EP3052681B1

EP3052681B1 - Wattenmaschine und verfahren zur herstellung einer watte aus faserbändern

Info

Publication number: EP3052681B1
Application number: EP14723330.8A
Authority: EP
Inventors: Nicole Saeger; Roland Friedrich
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2021-07-07
Anticipated expiration: 2034-05-07
Also published as: EP3052681A1; BR112016007207B1; DE102013110914A1; CN105705691B; WO2015049016A1; BR112016007207B8; BR112016007207A2; CN105705691A

Description

Die Erfindung betrifft eine Wattenmaschine und ein Verfahren zur Herstellung einer Watte aus Faserbändern.
Die heute übliche Speisung von Flachkämmmaschinen erfolgt durch Wattewickel, die zuvor in Wickelmaschinen aus einzelnen Bändern erzeugt wurden. Dazu erhält die Wickelmaschine die Vorlage in Bandform von mindestens einer Strecke, wobei die Vorlage in runden oder rechteckigen Behältern zwischengespeichert wird. Die Wickelmaschine besteht üblicherweise aus einer Wickeleinheit mit mindestens zwei Wickelwalzen, auf denen mittels einer Hülse der Wattewickel gebildet wird. Der Wickeleinheit vorgelagert sind in der Regel mindestens ein Paar Druckwalzen, die die Bänder dublieren und/oder verstrecken. Vor den Druckwalzen ist ein Einlaufbereich angeordnet, indem eine weitere Verdichtungseinheit oder ein Glätter angeordnet sein kann.
Die Qualität des erzeugten Wickels ist mitentscheidend für die Produktivität der nachfolgenden Kämmmaschine. Aufgrund der begrenzten Dimensionierung der Wickel mit einem Gewicht von ca. 25 kg und einem Außendurchmesser von 500 bis 600 mm ist der Produktionssteigerung der Kämmmaschinen von heute mit einer Kammspielzahl von 600 eine Grenze gesetzt, da die Speisung der Kämmmaschinen mit neuen Wattewickeln immer schneller erfolgen muss und damit aufwändiger und kostenintensiver wird.
Eine alternative und wirtschaftlichere Speisung der Kämmmaschine direkt aus Kannen ist in der Literatur bekannt:
Die DE 102006026841 A1 beschreibt eine modifizierte Kämmmaschine, bei der das Faserband mittels Kannen dem Kämmkopf zugeführt wird. Zur Optimierung des Materialflusses sind die Kämmaggregate quer zur Zuführrichtung zu der Streckwerkseinheit ausgerichtet. Weiterhin wird vorgeschlagen, unterhalb der Kämmaggregate einen Freiraum anzuordnen, der rechteckige Kannen aufnehmen kann.
In der DE 10320452 A1 wird die Verwendung von rechteckigen Vorlagekannen in einer Kämmerei beschrieben. Bei der Verwendung der Kannen für eine Kämmmaschine sind bevorzugt jedem Kämmkopf mindestens zwei rechteckige Vorlagekannen zugeordnet, aus denen in Schlaufen abgelegte Vorlagebänder zum gleichzeitigen Kämmen abgezogen werden. Als wesentlich wird in dieser Anmeldung herausgestellt, dass das Faserband in den rechteckigen Ablagekannen schlaufenförmig abgelegt wird.
Weiterhin offenbart die CH 681309 , dem Kämmaggregat Stapelfasermaterial in Form eines Streckenbandes oder einiger Streckenbänder zuzuführen. Damit können die wesentlichen Elemente der Kämmmaschine in geringerer Breite ausgeführt werden, als bei der Verarbeitung von gewickelten Bändern mit einer vorgegebenen Breite von 300 mm. Neben dem Wegfall der Bandwickelmaschine können Streckenbänder direkt aus Kannen entnommen werden. Es ist auch möglich, Kannen mit Kardenbändern zu verwenden und jedem Kämmaggregat je ein eigenes Streckwerk vorzuschalten.
Die DE 19707206 A1 offenbart eine Kämmmaschine, der nach den Kämmköpfen auf das gekämmte Faserband eine Lage Faserband aus Kunstfasern aufgelegt und in einem Streckwerk verzogen werden.
Die DE 102005006273 A1 offenbart eine Karde für Hygieneartikel, bei der Faserflocken zu einem Vlies kardiert und das Vlies innerhalb der Karde zu einem Vliesstreifen geformt wird.
In der WO 2008/040704 A1 wird ein einzelnes Faserband aus einer Kanne abgezogen, verstreckt und vor der Ablage in eine weitere Kanne mittels Microwellensensor die Faserlänge und Faserfeuchtigkeit ermittelt. Es können hier auch mehrere Faserbänder abgezogen und verstreckt werden.
Die DE 19500189 A1 offenbart eine Strecke, bei der mehrere Faserbänder zu einem einzigen Faserband verstreckt werden und mittels Tastelement die Dicke des Faserbandes bestimmt wird.
