EP2351880A2 - Konverter - Google Patents

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EP2351880A2
EP2351880A2 EP11003356A EP11003356A EP2351880A2 EP 2351880 A2 EP2351880 A2 EP 2351880A2 EP 11003356 A EP11003356 A EP 11003356A EP 11003356 A EP11003356 A EP 11003356A EP 2351880 A2 EP2351880 A2 EP 2351880A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
knife
nozzle
cutting edge
yarn
rotor
Prior art date
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Granted
Application number
EP11003356A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2351880B1 (de
EP2351880A3 (de
Inventor
Nils Schedukat
Richard Ramakers
Thomas Gries
Richard Brüssel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG
Original Assignee
Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG filed Critical Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG
Publication of EP2351880A2 publication Critical patent/EP2351880A2/de
Publication of EP2351880A3 publication Critical patent/EP2351880A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2351880B1 publication Critical patent/EP2351880B1/de
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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
    • D01G1/00—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling
    • D01G1/02—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling to form staple fibres not delivered in strand form
    • D01G1/04—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling to form staple fibres not delivered in strand form by cutting

Definitions

  • the invention relates to a converter for converting one or more endless yarns into staple fibers.
  • a converter for converting one or more continuous yarns into staple fibers having a yarn exit and a cutting edge, the yarn exit being fixed and the cutting edge being rotatably supported, and wherein the yarn exit is directed along an axis of rotation of the cutting edge.
  • the invention is therefore in particular the object of providing a converter with which fibers or yarns can be optimally cut.
  • a rotary nozzle converter for converting one or more endless yarns into staple fibers by means of a rotor nozzle and a cutter, wherein the nozzle function is integrated into the rotor and the yarn is deflected by an angle of less than 90 °.
  • a cutting should be understood here preferably a blade with at least one cutting edge.
  • the rotor nozzle sucks the fiber strand itself and conveys it by means of a supplied gas stream, preferably by means of air, at the same speed at which the endless yarn is fed to a nozzle exit of the rotor.
  • the self-priming of the nozzle allows integration of the rotor nozzle converter in a running process for further processing of the staple fibers and reduces the air consumption of the converter with respect to a separate arrangement of nozzle and rotor.
  • a so-called in-line circuit is important to ensure the purity of the material and yarn damage by winding operations, post-crystallization, Avoid storage and transport.
  • the process becomes more productive by combining individual stages. Thereby a higher process speed and the saving of costs are possible.
  • deflecting the yarn at an angle of less than 90 ° all fiber types can be processed. The deflection of the yarn causes the yarn to exit at an outer edge of the rotor nozzle, thereby moving and cutting the yarn at an increased speed.
  • a second cutting edge is provided.
  • this acts as a counter-blade to the first cutting edge.
  • the design allows separation of fibers of soft and tough nature, since the two cutting edges develop sufficient force to cut tough fibers as well, with the second cutting edge applying a counter pressure to the pressure developed by the first cutting edge.
  • the second cutting edge is rotatably mounted. Due to the rotation of the second cutting edge, the two cutting edges are not in constant contact. As a result, the generation of heat is avoided because the two edges only touch once per revolution of the rotor.
  • the second cutting edge is fixed to the rotor. This allows a simple construction of the converter, as can be dispensed with a separate storage of the second cutting edge.
  • the second cutting edge may be an attachment plate which is arranged on a surface of the rotor nozzle converter, preferably an end face of the rotor nozzle converter, in which at least one outlet opening of the yarn is arranged is applied to the entire extent and has at least one recess which releases the outlet opening and which is formed like a blade at its edges.
  • the second cutting edge cover a front side of the rotor nozzle in a segment-like manner.
  • the side of the rotor nozzle is defined as the end face on which the outlet opening of the endless yarn is arranged.
  • Segment-like in this context means that the second cutting only covers a portion of the end face of the Rotordüsekonverters and remain free large parts of the total area.
  • the second cutting edge is formed as a sheet metal part which is beveled like a blade on the side facing the outlet opening of the yarn. In addition, this sheet metal part is easy and inexpensive to produce or replace.
  • a cutting edge of the second cutting edge forms a secant to an exit opening of the yarn.
  • the cutting edge of the second cutting edge is arranged on one side of the exit opening of the yarn, which, in one embodiment of a cut, viewed in a projection view, lies opposite the side on which the first cutting edge is arranged. This ensures a consistent and good quality of cut.
  • At least one cutting edge of the first cutting edge and at least one cutting edge of the second cutting edge in at least one operating mode lie in a common plane, whereby the cut of the yarn can be carried out correctly and microns accurate.
  • a high power development for cutting the yarn can be achieved if, in at least one operating mode, the first cutting edge and the second cutting edge are biased against each other.
  • the operating mode preferably represents a cutting operation.
  • At least one cutting edge of the first cutting edge and at least one cutting edge of the second cutting edge have a tilt relative to one another, which is intended to set a force component between the cutting edges during a cutting operation by means of the cutting edges.
  • By tilting an optimal and at the same time gentle cutting result can be achieved. It is achieved a stepless change in force in a movement along the cutting edges in the cutting process, through which the fiber is handled without damage during a threading process.
  • vibrations of the cutting edges, caused by a meeting of the cutting edges in the cutting process can be reduced.
  • an insertion bevel may be provided, which is arranged in at least one region of a cutting edge and lies on one side, which faces the other cutting edge: This allows a particularly smooth transition to be achieved at the beginning of the intersection of the cutting edges.
  • At least one cutting edge has a formation which is provided to set a force component between the cutting edges during a cutting operation by means of the cutting edges.
  • This formation should in particular be a curvature formed in the longitudinal direction of the cutting edge, which effects the same effect and the same advantages as the tilting.
  • first cutting edge and the second cutting edge are intended to perform a cutting of the yarn according to a scissor-type principle.
