EP2271570B1

EP2271570B1 - Vorrichtung und verfahren zur befüllung von kannen

Info

Publication number: EP2271570B1
Application number: EP09737608.1A
Authority: EP
Inventors: Christian Griesshammer
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-04-20
Also published as: WO2009132467A2; CN102015502A; CN102015502B; EP2271570A2; BRPI0911785A2; WO2009132467A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Befüllung von rechteckigen Kannen mit einem Faserband oder Vorgarn. Die Vorrichtung umfasst oberhalb der Kanne einen Drehteller und einen im Drehteller angeordneten Bandkanal und Mittel zur translatorischen Verschiebung der Kanne. Das der Kanne zugewandte Ende des Bandkanals steht exzentrisch zu einer Drehachse des Drehtellers. Der Drehteller ist mit einem Antrieb um die Drehachse in eine Drehbewegung versetzbar.
In verschiedenen Bereichen der Textilindustrie, insbesondere nach Spinnereivorbereitungsmaschinen, beispielsweise Karden oder Strecken, wird ein Faserband oder Vorgarn hergestellt, welches nicht direkt im Anschluss an die Produktion weiterverarbeitet wird. Zur Zwischenlagerung und zum einfachen schadlosen Transport wird ein solches Faserband in verschiedensten Gebindeformen abgelegt. Eine Ablage erfolgt meist vollautomatisch in Kannen. Entsprechend finden sich nahezu an allen Ausgängen von Karden oder Strecken Vorrichtungen um Faserband zykloidenförmig in eine Kanne abzulegen. Die verwendeten Kannen können entweder Rundkannen oder Rechteckkannen sein.
Bei einer aus der DE 101 62 717 bekannten Vorrichtung wird das von der faserbandabgebenden Karde oder Strecke produzierte Faserband von der Ablagevorrichtung mit Kalanderwalzen übernommen. Das Faserband wird in einen Bandkanal eingeführt, welcher in einem über einer zu befüllenden Kanne angeordnet ist. Die Kanne selbst wird im Falle einer Rundkanne in eine Rotationsbewegung und im Falle einer Rechteckkanne in eine translatorische Bewegung versetzt. Aufgrund der exzentrischen Anordnung des Bandkanals im Drehteller und der Bewegung der Kanne wird das Faserband ringförmig in die Kanne abgelegt. Die Bewegung der Kanne bewirkt, dass die einzelnen abgelegten Schlaufen versetzt angeordnet werden. Um die Bandablage zu optimieren, offenbart die DE 101 62 717 eine Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Drehtellers in Abhängigkeit der Kannenbewegung. Durch die offenbarten Massnahmen gelingt es die Gleichmässigkeit der abgelegten Schlaufen zu erhöhen. Trotzdem verbleibt in der Kanne aufgrund der schlaufenartigen Ablage entlang der äusseren Kannenwand eine Materialanhäufung am äusseren Schlaufendurchmesser. Bei Betrachtung der Massenverteilung über den Querschnitt einer befüllten Kanne ist eine starke Unregelmässigkeit sichtbar. Im Zentrumsbereich der versetzt zueinander abgelegten Schlaufen ist die Masse der in der Kanne abgelegten Faserbandes gering. Die Raumausnutzung eines Kanneninhaltes durch die Ablage nach den bekannten Verfahren ist ungenügend. Durch die heutigen hohen Produktionsgeschwindigkeiten besteht durch diese ungenügende Kannenfüllung der Nachteil, dass an Folgemaschinen ein häufiger Kannenwechsel erfolgen muss. Dies ist arbeitsintensiv und führt zu unerwünschten Produktionsunterbrüchen in der Weiterverarbeitung des Faserbandes.
Die EP 0 457 099 offenbart ein Verfahren, welches für die Befüllung von Rechteckkannen eine hohe Produktionsgeschwindigkeit der faserbandbildenden Maschine ermöglicht. Die Kanne wird unter dem Drehteller in ihrer Längsrichtung hin und her bewegt. Dadurch ergibt sich eine dachziegelartige Ablage der durch die Drehbewegung des Drehtellers gebildeten Schlaufen. Um den Füllgrad der Kanne zu erhöhen, wird die Kanne in ihrem jeweiligen Umkehrpunkt um eine Faserbanddicke zusätzlich seitlich verschoben durch ein zur Seite kippen der Kanne. Bei jeder Umkehr der Kannenbewegung wird die Kanne wieder in die vorherige Stellung gekippt, sodass jede zweite Reihe an der gleichen Stelle abgelegt wird. Auch dieses Verfahren führt zu einer unbefriedigenden Massenverteilung über den Querschnitt der Kanne.