Die zuvor beschriebenen Verfahren haben den Nachteil, dass ein Band aus der Karde oder dem nachfolgenden Streckwerk unter Zwischenspeichern in einer Kanne direkt dem Kämmkopf vorgelegt wird. Durch die nebeneinanderliegenden Bänder ergeben sich Materialanhäufungen neben Materiallücken, so dass die Klemmung in der Zange der Kämmmaschine nicht optimal ist und hierdurch ein zu hoher Anteil an Kämmlingen durch ausgeschiedene Langfasern entsteht.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Wattenmaschine zu schaffen, mit der ein für den weiteren Kämmprozess hochwertiges Watteband erzeugt wird. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Watte aus Faserbändern zu schaffen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Lehre nach Anspruch 1 und 5; weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Watte aus Faserbändern nach Anspruch 1 sieht vor, dass mindestens zwei Lagen Faserbänder aufeinandergelegt und durch mindestens einen Vorverdichter umgelenkt und/oder kompaktiert bzw. doubliert werden, und die so gebildete Watte in einer Ablagekanne ablegbar ist, wobei die Größe der Umlenkung und/oder der Kompaktierung bzw. Dublierung des Faserbandes im Vorverdichter einstellbar ist.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Watte eine geringe Haarigkeit und hohe Gleichmäßigkeit aufweist, an deren Qualität ein konventioneller Wickel nicht heran kommt. Weiterhin lässt sich über die Ablage in Ablagekannen ein deutlich höheres Volumen verarbeiten, so dass die Vorlage für die nachfolgenden Kämmmaschinen für eine deutlich größere Verarbeitungsmenge ausreicht und weniger gewechselt werden muss. Mit den Merkmalen der Erfindung ist es möglich, die einstellbare Umlenkung an die Faserqualität und/oder an das Raumklima anzupassen.
Gemäß der technischen Lehre nach Anspruch 5 umfasst die Wattenmaschine zur Herstellung einer Wattenbahn aus mindestens zwei Faserbändern eine Antriebsvorrichtung, mit der die Watte durch mindestens einen Vorverdichter gefördert wird, wobei der Vorverdichter die einzelnen Faserbänder zu einer Wattenbahn doubliert. Die Erfindung sieht vor, dass die Faserbänder innerhalb des Vorverdichters umgelenkt und/oder kompaktiert bzw. doubliert werden, wobei die Umlenkung und/oder Kompaktierung bzw. Doublierung einstellbar ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Wattenmaschine liegt darin, dass die erzeugte Watte eine geringe Haarigkeit und hohe Gleichmäßigkeit aufweist, an deren Qualität ein konventioneller Wickel nicht heran kommt. Weiterhin lässt sich über die Ablage in Ablagekannen ein deutlich höheres Volumen verarbeiten, so dass die Vorlage für die nachfolgenden Kämmmaschinen für eine deutlich größere Verarbeitungsmenge ausreicht und weniger gewechselt werden muss. Dabei ist die Wattenmaschine preiswerter als eine Wickelmaschine, wobei durch deren Wegfall auch gleichzeitig deren Nachteile wie die Blasenbildung beim Wickeln und damit verbundene Ungleichmäßigkeiten, wie das Aufspringen der Wickel, das schlechte Abrollverhalten und die damit verbundene Haarigkeit entfallen. Insgesamt ist die Kämmereivorbereitung mit einfacheren Maschinen technologisch leichter zu realisieren.
Mit den Merkmalen der Erfindung ist es weiterhin möglich, die einstellbare Umlenkung an die Faserqualität und/oder an das Raumklima anzupassen. Die Wattenmaschine ist dabei sehr kompakt und flexibel.
Dabei ist zwischen dem mindestens einen Vorverdichter und der Antriebsvorrichtung ein Satz Druckwalzen angeordnet, die die Faserbänder weiter doublieren und leicht verstrecken können.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Wattenmaschine zwei Vorverdichter aufweist, wobei ein Vorverdichter eine sogenannte Rechenführung aufweist. Der zweite Vorverdichter kann mit runden zylindrischen Stegen oder als Kompaktierblech ausgeführt sein, so dass die Faserbänder beim Einlaufen in die Wattenmaschine erst sanft geglättet werden, und dann in der Rechenführung stark kompaktiert bzw. doubliert werden.
Erfindungsgemäß werden mindestens zwei Lagen Faserbänder aufeinander gelegt und miteinander doubliert werden. Damit ergibt sich eine ausreichende Dicke der Watte, die ohne weitere Verarbeitung der Kämmmaschine zugeführt werden kann. Die Watte weist dadurch eine gute Homogenität und gleichmäßige Verteilung der Fasern im Wattenquerschnitt auf.
In der vorteilhaften Ausführungsform, wonach auf 12 nebeneinander liegende Faserbänder weitere 11 bis 13 Faserbänder versetzt oder in gleicher Anordnung draufgelegt und zu einer Watte miteinander verbunden bzw. doubliert werden, ergibt sich der Vorteil, dass die optimale Menge an Watte einem Kämmkopf vorgelegt werden kann, ohne dass ein weiterer Schritt zur Dublierung von Watte notwendig ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Wattenmaschine mindestens ein Mittel zum Erfassen des Feuchtegehaltes im Fasermaterial auf. Bei einer zu geringen Feuchtigkeit des Fasermaterials kann beispielsweise die Materialgeschwindigkeit heruntergefahren werden, um die Qualität der Watte zu gewährleisten. In weiterer Alternative oder ergänzend können die Stege im Vorverdichter um beispielsweise 5 mm tiefer miteinander verzahnen, so dass das Faserband stärker ausgerichtet und geglättet wird. Damit kann die Haarigkeit des Faserbandes weiter reduziert werden und die Gleichmäßigkeit verbessert werden.