  • scissors principle is to be understood here that the two cutting edges touch directly in front of the cut in a cutting point, which moves in a process of cutting and thus in a sliding past the cutting edges along the longitudinal extension of the cutting edges. This allows a precise and straight cut of the fibers. Thus, tough fibers can be cut.
  • the two cutting work on the principle of a cutting shear, whereby a large power development can be ensured for cutting the yarn.
  • an adjusting device for adjusting at least one cutting edge is provided.
  • both blades can be matched exactly.
  • the cutting edges must be aligned exactly 1 ⁇ m.
  • the adjustment device has a partial region provided for elastic deformation, whereby a fine adjustment of a cutting arrangement can be achieved in a structurally simple manner.
  • a collecting device for the staple fibers wherein the collecting device has a box and a shaft opening into the box.
  • the box can also be replaced by another, useful to those skilled in collecting device, such as a shaft.
  • This embodiment makes it possible for the cut or severed fibers to pass directly into the resulting fleece or fiber bed without impurities.
  • the shaft surround the cutting edges. Hereby, flying away of the cut fibers is effectively prevented, whereby the shaft acts as a nozzle.
  • the collecting device has an extraction device in order to accelerate the formation of a nonwoven or fiber bed and to optimize it overall.
  • the collecting device has a separating device which separates the blown and cut fibers from the air.
  • a preferred development is that a device is provided which has a plurality of rotor nozzle converter. As a result, a high throughput rate of cut staple fibers can advantageously be achieved.
  • An inexpensive device can be advantageously achieved if a drive is provided which at least partially drives the rotor nozzle converter.
  • the drive is a belt drive with a belt, which has a double-sided toothing.
  • a synchronously operating device can be structurally simple and cost-effective.
  • the belt can be designed as a wedge, flat or round belt, as a chain and / or particularly advantageous as a toothed belt. But it is also another conceivable to those skilled in the art as Umschlingungsantrieb conceivable.
  • a converter for converting one or more endless yarns into staple fibers having a yarn exit and a cutting edge, wherein the yarn exit is stationary and the cutting edge is rotatably mounted. This results in an arrangement that is structurally easy to drive, since only one component of the converter must be moved.
  • the invention proposes that the converter has a second cutting edge, whereby a cut of the fiber takes place particularly efficiently, since the second cutting edge applies a counterpressure to the pressure developed by the first cutting edge.
  • the second blade is fixedly mounted and as a counter-blade to the first cutting edge acts. As a result, a constant contact of the cutting and thus the formation of heat can be avoided.
  • FIGS. 1 to 3 to illustrate the invention, a Rotordüsekonverter 10 for converting a yarn 12 into staple fibers. It can be mixed both several yarn or fiber strands and different yarn or fiber types.
  • the rotor nozzle converter 10 comprises a rotor nozzle 14, 16, which has a rotor 14.
  • the rotor 14 is rotatably mounted in at least one bearing 50 and can be set in rotation by a drive 52. In the present embodiment, it is preferably a belt drive, wherein in the FIGS. 2 and 3 only the belt guide 52 is shown. However, it can also be any further drive that appears appropriate to a person skilled in the art.
  • the rotor 14 has a channel 54 for the passage of the yarn 12.
  • a feed tube 86 is provided for the yarn 12, which is stationary, that is not co-rotated with the rotor 14.
  • the yarn 12 is according to Fig. 3 deflected in the rotor 14 by an angle of less than 90 °.
  • the nozzle function is integrated, wherein a nozzle unit 16 is used to fulfill the nozzle function.
  • the nozzle unit 16 is arranged in the channel 54 of the rotor 14.
  • the nozzle unit 16 is preferably supplied with compressed air via a sealed circulation gap 56. About the air flow cooling can be achieved and / or moisture in the Converter 10 and thus the cutting properties of the yarn 12 are regulated.
  • a cutting edge 18 is mounted fixedly in front of the rotor 14 or in front of an end face 26 of the rotor via a holder 58 described in greater detail below.
  • a second cutting edge 20 is provided which acts as a counter-cutting edge to the first cutting edge 18.
  • the second cutting edge 20 is rotatably mounted.
  • the cutting edge 20 is fastened to the rotor 14 and rotates in the direction of rotation 90 with the rotor 14.
  • the second cutting edge 20 is rotatably mounted on another component.
  • the cutting edges 18, 20 are preferably made of steel, hard metal, ceramic or a hybrid material of, for example, any mixture of the aforementioned materials.
  • the cutters 18, 20 can additionally have a coating, for example of a carbon compound, such as diamond.
  • the use of a laser, in particular a diode laser, as a cutting edge is conceivable.
  • the second cutting edge 20 is arranged above an outlet opening 22 of the yarn 12 which is located in the front side 26, wherein the outlet opening 22 can have an arbitrary distance to the axis of rotation of the rotor.
  • the first fixed cutting edge 18 is arranged in front of the rotor 14 in such a way that after each full rotation of the rotor 14, the cutting edges 18, 20 are aligned at a distance which is precisely adjusted with respect to the ⁇ m.
  • the fed with uniform and / or stepped speed, which is also variable via a step program, supplied yarn 12 is inserted through the nozzle unit 16 in the channel 54 of the rotor 14.
  • the yarn 12 is passed in the channel 54 to the outlet opening 22 and the open yarn end is expelled from the outlet opening 22.
  • the co-rotating second cutting edge 20 passes through the stationary first cutting edge 18, the yarn 12, during rotation, being drawn between the cutting edges 18, 20 and being cut.
  • the two cutting edges 18, 20 function like a pair of scissors, in particular like a pair of cutting shears. Due to the rotation of the second cutting edge 20, the two cutting edges 18, 20 must meet again and again. In order to allow a cut of the yarn 12, the cutting edges 18, 20 are arranged in two different planes, which run parallel to each other. As a limiting case, it would also be possible for the cutting edges 18, 20 to be arranged in the same plane.