Eine weitere bekannte Vorrichtung nach der DE 102 05 061 versucht den Nachteilen der Verwendung von Kannen durch einen Verzicht auf diese zu begegnen. Durch die offenbarte Vorrichtung wird das Faserband auf eine Unterlage abgelegt, wobei ein sogenanntes Bandpaket gebildet wird. Derart gebildete Bandpakete haben den Nachteil, dass bei Verschiebung des Bandpakets von einer Maschine zur Nächsten das Faserband den äusseren Einflüssen ungeschützt entgegensteht, was zum Umfallen des Bandpaketes führen kann. Die Verwendung von derartigen Bandpaketen bedingt daher einen hohen logistischen Aufwand.
Die GB 2 048 321 A offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Anhand des bekannten Standes der Technik stellt sich somit die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Befüllung von Kannen zu schaffen, welche eine massenverteilungsoptimierte Kannenfüllung und damit eine hohe ununterbrochene Bandmasse in einer Kanne ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche. Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, eine Vorrichtung vorzusehen, bei welcher die translatorische Verschiebung der Kanne während der Befüllung in zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen durchführbar ist, wobei die Achsen lotrecht zur Drehachse des Drehtellers angeordnet sind. Die zu befüllenden Kannen weisen dabei ein Längenverhältnis von 2 oder kleiner, vorzugsweise 1.5 auf.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine neue Vorrichtung zur Befüllung von Kannen vorgeschlagen. Die Vorrichtung zur Befüllung von rechteckigen Kannen mit einem Faserband oder Vorgarn umfasst oberhalb der Kanne einen Drehteller und einen im Drehteller angeordneten Bandkanal und Mittel zur translatorischen Verschiebung der Kanne. Das der Kanne zugewandte Ende des Bandkanals ist exzentrisch zu einer Drehachse des Drehtellers angeordnet und der Drehteller ist mit einem Antrieb um die Drehachse in eine Drehbewegung versetzbar. Dadurch sind Kannen mit einem Längenverhältnis von 2 oder kleiner, besonders bevorzugt 1.5, befüllbar und eine translatorische Verschiebung der Kanne ist während der Befüllung in zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen durchführbar, wobei die Achsen lotrecht zur Drehachse des Drehtellers angeordnet sind.
Die dabei zur Anwendung kommenden Kannen unterscheiden sich in ihrem Grundriss von den herkömmlichen Kannen. Die heute verwendeten Rund- oder Rechteckkannen werden in ihrem Füllvolumen durch ein Aufeinanderstapeln von nahezu identischen Ablagereihen der Faserbänder schlecht ausgenutzt. Die Massenverteilung über den Querschnitt der Kannen ist unregelmässig. Bei Rundkannen beispielsweise ergibt sich am äusseren Rand eine hohe Masse durch die übereinander abgelegten Schlaufen, in der Kannenmitte hingegen ist die Masse des abgelegten Faserbandes praktisch Null. Die heute verwendeten Rechteckkannen werden in schmaler länglicher Form eingesetzt und sind in ihrer Breite nur unwesentlich grösser als der Durchmesser der Schlaufen des Faserbandes, welche darin abgelegt werden.
Die erfindungsgemäss zu befüllenden Kannen weisen dagegen ein kleineres Längenverhältnis auf. Dadurch besteht die Möglichkeit mehrere Faserbandschlaufen nebeneinander oder zumindest versetzt zueinander in die Kanne abzulegen. Die Kanne wird dazu unter dem Drehteller in zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen bewegt. Durch den in Drehbewegung versetzten Drehteller wird das Faserband in Schlaufen in die Kanne abgelegt, wobei das unter dem Drehteller Hinwegbewegen der zu befüllenden Kanne einen Versatz der nacheinander abgelegten Schlaufen ergibt, sodass ein dachziegelartiges Übereinanderstapeln der Faserbandschlaufen entsteht. Durch die Möglichkeit der translatorischen Verschiebung der Kanne in zwei Achsen können die Faserbandschlaufen dachziegelartig übereinander gestapelt in Reihen, welche nebeneinander liegend, senkrecht zueinander stehend oder auch nur mit einem seitlich Versatz zueinander abgelegt werden.