Vorteilhafterweise ermittelt das mindestens eine Mittel den Feuchtegehalt des Fasermaterials als Regelgröße, wobei ein Regler oder eine Steuerung die Regelgröße mit einer Führungsgröße vergleicht und bei Abweichung von der Führungsgröße ein Signal erzeugt, durch das mindestens ein Stellglied zur Änderung der Betriebsparameter der Wattenmaschine betätigbar ist. In Abhängigkeit von dem ermittelten Feuchtegehalt im Fasermaterial sind der Druck und/oder der Verzug der Druckwalzen, und/oder die Einstechtiefe des Vorverdichters und/oder die Geschwindigkeit der Antriebsvorrichtung und/oder der Verzug im ggf. vorgeschalteten Streckwerk anpassbar.
Die einstellbare Umlenkung oder Kompaktierung umfasst, erfindungsgemäß, mindestens einen oberen und mindestens einer unteren Steg, die versetzt zueinander angeordnet sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt die Umlenkung durch eine obere und eine untere Reihe von Stegen, die versetzt zueinander angeordnet sind. Jede Reihe von Stegen umfasst dabei mindestens zwei einzelne Stege. Dabei sind die Reihen von Stegen in horizontaler und vertikaler Richtung zueinander einstellbar. Es ist damit die gesamte obere Reihe an Stegen und die gesamte untere Reihe an Stegen zueinander einstellbar. Die Einstellbarkeit betrifft den horizontalen Abstand zu einander, so dass die Stegreihen näher aufeinander zu rücken und damit die Umlenkung des Faserbandes vergrößert wird. Die Einstellbarkeit betrifft aber auch den vertikalen Abstand zueinander, wodurch die Stege mehr ineinander verzahnen und auch dadurch eine höhere Umlenkung des Faserbandes erzielt wird.
Die einstellbare Umlenkung oder Kompaktierung umfasst nicht nur die Einstellbarkeit einzelner Stege oder ganzer Stegreihen im Vorverdichter, sondern auch die Modifikation des Vorverdichters hinsichtlich der Anzahl der Stege. Weiterhin umfasst die einstellbare Umlenkung oder Kompaktierung auch den Austausch von Baugruppen des Vorverdichters, in dem beispielsweise das gesamte obere Element mit einer vorgegebenen Anzahl von fest eingestellten Stegen gegen ein oberes Element mit einer modifizierten Umlenkung oder Kompaktierung in Abhängigkeit der zu verarbeitenden Fasern ausgetauscht wird.
Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, indem jeder Steg einzeln in horizontaler und vertikaler Richtung einstellbar ist. Damit kann eine in Materialflussrichtung zunehmende Umlenkung des Faserbandes in dem Vorverdichter eingestellt werden.
Je nach Faserqualität kann es sinnvoll sein, dass die Stege in horizontaler und vertikaler Richtung zueinander variierende Abstände aufweisen. Die Umlenkung in Materialflussrichtung durch den Vorverdichter kann erst zunehmen, dann abnehmen und dann wieder zunehmen. Dies kann durch das Einfügen oder der Entnahme von zusätzlichen Stegen erfolgen, oder durch die unterschiedliche Einstellung der Stege in der Tiefe oder zueinander.
Die Einstellung der Stege kann manuell am Vorverdichter vorgenommen werden, in dem die Stege einzeln oder in Reihe beispielsweise entlang einer Kulisse geführt und befestigbar sind. Hierzu dienen für die horizontale oder vertikale Einstellung die üblichen Maschinenelemente. Die Einstellbarkeit kann entsprechend einer groben Einteilung von Faserqualitäten mit einer Markierung am Vorverdichter versehen sein.
Die Einstellung der Stege kann auch automatisch oder halbautomatisch erfolgen. Bei einer automatischen Einstellbarkeit der Stege durch motorische, hydraulische oder pneumatische Antriebselemente kann ein Abgleich mittels einer Steuerung oder Regelung mit den Druckwalzen erfolgen, indem beispielsweise bei einer größeren Einstechtiefe oder Verzahnung der Stege zueinander der Druck auf die Druckwalzen reduziert wird.
Eine halbautomatische Einstellbarkeit kann über das Display der Wattenmaschine erfolgen, indem beispielsweise der Vorverdichter auf eine vorgegebene Faserqualität eingestellt wird.
In vorteilhafter Ausführungsform weisen die Stirnseiten der Stege, die das Faserband umlenken, eine gerundete Kontur auf. Diese Kontur hat sich für empfindliche Fasern, wie beispielsweise Baumwolle, als vorteilhaft herausgestellt.
Für robuste Chemiefasern können die Stirnseiten der Stege, die das Faserband umlenken, mindestens eine scharfe Kante aufweisen.
Als besonders vorteilhaft hat sich heraus gestellt, wenn die Stege als runde Zylinder ausgebildet sind. Es ergibt sich eine sehr schonende Umlenkung der Fasern, bei der die Fasern im Wesentlichen nur geglättet werden. Für das Anfahren der Wattenmaschine können sich die Stege mit drehen, so dass der Widerstand auf das Faserband sehr gering wird. Erst wenn die gebildete Watte eine Mindestgeschwindigkeit aufweist, kann über einen beispielsweise langsam erhöhenden Widerstand das Feststellen der runden Zylinder erfolgen.
