EP1013592A1 - Vorrichtung zum ablegen eines faserbandes - Google Patents
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- EP1013592A1 EP1013592A1 EP99890391A EP99890391A EP1013592A1 EP 1013592 A1 EP1013592 A1 EP 1013592A1 EP 99890391 A EP99890391 A EP 99890391A EP 99890391 A EP99890391 A EP 99890391A EP 1013592 A1 EP1013592 A1 EP 1013592A1
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Abstract
Die Vorrichtung ist an eine Spinnereimaschine, beispielsweise eine Karde, angebaut, welche ein Faserband (1) produziert. Dieses Faserband (1) wird in der Form einer Doppel-Helix (6) in eine stillstehende Kanne (7) abgelegt. Dazu ist in der Vorrichtung eine rotierende Lagerplatte (8) und ein in dieser exzentrisch gelagerter Drehteller (5) mit einer Bandführung (2) angeordnet. Eine Getriebeanordnung zum Antrieb der rotierenden Elemente umfaßt zwei Riemenantriebe (35, 36), welche über Doppelriemenräder (10) zusammenwirken. Dabei sind die Doppelriemenräder (10) an der Lagerplatte (8) gelagert und rotieren mit dieser. Diese Getriebeanordnung ermöglicht hohe Ablegegeschwindigkeiten des Bandes (1) bei gleichzeitig geringer Störungsanfälligkeit und niedrigem Lärmpegel. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablegen eines Faserbandes
in der Form einer Doppel-Helix in eine stillstehende Kanne oder
dergleichen, mit einer in einem Gehäuseteil eines Maschinenrahmens
gelagerten und um eine Zentralachse rotierenden Lagerplatte, einem
in dieser Lagerplatte exzentrisch gelagerten, zusätzlich um eine
Eigenachse rotierenden Drehteller mit einer Bandzuführung, einem
zentralen Hauptantrieb am Maschinenrahmen und einer Getriebeanordnung
zwischen dem Hauptantrieb und den rotierenden Elementen wie
Lagerplatte und Drehteller.
In Spinnereien oder Fabrikationsanlagen zur Herstellung von Garn
werden in verschiedenen Stufen des Herstellungsprozesses Kannen
eingesetzt, um Faserband zu lagern und zu transportieren. Dabei muß
das Faserband, welches aus einer Spinnereimaschine, beispielsweise
einer Karde austritt in geordneten Windungen in eine Kanne abgelegt
werden, um die störungsfreie Weiterverarbeitung in der Folgemaschine
zu ermöglichen. Das Ablegen, bzw. Stapeln des Faserbandes in Kannen
erfolgt mit Hilfe von an sich bekannten Drehtellern normalerweise in
der Form einer Doppel-Helix. Dieses Verfahren und die entsprechenden
Einrichtungen sind seit langem bekannt, z.B. aus dem Handbuch "Technologie
der Textilfasern", Seite 75 von Dr. R.O. Herzog, publiziert
1927. Gemäß Seiten 74 und 75 dieses Handbuches läuft das von der
Maschine gelieferte Faserband durch einen rotierenden Drehteller.
Unterhalb dieses Tellers ist die Kanne angeordnet, welche ihrerseits
um ihre Zentralachse rotiert wird. Die Achse des Drehtellers ist
exzentrisch zur Achse der Kanne angeordnet, wodurch beim Ablegen des
Bandes in der Kanne das Band in der Form einer Doppel-Helix abgelegt
und gestapelt wird. Der Drehteller rotiert dabei etwa fünfzig Mal
schneller als die Kanne. Dieses Verfahren und die entsprechenden
Einrichtungen finden heute noch Anwendung, weisen jedoch verschiedene
Nachteile auf. Die rotierende Kanne erzeugt im Faserband einen
Drall. Dieser Drall beträgt beispielsweise eine Umdrehung auf 60
Meter Bandlänge, und er ist nicht gleichmäßig. Das Faserband tritt
mit diesem Drall und einer Geschwindigkeit von bis zu 100 Meter pro
Minute in die nachfolgende Verarbeitungsmaschine, z.B. eine Strecke,
ein, wobei diese Unregelmäßigkeit zu einer erhöhten Zahl von Luntenbrüchen
(Bandbrüchen) führt. Um die Drehbewegung der Kanne zu erzeugen,
muß diese auf einem Drehteller angeordnet werden, welcher eine
Höhe von ca. 80 mm hat. Die Kannen mit einem Gewicht bis ca. 50 kg
müssen auf diese Höhe angehoben werden, um sie auf dem Drehteller zu
plazieren. Dies erfordert Kraft und Energie. Auch die Entnahme von
vollen Kannen aus der Maschine erfordert entsprechende Aufwendungen
und Maßnahmen. Die rotierenden Kannen müssen auf dem Drehteller
genau auf die Rotationsachse ausgerichtet sein, da sie sonst mit
anderen Maschinenteilen zusammenstoßen können. Die Folgen sind
Beschädigungen der Kannen oder Unterbrechungen des Fabrikationsprozesses.
Bei automatischen Fabrikations-, bzw. Spinnereianlagen
ohne Bedienungspersonal sind spezielle, aufwendige Faserbandtrenneinrichtungen
notwendig. Wenn diese nicht einwandfrei funktionieren,
kann das Band von einer, im Prozeß folgenden Kanne erfaßt und um
deren Außenseite gewickelt werden. Diese Fehlfunktion erfordert dann
einen Eingriff einer Wartungsperson.