Die Bewegungen der Kanne wird geprägt durch starke Beschleunigungen in den Umkehrpunkten oder bei Richtungsänderungen, welche nötig ist um eine ungewünschte Materialanhäufung durch Abbremsen der Bewegung in einer Richtung und nachfolgender Beschleunigung in eine andere Richtung zu vermeiden. Die Faserbandzufuhr wird dabei mit einer konstanten resp. von den Bewegungen der Kanne unabhängigen Geschwindigkeit betrieben, respektive gesteuert. Die Kanne ist zur Beherrschung dieser Bewegungen durch einen Kannenträger gehalten. Dieser ist mit mindestens einem Antrieb und einer Fixierung der Kanne ausgerüstet.
Ein derartiger Kannenträger kann beispielsweise eine seitliche Klammerung der Kanne sein. Die Kanne kann dabei durch eigens dafür vorgesehene Halterungen oder eine spezielle Formgebung der Kanne am Kannenträger fixiert werden. Der Kannenträger ist jedoch auch als eine Art Tisch unterhalb der Kanne denkbar. Die Kanne wird auf diesen Tisch gestellt, wobei eine Fixierung am Kannenträger durch seitliche Führungen, dafür vorgesehene Halterungen oder beispielsweise eine Blockierung des an der Kanne befindlichen Fahrwerks vorgesehen werden kann.
Der Kannenträger selbst wird von mindestens einem Antrieb in Bewegung versetzt. Der Antrieb kann elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Bauart sein. Bei Verwendung von nur einem Antrieb kann die zweite Bewegungsrichtung über ein Getriebe erreicht werden. Bei Verwendung von Kupplungen können auch mit nur einem Antrieb voneinander unabhängige Bewegungen des Kannenträgers in verschiedener Richtung ausgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführung sind für die translatorische Bewegung des Kannenträgers und damit der Kanne in den zwei Achsen zwei separate Antriebe vorgesehen. Damit können sämtliche Bewegungsabläufe in der Ebene der beiden Achsen angesteuert werden.
Kannenträger und Kanne können auch derart in ihrer Konstruktionsweise aufeinander abgestimmt werden, dass die Fixierung der Kanne am Kannenträger formschlüssig ausgeführt ist. Beispielsweise können im Boden der Kanne Ausnahmen vorgesehen sein, sodass der Kannenträger in die Kanne respektive diese Ausnahme eingeführt werden kann. Denkbar ist, ein den Gabelstaplern ähnliches Funktionsprinzip.
Eine der Vorrichtung zugeordnete Steuerung ergibt eine über den Querschnitt der Kanne optimierbare Massenverteilung dadurch, dass mit der Steuerung die Drehbewegung des Drehtellers und die Bewegungen des Kannenträgers und damit die Verschiebung der Kanne miteinander koordiniert werden können. Dadurch dass das Faserband in Schlaufen abgelegt wird, ergibt sich während der einen Hälfte einer Umdrehung des Drehtellers eine mit der Ablagerichtung des Faserbandes mitlaufende Verschiebung der Kanne. In der anderen Hälfte der Umdrehung des Drehtellers ergibt sich eine zur Ablagerichtung des Faserbandes gegenläufige Verschiebung der Kanne. Bei einer Richtungsänderung der Verschiebung der Kanne ändern sich die Verhältnisse der Bewegung von Kanne und Faserband. Auch diese Unregelmässigkeit kann durch die Steuerung ausgeglichen werden. Dabei ist eine Anspassung respektive Änderung der Geschwindigkeit des Drehtellers oder der Bewegung, respektive deren Richtung, des Kannenträgers möglich.
Die Befüllung der rechteckigen Kannen erfolgt derart, dass während der Befüllung eine translatorische Bewegung der Kannen in zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen erfolgt und die Schlaufen dachziegelartig versetzt übereinander gestapelt in Reihen mit einem Versatz nebeneinander oder übereinander abgelegt werden. Um die Stabilität der abgelegten Faserbänder zu erhöhen, können die Reihen auch unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet werden. Die verschiedenen Anordnungsmöglichkeiten können während eines Befüllungsvorganges variiert werden. Die Versetzung und Anordnung der Reihen wird so gewählt, dass sich in der Kanne eine gleichmässige Massenverteilung über den Querschnitt ergibt und damit eine gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Rauminhalts der Kanne.