Eine besonders vorteilhafte Glättung und Ausrichtung der Fasern ist dadurch zu erreichen, indem die Stege mit oder gegen die Materialflussrichtung drehbar ausgebildet sind. Hierzu sind die Stege bzw. runden Zylinder antreibbar gestaltet.
Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, in dem mindestens ein Steg des Vorverdichters eine in Richtung des Faserbandes gekrümmte Kontur aufweist. Der Steg kann konvex gekrümmt oder geformt sein, so dass in der Mitte der Warenbahn bzw. des Faserbandes der Abstand des Steges geringer ist, als an den Seiten. Damit kann das Material des Faserbandes zum Teil an die Seiten gedrückt werden, um eine optimale Vorlage des Fasermaterials auf die Breite der rechteckigen Ablagekanne zu erreichen.
Bei einem alternativen Vorverdichter erfolgt eine Kompaktierung durch zwei umlaufende Riemen, zwischen denen das Faserband verdichtet wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auch ein sehr dünnes Faserband bei der Kompaktierung sicher geführt wird.
In vorteilhafter Ausführungsform sind die Riemen in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet. Damit kann das Faserband trichterförmig zwischen die zwei Riemen einlaufen und kontinuierlich verdichtet werden.
Entsprechend den vorherigen Ausführungsformen sind die Riemen separat antreibbar und/oder in der Anpresskraft zueinander einstellbar, so dass mit der Kompaktierung ein geringer Verzug eingestellt werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Kompaktierung durch eine Walze und einen um die Walze umlaufenden Riemen, zwischen denen das Faserband verdichtet wird. Diese Ausführungsform lässt sich platzsparend auf kürzestem Bauraum in die Wattenmaschine integrieren, wobei gleichzeitig das Faserband geführt wird.
Dadurch, dass der Antrieb für die Walze und den Riemen separat einstellbar sind, kann das Faserband in geringem Umfang verzogen werden. Über eine Einstellbarkeit der Spannung zwischen der Walze und dem Riemen ist der Anpressdruck auf das Faserband einstellbar.
Ebenso ist der Umschlingungswinkel des Faserbandes um die Walze einstellbar, indem die Umlenkrollen des Riemens aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden.
Eine weitere Ausführungsform für eine Kompaktierung des Faserbandes wird durch ein Kompaktierblech erreicht, das mit Vorspannung auf das Faserband drückt. Die Vorspannung kann durch geeignete Auswahl des Materials, beispielsweise ein Federblech, erreicht werden, und/oder durch eine Vorbiegung eines Bleches, das damit auf das Faserband drückt.
Dadurch, dass das Kompaktierblech in der Vorspannung und/oder in der Höhe zum Faserband einstellbar ist, kann die Kompaktierkraft variiert werden. Bei geringer Kraft oder flacher Auflage des Kompaktierbleches auf das Faserband wird dieses nur an der Oberfläche geglättet. Wird die Vorspannung erhöht und/oder das Kompaktierblech so eingestellt, dass eine vordere Kante über das Faserband gleitet, wird eine deutliche Verdichtung und Vergleichmäßigung des Faserbandes erreicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Vorverdichter zumindest teilweise austauschbar innerhalb des Einlaufbereiches angeordnet sein. Je nach Faserqualität können unterschiedliche voreingestellte obere Elemente des Vorverdichters durch das Bedienpersonal ausgetauscht werden. Damit ist natürlich nur eine geringe Flexibilität hinsichtlich der einstellbaren Parameter an der Wattenmaschine gegeben, was andererseits den Vorteil hat, den Vorverdichter in dieser Ausführungsform als sehr preiswerte Nachrüstlösung anbieten zu können.
Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, indem der Vorverdichter einstellbare oder austauschbare Elemente zum Umlenken oder Verdichten des Faserbandes aufweist. Diese können damit gezielt in Abhängigkeit von der Faserqualität eingestellt werden.
Als besonders vorteilhafte Ausführungsform wird mindestens der Feuchtegehalt im Fasermaterial bestimmt und damit eine Regelgröße erzeugt, wobei die Regelgröße mit einer Führungsgröße verglichen wird und bei Abweichung von der Führungsgröße mittels eines Signals ein Stellglied zur Änderung der Betriebsparameter betätigbar ist.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird damit kein Mikroklima angepasst, sondern die Betriebsparameter der Wattenmaschine passen sich den klimatischen Umgebungsbedingungen der Spinnerei an, so dass immer eine qualitativ hochwertige Watte erzeugt wird. Dabei kann bewusst in Kauf genommen werden, dass die Produktivität der Wattenmaschine bei einem zu trockenen Raumklima sinkt. Dies kann durch ein stärkeres Einwirken des Vorverdichters kompensiert werden. Im Hinblick auf die gesamten Betriebskosten der Wattenmaschine ist dies aber deutlich günstiger, als der energetische Aufwand, der für die Erzeugung eines stör- und wartungsanfälligen Mikroklimas aufgewendet werden muss.