Aus US-A 4 324 021 ist eine Einrichtung zum Ablegen eines Faserbandes
in eine Spinnkanne bekannt, bei welcher die Kanne während des
Ablegens des Faserbandes still steht. Die Ablagevorrichtung ist
dabei als sogenannter "planetary coiler" ausgebildet, wobei eine
Lagerplatte langsam, d.h. mit 1 bis 3 Umdrehungen pro Minute um ihre
Zentralachse rotiert und in dieser Lagerplatte ein Drehteller exzentrisch
gelagert ist, welcher seinerseits zusätzlich und schneller
als die Lagerplatte um seine Achse rotiert. Der Drehteller rotiert
dabei ca. 50 mal schneller als die Lagerplatte. Der Antrieb der
Vorrichtung enthält dabei als wesentliches Element ein sogenanntes
Planetengetriebe, wobei verschiedene Zahntriebe ineinandergreifen.
Einerseits bedürfen diese Zahnräder der Schmierung und anderseits
müssen sie vor der Verschmutzung durch Staub und feine Fasern geschützt
werden. Dies erfordert einen erheblichen Konstruktionsaufwand,
um einerseits das Faserband vor Verschmutzung durch Fett
und Öl zu schützen und anderseits das Planetengetriebe praktisch
staubdicht auszubilden. Andernfalls entsteht ein sehr hoher Wartungsaufwand
oder es treten häufig Störungen auf. Ein weiteres
Problem besteht darin, daß einzelne Elemente des Planetengetriebes
mit sehr hohen Drehzahlen rotieren, z.B. bis zu 1000 Umdrehungen pro
Minute. Bei diesen hohen Drehzahlen verursachen die Zahnradgetriebe
einen erheblichen Verschleiß und Lärm, was unerwünscht ist.
Um die Probleme der Zahnradgetriebe zu vermeiden, ist es auch bekannt,
Riemenantriebe einzusetzen, beispielsweise wie in GB 1 528
688 vorgeschlagen. Die mechanische Anordnung der einzelnen rotierenden
Elemente entspricht dabei der bekannten Lösung des "planetary
coilers", wobei anstelle der Zahnradantriebe, Zahnriemenantriebe
eingesetzt werden. Der Antrieb des als Planetenrad ausgebildeten
Drehtellers erfolgt über einen Doppelzahnriemen, welcher sowohl an
der Innen- wie auch an der Außenseite mit Zähnen versehen ist. Die
Verschmutzungsgefahr an den Zähnen der Verzahnung, wie auch am
Zahnriemen bleibt weiterhin bestehen und auch diese Ausgestaltung
weist eine erhöhte Störungsanfälligkeit auf. Es ist auch weiterhin
ein Zahnradring mit einer Innen- und einer Außenverzahnung notwendig.
Mit der beschriebenen Anordnung lassen sich zwischen der Lagerplatte
und dem Drehteller nur beschränkte Drehzahlunterschiede
erreichen, so daß die heute geforderten Drehzahlunterschiede von bis
zu 1:50 oder mehr nicht möglich sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum
Ablegen eines Faserbandes in der Form einer Doppel-Helix in eine
stillstehende Kanne zu schaffen, bei welcher ohne Verwendung eines
Planetengetriebes große Drehzahlverhältnisse zwischen Lagerplatte
und Drehteller bis zu 1:50 und mehr, sowie hohe Drehzahlen des
Drehtellers, welche Ablegegeschwindigkeiten des Faserbandes bis 200
Meter pro Minute und mehr ermöglichen, möglich sind, die wesentlichen
Elemente des Hauptgetriebes durch lärmarme Riementriebe gebildet
sein können und die Lageranordnungen für die Getriebeelemente
und die Getriebeelemente selbst mit durchschnittlichen Maßtoleranzen
eingebaut werden können, sowie die gesamten Getriebe- und Antriebsanordnungen
gegen Staub und Faserteile wenig empfindlich sind.
Gleichzeitig soll die Vorrichtung bei höheren Ablege- bzw. Liefergeschwindigkeiten
des Faserbandes etwa den gleichen oder einen
geringeren Wartungsaufwand als die Vorrichtungen mit Zahnradgetrieben
aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Merkmalen der abhängigen Patenansprüche.