Vorteilhafterweise wird die Anordnung des abgelegten Faserbandes so gewählt, dass sich Faserbandanfang und -ende einer befüllten Kanne immer an einer definierten Stelle innerhalb der Kanne befinden.
Die in der erfindungsgemässen Vorrichtung zu befüllenden Kannen weisen ein Längenverhältnis von drei oder weniger, vorzugsweise zwei oder weniger, besonders bevorzugt 1.5 auf. Die kürzere der beiden Längen der zu befüllenden Kannen beträgt mindestens das 1.5-fache, vorzugsweise mindestens das zweifache eines durch die exzentrische Anordnung des Bandkanals erzeugten Durchmessers der abgelegten Faserbandschlaufen.
Die Kannen haben einen in der Höhe verschiebbaren Boden, was eine kompakte Befüllung ermöglicht. Der Boden kann durch innenliegende Vorrichtungen, beispielsweise Federn, oder durch einen Eingriff von ausserhalb der Kanne angebrachten Vorrichtungen in der Höhe verschoben werden.
Aufgrund der versetzt zueinander abgelegten Reihen der dachziegelartig übereinander gestapelten Faserbandschlaufen ergibt sich eine hohe Stabilität der Bandablage, was dazu führt, dass auch eine kannenlose Ablage des Faserbandes möglich ist. Die Vorrichtung ist in ihrem Aufbau identisch, wobei der Kannenträger anstelle einer Kanne beispielsweise einen Boden aufnimmt, auf welchem das Faserband abgelegt wird. Die eigentliche Kanne besteht in dieser Ausführung aus einem Boden und weist keine Wände auf. Die Bewegung des innenliegenden Bodens bei einer üblichen Kanne wird bei einer kannenlosen Ablage durch den Kannenträger übernommen. In einer weiteren Ausführung kann bei entsprechender Ausbildung des Kannenträgers auch auf die Verwendung eines Bodens verzichtet werden. Beispielsweise wird der Kannenträger mit einem Förderband ausgerüstet, damit die abgelegten Faserbandschlaufen unter dem Drehteller weg transportiert werden können. Die für die Kanne vorgesehenen Abmessungen gelten in diesem Fall für den Teil des Kannenträgers, welcher zur Ablage des Faserbandes genutzt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher erläutert anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Faserbandablage nach einer Karde nach dem Stand der Technik;
Fig. 2: eine längliche Rechteckkanne nach dem Stand der Technik mit Darstellung der Massenverteilung über den Querschnitt;
Fig. 3: eine Rundkanne nach dem Stand der Technik mit Darstellung der Massenverteilung über den Querschnitt;
Fig. 4: eine Seitenansicht in schematischer Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung;
Fig. 5: eine Draufsicht in schematischer Darstellung der Ausführungsform nach Fig. 4 an der Stelle X-X;
Fig. 6: eine schematische Darstellung einer Rechteckkanne nach der Erfindung mit Darstellung der Massenverteilung über den Querschnitt;
Fig. 7a-7c: eine schematische Darstellung möglicher Anordnungen der Reihen von Faserbandschlaufen in einer Rechteckkanne nach der Erfindung.

Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht eine nach dem Stand der Technik bekannte Anordnung einer Faserbandablage 2 nach einer Karde1, in schematischer Darstellung. Die Karde 1 liefert als faserbandbildende Maschine in der Spinnereivorbereitung ein Faserband 3. Das Faserband 3 wird nach Verlassen der Karde 1 über Umlenkrollen 4 der Faserbandablage 2 zugeführt. Über zwei Kalanderwalzen 5 wird das Faserband 3 in den Bandkanal 6 geleitet. Der Bandkanal 6 ist in einem Drehteller 7 angeordnet. Der Drehteller 7 ist oberhalb einer zu befüllenden Kanne 10 angeordnet.
Das der Kanne 10 zugewandte Ende des Bandkanals 6 ist im Drehteller 7 exzentrisch angeordnet. Die in Figur 1 gezeigte Kanne 10 ist eine Rundkanne. Diese steht auf einem Drehtisch 11. Die Drehachse 12 des Drehtisches 11 ist versetzt zur Drehachse 8 des Drehtellers 7 angeordnet. Der Versatz wird bestimmt durch das Ablagesystem. Wobei es sich entweder um eine Ablage um das Zentrum der Kanne oder um eine Ablage über das Zentrum der Kanne handelt. Durch die exzentrische Anordnung des Bandkanals 6 wird das Faserband 3 bei gleichzeitiger Drehbewegung 9, 13 des Drehtellers 7 und des Drehtisches 11 in Schlaufen, welche dachziegelartig zueinander versetzt sind, in die Kanne 10 abgelegt.