Damit nicht permanent die Betriebsparameter der Wattenmaschine angepasst werden müssen, wird das Signal zur Betätigung eines Stellgliedes erst dann erzeugt, wenn die Regelgröße einen Schwellwert über- oder unterschritten hat. Damit können kleine Änderungen des Klimas, beispielsweise wenn über eine geöffnete Hallentür kurzfristig Material zu- oder abtransportiert wird, vernachlässigt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer möglicher schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1:: eine schematische Schnittdarstellung einer Wickelmaschine;
Figur 2:: in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Wattenmaschine;
Figur 3:: in schematischer Darstellung einen ersten Vorverdichter;
Figur 4:: in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 5:: in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 6:: in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 7:: in schematischer Darstellung eine fünfte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 8:: in schematischer Darstellung unterschiedliche Profilformen des Vorverdichters;
Figur 9:: in schematischer Darstellung eine sechste Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 10a-c:: in schematischer Darstellung eine siebte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 11:: in schematischer Darstellung eine achte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 12:: in schematischer Darstellung eine neunte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 13:: in schematischer Darstellung eine zehnte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 14:: in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wattenmaschine;
Figur 15:: in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wattenmaschine;
Figur 16:: in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wattenmaschine.

In Figur 1 ist eine Wickelmaschine 1 dargestellt, wie sie beispielsweise in der Kämmereivorbereitung in der Textilindustrie verwendet wird. Mehrere Faserbänder 3, die aus natürlichen oder synthetischen Fasern bestehen können, werden über Kannen der Wickelmaschine 1 zugeführt und in einem nicht dargestellten Streckwerk und ggf. in einem Tischkalander vergleichmäßigt. Die Faserbänder 3 werden weiter über einen Einlaufbereich 2 zu mehreren Druckwalzen 4a - 4c geleitet, die die Faserbänder 3 in den Einzugsbereich zwischen zwei Wickelwalzen 5a, 5b und einer Wickelhülse 6 zur Herstellung eines Wattewickels leiten. Im oder am Einlaufbereich 2 ist ein Vorverdichter 8 angeordnet, der das Faserband 3 vergleichmäßigt.
Alternativ zu dieser Ausführungsform mit den zwei Wickelwalzen 5a, 5b sind Wickelmaschinen bekannt, bei denen der Wickel innerhalb eines umlaufenden Bandes oder durch ein Band mit einer Wickelwalze gebildet wird.
Ein Beispiel einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wattenmaschine 10 ist symbolisch in Figur 2 dargestellt. Die Wattenmaschine 10 umfasst im Wesentlichen einen Einlaufbereich 2, in dem ein Vorverdichter 8 angeordnet ist, einen Satz Druckwalzen 4a, 4b, 4c und eine Antriebsvorrichtung 21, mit der das bzw. die Faserbänder 3 in Materialflussrichtung 7 durch die Wattenmaschine 10 transportiert werden. Am Ende der Wattenmaschine 10 wird das Faserband 3 in einer Ablagekanne 20 abgelegt.
Das Faserband 3 kann aus nicht dargestellten Vorlagekannen mit z.B. einem nicht dargestellten Gatter dem Einlaufbereich 2 der Wattenmaschine 10 zugeführt werden. Dabei werden eine bestimmte Anzahl Faserbänder 3 nebeneinander abgelegt, und die annähernd gleiche Anzahl Faserbänder 3 auf die zuvor abgelegten Faserbänder draufgelegt. In bevorzugter Ausführungsform werden 12 Faserbänder nebeneinander gelegt, und auf diese weitere 11 - 13 Faserbänder draufgelegt. Dies kann versetzt oder direkt aufeinander erfolgen. Die so angeordneten Faserbänder 3 durchlaufen den Vorverdichter 8 und anschließend die Druckwalzen 4a, 4b, 4c, und werden dann als Watte in einer Ablagekanne 20 abgelegt. Wie bereits erwähnt, können die Bänder noch zusützlich durch ein Streckwerk und/oder mindestens einen Tischkalander geführt werden.
Der Vorverdichter 8 ist als einstellbarer Vorverdichter 8 ausgeführt, bei dem die Stege in der Form austauschbar und im Abstand und in der Tiefe zueinander einstellbar sind. Die verschiedenen Ausführungsarten sind den Figuren 3 bis 13 und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen. Dabei hat der Vorverdichter 8 die Aufgabe, die Faserbänder 3 miteinander zu verdichten bzw. leicht zu verbinden bzw. zu dublieren, dabei zu vergleichmäßigen und zu glätten.
Die nachfolgend angeordneten Druckwalzen 4a, 4b, 4c haben die Aufgabe, die Faserbänder 3 zu dublieren, zu verdichten bzw. kompaktieren und/oder geringfügig über einen Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Druckwalzen 4a, 4b, 4c zu verstrecken.