Durch die Verwendung eines ersten Riemenantriebes, welcher gegenüber
dem Maschinenrahmen stationär ist und eines zweiten, nachgeschalteten
bzw. in Serie angeordneten Riemenantriebes, welcher gegenüber
dem Maschinenrahmen rotiert, ergibt sich der Vorteil, daß keine
schnellaufenden Zahnradgetriebe erforderlich sind. Die Verbindung
der beiden Riementriebe über Doppelriemenräder, welche an der langsam
rotierenden Lagerplatte gelagert sind, ermöglicht die Ausgestaltung
einer Getriebeanordnung, welche keine Schmierung benötigt und
gegen Staub und Faserteile weitgehendst tolerant ist. Der in der
Lagerplatte exzentrisch gelagerte Drehteller mit der Bandzuführung
kann ohne Zwischenschaltung eines Planetengetriebes vom zweiten
Riementrieb angetrieben werden, wodurch hohe Rotationsgeschwindigkeiten
und ein geräuscharmer Lauf erreicht werden können. Drehzahlen
des Drehtellers von 50 bis 200 Umdrehungen pro Minute und Bandablegegeschwindigkeiten
von 70 bis 200 Meter pro Minute sind ohne
weiteres möglich, wobei auch höhere Drehzahlen und Geschwindigkeiten
möglich sind. Dabei werden Verhältnisse der Drehzahlen zwischen der
langsam drehenden Lagerplatte und dem schnell drehenden Drehteller
von ca. 1:50 eingestellt. Trotz dieser hohen Geschwindigkeiten und
Drehzahlverhältnisse ist die ganze Getriebeanordnung äußerst geräuscharm,
da alle schnellaufenden Elemente von den Riementrieben
angetrieben werden und die Lagerung des schnellaufenden Drehtellers
in der Lagerplatte ebenfalls in an sich bekannter Weise geräuscharm
ausgebildet werden kann. Der Wartungsaufwand ist gering, da die
eingesetzten Getriebeelemente eine geringe Störungsanfälligkeit
aufweisen. Es sind auch größere Maßtoleranzen zulässig, wodurch
Staub und Faserteile ebenfalls weniger oft zu Störungen führen. Die
Anordnung von zusätzlichen Einfachriemenrädern auf der Lagerplatte,
welche als Führungsräder für den ersten Riemenantrieb ausgebildet
sind, führt zu einer vorteilhaften Anordnung, welche eine Optimierung
der Riemenlängen bzw. der Riemenspannungen ermöglicht. Eine
besonders vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn auf der Lagerplatte
drei Doppelriemenräder und vier zusätzliche Einfachriemenräder
gelagert sind, wobei der Riemen des zweiten Riemenantriebes nur in
die Doppelriemenräder eingreift und gleichzeitig mit einer Mantel-,
bzw. Umfangsfläche des Drehtellers zusammenwirkt. Bei dieser Anordnung
weist der Riemen des zweiten Riemenantriebes immer eine
genügende Spannung auf, und auch der Riemen des ersten Riemenantriebes
weist nur geringe Veränderungen der Zugspannung auf. Die auftretenden
geringen Änderungen der Zugspannung in den Riemen der
Riemenantriebe können in einfacher, an sich bekannter Weise durch
ein Spannrad ausgeglichen werden. Eine höhere Anzahl von Riemenrädern
kann den Gleichlauf noch verbessern, führt jedoch im Verhältnis
zum zusätzlichen konstruktiven und mechanischen Aufwand nur noch zu
relativ geringen Veränderungen.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung des ersten Riemenantriebes,
welcher mit Bezug zum Maschinenrahmen stationär gelagert
ist, führt auch zu einer einfachen Lösung für den Antrieb der langsam
rotierenden Lagerplatte. Dazu wird der Riemen des ersten Riemenantriebes
über ein zusätzliches Antriebsrad eines Hilfsgetriebes
geführt und treibt über dieses Hilfsgetriebe ein Abtriebsrad an,
welches mit der Lagerplatte zusammenwirkt und diese antreibt. Zwischen
dem Abtriebsrad des Hilfsgetriebes und der langsam drehenden
Lagerplatte kann bei der erfindungsgemäßen Ausführung ein Zahnradgetriebe
ausgebildet sein, da hier nur relativ geringe Umfangsgeschwindigkeiten
auftreten und auch keine Präzisionsverzahnung
notwendig ist. Die Reduktion der Riemengeschwindigkeit des ersten
Riemenantriebes auf die Umfangsgeschwindigkeit der Lagerplatte
erfolgt dabei in vorteilhafter Weise über ein Hilfsgetriebe, welches
aus der Kombination eines Kurbelgetriebes und einer Freilaufeinrichtung
gebildet ist. Das Kurbelgetriebe wird dabei vom Antriebsrad
angetrieben, in welches der Riemen des ersten Riementriebes eingreift.
Mindestens eine Kurbelstange dieses Kurbelgetriebes betätigt
eine Freilaufeinrichtung, welche auf der Welle des Abtriebsrades des
Hilfsgetriebes sitzt und mit diesem Abtriebsrad verbunden ist. Auf
diese Weise läßt sich eine große Drehzahlreduktion erreichen, ohne
daß ein teures und störungsanfälliges Getriebe, z.B. ein Schneckengetriebe
oder Differentialgetriebe, notwendig wäre. Da zudem der
Hilfsantrieb direkt durch den Riemen des ersten Riemenantriebes
angetrieben wird, bleibt die gewünschte Abhängigkeit bzw. das Verhältnis
der Drehzahlen zwischen der Lagerplatte und dem Drehteller
immer erhalten. Die gewünschte Gleichförmigkeit der Drehbewegung der
Lagerplatte läßt sich durch die Verwendung einer Kurbelwelle mit
mehreren versetzt angeordneten Kurbeln und einer entsprechenden
Anzahl Kurbelstangen erreichen. Die Verwendung einer Kurbelwelle mit
zwei Kurbeln und von zwei Kurbelstangen, welche je mit einem Freilaufrad
zusammenwirken, führt zu einer optimalen Lösung, welche
einen gewünschten Gleichlauf bei möglichst geringem konstruktiven
Aufwand zuläßt. Das erfindungsgemäße Hilfsgetriebe ist ebenfalls
störungsunanfällig gegen Staub und Faserpartikel. Die Lagerungen
können so ausgebildet werden, daß eine hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit
gewährleistet ist. Durch die Veränderung der Hublänge
des Kurbeltriebes und des Abstandes des Angriffspunktes der
Kurbelstange am Freilaufrad zur Drehachse läßt sich das Untersetzungsverhältnis
am Hilfsgetriebe in einfacher Weise an unterschiedliche
Bedürfnisse anpassen.