Anstelle der Rundkanne 10 ist in der gleichen Anordnung auch eine Rechteckkanne einsetzbar. In diesem Falle würde der Drehtisch 11 durch eine translatorisch hin und her bewegende Vorrichtung ersetzt. Dabei bilden die abgelegten Faserbandschlaufen eine gerade Reihe, wobei bei jeder Hin- oder Herbewegung eine weitere Reihe von Faserbandschlaufen darüber gelegt wird.
Figur 2 zeigt eine längliche Rechteckkanne 20 in schematischer Darstellung. Ebenfalls zeigt Figur 2 eine Darstellung der Massenverteilung über den Querschnitt 21 einer vollen Kanne 20. Die länglichen Rechteckkannen 20 nach dem Stand der Technik weisen eine erste Länge A auf, welche ein Mehrfaches einer zweiten Länge B beträgt, sowie eine Höhe C. Die zweite Länge B entspricht dem Durchmesser der abgelegten Faserbandschlaufen. Entlang der ersten Länge A wird die Kanne 20 unter dem Drehteller (7, Fig. 1) hin und her bewegt. Es sind auch Kannen 20 bekannt, bei denen die zweite Länge B breiter ist als der Durchmesser der Faserbandschlaufen, sodass die in der einen Richtung abgelegten Faserbandschlaufen gegenüber den in der anderen Richtung abgelegten Faserbandschlaufen um die Dicke des Faserbandes versetzt angeordnet werden können. Der Versatz wird dabei durch ein seitliches Kippen der Kanne 20 bei der Umkehr der Bewegungsvorrichtung erreicht.
Wie im Diagramm in Figur 2 zu erkennen ist, ist die Massenverteilung über den Querschnitt 21 der Kanne 20 ungleichmässig. Im Diagramm in der Figur 2 ist auf der Ordinate die Masse M des abgelegten Faserbandes und auf der Abszisse die Länge B des Querschnitts 21 aufgetragen. Die unterhalb der Kurve eingeschlossene Fläche E entsprich der abgelegten Gesamtmasse an Faserband in der Kanne. Durch die Ablage des Faserbandes in Schlaufen entsteht eine dichte Materialanhäufung an den Aussenseiten des Querschnitts 21. In der Mitte des Querschnitts 21, dargestellt durch die Mittelachse 22, ergibt sich jedoch ein Loch in der Massenverteilung. Die dargestellte Massenverteilung ist das Resultat einer Befüllung einer länglichen Rechteckkanne 20, unabhängig davon, ob diese bei der Umkehrung der Kannenverschiebung gekippt wird oder nicht.
Figur 3 zeigt eine Rundkanne 23 in schematischer Darstellung. Ebenfalls zeigt Figur 3 eine Darstellung der Massenverteilung über den Querschnitt 24 einer vollen Kanne 23 in Form eines Diagramms. Auf der Ordinate ist die Masse M des in der Kanne abgelegten Faserbandes und auf der Abszisse ist die Länge D des Querschnitts 24 aufgetragen.
Die Rundkannen 23 nach dem Stand der Technik weisen einen Durchmesser D und eine Höhe C auf. Wie unter Figur 1 bereits beschrieben, werden die Rundkannen während einer rotierenden Bewegung gefüllt. Die im Diagramm gezeigte Massenverteilung entsteht bei einer Befüllung der Rundkanne um das Zentrum 25 der Kanne. Dabei sind die mit Hilfe des Drehtellers erzeugten Faserbandschlaufen in ihrem Durchmesser kleiner als der halbe Durchmesser D der Rundkanne 23. Auf diese Weise werden die Faserbandschlaufen entlang dem äusseren Kannenrand dachziegelartig überlappend hintereinander abgelegt. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, ergibt sich im Bereich der Mittelachse 25 des Querschnitts 24 ein Loch. Im Bereich der Mittelachse 25 ist somit die Masse des abgelegten Faserbandes gleich Null.