Die Antriebsvorrichtung 21 kann einen Doppelriemenantrieb oder einen oder mehrere Walzenpaare umfassen, die nach den Druckwalzen 4a - 4c angeordnet sind und die aus den Faserbändern 3 gebildete Watte durch den Vorverdichter 8 und durch die Druckwalzen 4a - 4c zieht und nachfolgend in einer rechteckigen Ablagekanne 20 ablegt. Die Ablage der Watte in der Ablagekanne 20 erfolgt mit versetzt abgelegten Knickstellen, um das Füllvolumen zu vergrößern und die Belastung an den Knickstellen der Watte für die nachfolgende Weiterverarbeitung in den Kämmmaschinen zu minimieren. Im Gegensatz zum Stand der Technik weisen die Ablagekannen 20 keinen absenkbaren Federteller auf, sondern der Teller ist über seitlich angeordnete Schlitze im Kannenumfang geführt, wobei der Teller über eine Spindel auf- und abfahrbar ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Wattenmaschine liegt darin, dass die Wattenqualität mit einer geringeren Haarigkeit und einer guten Gleichmäßigkeit im Vergleich zum Wickel steigt. Es lässt sich über die Ablage in den Kannen ein deutlich höheres Volumen verarbeiten, so dass die Vorlage für die nachfolgenden Kämmmaschinen für eine deutlich größere Verarbeitungsmenge ausreicht und weniger gewechselt werden muss. Weiterhin ist die Wattenmaschine preiswerter als eine Wickelmaschine, wobei durch deren Wegfall auch gleichzeitig deren Nachteile wie die Blasenbildung beim Wickeln und damit verbundene Ungleichmäßigkeiten, wie das Aufspringen der Wickel, das schlechte Abrollverhalten und die damit verbundene Haarigkeit entfallen. Insgesamt ist die Kämmereivorbereitung mit einfacheren Maschinen technologisch leichter zu realisieren. Die erfindungsgemäße Wattenmaschine kann für beliebige Wattenfeinheiten verwendet werden, beispielsweise für Wattenfeinheiten von 50 - 80 ktex.
Für die konventionelle Flachkämmmaschine ergibt sich durch das erfindungsgemäße Herstellen der Watte mit einer Wattenvorlage aus einer rechteckigen Ablagekanne ein reduzierter Kämmlingsprozentsatz und eine höhere Kammzugqualität. Die Stillstandzeiten aufgrund der geringeren Wechsel der Watte reduzieren sich, da eine Ablagekanne im Vergleich mit einem Wickel deutlich mehr Watte aufnehmen kann. Das bisher automatisierte Ansetzen der Watte kann weitest gehend übernommen werden.
Das Rotationskämmen wird durch die Wattenvorlage aus der Ablagekanne erst praktikabel, da eine Vorlage aus Wickel aufgrund der hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit fast nicht möglich ist. Die Zeit für die Zuführung von neuen Wickeln ist fast so groß, wie die Laufzeit der Rotationskämmmaschine. Auch bei Rotorkämmmaschinen mit mehr als einer Speisevorrichtung oder zwei Kämmköpfen ist die Wattenvorlage aus einer Ablagekanne hinsichtlich Platzbedarf und Wechselzeiten ideal.
Für die Gesamtkämmerei ergeben sich noch höhere Vorteile, da die gesamte Transportautomatisation (Schienen, Wickelwagen, Trolley) für die Wickel entfallen kann.
Die folgenden Darstellungen zeigen im Wesentlichen die verschiedenen Ausführungsformen eines Vorverdichters 8 der Wattenmaschine und reduzieren die Darstellung auf die Querschnittsformen der Stege und der Einstellbarkeit des Vorverdichters 8. Zur Vereinfachung wurden die umgebenden Bauteile nicht dargestellt.
Der Vorverdichter 8 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Figur 3 besteht aus einem oberen und einem unteren Steg 11a, 12a, die jeweils in horizontaler und vertikaler Richtung einstellbar sind. Zwischen den Stegen 11a, 12a wird das Faserband 3 umgelenkt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Materialflussrichtung von rechts nach links verläuft. Es ist erkennbar, dass mit zunehmender vertikaler Verstellung der Stege 11a, 12a das Faserband 3 stärker umgelenkt wird. Auch eine horizontale Verstellung der Stege 11a, 12a ermöglicht eine verstärkte Umlenkung des Faserbandes 3, sobald die Stege 11a, 12a in vertikaler Richtung eine Mindestüberdeckung aufweisen, also miteinander verzahnen.
Im zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 4 weist der Vorverdichter 8 eine obere Reihe an Stegen 11a - 11c und eine untere Reihe an Stegen 12a - 12b auf. Jede Reihe an Stegen 11a - 11c und 12a - 12b ist zusammen in der Höhe verstellbar. Weiterhin können auch einzelne Stege 11a - 11c und 12a - 12b in der Höhe verstellbar sein. Die obere Reihe an Stegen 11a - 11c ist versetzt zur unteren Reihe an Stegen 12a - 12b angeordnet, so dass in diesem Ausführungsbeispiel die Stege 12a und 12b in die Lücken zwischen den Stegen 11a und 11b, sowie 11b und 11c eingreifen können. Das Faserband 3 wird damit in Materialflussrichtung 7 wellenförmig durch die Stege geleitet, wobei jeder Steg das Faserband 3 in der Richtung zumindest teilweise umlenkt. Je mehr die Reihen an Stege 11a - 11c und 12a - 12b wie eine Verzahnung ineinander greifen, desto größer ist die Umlenkung des Faserbandes 3 und damit der Einfluss auf die Qualität der Watte.