  • the cutting edges 60, 62 of the cutters 18, 20 acting as scissors lie in one plane at the time of the meeting and the execution of the cut.
  • the cutting edges 18, 20 or the cutting edges 60, 62 at the time of the cut only ever a point of contact with each other, in the process of cutting and thus in a sliding past the cutting edges 18, 20 along the longitudinal extent of the cutting edges 60, 62nd emotional.
  • an adjusting means 92 for the cutting 18, 20 is provided, wherein the adjusting means 92 for aligning the cutting edges 18, 20 is used. It is arranged, for example, on the holder 58 of the second cutting edge 18. By means of the adjusting means 92, for example, a tilting and / or a bias of the blades 18, 20 can be adjusted.
  • a tilting and / or a bias of the blades 18, 20 can be adjusted.
  • FIG. 8 is a schematic representation of the tilting exemplified, based on the second cutting edge 20 shown.
  • the cutting edges 18, 20 are adjusted so that both cutting edges 18, 20 are rotated about the axis 98 extending in each case through the longitudinal extent of their cutting edges 60, 62 with the same direction of rotation.
  • large-area contact of the cutting surfaces in the longitudinal extension of the cutting edges 18, 20 is prevented and the cutting edges 60, 62 only touch one another at a point which moves along the cutting edges 60, 62 in the cutting process.
  • at least one cutting edge 20 is tilted in a further axis 100 with a tilting 94.
  • the cutting edge 20 can be rotated in a center 102 on its support surface.
  • a bias voltage is provided which increases the tension between the blades 18, 20 and thus improves the quality of cut.
  • a formation 96 in the form of a curvature can also be provided on at least one cutting edge 20.
  • Fig. 4 1 shows an adjustment device 24 in which the rotor 14 of the rotor nozzle 14, 16 is at least partially surrounded by a stationary component 64, which receives the holder 58 for the first cutting edge 18.
  • the holder 58 has a connecting element 66, to which the first cutting edge 18 is fastened by means of an adjusting element 70, which is displaceable essentially in the direction of a transverse axis 68.
  • the connecting element 66 has a slope or slope 72 extending from the adjusting element 70 to the cutting edge 18 of less than 4 °, preferably 2 °.
  • a spring element preferably a plate spring 76 or a package of disc springs 76, is provided, which together with a, provided on the recess 74 recess 78, a portion 88 of a connecting element to one third of its width reduced by about 11 mm, an elastic partial deformation of the connecting element 66 allows.
  • a coarse adjustment of the cutters 18, 20 can be achieved.
  • a displacement of 3 mm corresponds approximately to a change in a gap 80 between the cutting edges 60, 62 in its horizontal extent of 100 ⁇ m.
  • the adjusting element 70 is fixed.
  • the plate spring 76 is used, whereby a cutting gap can be set to a fiber thickness of a fiber strand.
  • the gap 80 adapted in its vertical extent. In this case, for example, the gap 80 can be changed by 1 micron, when the spring 76 is adjusted by 15 °.
  • a collecting device 28 which includes a box 30 and opening into the box 30 shaft 32, wherein the box 30 and the shaft 32 may be made in one piece.
  • the shaft 32 surrounds the blades 18, 20 and thus prevents blowing away of the cut fibers.
  • the collecting device 28 has an extraction device 34.
  • the cut fibers are heavier than air and automatically fall down. If this automatism is disturbed, the suction device 34 may intervene by, for example, applying a vacuum.
  • a separator is provided in the form of at least one baffle 36 which separates air and fibers from each other.
  • Fig. 6 is also a device with a plurality of Rotordüsekonvertern 10 conceivable, in which case only one rotor nozzle converter per row is provided with a reference numeral.
  • the rotor nozzle converters 10 may, for example, rotate in opposite directions 82, 84 so as to allow untwisting of a "twisted" or stranded fiber strand is.
  • the device preferably has a common drive 38, which drives one part or all of the rotor nozzle converters 10.
  • the Rotordüsekonverter 10 for example, according to Fig.
  • the Rotordüsekonverter 10 serves not only to convert the continuous yarns in staple fibers, but also for dosing the amount of fiber per unit time and / or the desired length of the fiber pieces.
  • the length adjustment is adjustable via the feed rate of the yarn 12 and / or the rotational speed of the rotor 14, wherein a continuous metering is possible.
  • Fig. 7 shows a converter 40 for converting one or more continuous yarns into staple fibers having a yarn exit 44 and a cutting edge 46, the yarn exit 44 being fixed and the cutting edge 46 being rotatably mounted.
  • a plurality of yarn outlets 44 are arranged around a rotatably mounted cutting edge 46, so that the cutting edge 46 intersects a plurality of fibers during one revolution.
  • a second cutting edge 48 may be provided in particular for cutting viscous fibers.
  • the second cutting edge 48 is fixedly mounted and acts as a counter-blade to the first cutting edge 46.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Konverter (40) zum Konvertieren von einem oder mehreren Endlosgarn/en in Stapelfasern mit einem Garnaustritt (44) und einer Schneide (46), wobei der Garnaustritt (44) feststehend und die Schneide (46) drehbar gelagert ist, wobei der Garnaustritt (44) entlang einer Rotationsachse der Schneide (46) gerichtet ist, sowie einer zweiten Schneide (48), die einen Gegendruck zu dem von der ersten Schneide (46) entwickelten Druck aufbringt.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Konverter zum Konvertieren von einem oder mehreren Endlosgarn/en in Stapelfasern.