Um die gewünschte Ablage des Faserbandes in einer Kanne in der
gewünschten Form einer Doppel-Helix zu erreichen, müssen die Durchlaufgeschwindigkeit
des Faserbandes durch die Bandzuführung und die
Drehzahlen der Lagerplatte und des Drehtellers in der gewünschten
Weise aufeinander abgestimmt sein. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird dies in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß der
Drehteller mit einer Kontaktplatte ausgestattet ist und an dieser
Kontaktplatte ein Reibrad mit einer Antriebswelle anliegt. Diese
Antriebswelle treibt ein Paar von Kalanderwalzen an, welche das
Faserband fördern und in der gewünschten Liefergeschwindigkeit
ablegen. Die Auswahl von runden Querschnitten für den oder die
Riemen des ersten und/oder zweiten Riemenantriebes bringt den Vorteil,
daß sowohl die Riemen wie auch die Riemenräder gegen Staub und
Faserteile weniger empfindlich sind und derartige Riemen als Ersatzteile
leicht erhältlich sind. Zudem lassen sich Riemen mit
rundem Querschnitt in unterschiedliche Richtungen ablenken und um
Rollen führen. Dies im Gegensatz zum Beispiel zu Riemen mit flachem
Querschnitt oder zu Riemen, welche mit Zähnen ausgestattet sind. Der
Riemen des ersten Riementriebes wird gemäß der erfindungsgemäßen
Anordnung mit mindestens zwei Umlenkrädern von der horizontalen
Anordnung, in welcher die Ablegevorrichtung ausgebildet ist, in eine
vertikale Laufrichtung umgelenkt. Dies führt zum Vorteil, daß die
Verbindung des Riemenantriebes mit einem Antriebsrad des Hauptantriebes,
welcher die ganze Maschine versorgt, an einer Stelle des
Maschinenrahmens erfolgen kann, welche besonders geeignet ist.
Dadurch werden beispielsweise vertikale Triebstangen und Winkelgetriebe,
welche eine Kraftumlenkung von der horizontalen in die
vertikale Richtung und umgekehrt erzeugen, vermieden. Im weiteren
ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, daß eines der Umlenkräder
für den Riemen des ersten Riemenantriebes als Spannrad ausgebildet
werden kann und dadurch eine besonders einfache Spannvorrichtung für
diesen ersten Riemen vorliegt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht das Ablegen eines Faserbandes
in eine Kanne in der Form einer Doppel-Helix mit hohen Geschwindigkeiten,
wobei Liefergeschwindigkeiten von 70 bis 200 Meter
pro Minute möglich sind. Dies, ohne daß ein erhöhter Serviceaufwand
oder ein erhöhtes Auftreten von Störungen festzustellen ist. Es sind
auch noch höhere Liefergeschwindigkeiten des Bandes möglich. Trotz
dieser hohen Liefergeschwindigkeiten des Faserbandes ist die Vorrichtung
einfach aufgebaut und läßt sich auch unter erschwerten
Bedingungen einfach und ohne großen Aufwand warten. Die Störungsanfälligkeit
als Folge des Auftretens von Staub oder Faserteilen
wird reduziert und dadurch der Wartungsaufwand und die entsprechenden
Kosten vermindert. Gleichzeitig wird aber auch die Lärmbelastung
reduziert, da bei den schnellaufenden Elementen keine Zahnräder mit
dem bekannten, störenden Lärm der herkömmlichen Ablegevorrichtungen
für Faserbänder vorhanden sind. Da gleichzeitig stillstehende Kannen
mit Faserband gefüllt werden können, werden auch alle Probleme der
rotierenden Kannen vermieden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
In Fig. 1 ist ein Teilbereich eines Maschinenrahmens 15 einer Textilmaschine,
z.B. einer Karde, Kämmmaschine oder Strecke dargestellt,
wobei an diesem Teilbereich des Maschinenrahmens 15 ein
Gehäuseteil 46 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ablegen eines
Faserbandes 1 angebaut ist. Die Textilmaschine ist im weiteren nicht
dargestellt und beschrieben. Im Maschinenrahmen 15 ist ein Hauptantrieb
34 angeordnet, welcher über ein Antriebsrad 12 einen Riemen
9 eines ersten Riemenantriebes 35 antreibt. Im Gehäuseteil 46 ist
eine Lagerplatte 8 gelagert, wobei diese Lagerplatte 8 um die vertikale
Zentralachse 18 rotierbar ist. Diese Zentralachse 18 ist
gleichzeitig die Zentralachse einer Kanne 7, welche sich unterhalb
der Lagerplatte 8 befindet. Diese Kanne 7 ist stillstehend und kann
durch nicht dargestellte Hilfsmittel oder durch Hilfspersonen in die
dargestellte Position gebracht oder aus dieser entfernt werden. In
die Kanne 7 wird das Faserband 1 in bekannter Weise in der Form
einer Doppel-Helix 6 abgelegt, bis die Kanne 7 gefüllt ist, worauf
ein Ersatz durch eine leere Kanne erfolgt. Die Zuführung des Faserbandes
1 erfolgt über eine Bandzuführung 2, ein Paar von angetriebenen
Kalanderwalzen 3 und ein Führungsrohr 4. Dabei werden die beiden
Kalanderwalzen 3 durch ein Reibrad 14 angetrieben, welches an einer
Kontaktplatte 13 anliegt. Dieser Antrieb ist zu Fig. 2 näher beschrieben.