Das dritte und vierte Ausführungsbeispiel nach Figur 5 und 6 zeigt, dass die Stege 11a - 11c und 12a - 12b einzeln und alternativ mit der gesamten Reihe in oder gegen die Materialflussrichtung 7 verschiebbar angeordnet werden können. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 sind die Stege in Materialflussrichtung 7 zunehmend dichter angeordnet, so dass das Faserband 3 am Anfang des Vorverdichters 8 erst sanft umgelenkt wird, und dann zum Ende hin stärker umgelenkt wird, da die Abstände zwischen den Stegen 11a, 11b und 12a immer kürzer werden. Weiterhin sind die Stege 11a - 11c und 12a - 12b mit der gesamten Reihe in der Höhe einstellbar und verzahnen damit intensiver. Es ist offensichtlich, dass für eine große Umlenkung des Faserbandes 3 die Stege sowohl dichter aufeinander zu rücken können, wie auch in der Tiefe stärker miteinander verzahnen können.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 kann jeder Steg 11a - 11c und 12a - 12b einzeln in der Höhe und in Materialflussrichtung 7 eingestellt werden, so dass eine variierende Umschlingung des Faserbandes 3 möglich wird. In Materialflussrichtung überlappen die Stege 11a, 11b und 12a deutlich mehr, als die Stege 11c und 12b, da sie mittels der Höheneinstellung deutlich tiefer in die Lücken zwischen den Stegen 11a - 11d eingreifen.
In Figur 7 variiert die Anzahl der Stege in der oberen Reihe 11a - 11d und in der unteren Reihe 12a - 12d, so dass über die Anzahl der Stege und damit über die Zahl der Auslenkungen des Faserbandes 3 ebenfalls die Qualität der Watte beeinflusst werden kann.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 8 sind Stege mit verschiedenen Querschnittsflächen dargestellt, wobei insbesondere die Stirnflächen, die das Faserband 3 umlenken, unterschiedlich gestaltet sind. Der Steg 11b stellt dabei den Stand der Technik dar, indem das Querschnittsprofil im Bereich der Stirnfläche als Pyramidenstumpf ausgebildet ist.
Die Stege mit den scharfkantigen Stirnflächen, also Steg 11a mit der abgeflachten Stirnfläche und Steg 11d mit der spitzen Stirnfläche sind besonders geeignet für lange Fasern, robuste Chemiefasern oder für Fasergemische.
Der Stege mit der gerundeten Stirnfläche 11c eignet sich besonders für natürliche oder kurze Fasern, beispielsweise für Baumwolle, da hier - auch bei großen Umlenkwinkeln - eine besonders schonende Umlenkung erfolgt. Das gleiche gilt für das runde Profil des Steges 11e, über den das Faserband 3 sehr schonend gleitet, die Fasern dabei ausgerichtet und leicht kompaktiert werden.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 9 sind die Stege 11a - 11c und 12a - 12b als runde feststehende Zylinder ausgeführt, zwischen denen das Faserband 3 umgelenkt wird. Selbstverständlich können auch hier die Stege 11a - 11c und die Stege 12a - 12b im vertikalen Abstand zueinander eingestellt werden, so dass eine ineinandergreifende Verzahnung von Stegen mit zylindrischem Querschnittsprofil entsteht. Entsprechend den vorherigen Ausführungsbeispielen ist auch der Abstand der Stege 11a - 11c und 12a - 12b in Materialflussrichtung 7 in Summe oder einzeln einstellbar, so dass eine Variation der Umschlingung einstellbar ist. In Abhängigkeit der zu verarbeitenden Fasern ist sowohl die Anzahl der Stege 11a - 11c, 12a - 12b, wie auch deren Durchmesser variabel.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform kann dadurch erreicht werden, in dem die Stege 11a - 11c und 12a - 12b im Vorverdichter 8 von feststehend auf mitlaufend bzw. mitdrehend einstellbar sind. So können während des Anfahrens, während das Faserband 3 durch die Wattenmaschine 10 transportiert wird, die Stege 11a - 11c und 12a - 12b sich in Materialflussrichtung 7 mit drehen, um den Widerstand auf das Faserband 3 klein zu halten. Erst mit der entsprechenden Gegenkraft, nachdem das Faserband 3 eine vorgegebene Geschwindigkeit in der Wattenmaschine 10 erreicht hat, können die Stege 11a - 11c und 12a - 12b auf feststehend eingestellt werden, um die Fasern besser auszurichten und die Faserbänder 3 intensiver zu dublieren. Hierzu weist der Vorverdichter 8 eine entsprechende Lagerung für die Stege 11a - 11c und 12a - 12b auf, sowie eine Blockiervorrichtung, die manuell, halbautomatisch oder automatisch von feststehend auf mitdrehend und umgekehrt, umschalten kann.
Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, indem zumindest ein Teil der Stege 11a - 11c und 12a - 12b mit zylindrischem Querschnitt angetrieben wird. Dadurch lässt sich das Faserband 3 noch besser glätten und die Fasern noch besser ausrichten, indem beispielsweise zumindest ein Teil der Stege 11a - 11c mit einer Differenzgeschwindigkeit in oder gegen die Materialflussrichtung 7 angetrieben wird.
In Kombination mit einem zweiten Vorverdichter 8 mit beispielsweise rechteckigem Profil der Stege kann auf die Druckwalzen 4a-4c verzichtet werden (siehe Figur 15 und 16), so dass vor der Antriebsvorrichtung 21 nur noch ein oder zwei Vorverdichter 8 angeordnet sind. Die Wattenmaschine 10 kann damit sehr kompakt und preiswert gebaut werden.