  • Für neue Entwicklungen im Bereich der Medizintextilien und technischen Textilien, im Materialbereich einerseits und im Produktbereich andererseits, werden Stapelfasern aus Endlosgarnen benötigt. Der hohe Preis der Rohstoffe und die Materialeigenschaften bedingen, dass bekannte Verfahren aufgrund des Massendurchsatzes oder der erforderlichen Sprödigkeit des Fasermaterials nicht angewandt werden können. Meist werden die Fasern von Hand geschnitten. Dabei werden sowohl die Ansprüche an die Stapellänge, die Kosten wie auch an die Reinheit nicht erfüllt.
  • Ferner ist aus der US 2,173,789 A ein Konverter zum Konvertieren von einem oder mehreren Endlosgarn/en in Stapelfasern mit einem Garnaustritt und einer Schneide, wobei der Garnaustritt feststehend und die Schneide drehbar gelagert ist, und wobei der Garnaustritt entlang einer Rotationsachse der Schneide gerichtet ist.
  • Der Erfindung liegt daher insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Konverter zu schaffen, mit dem Fasern bzw. Garne optimal geschnitten werden können.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Konverter gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Zur Erläuterung der Erfindung ist ein Rotordüsekonverter zum Konvertieren von einem oder mehreren Endlosgarn/en in Stapelfasern mittels einer Rotordüse und einer Schneide beschrieben, wobei die Düsenfunktion in den Rotor integriert ist und das Garn um einen Winkel von weniger als 90° umgelenkt wird. Unter einer Schneide soll hier bevorzugt eine Klinge mit zumindest einer Schneidkante verstanden werden. Die Rotordüse saugt den Faserstrang selbst an und fördert ihn mittels eines zugeführten Gasstroms, vorzugsweise mittels Luft, mit derselben Geschwindigkeit, mit welcher das Endlosgarn zugeführt wird, zu einem Düsenaustritt des Rotors. Durch die Unterdruckbeaufschlagung im Einzugsbereich und das Transportieren mittels eines Luftstroms zu den Schneiden wird der Faden vorteilhafterweise über den gesamten Transportweg gerade ausgerichtet. Ferner ermöglicht das Selbstansaugen der Düse eine Integration des Rotordüsekonverters in einen laufenden Prozess zur Weiterverarbeitung der Stapelfasern und senkt den Luftverbrauch des Konverters gegenüber einer getrennten Anordnung von Düse und Rotor. Eine so genannte In-Line-Schaltung ist wichtig, um die Reinheit des Materials zu gewährleisten und Garnschädigungen durch Spulvorgänge, Nachkristallisation, Lagerung und Transport zu vermeiden. Gleichzeitig wird der Prozess durch Zusammenfassen einzelner Stufen produktiver. Es sind dadurch eine höhere Prozessgeschwindigkeit und die Einsparung von Kosten möglich. Indem das Garn um einen Winkel von weniger als 90° umgelenkt wird, können alle Fasertypen verarbeitet werden. Die Umlenkung des Garns führt zu einem Austritt des Garns an einem äußeren Rand bzw. einer Stirnseite der Rotordüse, wodurch das Garn mit einer erhöhten Geschwindigkeit bewegt und geschnitten wird.
  • Vorteilhafterweise ist eine zweite Schneide vorgesehen. Vorzugsweise wirkt diese als Gegenschneide zur ersten Schneide. Die Ausgestaltung ermöglicht ein Trennen von Fasern mit weichelastischer und zäher Beschaffenheit, da die beiden Schneiden ausreichend Kraft entwickeln, um auch zähe Fasern zu schneiden, wobei die zweite Schneide einen Gegendruck zu dem von der ersten Schneide entwickelten Druck aufbringt.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die zweite Schneide drehbar gelagert ist. Aufgrund der Rotation der zweiten Schneide sind die beiden Schneiden nicht ständig in Kontakt. Hierdurch wird die Entstehung von Wärme vermieden, da sich die beiden Schneiden nur einmal pro Umdrehung des Rotors berühren.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die zweite Schneide am Rotor befestigt ist. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau des Konverters, da auf eine separate Lagerung der zweiten Schneide verzichtet werden kann. Die zweite Schneide kann ein Aufsatzblech sein, das auf einer Fläche des Rotordüsekonverters, bevorzugt einer Stirnseite des Rotordüsekonverters, in der auch zumindest eine Austrittsöffnung des Garns angeordnet ist, auf deren gesamter Erstreckung aufgebracht ist und zumindest eine Aussparung aufweist, die die Austrittsöffnung freigibt und die an ihren Rändern schneidenartig ausgeformt ist.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die zweite Schneide segmentartig eine Stirnseite der Rotordüse überdeckt. Hierbei ist als Stirnseite die Seite der Rotordüse definiert, an der die Austrittsöffnung des Endlosgarns angeordnet ist. Segmentartig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die zweite Schneide nur einen Teilbereich der Stirnseite des Rotordüsekonverters überdeckt und große Teile der Gesamtfläche frei bleiben. Vorteilhafterweise ist die zweite Schneide als Blechteil ausgebildet, das an der der Austrittsöffnung des Garns zugewandten Seite schneidenartig angeschrägt ist. Darüber hinaus ist dieses Blechteil leicht und kostengünstig herstellbar bzw. austauschbar.
  • Ferner ist es von Vorteil, wenn eine Schneidkante der zweiten Schneide eine Sekante zu einer Austrittsöffnung des Garns bildet. Vorteilhafterweise ist die Schneidkante der zweiten Schneide an einer Seite der Austrittsöffnung des Garns angeordnet, die bei einer Ausführung eines Schnitts, in einer Projektionsdarstellung gesehen, gegenüber der Seite liegt, an der die erste Schneide angeordnet ist. Hierdurch wird eine gleich bleibende und gute Schnittqualität gewährleistet.
  • Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest eine Schneidkante der ersten Schneide und zumindest eine Schneidkante der zweiten Schneide in zumindest einem Betriebsmodus in einer gemeinsamen Ebene liegen, wodurch der Schnitt des Garns korrekt und µm-genau ausgeführt werden kann.
  • Eine hohe Kraftentwicklung zum Schneiden des Garns kann erreicht werden, wenn in zumindest einem Betriebsmodus die erste Schneide und die zweite Schneide gegeneinander vorgespannt sind. Der Betriebsmodus stellt bevorzugt einen Schneidevorgang dar.
  • Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn zumindest eine Schneidkante der ersten Schneide und zumindest eine Schneidkante der zweiten Schneide eine Verkippung zueinander aufweisen, die dazu vorgesehen ist, bei einem Schneidvorgang mittels der Schneidkanten eine Kraftkomponente zwischen den Schneiden einzustellen. Dadurch kann insbesondere eine Spannung zwischen den Schneiden aufgebaut und/oder auch eine Veränderung einer Kraftkomponente bzw. einer Spannung während eines Schnittvorgangs erreicht werden. Durch die Verkippung kann ein optimales und gleichzeitig schonendes Schneideergebnis erzielt werden. Es wird eine stufenlose Kraftänderung bei einer Bewegung entlang der Schneidkanten im Schneideprozess erreicht, durch die die Faser bei einem Einfädelprozess beschädigungslos gehandhabt wird. Ferner können Schwingungen der Schneiden, hervorgerufen durch ein Aufeinandertreffen der Schneiden im Schneideprozess, vermindert werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Einführschräge vorgesehen sein, die in zumindest einem Bereich einer Schneidkante angeordnet ist und auf einer Seite liegt, die der anderen Schneidkante zugewandt ist: Dadurch kann ein besonders weicher Übergang zu Beginn der Überschneidung der Schneidkanten erreicht werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des zur Erläuterung beschriebenen Ausführungsbeispiels wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Schneidkante eine Ausformung aufweist, die dazu vorgesehen ist, bei einem Schneidvorgang mittels der Schneidkanten eine Kraftkomponente zwischen den Schneiden einzustellen. Diese Ausformung soll insbesondere eine in Längsrichtung der Schneide ausgebildete Krümmung sein, die einen gleichen Effekt und die gleichen Vorteile wie die Verkippung bewirkt.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die erste Schneide und die zweite Schneide dazu vorgesehen sind, einen Schnitt des Garns nach einem Scherenprinzip auszuführen. Unter "Scherenprinzip" soll hierbei verstanden werden, dass sich die beiden Schneiden unmittelbar vor dem Schnitt in einem Schneidepunkt berühren, der sich in einem Vorgang des Schneidens und somit bei einem aneinander Vorbeigleiten der Schneiden entlang der Längserstreckung der Schneidkanten bewegt. Dies ermöglicht einen exakten und geraden Schnitt der Fasern. Somit können auch zähe Fasern geschnitten werden. Bevorzugt arbeiten die beiden Schneiden nach dem Prinzip einer Schlagschere, wodurch eine große Kraftentwicklung zum Schneiden des Garns gewährleistet werden kann.
  • Vorteilhafterweise ist eine Einstellvorrichtung zur Einstellung wenigstens einer Schneide vorgesehen. Dadurch können beide Schneiden exakt aufeinander abgestimmt werden. Um die Fasern exakt schneiden zu können, müssen die Schneiden 1 µm genau ausgerichtet sein. Besonders vorteilhaft weist die Einstellvorrichtung einen zur elastischen Verformung vorgesehenen Teilbereich auf, wodurch konstruktiv einfach eine Feineinstellung einer Schneidenanordnung erreicht werden kann.
  • Es wird vorgeschlagen, dass eine Auffangvorrichtung für die Stapelfasern vorgesehen ist, wobei die Auffangvorrichtung einen Kasten und einen in den Kasten mündenden Schacht aufweist. Der Kasten kann auch durch eine weitere, dem Fachmann als sinnvoll dienende Auffangvorrichtung, wie beispielsweise einen Schacht, ersetzt werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass die geschnittenen bzw. abgeschlagenen Fasern direkt ohne Verunreinigungen in das entstehende Vlies bzw. Faserbett gelangen.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass der Schacht die Schneiden umgibt. Hiermit wird ein Wegfliegen der geschnittenen Fasern wirkungsvoll verhindert, wobei der Schacht als Düse wirkt.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Auffangvorrichtung eine Absaugungseinrichtung aufweist, um die Entstehung eines Vlieses bzw. Faserbettes zu beschleunigen und insgesamt zu optimieren.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Auffangvorrichtung eine Separiereinrichtung aufweist, welche die ausgeblasenen und geschnittenen Fasern von der Luft trennt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, die mehrere Rotordüsekonverter aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Durchsatzrate an geschnittenen Stapelfasern erreicht werden.
  • Eine kostengünstige Vorrichtung kann vorteilhaft erreicht werden, wenn ein Antrieb vorgesehen ist, welcher die Rotordüsekonverter mindestens teilweise antreibt.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn es sich bei dem Antrieb um einen Umschlingungsantrieb mit einem Umschlingungsriemen handelt, welcher eine beidseitige Verzahnung aufweist. Dadurch kann konstruktiv einfach und kostengünstig eine synchron arbeitende Vorrichtung gestaltet werden. Der Umschlingungsriemen kann als Keil-, Flach-, oder Rundriemen, als Kette und/oder besonders vorteilhaft als Zahnriemen ausgebildet sein. Es ist aber auch ein anderer, dem Fachmann als zweckdienlich erscheinender Umschlingungsantrieb denkbar.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 1 wird ein Konverter zum Konvertieren von einem oder mehreren Endlosgarn/en in Stapelfasern mit einem Garnaustritt und einer Schneide vorgesehen, wobei der Garnaustritt feststehend und die Schneide drehbar gelagert ist. Hierdurch ergibt sich eine Anordnung, die konstruktiv einfach antreibbar ist, da nur eine Komponente des Konverters bewegt werden muss.
