EP0393360B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faserbändern mit parallelisierter Faserlage aus Wirrfaserkollektiven - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faserbändern mit parallelisierter Faserlage aus Wirrfaserkollektiven Download PDF

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EP0393360B1
EP0393360B1 EP90105070A EP90105070A EP0393360B1 EP 0393360 B1 EP0393360 B1 EP 0393360B1 EP 90105070 A EP90105070 A EP 90105070A EP 90105070 A EP90105070 A EP 90105070A EP 0393360 B1 EP0393360 B1 EP 0393360B1
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EP
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fiber web
carding
drum
fiber
carding drum
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EP90105070A
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EP0393360A1 (de
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René Gloor
Michael Müller
Alfred Beeler
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Siegfried Peyer AG
Original Assignee
Siegfried Peyer AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G25/00—Lap-forming devices not integral with machines specified above
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/74—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being orientated, e.g. in parallel (anisotropic fleeces)

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 3.
  • Mechanized devices for producing such slivers are already known, for example from the special print G.Spiridonow in Melliand Textilberichte 59 (1978).
  • This known apparatus essentially consists of a simple roller drafting system, i.e. a pair of feed rollers and a pair of output rollers. It goes without saying that with this simple, hand-operated device, the production of fiber tapes with a parallelized fiber layer is time-consuming and not very reproducible. Manual operation requires a high level of skill and also causes the raw material to come into constant contact with the bare skin, so that contamination with sweat cannot be prevented.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the invention has for its object to provide a method for producing fiber tapes with parallelized fiber layer from random fiber collectives, which works fully automatically and without fiber damage.
  • the invention achieves the stated object with a method which has the features of claim 1 and a device which has the features of claim 3.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a device for carrying out the method according to the invention.
  • a preferred device for performing the method according to the invention is shown, which in its basic structure of a first and second, in both directions of rotation A and B optionally (with drive means not shown), cylindrical clothing drum 3.8 each with one on the cylinder jacket attached clothing 9 or 10, a feed device 1, 2, which allows the first clothing drum 3 to be loaded with the pre-portioned fiber material which is in a tangled position, a drafting system 7, which is attached between the first and second clothing drum 3, 8, a first transport strand 11 , which is the double-sided transport of the nonwoven fabric between the first clothing drum 3 and the drafting system 7, a second transport strand 12, which allows the non-woven material to be conveyed on both sides between the second clothing drum 8 and the drafting system 7, a separating device 4 which is arranged in an oscillating manner between the two clothing drums 3, 8 and a control device (not shown) for the There is interaction between the individual device elements.
  • Step A loading process
  • the pre-portioned fiber material in the tangled state reaches the first clothing drum 3 via a pair of feed rollers 1 and a dissolving roller 2 interacting therewith. as well as a pre-parallelization of the fiber material.
  • the fiber material thus pre-oriented is deposited in the form of a fleece in the clothing 9 on the cylinder jacket of the first clothing drum 3.
  • the first clothing drum 3 rotates in the direction of rotation A until the loading process is completed.
  • the device is then stopped for the next process.
  • the feed roller pair 1 and the opening roller 2 interacting therewith are preferably driven by a motor and electronically controlled, but can in principle also be done manually.
  • Step B separation of the nonwoven fabric
  • the self-contained fiber fleece now attached to the clothing 9 located on the drum surface, must now be separated in a straight line along the length of a jacket of the first clothing drum 3 to be drawn into the drafting system 7.
  • a separating comb 4 which is arranged in an oscillating manner between the two clothing drums 3, 8 pierces the nonwoven fabric and separates it by a movement predetermined by the separating curve 5.
  • the needles 18 of the separation comb 4 pierce the nonwoven fabric and lift it off the clothing drum 3.
  • the fleece between the retention point 6 and the needles 18 is interrupted.
  • the separation curve 5 and the lever mechanism of the separation comb 4 which in the preferred embodiment is a parallelogram joint, now pivot the separation comb 4 in such a way that the head end of the nonwoven fabric 16, 17 slides out of the needles 18.
  • the trailing end of the fleece is pressed against the first clothing drum 3 by a hold-down device 6.
  • Step C and D (pulling the nonwoven into the drafting system)
  • the head end of the fleece which now protrudes from the circumference of the first clothing drum 3 by the separation process, is turned by rotating the drum in the direction of rotation A by the amount of the angle of rotation w (the exact amount of this angle depends on the geometric relationships of the respective device and can be determined empirically in a simple manner) brought the drafting system inlet position 13.
  • the direction of rotation of the first clothing drum 3 is changed from A to B, the ticks of the clothing 9 coming into the removal position and the head end of the fleece detaching from the drum circumference being carried along by the transport strand 11 and being introduced into the drafting system.