Die Bandzuführung 2 sowie die Kalanderwalzen 3 und das
Reibrad 14 sind mit der Lagerplatte 8 verbunden und rotieren gemeinsam
mit dieser um die Zentralachse 18. Das Führungsrohr 4 ist mit
einem Drehteller 5 verbunden, wobei dieser Drehteller 5 exzentrisch
zur Zentralachse 18 in der Lagerplatte 8 gelagert ist. Dieser Drehteller
5 dreht sich gemeinsam mit der Lagerplatte 8 um die Zentralachse
18 und rotiert gleichzeitig mit höherer Geschwindigkeit um die
eigene Drehachse 45. Durch diesen Vorgang wird in an sich bekannter
Weise das Faserband 1 in der Kanne 7 in der gewünschten Doppel-Helix
6 abgelegt. Zwischen dem Gehäuseteil 46 und der Lagerplatte 8 ist
eine geeignete Lagerung 47 angeordnet, z.B. ein Wälzlager oder ein
Gleitlager. Zwischen der Lagerplatte 8 und dem Drehteller 5 befindet
sich ebenfalls eine Lagerung 48, welche ebenfalls in an sich bekannter
Weise als Wälzlager oder Gleitlager ausgebildet sein kann. Der
Drehteller 5 weist einen ringförmigen Aufsatz 49 mit einer Mantelfläche
37 auf. An diesem ringförmigen Aufsatz 49 ist die Kontaktplatte
13 befestigt, über welche das Reibrad 14 zum Antrieb der
Kalanderwalzen 3 angetrieben wird. Diese Kontaktplatte 13 rotiert
somit mit der gleichen Drehzahl wie der Drehteller 5. Der Riemen 9
des ersten Riemenantriebes 35 wird vom Antriebsrad 12 vertikal zu
einem Umlenkrad 19 geführt und hier in eine etwa horizontale Ebene
umgelenkt. In dieser Ebene steht der Riemen 9 in Wirkverbindung mit
mindestens zwei Doppelriemenrädern 10 und weiteren einfachen Riemenrädern
16. Diese Riemenräder 10 und 16 sind über Befestigungsplatten
50 mit der Lagerplatte 8 verbunden. Sie sind an diesen Befestigungsplatten
50 frei drehbar gelagert und rotieren gemeinsam mit der
Lagerplatte 8 um die Zentralachse 18. Die Doppelriemenräder 10
weisen je ein oberes Riemenrad 38 für den Riemen 9 des ersten Riemenantriebes
35 und ein zweites unteres Riemenrad 39 auf, in welches
ein Riemen 11 eines zweiten Riemenantriebes 36 eingreift. Der Riemen
11 dieses zweiten Riemenantriebes 36 steht nur mit den Doppelriemenrädern
10 in Wirkverbindung und liegt zusätzlich an einem Teilbereich
der Mantelfläche 37 des ringförmigen Aufsatzes 49 am Drehteller
5 an. Bei dieser Anordnung wird der Riemen 9 des ersten
Riemenantriebes vom Hauptantrieb 34 angetrieben und mittels des
bewegten Riemens 9 werden die Doppelriemenräder 10 in Rotation um
ihre Drehachsen 40 versetzt. Das obere Riemenrad 38 und das untere
Riemenrad 39 jedes Doppelriemenrades 10 sind fest miteinander verbunden,
wodurch sich die Rotationsbewegung vom oberen Riemenrad 38,
in welches der Riemen 9 eingreift, auf das untere Riemenrad 39 und
damit auf den Riemen 11 des zweiten Riemenantriebes 36 überträgt. Da
der Riemen 11 mit einem bestimmten Radialdruck an einem Teilbereich
der Mantelfläche 37 des ringförmigen Aufsatzes 49 anliegt, wird
dieser Aufsatz 49 und damit der Drehteller 5 ebenfalls in Rotation
versetzt und zwar um dessen eigene Achse 45. Die beiden hintereinander
bzw. in Serie angeordneten Riemenantriebe 35, 36 ermöglichen
einen geräuscharmen Antrieb und bilden in Verbindung mit den Riemenrädern
10 und 16 und den anderen rotierenden Elementen eine Getriebeanordnung,
bei welcher aufwendige Planetengetriebe und/oder
Schnecken-, Differential- und Winkeltriebe nicht mehr notwendig
sind. Die Lagerplatte 8 weist an ihrem Umfang einen Zahnkranz 29 auf
und wird mittels eines in Fig. 2 dargestellten Hilfsgetriebes 41
angetrieben. Die rotierenden Elemente im Gehäuseteil 46, bzw. die
hier angeordneten Teile der Getriebeanordnung sind mit einer Abdeckung
32 abgedeckt.
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Ablegevorrichtung,
wobei die Abdeckung 32 entfernt ist. Beim dargestellten
Beispiel sind auf der Lagerplatte 8 drei Doppelriemenräder 10 und
vier Einfachriemenräder 16 angeordnet. Diese Riemenräder 10, 16 sind
über die Befestigungsplatten 50 befestigt und gelagert und rotieren
in Richtung des Pfeiles 51 um ihre Drehachsen 40. Die Anordnung von
insgesamt sieben Riemenrädern 10, 16 auf der Lagerplatte 8, welche
je im gleichen Abstand zueinander stehen, stellt eine optimale
Anordnung dar, um bei den Drehbewegungen der Lagerplatte 8 und damit
der Riemenräder 10, 16 um die Zentralachse 18 die Veränderungen der
Spannung am Riemen 9 in einem optimalen Bereich zu halten. Bei
dieser Anordnung sind die Veränderungen der Längsspannung des Riemens
9 so gering, daß zwischen dem Riemen 9 und den Riemenrädern 10,
16 immer eine genügend große radiale Anpreßkraft vorhanden ist, um
die gewünschte Antriebskraft vom Riemen 9 auf die Riemenräder 10, 16
zu übertragen. Die einfachen Riemenräder 16 dienen bei dieser Anordnung
nur als Führungsräder und dienen dazu, den Riemen 9 des
ersten Riemenantriebes 35 in der gewünschten optimalen Anordnung zu
halten. Der Riemen 9 bewegt sich bei dieser Anordnung in Richtung
des Pfeiles 52. Bei anderer Ausgestaltung des Führungsrohres 4
könnte er aber auch in der Gegenrichtung angetrieben sein. Der
Riemen 11 des zweiten Riemenantriebes 36 liegt an Teilbereichen des
unteren Riemenrades 39 der Doppelriemenräder 10 und jeweils auch an
einem Teilbereich der Mantelfläche 37 am Drehteller 5 an. Der Sektor
dieses Teilbereiches der Mantelfläche 37, an welchem der Riemen 11
anliegt, verschiebt sich dabei in Abhängigkeit der Position der
Doppelriemenräder 10, welche mit der Lagerplatte 8 rotieren. Die
gewählte Anordnung der Doppelriemenräder 10 sorgt dafür, daß in
jedem Fall ein genügend großer Kontaktbereich zwischen dem Riemen 11
und der Mantelfläche 37 vorhanden ist und über diesen Kontaktbereich
die Bewegung des Riemens 11 auf den Drehteller 5 übertragen wird.