Aus den Diagrammen der Figuren 2 und 3 ist die Ausnutzung des Kannenvolumens ersichtlich, die Ausnutzung entspricht dem Verhältnis der von der Massenverteilungskurve eingeschlossenen Fläche E zur Fläche des Querschnitts 21 im Falle der Rechteckkanne 20. Entsprechend gilt dies für die Fläche F und den Querschnitt 24 der Rundkanne 23.
Figuren 4 und 5 zeigen in schematischer Darstellung eine Seitenansicht und eine Draufsicht an der Stelle X-X der Figur 4 einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung. Das Faserband wird von einer faserbandbildenden Maschine übernommen und über zwei Kalanderwalzen 30 dem Drehteller 31 zugeführt. Im Drehteller 31 durchläuft das Faserband einen Bandkanal (nicht gezeigt), welcher in bekannter Art und Weise in Bezug auf die Drehachse 42 des Drehtellers 31 exzentrisch verlaufend angeordnet ist. Durch die Drehbewegung 43 des Drehtellers 31 mit dem innenliegenden Bandkanal in Kombination mit der Förderbewegung des Faserbandes und der Bewegung 44, 45 der Kanne 33 werden, ebenfalls in der bekannten Art, Faserbandschlaufen 32 in die Kanne 33 abgelegt. Die unterhalb des Drehtellers 31 angeordnete Kanne 33 ist eine Rechteckkanne mit einem innenliegenden nach oben verschiebbaren Boden 37. Zur Verschiebung des Bodens 37 ist in Figur 4 eine Anordnung von Federn 38 gezeigt, die den Boden 37 im Leerzustand der Kanne 33 nach oben schieben. Durch die Last des in die Kanne 33 abgelegten Faserbandes wird der Boden 37 bei der Befüllung allmählich nach unten gedrückt. Durch diese Anordnung wird verhindert, dass das Faserband tief in die Kanne 33 fällt. In Figur 4 ist rechts eine Kanne 33 während der Befüllung und links eine bereits volle Kanne 40 dargestellt. In der Darstellung der vollen Kanne 40 sind die Federn 38 in zusammengedrückter Form dargestellt. Die Kannen 33, 40 weisen zudem ein Fahrwerk 41 auf, das ein Verschieben der vollen oder auch leeren Kannen 33, 40 ohne technische Hilfsmittel ermöglicht. Üblicherweise werden die Fahrwerke bei allen Kannen aus drei oder mehr Rädern gebildet.
Die zu befüllende Kanne 33 ist auf einem Kannenträger 35 angeordnet und durch geeignete Mittel in ihrer Position fixiert. In Figur 4 und Figur 5 sind beispielhaft mechanische Anschläge als Fixierung 36 dargestellt. Die Kanne 33 wird vor der Befüllung auf den Kannenträger 35 gehoben oder geschoben und anschliessend durch die Fixierung 36 gegen ein Verschieben gesichert. Die Fixierung 36 wie auch die Einbringung der Leeren Kanne 33 in die Vorrichtung oder des Ausstossen einer vollen Kanne 40 aus der Vorrichtung kann von Hand oder automatisch erfolgen. Eine automatische Bewegung von Kannen 33, 40 oder der Fixierung 36 kann dabei motorisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. Der Kannenträger 35 selbst ist in zwei Richtungen 44, 55 verschiebbar. In den Figuren 4 und 5 sind die zwei Extrempositionen der zu befüllenden Kanne 33 gezeigt. Der Kannenträger 35 wird während des Befüllvorganges in Bezug auf die Draufsicht in Figur 5 von der Position unten rechts je nach Füllvorgang unter dem Drehteller 31 in den beiden Bewegungsrichtungen 44, 45 bis zur Position 39 oben rechts verschoben. Die Bewegungen 44, 45 des Kannenträgers 35 und damit auch der Kanne 33 folgen einem Befüllungsprogramm, welches eine Massenverteilung in der zu befüllenden Kanne 33 über den Querschnitt der Kanne 33 optimiert.
Der Antrieb des Kannenträgers 35 kann hydraulisch oder pneumatisch oder bevorzugterweise elektromotorisch erfolgen. Wird nur ein Antrieb verwendet, kann die zweite Bewegungsrichtung 45 über ein Getriebe und eine Kupplung von diesem einen Antrieb erfolgen ohne dabei synchron mit der ersten Bewegungsrichtung 44 übereinzustimmen. Bevorzugt werden die beiden Bewegungsrichtungen 44, 45 des Kannenträgers 35 von zwei separaten Antrieben ausgeführt.