  • Zudem wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Konverter eine zweite Schneide aufweist, wodurch ein Schnitt der Faser besonders effizient erfolgt, da die zweite Schneide einen Gegendruck zu dem von der ersten Schneide entwickelten Druck aufbringt.
  • Es wird zudem vorgeschlagen, dass die zweite Schneide feststehend gelagert ist und als Gegenschneide zur ersten Schneide wirkt. Dadurch kann ein ständiger Kontakt der Schneiden und somit die Entstehung von Wärme vermieden werden.
    • Zeichnungen
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    zur Erläuterung der Erfindung einen Rotordüsekonverter in einer Vorderansicht mit einer feststehenden Schneide und einer rotierenden Gegenschneide,
    Fig. 2
    einen Rotordüsekonverter gemäß Fig. 1 als Schnittdarstellung A-A,
    Fig. 3
    einen Rotordüsekonverter in einem Längsschnitt,
    Fig. 4
    eine Einstellvorrichtung für die Schneiden,
    Fig. 5
    eine Auffangvorrichtung für die Stapelfasern in einer schematischen Darstellung mit einem Kasten und einem in den Kasten mündenden Schacht,
    Fig. 6
    eine Vorrichtung mit mehreren Rotordüsekonvertern,
    Fig. 7
    einen erfindungsgemäßen Konverter mit mehreren feststehenden Faseraustritten und einer drehbar gelagerten Schneide und
    Fig. 8
    eine schematische Darstellung einer Verkippung und einer Ausformung der Schneiden.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die Figuren 1 bis 3 zeigen zur Erläuterung der Erfindung einen Rotordüsekonverter 10 zum Konvertieren von einem Garn 12 in Stapelfasern. Es können sowohl mehrere Garn- bzw. Faserstränge als auch verschiedene Garn- bzw. Fasertypen gemischt werden. Der Rotordüsekonverter 10 umfasst eine Rotordüse 14, 16, welche einen Rotor 14 aufweist. Der Rotor 14 ist in mindestens einer Lagerung 50 drehbar gelagert und über einen Antrieb 52 in Rotation versetzbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich vorzugsweise um einen Riemenantrieb, wobei in den Figuren 2 und 3 nur die Riemenführung 52 dargestellt ist. Es kann sich jedoch auch um jeden weiteren, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Antrieb handeln.
  • Der Rotor 14 weist einen Kanal 54 zur Durchführung des Garns 12 auf. Im Kanal 54 ist gemäß Fig. 4 ein Zuführrohr 86 für das Garn 12 vorgesehen, welches feststehend ist, also nicht mit dem Rotor 14 mitrotiert. Das Garn 12 wird gemäß Fig. 3 im Rotor 14 um einen Winkel von weniger als 90° umgelenkt. In den Rotor 14 ist die Düsenfunktion integriert, wobei zur Erfüllung der Düsenfunktion eine Düseneinheit 16 dient. Die Düseneinheit 16 ist im Kanal 54 des Rotors 14 angeordnet. Die Düseneinheit 16 wird über einen abgedichteten Umlaufspalt 56 vorzugsweise mit Druckluft versorgt. Über den Luftstrom kann eine Kühlung erreicht werden und/oder die Feuchtigkeit im Konverter 10 und somit die Schnitteigenschaften des Garns 12 geregelt werden.
  • Eine Schneide 18 ist über eine unten näher beschriebene Halterung 58 feststehend vor dem Rotor 14 beziehungsweise vor einer Stirnseite 26 des Rotors angebracht. Zusätzlich ist eine zweite Schneide 20 vorgesehen, welche als Gegenschneide zur ersten Schneide 18 wirkt. Die zweite Schneide 20 ist drehbar gelagert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schneide 20 am Rotor 14 befestigt und rotiert in Rotationsrichtung 90 mit dem Rotor 14 mit. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die zweite Schneide 20 an einem anderen Bauteil drehbar gelagert ist. Die Schneiden 18, 20 bestehen vorzugsweise aus Stahl, Hartmetall, Keramik oder einem Hybridwerkstoff aus beispielsweise einer beliebigen Mischung der zuvor genannten Materialien. Ferner können die Schneiden 18, 20 zusätzlich eine Beschichtung, beispielsweise aus einer Kohlenstoffverbindung, wie Diamant, aufweisen. Alternativ ist auch die Verwendung eines Lasers, insbesondere eines DiodenLasers, als Schneide denkbar.
  • Die zweite Schneide 20 ist oberhalb einer sich in der Stirnseite 26 befindenden Austrittsöffnung 22 des Garns 12 angeordnet, wobei die Austrittsöffnung 22 einen beliebigen Abstand zur Drehachse des Rotors aufweisen kann. Die erste, feststehende Schneide 18 ist derart vor dem Rotor 14 angeordnet, dass nach jeder vollen Drehung des Rotors 14 die Schneiden 18, 20 in einem µm-genau eingestellten Abstand ausgerichtet sind.
  • Das mit gleichmäßiger und/oder gestufter Geschwindigkeit, die auch über ein Stufenprogramm variierbar ist, zugeführte Garn 12 wird durch die Düseneinheit 16 in den Kanal 54 des Rotors 14 eingeführt. Das Garn 12 wird in dem Kanal 54 zu der Austrittsöffnung 22 geleitet und das offene Garnende wird aus der Austrittsöffnung 22 ausgetrieben. Bei jeder Umdrehung des Rotors 14 passiert die mitrotierende zweite Schneide 20 die feststehende erste Schneide 18, wobei das Garn 12 sich bei der Rotation zwischen die Schneiden 18, 20 zieht und geschnitten wird.