Der Riemen 11 bewegt sich in Richtung des Pfeiles 54 und damit in
der gleichen Richtung wie der Riemen 9, und der Drehteller 5 rotiert
in Richtung des Pfeiles 53 um die Achse 45, welche exzentrisch zur
Zentralachse 18 angeordnet ist. Am zweiten Riemenantrieb 36 ist ein
Spannrad 17 angeordnet, welches für die Aufrechterhaltung der notwendigen
Längsspannung am Riemen 11 sorgt. Der angetriebene Riemen
9 greift somit in die oberen Riemenräder 38 der Doppelriemenräder 10
ein und treibt diese an. Durch die starre Verbindung zwischen dem
oberen Riemenrad 38 und dem unteren Riemenrad 39 jedes Doppelriemenrades
10 wird diese Antriebsbewegung auf den Riemen 11 des zweiten
Riemenantriebes 36 übertragen, welcher in die unteren Riemenräder 39
der Doppelriemenräder 10 eingreift. Über die Mantelfläche 37 wird
die Bewegung des Riemens 11 dann auf den Drehteller 5 übertragen und
dieser in die gewünschte Rotation um die Achse 45 versetzt.
Die Umlenkung des Riemens 9 des ersten Riemenantriebes 35 aus der
dargestellten horizontalen Ebene in die vertikale Richtung und damit
zum Antriebsrad 12 des Hauptantriebes 34 erfolgt über die beiden
Umlenkräder 19 und 33. Das Umlenkrad 19 ist dabei an einem Auflager
20 gelagert, welches am Gehäuseteil 46 befestigt ist. Die nicht
näher beschriebenen Befestigungselemente des Auflagers 20 greifen in
einen Führungsschlitz 21 ein und ermöglichen eine Verschiebung des
Auflagers 20 und damit des Umlenkrades 19 in Richtung des Führungsschlitzes
21. Diese Anordnung ermöglicht die Einstellung der gewünschten
Längsspannung des Riemens 9. Das andere Umlenkrad 33 ist
in einem Auflager 22 gelagert und bildet gleichzeitig ein Antriebsrad
für das Hilfsgetriebe 41. Das Auflager 22 ist Bestandteil dieses
Hilfsgetriebes 41, welches fest mit dem Gehäuseteil 46 verbunden
ist. Das Hilfsgetriebe 41 umfaßt dabei ein Kurbelgetriebe 24 und
eine Freilaufeinrichtung 26. Das Umlenkrad bzw. Antriebsrad 33
treibt eine Kurbelwelle 23 an, an welcher mindestens eine Kurbelstange
25 angelenkt ist. Im dargestellten Beispiel sind zwei Kurbelstangen
25 und damit auch zwei Kurbeln an der Kurbelwelle 23 vorhanden.
Die Lagerungen der Kurbelstangen 25 an der Kurbelwelle 23 sind
als Exzenter ausgebildet, wobei die Exzentrizität einstellbar ist.
Die von der Kurbelwelle 23 abgewendeten Enden der Kurbelstangen 25
sind über Kugelgelenke 31 mit der Freilaufeinrichtung 26 verbunden.
Im dargestellten Beispiel umfaßt die Freilaufeinrichtung 26 zwei
Freilaufräder 42, welche je von einem der äußeren Enden 43 der
Kurbelstangen 25 angetrieben werden. Die Anordnung von zwei um 180°
gegeneinander versetzten Kurbeln bzw. Kurbelstangen 25 und von zwei
abwechselnd im Eingriff stehenden Freilaufrädern 42 führt zu einem
gleichmäßigeren Antrieb. Es ist jedoch auch möglich, nur eine Kurbelstange
25 einzusetzen, wenn weniger hohe Anforderungen an die
Gleichförmigkeit der Bewegung gestellt werden. Im dargestellten
Beispiel arbeitet die Freilaufeinrichtung 26 nach dem Prinzip eines
Klemmfreilaufes, könnte jedoch auch nach dem Prinzip eines Klinkenfreilaufes
gebaut sein. Die translatorischen Bewegungen der Kurbelstangen
25 werden über die Freilaufräder 42 in schrittweise Rotationsbewegungen
einer Abtriebswelle 27 der Freilaufeinrichtung 26
umgewandelt. Auf dieser Abtriebswelle 27 ist ein Abtriebsrad 28
befestigt, welches als Zahnrad ausgebildet ist. Dieses Zahnrad 28
greift in den Zahnkranz 29 an der Lagerplatte 8 ein und treibt diese
an. Bei der dargestellten Anordnung wird das Zahnrad 28 in Richtung
des Pfeiles 30 gedreht und setzt damit die Lagerplatte 8 in Richtung
des Pfeiles 55 in Rotation. Da der Antrieb des Zahnrades 28 über das
Hilfsgetriebe 41 durch den Riemen 9 des ersten Riemenantriebes 35
erfolgt, ist gewährleistet, daß alle angetriebenen Elemente synchron
zusammenwirken, da alle Antriebsbewegungen durch den ersten Riemenantrieb
35 bestimmt werden. Im dargestellten Beispiel sind die
Übersetzungsverhältnisse zwischen den einzelnen Antriebselementen so
gewählt, daß sich die Lagerplatte 8 mit 1 bis 3 Umdrehungen pro
Minute um die Zentralachse 18 dreht und gleichzeitig der Drehteller
5 mit etwa 50 bis 160 Umdrehungen pro Minute um seine eigene Drehachse
45 rotiert. Die Anordnung ist dabei so ausgebildet, daß die
Drehzahl der Lagerplatte 8 zur Drehzahl des Drehtellers 5 immer etwa
in einem Verhältnis von 1:50 steht. Dieses Verhältnis kann durch
Verändern der Exzentrizität am Kurbelgetriebe 24 in einem bestimmten
Bereich verändert werden. Weitere Anpassungen und Veränderungen
dieses Drehzahlverhältnisses sind auch durch Verändern der Durchmesser
der Riemenräder 38, 39 an den Doppelriemenrädern 10 und durch
Verändern des Durchmessers der Mantelfläche 37 am Drehteller 5
erreichbar. Das einmal eingestellte Drehzahlverhältnis bleibt immer
erhalten, auch wenn die Geschwindigkeit am Hauptantrieb 34 verändert
wird. Bei dieser Anordnung können Liefergeschwindigkeiten bzw.