  • the nonwoven fabric now runs through the symmetrical 4-apron drafting system 7, with a positive delay between the clamping points K1 and K2.
  • the amounts of distortion that is to say the differences in the peripheral speeds between the straps 14 of the right-hand device part I and the straps 15 of the left-hand device part II, can be freely selected and are preferably twice as much per run or run.
  • Step E doubling of the nonwoven fabric
  • the fleece detached according to step C is extended (e.g. doubled) by the factor x (stretching factor) in the drafting unit 7.
  • the nonwoven thus elongated is wound several times onto the second clothing drum 8 rotating in the direction of rotation B, in other words doubled.
  • the hooks of the set 10 are in the receiving position.
  • the fleece is separated and unwound analogously to steps B and C and again drawn and drawn into the drafting unit 7 with the new head end analogously to step E.
  • the process thus runs in a completely analogous manner from machine side II to machine side I.
  • the fiber material is then subjected to as many stretching-doubling-stretching cycles until a degree of parallelization that is sufficient for the intended use is reached.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
  • Für die qualitative und quantitative Prüfung von textilen Fasern existieren zahlreiche Verfahren und Apparaturen. Bei vielen Prüfverfahren kann das ungeordnete Fasermaterial, z.B. Baumwolle in Flockenform, nicht sofort gemessen werden, sondern ist zunächst in Faserbänder mit parallelisierter Faserlage aufzubereiten. Solche vorparallelisierte Faserbänder dienen somit als Vorlage für alle Prüfgeräte die als Prüfgut Fasern mit parallelisierter Faserlage benötigen.
    Das sind zum Beispiel:
    • Faserrichter zur Endenordnung von Faserbärten.
    • Bürststationen für Faserbärte ohne Endenordnung.
    • Zugprüfgeräte zur Bestimmung der Bündelreissfestigkeit und Dehnung.
    • Optische Scanner, wie Bilddatenanalysegeräte.
    • Faserreifeprüfgeräte.
    • Faserfeinheitsprüfgeräte.
    • Faserklassiergeräte etc.
  • Es sind bereits mechanisierte Geräte zur Herstellung solcher Faserbänder bekannt, beispielsweise aus dem Sonderdruck G.Spiridonow in Melliand Textilberichte 59 (1978). Dieser bekannte Apparat besteht im wesentlichen aus einem einfachen Walzenstreckwerk, d.h. einem Speisewalzenpaar und einem Ausgangswalzenpaar. Es versteht sich von selbst, dass mit dieser einfachen von Hand betriebenen Vorrichtung die Herstellung von Faserbändern mit parallelisierter Faserlage zeitraubend und wenig reproduzierbar ist. Der Handbetrieb erfordert ein hohes Geschick und bewirkt zudem eine ständige Berührung des Rohstoffes mit der blossen Haut, so dass eine Kontamination mit Schweiss nicht verhindert werden kann.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Faserbändern mit parallelisierter Faserlage aus Wirrfaserkollektiven zu schaffen, welches vollautomatisch und ohne Faserbeschädigung arbeitet.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einem Verfahren, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, sowie einer Vorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 3 aufweist.
  • Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass dank des erfindungsgemässen Verfahrens Faserbänder mit parallelisierter Faserlage vollautomatisch hergestellt werden können, welche in ihrer Zusammensetzung (Anteile an Fasern verschiedener Länge) weitgehend dem repräsentativen Fasergut der Grundgesamtheit entsprechen.
  • Insbesondere gestattet das erfindungsgemässe Verfahren die Automatisierung der folgenden Funktionen:
    • Kontinuierliche Verstreckung und Doublierung durch automatische Richtungsänderung;
    • Beschickung;
    • Vliesauftrennung;
    • Einzug in das Streckwerk; und
    • Bandauslauf.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches zugleich das Funktionsprinzip erläutert, ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Fig. 1 stellt einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dar.
  • In der Figur ist eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt, welche in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer ersten und zweiten, in beiden Drehrichtungen A und B wahlweise (mit nicht dargestellten Antriebsmitteln) antreibbare, zylindrische Garniturtrommel 3,8 mit je einer am Zylindermantel angebrachten Garnitur 9, bzw. 10, einer Zuführvorrichtung 1,2, welche die Beschickung der ersten Garniturtrommel 3 mit dem sich in Wirrlage befindlichen, vorportionierten Fasermaterial gestattet, einem zwischen der ersten und zweiten Garniturtrommel 3,8 angebrachten Streckwerk 7, einem ersten Transporttrum 11, welches die beidseitige Beförderung des Faservlieses zwischen der ersten Garniturtrommel 3 und dem Streckwerk 7 gestattet, einem zweiten Transporttrum 12, welches die beidseitige Beförderung des Faservlieses zwischen der zweiten Garniturtrommel 8 und dem Streckwerk 7 gestattet, einer zwischen den beiden Garniturtrommeln 3,8 oszillierbar angeordneten Trennvorrichtung 4 und einer (nicht dargestellten) Steuerungsvorrichtung für das Zusammenwirken der einzelnen Vorrichtungselemente besteht.