  • Die beiden Schneiden 18, 20 funktionieren wie eine Schere, insbesondere wie eine Schlagschere. Durch die Rotation der zweiten Schneide 20 müssen sich die beiden Schneiden 18, 20 immer wieder neu treffen. Um einen Schnitt des Garns 12 zu ermöglichen, sind die Schneiden 18, 20 in zwei unterschiedlichen Ebenen angeordnet, die parallel zueinander verlaufen. Als Grenzfall wäre auch möglich, dass die Schneiden 18, 20 in der gleichen Ebene angeordnet sind. Die als Schere wirkenden Schneidkanten 60, 62 der Schneiden 18, 20 liegen zum Zeitpunkt des Treffens und der Ausführung des Schnitts in einer Ebene. Hierbei haben die Schneiden 18, 20 bzw. die Schneidkanten 60, 62 zum Zeitpunkt des Schnitts immer nur jeweils einen Berührpunkt miteinander, der sich im Vorgang des Schneidens und somit bei einem aneinander Vorbeigleiten der Schneiden 18, 20 entlang der Längserstreckung der Schneidkanten 60, 62 bewegt.
  • Wie bereits erwähnt, müssen die beiden Schneiden 18, 20 mit ihren Schneidkanten 60, 62 µm-genau aufeinander abgestimmt sein, um einen exakten Schnitt der zähen Fasern 12, beispielsweise Aramidfasern, zu erzielen, damit die stoßempfindlichen Schneidenwerkstoffe keinen Schaden erleiden und eine hohe Lebensdauer der Schneiden 18, 20 erreicht werden kann. Hierzu ist ein Stellmittel 92 für die Schneiden 18, 20 vorgesehen, wobei das Stellmittel 92 zur Ausrichtung der Schneiden 18, 20 dient. Es ist beispielsweise an der Halterung 58 der zweiten Schneide 18 angeordnet. Mittels des Stellmittels 92 kann beispielsweise eine Verkippung und/oder eine Vorspannung der Schneiden 18, 20 eingestellt werden. In Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der Verkippung exemplarisch, bezogen auf die zweite Schneide 20, gezeigt. Hierbei sind die Schneiden 18, 20 so eingestellt, dass beide Schneiden 18, 20 um eine jeweils durch die Längserstreckung ihrer Schneidkanten 60, 62 verlaufende Achse 98 mit dem gleichen Drehsinn verdreht sind. Dadurch wird eine großflächige Berührung der Schneidenflächen in der Längserstreckung der Schneiden 18, 20 unterbunden und die Schneidkanten 60, 62 berühren sich nur an einem Punkt, der sich im Schneidprozess entlang der Schneidkanten 60, 62 bewegt. Ferner ist zumindest eine Schneide 20 in einer weiteren Achse 100 mit einer Verkippung 94 gekippt angeordnet. Alternativ kann die Schneide 20 auch in einem Mittelpunkt 102 auf ihrer Auflagefläche verdreht werden. Hierbei kommt es zu einer Punktberührung der Schneidkanten 60, 62, die, unter Vernachlässigung der Verformung entlang der Längserstreckung der Schneidkanten 60, 62 durch die gegenseitig aufgebaute Spannung während des Schnitts, in einer Ebene liegen. Ferner ist eine Vorspannung gegeben, die die Spannung zwischen den Schneiden 18, 20 erhöht und somit die Schnittqualität verbessert. Alternativ zu dieser Verkippung kann auch an zumindest einer Schneide 20 eine Ausformung 96 in der Form einer Krümmung vorgesehen sein.
  • Fig. 4 zeigt eine Einstellvorrichtung 24, bei welcher der Rotor 14 der Rotordüse 14, 16 mindestens teilweise von einem feststehenden Bauteil 64 umgeben ist, welches die Halterung 58 für die erste Schneide 18 aufnimmt. Die Halterung 58 weist ein Verbindungselement 66 auf, an welchem über ein, im Wesentlichen in Richtung einer Querachse 68 verschiebbares Verstellelement 70 die erste Schneide 18 befestigt ist. Das Verbindungselement 66 weist eine von dem Verstellelement 70 zu der Schneide 18 verlaufende Steigung bzw. Schräge 72 von weniger als 4°, vorzugsweise 2° auf. In einer Ausnehmung 74 des Verbindungselements 66 ist ein Federelement, vorzugsweise eine Tellerfeder 76 oder ein Paket aus Tellerfedern 76, vorgesehen, das zusammen mit einer, an der Ausnehmung 74 vorgesehenen Aussparung 78, die einen Teilbereich 88 eines Verbindungselements bis auf ein Drittel seiner Breite auf ca. 11 mm reduziert, eine elastische Teilverformung des Verbindungselements 66 ermöglicht.
  • Wird das Verstellelement 70 entlang der Schräge 72 des Verbindungselements 66 verschoben, kann eine Grobeinstellung der Schneiden 18, 20 erreicht werden. Dabei entspricht beispielsweise eine Verschiebung von 3 mm ungefähr einer Änderung eines Spalts 80 zwischen den Schneidenkanten 60, 62 in seiner horizontalen Erstreckung von 100 µm. In der gewünschten Position wird das Verstellelement 70 fixiert. Zur Feineinstellung wird die Tellerfeder 76 verwendet, wodurch ein Schnittspalt auf eine Faserstärke eines Faserstrangs eingestellt werden kann. Über eine Änderung der Vorspannungskraft der Feder 76 wird über die Verformung des teilelastischen Verbindungselements 66 der Spalt 80 in seiner vertikalen Erstreckung angepasst. Dabei kann beispielsweise der Spalt 80 um 1 µm verändert werden, wenn die Feder 76 um 15° verstellt wird.