Ablegegeschwindigkeiten des Faserbandes bis zu 200 Meter pro Minute
und mehr erreicht werden. Dabei muß etwa der gleiche Service- und
Wartungsaufwand betrieben werden, wie er für konventionelle Ablegevorrichtungen
mit Planetengetrieben, bzw. Zahnradgetrieben aufgewendet
werden müßte. Bei etwa gleichem Wartungs- und Serviceaufwand
können bei den bekannten Ablegevorrichtungen mit Planetengetrieben
normalerweise nur Liefergeschwindigkeiten des Faserbandes bis ca.
100 Meter pro Minute akzeptiert werden, da bei höheren Geschwindigkeiten
die Störungsanfälligkeit und der Lärm erheblich zunimmt. Die
erfindungsgemäße Ablagevorrichtung hat demgegenüber den Vorteil, daß
sie bei erheblicher Reduktion des Lärms und bei etwa gleichem Wartungsaufwand
etwa doppelt so hohe Liefer-, bzw. Ablegegeschwindigkeiten
des Faserbandes zuläßt. Gleichzeitig entfällt auch die
Schmierung weitgehendst, da die Lagerungen der rotierenden Elemente
geschlossen ausgebildet werden können und der langsam laufende
Zahntrieb zwischen der Lagerplatte 8 und dem Hilfsgetriebe 41 trokken
laufen kann.
Der Antrieb der Kalanderwalzen 3, welche das Faserband 1 fördern,
erfolgt, wie bereits zu Fig. 1 erläutert, über das Reibrad 14,
welches auf der Kontaktplatte 13 aufliegt. Dieses Reibrad 14 treibt
eine Antriebswelle 44 an und diese Antriebswelle 44 treibt ihrerseits
über ein Zusatzgetriebe das Paar von Kalanderwalzen 3 an.
Dieser Reibradantrieb ermöglicht in einfacher Weise die Synchronisation
der Fördergeschwindigkeit des Faserbandes 1 mit den Rotationsgeschwindigkeiten
des Drehtellers 5 bzw. der Lagerplatte 8.
Fig. 3 zeigt in einer Seitenansicht das Hilfsgetriebe 41 mit dem
Kurbelgetriebe 24 und der Freilaufeinrichtung 26. Der Riemen 9 läuft
dabei über das Umlenk- bzw. Antriebsrad 33 und treibt damit die
Kurbelwelle 23 an. Die Rotationsbewegung der Kurbelwelle 23 wird in
translatorische Bewegungen der Kurbelstangen 25 umgewandelt und die
äußeren Enden 43 dieser Kurbelstangen 25 übertragen über Kugelgelenke
31 diese Bewegungen auf die beiden Freilaufräder 42. Über die
Abtriebswelle 27 wird dann das Abtriebsrad bzw. Zahnrad 28 in Rotation
versetzt. Das Hilfsgetriebe 41 ist dabei fest mit dem Gehäuseteil
46 verbunden. Die Kurbelstangen 25 sind an der Kurbelwelle 23
über Exzenterlagerungen gelagert, wobei die Exzentrizität dieser
Lagerungen in an sich bekannter, jedoch nicht dargestellter Weise
einstellbar ist. Zusätzlich ist auch die Länge der Kurbelstangen 25
einstellbar, so daß sie an unterschiedliche Durchmesser der Freilaufräder
42 anpaßbar ist.
Die beiden Riemen 9 und 11 der beiden Riemenantriebe 35 und 36
weisen im dargestellten Beispiel einen runden Querschnitt auf. Ein
runder Querschnitt ist besonders geeignet, da damit die beiden
Riemenantriebe 35 und 36 wenig störungsanfällig gegen Staub und
Faserteile sind. Die Wahl eines runden Querschnittes für die Riemen
9 und 11 ermöglicht auch einen großen Freiheitsgrad in der Anordnung
der Riemenräder 10, 16, 19, 33 und 12.
