung beitragen.
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In Fig. i ist ein schräg liegender Füllschacht gezeigt, während in
den übrigen Abbildungen senkrechte Füllschächte vorgesehen sind. Beide Ausführungsformen
haben ihre Vor- und Nachteile. Die schräge Schachtanordnung ermöglicht es, gegebenenfalls
mit einem Rüttler 43 nur an der Rückwand 3 1 auszukommen, da an der Vorderwand
28 infolge der fehlenden Schwerkraftkomponente des Fasergutes die Reibung desselben
auf der Wand 28 gering ist. Auch wird die Umlenrcung dadurch erleichtert, daß der
Winkel zwischen Füllschacht und Speiselattentuch größer als go° ist. Anderseits
hat es sich gezeigt, daß gerade bei schrägen Füllschächten das Füllgut die Neigung
hat, von Zeit zu Zeit in Form größerer Ballen von der vorderen Füllschachtwand abzufallen,
wodurch sich dann Falten bilden. Die Anordnung eines senkrechten Schachtes bietet
daher bessere Voraussetzungen für ein gleichmäßiges sich Setzen des Fasergutes,
insbesondere wenn gleichzeitig an der Vorder- und Rückwand des Füllschachtes gerüttelt
wird.
. Fig. 6 zeigt eine beispielsweise Möglichkeit der beweglichen
Anlenkung der Füllschachtwand 31 mittels biegsamer Streifen 44 aus Leder
oder Gummi zwischen der Füllschachtwand 31, welche durch Rippen 45 versteift ist,
und dem Füllschachtrahmen 46.