  • Nach dem Schnitt sollen die Fasern zur direkten Herstellung eines Vlieses bzw. eines Faserbetts dienen. Vorteilhafterweise sollten die geschnittenen bzw. abgeschlagenen Fasern direkt auf das entstehende Vlies bzw. Faserbett fallen. Die Stärke des zugeführten Druckluftstroms hat jedoch Auswirkungen auf das Fallen bzw. die Ablage der Fasern. Um ein Verwirbeln sowie Wegfliegen der geschnittenen und ausgeblasenen Fasern zu verhindern, ist eine Auffangvorrichtung 28 gemäß Fig. 5 vorgesehen, die einen Kasten 30 und einen in den Kasten 30 mündenden Schacht 32 umfasst, wobei der Kasten 30 und der Schacht 32 einstückig ausgeführt sein können. Der Schacht 32 umgibt die Schneiden 18, 20 und verhindert somit ein Wegblasen der geschnittenen Fasern. Zusätzlich weist die Auffangvorrichtung 28 eine Absaugungseinrichtung 34 auf. In der Regel sind die geschnittenen Fasern schwerer als Luft und fallen automatisch nach unten. Falls dieser Automatismus gestört ist, kann die Absaugungseinrichtung 34 zum Beispiel durch Anlegen eines Vakuums unterstützend eingreifen. Zusätzlich ist eine Separiervorrichtung in der Form mindestens eines Leitblechs 36 vorgesehen, welches Luft und Fasern voneinander trennt.
  • Gemäß Fig. 6 ist auch eine Vorrichtung mit mehreren Rotordüsekonvertern 10 denkbar, wobei hier nur jeweils ein Rotordüsekonverter pro Reihe mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Rotordüsekonverter 10 können sich beispielsweise in entgegengesetzte Richtungen 82, 84 drehen, so dass ein Aufdrehen eines "gewundenen" bzw. "verdrehten" Faserstrangs möglich ist. Die Vorrichtung weist vorzugsweise einen gemeinsamen Antrieb 38 auf, der einen Teil bzw. alle Rotordüsekonverter 10 antreibt. Die Rotordüsekonverter 10 können beispielsweise gemäß Fig. 6 hintereinander bzw. zickzackförmig angeordnet sein, so dass als gemeinsamer Umschlingungsantrieb ein Umschlingungsriemen in Form eines Zahnriemens 38 mit beidseitiger Verzahnung in Frage kommt, welcher zwischen den beiden Reihen der Rotordüsekonverter 10 verläuft. In diesem Fall drehen sich die beiden Reihen jeweils in entgegengesetzten Richtungen 82, 84.
  • Der Rotordüsekonverter 10 dient nicht nur zum Konvertieren der Endlosgarne in Stapelfasern, sondern auch zum Dosieren der Fasermenge pro Zeiteinheit und/oder der gewünschten Länge der Faserstücke. Die Längeneinstellung ist über die Zuführgeschwindigkeit des Garns 12 und/oder die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 einstellbar, wobei auch eine stufenlose Dosierung möglich ist.
  • Fig. 7 zeigt einen Konverter 40 zum Konvertieren von einem oder mehreren Endlosgarn/en in Stapelfasern mit einem Garn- bzw. Faseraustritt 44 und einer Schneide 46, wobei der Garnaustritt 44 feststehend und die Schneide 46 drehbar gelagert ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mehrere Garnaustritte 44 um eine drehbar gelagerte Schneide 46 angeordnet, so dass die Schneide 46 bei einer Umdrehung mehrere Fasern schneidet. Zusätzlich kann insbesondere zum Schneiden von zähen Fasern eine zweite Schneide 48 vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die zweite Schneide 48 feststehend gelagert und wirkt als Gegenschneide zur ersten Schneide 46.
    • Bezugszeichen
    • 10
    Rotordüsekonverter
    12
    Garn
    14
    Rotordüse (Rotor)
    16
    Rotordüse (Düseneinheit)
    18
    erste Schneide
    20
    zweite Schneide
    22
    Austrittsöffnung
    24
    Einstellvorrichtung
    26
    Stirnseite
    28
    Auffangvorrichtung
    30
    Kasten
    32
    Schacht
    34
    Absaugungseinrichtung
    36
    Separiereinrichtung (Leitblech)
    38
    Umschlingungsriemen
    40
    Konverter
    44
    Garnaustritt
    46
    erste Schneide
    48
    zweite Schneide
    50
    Lagerung
    52
    Antrieb (Riemenführung)
    54
    Kanal
    56
    Umlaufspalt
    58
    Halterung
    60
    Schneidkante (erste Schneide)
    62
    Schneidkante (zweite Schneide)
    64
    feststehendes Bauteil
    66
    Verbindungselement
    68
    Querachse
    70
    Verstellelement
    72
    Schräge
    74
    Ausnehmung
    76
    Tellerfeder
    78
    Aussparung
    80
    Spalt
    82
    Drehrichtung
    84
    Drehrichtung
    86
    Zuführrohr
    88
    Teilbereich
    90
    Rotationsrichtung
    92
    Stellmittel
    94
    Verkippung
    96
    Ausformung
    98
    Achse
    100
    Achse
    102
    Mittelpunkt

Claims (2)

  1. Konverter (40) zum Konvertieren von einem oder mehreren Endlosgarn/en in Stapelfasern mit einem Garnaustritt (44) und einer Schneide (46), wobei der Garnaustritt (44) feststehend und die Schneide (46) drehbar gelagert ist, wobei der Garnaustritt (44) entlang einer Rotationsachse der Schneide (46) gerichtet ist, gekennzeichnet durch
    eine zweite Schneide (48), die einen Gegendruck zu dem von der ersten Schneide (46) entwickelten Druck aufbringt.
  2. Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schneide (48) feststehend gelagert ist und als Gegenschneide zur ersten Schneide (46) wirkt.
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