Claims (10)
- Vorrichtung zum Ablegen eines Faserbandes (1) in der Form einer Doppel-Helix (6) in eine stillstehende Kanne (7) oder dergleichen, mit einer in einem Gehäuseteil (46) eines Maschinenrahmens (15) gelagerten und um eine Zentralachse (18) rotierenden Lagerplatte (8), einem in dieser Lagerplatte (8) exzentrisch gelagerten, zusätzlich um eine Eigenachse (45) rotierenden Drehteller (5) mit einer Bandzuführung (2), einem zentralen Hauptantrieb (34) am Maschinenrahmen (15) und einer Getriebeanordnung zwischen dem Hauptantrieb (34) und den rotierenden Elementen wie Lagerplatte (8) und Drehteller (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeanordnung zwei Riemenantriebe (35, 36) umfaßt, daß ein erster Riemenantrieb (35) eine Antriebsverbindung zwischen dem zentralen Hauptantrieb (34) und der rotierenden Lagerplatte (8) bildet, wobei dieser erste Riemenantrieb (35) mit Bezug zum Maschinenrahmen (15) stationär angeordnet ist und an der Lagerplatte (8) Riemenräder (10, 16) gelagert sind, in welche der Riemen (9) dieses ersten Riemenantriebes (35) eingreift, daß ein zweiter Riemenantrieb (36) eine Antriebsverbindung zwischen der Lagerplatte (8) und dem Drehteller (5) bildet, wobei dieser zweite Riemenantrieb (36) auf der Lagerplatte (8) angeordnet ist, daß auf der Lagerplatte (8) mindestens zwei Doppelriemenräder (10) gelagert sind, welche mit den beiden Riemen (9, 11) des ersten und des zweiten Riemenantriebes (35, 36) zusammenwirken und der Riemen (11) des zweiten Riemenantriebes (36) in jeder Drehposition der Lagerplatte (8) in Kontakt mit diesen Doppelriemenrädern (10) ist und mindestens teilweise an einer Mantelfläche (37) des Drehtellers (5) anliegt, und daß jedes Doppelriemenrad (10) zwei Riemenräder (38, 39) umfaßt, welche starr miteinander verbunden sind und mit der gleichen Drehzahl um eine gemeinsame Drehachse (40) rotieren.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lagerplatte (8) zusätzlich zu den Doppelriemenrädern (10) mindestens zwei weitere Einfachriemenräder (16) angeordnet sind, wobei diese Einfachriemenräder (16) als Führungsräder für den Riemen (9) des ersten Riemenantriebes (35) ausgebildet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lagerplatte (8) drei Doppelriemenräder (10) gelagert sind, wobei der Riemen (11) des zweiten Riemenantriebes (36) in jeder Drehposition der Lagerplatte (8) an diesen drei Doppelriemenrädern (10) anliegt, und daß vier zusätzliche Einfachriemenräder (16) auf der Lagerplatte (8) angeordnet sind, wobei diese Einfachriemenräder (16) als Führungsräder für den Riemen (9) des ersten Riemenantriebes (35) ausgebildet sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (9) des ersten Riemenantriebes (35) mit einem Antriebsrad (33) eines Hilfsgetriebes (41) zusammenwirkt und dieses antreibt und daß dieses Hilfsgetriebe (41) am Maschinenrahmen (15) gelagert ist und über ein Abtriebsrad (28) mit der Lagerplatte (8) zusammenwirkt und diese antreibt.
- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsgetriebe (41) ein Kurbelgetriebe (24) mit einer Kurbelwelle (23) und mindestens einer Kurbelstange (25) sowie eine Freilaufeinrichtung (26) mit mindestens einem Freilaufrad (42) und einer Abtriebswelle (27) umfaßt, wobei das Antriebsrad (33) mit der Kurbelwelle (23) verbunden ist, das äußere Ende (43) der Kurbelstange (25) mit dem Freilaufrad (42) zusammenwirkt und das Abtriebsrad (28) mit der Abtriebswelle (27) verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (23) zwei Kurbeln aufweist, welche um 180° versetzt sind, daß zwei Kurbelstangen (25) mit diesen Kurbeln zusammenwirken, daß die Freilaufeinrichtung (26) zwei Freilaufräder (42) umfaßt und daß die zwei Kurbelstangen (25) je mit einem der beiden Freilaufräder (42) verbunden sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (5) mit einer Kontaktplatte (13) ausgestattet ist, daß an dieser Kontaktplatte (13) ein Reibrad (14) mit einer Antriebswelle (44) anliegt und daß diese Antriebswelle (44) ein Paar von Kalanderwalzen (3) im Bereich der Bandzuführung (2) antreibt.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Riemen (9, 11) des ersten und/oder zweiten Riemenantriebes (35, 36) einen runden Querschnitt aufweist oder aufweisen.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Riemenantrieb (35) mit mindestens zwei Umlenkrädern (19, 33) ausgestattet ist, daß diese Umlenkräder (19, 33) den Riemen (9) von einer horizontalen in eine vertikale Laufrichtung umlenken und daß im vertikalen Bereich des Riemens (9) ein Antriebsrad (12) des Hauptantriebes (34) für den Riemen (9) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Umlenkräder (19) am Maschinenrahmen (15) verschiebbar gelagert ist und als Spannrad für den Riemen (9) des ersten Riemenantriebes (35) ausgebildet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH253198 | 1998-12-22 | ||
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=4235899
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP99890391A Withdrawn EP1013592A1 (de) | 1998-12-22 | 1999-12-17 | Vorrichtung zum ablegen eines faserbandes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1013592A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7107740B2 (en) | 2002-06-06 | 2006-09-19 | Neumag Gmbh & Co. Kg | Method and device for depositing a filament tow |
US7191580B2 (en) | 2002-06-06 | 2007-03-20 | Neumag Gmbh & Co. Kg | Apparatus for depositing a filament tow |
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1999
- 1999-12-17 EP EP99890391A patent/EP1013592A1/de not_active Withdrawn
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