Figur 6 zeigt eine Rechteckkanne 26 nach der Erfindung in schematischer Darstellung. Ebenfalls zeigt Figur 6 eine Darstellung der Massenverteilung über den Querschnitt 27 einer vollen Kanne 26 nach der Erfindung. Die Rechteckkannen 26 nach der Erfindung weisen eine erste Länge A auf, welche ein Dreifaches oder weniger, vorzugsweise ein Zweifaches oder weniger einer zweiten Länge B beträgt, sowie eine Höhe C. Besonders bevorzugt beträgt die erste Länge A das Eineinhalbfache der Länge B. Dies entspricht einem in der Logistik üblichen Längenverhältnis, das auch die weit verbreiteten Europaletten aufweisen. Die zweite Länge B ist grösser als der Durchmessers der abgelegten Faserbandschlaufen, wobei die kürzere der beiden Längen A, B der zu befüllenden Kannen 33 mindestens das 1.5-fache, vorzugsweise mindestens das zweifache eines durch die exzentrische Anordnung des Bandkanals erzeugten Durchmessers der abgelegten Faserbandschlaufen beträgt. Dies ermöglicht durch ein Verschieben der Kanne 26 während der Befüllung eine Optimierung der Massenverteilung des abgelegten Faserbandes in der Kanne 26. Die Kanne 26 ist mit einem an sich bekannten verschiebbaren Boden und mit einem Fahrwerk ausgerüstet (nicht gezeigt).
Wie im Diagramm in Figur 6 zu erkennen ist, ist die Massenverteilung über den Querschnitt 27 der Kanne 26 gleichmässig. Im Diagramm in der Figur 6 ist auf der Ordinate die Masse M des abgelegten Faserbandes und auf der Abszisse die Länge B des Querschnitts 27 aufgetragen. Die unterhalb der Kurve eingeschlossene Fläche G entsprich der abgelegten Gesamtmasse an Faserband in der Kanne 26. Durch die Ablage des Faserbandes in Schlaufen, die dachziegelartige Stapelung der Schlaufen übereinander in Reihen und eine versetzte Anordnung der Reihen über die Grundfläche der Kanne 26 entsteht eine dichte Materialanhäufung weder an den Aussenseiten noch in der Mitte des Querschnitts 27. Auch ist die Gesamtmasse G des abgelegten Faserbandes gemessen am zur Verfügung stehenden Rauminhalt der Kanne deutlich höher als dies in den bekannten Befüllungsverfahren der Fall ist.
Figuren 7a bis 7c zeigen in schematischer Darstellung mögliche Anordnungen der Reihen von dachziegelartig übereinander gestapelten Faserbandschlaufen in einer Kanne nach der Erfindung. Durch die Längenverhältnisse der Kanne und die Möglichkeit die Kanne in zwei Bewegungsrichtungen unterhalb des Drehtellers zu verschieben ist eine Optimierung der Massenverteilung über den Querschnitt der Kanne des abgelegten Faserbandes erreichbar. Die in den Figuren 7a bis 7c gezeigten Anordnungen können während einem Befüllungsvorgang einer einzelnen Kanne zur Anwendung kommen. Beispielsweise wird das Faserband in wiederholender Folge in einer ersten Schicht nach der Figur 7a, in einer zweiten Schicht nach der Figur 7b und in einer dritten Schicht nach der Figur 7c in die Kanne abgelegt.