  • Im folgenden werden die einzelnen Schritte des erfindungsgemässen Verfahrens anhand dieser bevorzugten Vorrichtung erläutert.
    • Schritt A (Beschickungsvorgang):
  • Das sich in Wirrlage befindliche, vorportionierte Fasermaterial z.B. Baumwolle in Flockenform, gelangt über ein Speisewalzenpaar 1 und einer damit zusammenwirkenden Auflösewalze 2 auf die erste Garniturtrommel 3. Durch Vorverzug zwischen dem Speisewalzenpaar 1 und der mit einer Garnitur versehenen Auflösewalze 2 entsteht hier sowohl eine Öffnung, als auch eine Vorparallelisierung des Fasermateriales.
    Das so vororientierte Fasermaterial lagert sich in Vliesform in der Garnitur 9 am Zylindermantel der ersten Garniturtrommel 3 an. Bei diesem Vorgang dreht sich die erste Garniturtrommel 3 in Drehrichtung A bis der Beschickungsvorgang abgeschlossen ist. Danach wird die Vorrichtung für den nächsten Vorgang gestoppt.
    Der Antrieb des Speisewalzenpaars 1 und der damit zusammenwirkenden Auflösewalze 2 erfolgt vorzugsweise motorisch und elektronisch gesteuert, kann jedoch grundsätzlich auch manuell erfolgen.
    • Schritt B (Auftrennen des Faservlieses)
  • Das nun an der, auf der Trommeloberfläche befindlichen, Garnitur 9 angelagerte, in sich geschlossene Faservlies muss nun für den Einzug in das Streckwerk 7 längs einer Mantelerzeugenden der ersten Garniturtrommel 3 geradlinig aufgetrennt werden. Dazu durchsticht ein zwischen den beiden Garniturtrommeln 3,8 oszillierbar angeordneter Trennkamm 4 das Faservlies und trennt dieses durch eine von der Trennkurve 5 vorgegebene Bewegung auf. Die Nadeln 18 des Trennkamms 4 durchstechen das Faservlies und heben es von der Garniturtrommel 3 ab. Dabei wird das Vlies zwischen der Rückhaltestelle 6 und den Nadeln 18 unterbrochen. Die Trennkurve 5 und das Hebelwerk des Trennkamms 4, das in der bevorzugten Ausführungsform ein Parallelogramm-Gelenk ist, schwenken nun den Trennkamm 4 in solcher Weise, dass das Kopfende des Faservlieses 16,17 aus den Nadeln 18 gleitet.
    Während des Trennvorganges wird das Schleppende des Vlieses durch einen Niederhalter 6 an die erste Garniturtrommel 3 gepresst.
    • Schritt C und D (Einzug des Faservlieses in das Streckwerk)
  • Das nun durch den Trennvorgang vom Umfang der ersten Garniturtrommel 3 abstehende Kopfende des Vlieses wird durch Trommeldrehung in Drehrichtung A um den Drehwinkelbetrag w (der genaue Betrag dieses Winkels hängt von den geometrischen Verhältnissen der jeweiligen Vorrichtung ab und kann auf einfache Weise empirisch bestimmt werden) in die Streckwerkeinlauf-Position 13 gebracht.
  • Nun wird die Drehrichtung der ersten Garniturtrommel 3 von A nach B geändert, wobei die Häkchen der Garnitur 9 in Abnahmestellung kommen und das Kopfende des sich vom Trommelumfang ablösenden Vlieses vom Transporttrum 11 mitgenommen und in das Streckwerk eingeführt wird.
    Das Faservlies durchläuft nun das symmetrische 4-Riemchenstreckwerk 7, wobei zwischen den Klemmpunkten K1 und K2 ein positiver Verzug erfolgt. Die Verzugsgrössen, also die Differenzen der Umfangsgeschwindigkeiten zwischen den Riemchen 14 des rechten Vorrichtungsteils I und den Riemchen 15 des linken Vorrichtungsteils II sind frei wählbar und betragen vorzugsweise das 2-fache pro Hin-, bzw. Herlauf.
    • Schritt E (Doublierung des Faservlieses)
  • Das gemäss Schritt C abgelöste Vlies, dessen Länge durch den Trommelumfang der ersten Garniturtrommel 3 bestimmt ist, wird im Streckwerk 7, um den Faktor x (Verstreckungsfaktor) verlängert (z.B. verdoppelt). Das so verlängerte Vlies wird nun je nach Verlängerungsgrad mehrfach auf die zweite, in Drehrichtung B rotierende Garniturtrommel 8 aufgewunden, mit anderen Worten doubliert. Die Garniturhäkchen der Garnitur 10 stehen dabei in Aufnahmestellung.
    • Schritte F-H (Wiederholung des Vorganges jedoch spiegelverkehrt)
  • Nachdem nun die gesamte sich in der Vorrichtung befindliche Fasermenge auf die zweite Garniturtrommel 8 aufgelaufen ist, wird diese stillgesetzt, das Vlies analog zu Schritt B und C aufgetrennt und abgewickelt und erneut mit dem neuen Kopfende analog Schritt E in das Streckwerk 7 eingezogen und verstreckt. Der Vorgang läuft somit in völlig analoger Weise von der Maschinenseite II nach der Maschinenseite I ab. Das Fasermaterial wird nun sovielen Verstreck-Doublier-Verstreckzyklen unterworfen bis ein für die bestimmungsgemässe Verwendung ausreichender Parallelisationsgrad erreicht ist.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung von Faserbändern mit parallelisierter Faserlage aus Wirrfaserkollektiven, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    A) Aufwickeln eines sich in Wirrlage befindlichen, vorportionierten Fasermaterials auf eine erste Garniturtrommel (3);
    B) Auftrennung des auf der ersten Garniturtrommel (3) aufgewickelten, vororientierten, ringförmigen Faservlieses an einer definierten Stelle;
    C) Abwicklung des aufgetrennten Faservlieses von der ersten Garniturtrommel (3) mit dem einen freien Ende des Faservlieses;
    D) Verstreckung des Faservlieses um den Faktor x;
    E) Aufwicklung des verstreckten Faservlieses auf eine zweite Garniturtrommel (8); und
    F) Auftrennung des auf der zweiten Garniturtrommel (8) aufgewickelten, doublierten Faservlieses an einer definierten Stelle;
    G) Abwicklung des aufgetrennten Faservlieses von der zweiten Garniturtrommel (8) mit dem einen freien Ende des Faservlieses;
    H) Verstreckung des Faservlieses um den Faktor x;
    I) Aufwicklung des verstreckten Faservlieses auf die erste Garniturtrommel (3);
    J) Wiederholung der Verfahrensschritte B) bis I); und
    K) Abbruch des Wiederholungszyklus nach Schritt G.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Trennvorganges gemäss Schritt B) das Schleppende des Faservlieses an die erste Garniturtrommel (3) gepresst wird.
  3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine erste und zweite, in beiden Drehrichtungen (A,B) wahlweise antreibbare, zylindrische Garniturtrommel (3,8) mit je einer am Zylindermantel angebrachten Garnitur (9,10), einer Zuführvorrichtung (1,2), welche die Beschickung der ersten Garniturtrommel (3) mit dem sich in Wirrlage befindlichen, vorportionierten Fasermaterial gestattet, einem zwischen der ersten und zweiten Garniturtrommel (3,8) angebrachten Streckwerk (7), einem ersten Transporttrum (11), welches die beidseitige Beförderung des Faservlieses zwischen der ersten Garniturtrommel (3) und dem Streckwerk (7) gestattet, einem zweiten Transporttrum (12), welches die beidseitige Beförderung des Faservlieses zwischen der zweiten Garniturtrommel (8) und dem Streckwerk (7) gestattet, einer zwischen den beiden Garniturtrommeln (3,8) oszillierbar angeordneten Trennvorrichtung (4) und einer Steuerungsvorrichtung für das Zusammenwirken der einzelnen Vorrichtungselemente.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (4), vorzugsweise in Form eines Trennkammes längs einer Trennkurve (5) beweglich angeordnet ist, welche das Auftrennung des auf den Garniturtrommeln (3,8) aufgewickelten Faservlieses an einer definierten Stelle und die Abwicklung des aufgetrennten Faservlieses von den Garniturtrommeln (3,8) mit dem einen freien Ende des Faservlieses längs einer Mantelerzeugenden der Garniturtrommeln (3,8) bewirkt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Trennvorrichtung (4) ein Niederhalter (6) vorgesehen ist um das Schleppende des Faservlieses während des Trennvorganges an die Garniturtrommel 3, bzw. 8 pressen zu können.
EP90105070A 1989-04-18 1990-03-17 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faserbändern mit parallelisierter Faserlage aus Wirrfaserkollektiven Expired - Lifetime EP0393360B1 (de)

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