Legende

1: Karde
2: Faserbandablage
3: Faserband
4: Umlenkrollen
5: Kalanderwalzen
6: Bandkanal
7: Drehteller
8: Drehachse Drehteller
9: Drehbewegung Drehteller
10: Kanne
11: Drehtisch
12: Drehachse Drehtisches
13: Drehbewegung Drehtisch

20: längliche Rechteckkanne
21: Querschnitt der länglichen Rechteckkanne
22: Mittelachse des Querschnitts 21
23: Rundkanne
24: Querschnitt der Rundkanne
25: Mittelachse des Querschnitts 24
26: Rechteckkanne
27: Querschnitt der Rechteckkanne

30: Kalanderwalzen
31: Drehteller
32: Faserbandschlaufe
33: Kanne
34: Faserbandablage
35: Kanneträger
36: Fixierung
37: Verschiebbarer Boden
38: Feder
39: Äussere Position der Kanne
40: Volle Kanne
41: Fahrwerk
42: Drehachse des Drehtellers 31
43: Drehbewegung des Drehtellers 31
44: Erste Bewegungsrichtung
45: Zweite Bewegungsrichtung

A: Erste Länge der Kanne
B: Zweite Länge der Kanne
C: Höhe der Kanne
D: Durchmesser der Kanne
E, F, G: Masse des abgelegten Faserbandes
M: Massenverteilung

Claims

Vorrichtung zur Befüllung von rechteckigen Kannen (33) mit einem Faserband (3) oder Vorgarn, wobei die Vorrichtung oberhalb der Kanne (33) einen Drehteller (7, 31) und einen im Drehteller (7, 31) angeordneten Bandkanal (6) und Mittel zur translatorischen Verschiebung der Kanne (33) umfasst, wobei das, der Kanne (33) zugewandte, Ende des Bandkanals (6) exzentrisch zu einer Drehachse (8) des Drehtellers (7, 31) angeordnet ist, wobei der Drehteller (7, 31) mit einem Antrieb um die Drehachse (8) in eine Drehbewegung (9) versetzbar ist, wobei Kannen (33) mit einem Längenverhältnis (A/B) von 2 oder kleiner, besonders bevorzugt 1.5, befüllbar sind und die translatorische Verschiebung der Kanne (33) während der Befüllung in zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen (44, 45) durchführbar ist und wobei die Achsen (44, 45) lotrecht zur Drehachse (8) des Drehtellers (7, 31) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Steuerung umfasst, wobei die Drehbewegung (9) des Drehtellers (7, 31) und die Verschiebung der Kanne (33) derart gesteuert ist, dass eine gleichmässige Massenverteilung (M) in einer befüllten Kanne (26, 40) über deren Querschnitt (27) erzeugt wird, dadurch dass durch die Drehbewegung (9) des Drehtellers (7, 31) gebildete Faserbandschlaufen (32) dachziegelartig in Reihen mit einem Versatz zwischen den Reihen abgelegt werden, wobei der Versatz kleiner als die Faserbandschlaufen (32) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kürzere der beiden Längen (A, B) der zu befüllenden Kannen (33) mindestens das 1.5-fache, vorzugsweise mindestens das Zweifache eines durch die exzentrische Anordnung des Bandkanals (6) erzeugten Durchmessers der abgelegten Faserbandschlaufen (32) beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur translatorischen Verschiebung der Kanne (33) einen Kannenträger (35) mit mindestens einem Antrieb und eine Fixierung (36) der Kanne (33) an dem Kannenträger (35) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kannenträger (35) unterhalb der Kanne (33) angeordnet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kannenträger (35) für die translatorische Verschiebung der Kanne (33) in den zwei Achsen (44, 45) zwei separate Antriebe aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung (36) der Kanne (33) am Kannenträger (35) formschlüssig ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu befüllende Kanne (33) aus einem Boden besteht und keine Wände aufweist.
Verfahren zur Befüllung von rechteckigen Kannen (33) mit einem Faserband (3) oder Vorgarn durch einen Bandkanal (6) und Mittel zur translatorischen Verschiebung der Kanne (33), wobei der Bandkanal (6) in einem Drehteller (7, 31) oberhalb der Kanne (33) angeordnet ist und das, der Kanne (33) zugewandte, Ende des Bandkanals (6) exzentrisch zu einer Drehachse (8) des Drehtellers (7, 31) angeordnet ist und wobei der Drehteller (7, 31) mit einem Antrieb um die Drehachse (8) in eine Drehbewegung (9) versetzt wird, wodurch das Faserband (3) in Faserbandschlaufen (32) in die Kannen (33) abgelegt wird, wobei die translatorische Verschiebung der Kannen (33) während der Befüllung in zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen (44, 45) erfolgt und die Faserbandschlaufen (32) dachziegelartig übereinander gestapelt in Reihen mit einem Versatz neben- oder übereinander abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz zwischen den Reihen kleiner als die Faserbandschlaufen (32) ist und die Versetzung und Anordnung der neben- oder übereinander abgelegten Reihen so gewählt wird, dass sich in der Kanne (33) eine gleichmässige Massenverteilung (M) über den Querschnitt (27) ergibt.