Eine weitere Verbesserung der Watte kann erreicht werden, indem bei allen bisherigen Ausführungsbeispielen die Oberfläche der Stege variiert wird, die mit dem Faserband 3 in Kontakt kommt. Eine glatte Oberfläche, beispielsweise verchromt und/oder poliert, kann insbesondere für kurze Fasern vorteilhaft sein. Eine gezielt aufgeraute oder geriffelte Oberfläche erweist sich bei Chemiefasern als vorteilhaft.
In den bisherigen Ausführungsbeispielen ist stillschweigend davon ausgegangen, dass die Stege des Vorverdichters immer in einer parallelen Ausrichtung zueinander angeordnet sind, also über die Warenbreite einen konstanten Abstand aufweisen. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Figuren 10a - 10c ist zumindest ein Steg 11a konvex ausgeführt bzw. leicht zum Faserband 3 hin gebogen, so dass in der Mitte der Stege ein kleinerer Abstand zum Faserband 3 und nach außen ein größer werdender Abstand zum Faserband 3 vorliegt. Damit kann das Material des Faserbandes 3 zum Teil an die Seiten gedrückt werden, um einen optimierten Querschnitt für die abzulegende Watte zu bekommen.
Figur 10a zeigt die Anordnung über die Stegbreite mit einem unteren geraden Steg 12a und einem oberen konvexen Steg 11a, die in Materialflussrichtung versetzt angeordnet sind.
Figur 10b zeigt eine Überlappung der Stege 11a, 12a, wobei der konvex gekrümmte obere Steg 11a zwischen zwei unteren Stegen eintaucht, von denen nur der vordere Steg 12a sichtbar ist.
In Figur 10c sind zumindest zwei Stege 11a, 12a konvex gekrümmt, und bewirken eine Verschiebung des Faserbandes 3 nach außen an die Seiten des Einlaufbereiches 2.
Der Abstand der Stege 11a, 12a, bzw. deren Überdeckung sowie die Anzahl der gekrümmten Stege 11a, 12a können ebenfalls an die zu verarbeitenden Fasern angepasst werden.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 11 umfasst der Vorverdichter 8 zwei umlaufende Riemen 13a, 13b, zwischen denen das Faserband 3 verdichtet wird. Zumindest ein Riemen 13a, 13b kann als Sieblochband ausgeführt sein, um mitgeschleppte Luft entweichen zu lassen. Weiterhin können die Riemen 13a, 13b trichterförmig in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sein, um das Faserband 3 ohne Druck einlaufen zu lassen, und mit einer Verdichtung am Ende der Riemen 13a, 13b auslaufen zu lassen. Der Vorteil dieses Vorverdichters 8 liegt darin, dass auch bei hohem Druck oder großem eingestellten Verzug das Faserband 3 sicher geführt wird. Hierzu sind vorteilhafterweise die Riemen 13a, 13b separat antreibbar und in der Anpresskraft zueinander einstellbar.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 12 wird das Faserband 3 über eine Einlaufrolle 17 in den Verdichterbereich eines Vorverdichters 8 geleitet, der aus einer Walze 15 mit einem zumindest teilweise um die Walze 15 umlaufenden Riemen 14 gebildet wird. Zwei Umlenkrollen 16a, 16b bilden eine Öffnung zum Einlaufen des Faserbandes 3, in dem der Riemen 14 wie bei einem auf dem Kopf stehenden Omega geführt wird. Das Faserband 3 läuft damit zwischen dem Riemen 14 und der Walze 15 um die Walze 15 herum, und wird über eine Auslaufrolle 18 in Materialflussrichtung zu den Druckwalzen 4a - 4c geführt. Durch die Zugkraft auf den Riemen 14 wird der Anpressdruck zwischen Riemen 14 und Walze 15 auf das Faserband 3 eingestellt. Durch eine mögliche Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Riemen 14 und Walze 15 kann ein Verzug auf das Faserband 3 eingestellt werden. Über eine horizontale Einstellbarkeit der Umlenkrollen 16a, 16b kann der maximale Umschlingungswinkel des Faserbandes 3 um die Walze 15 eingestellt werden, der in diesem Ausführungsbeispiel annähernd 270° beträgt. Um Schleppluft zu entfernen, kann entweder der Riemen 14 als Siebband ausgeführt werden, oder die Oberfläche der Walze 15 aus einem Lochblech mit innenliegender Luftabfuhr gestaltet werden. Je nach Faserqualität kann auch hier mit unterschiedlichen Oberflächen von Riemen 14 und Walze 15 gearbeitet werden.
In Figur 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Vorverdichters 8 dargestellt, der sehr einfach in den Einlaufbereich 2 der Wattenmaschine 10 integrierbar ist, indem ein Kompaktierblech 19 auf das Faserband 3 mit einem definierten Druck einwirkt. Das Kompaktierblech 19 kann beispielsweise aus Federstahl bestehen und mit einer Vorspannung auf das Faserband 3 drücken, das damit zwischen einem Führungstisch und dem Kompaktierblech 19 verdichtet wird. Mit dem Kompaktierblech 19 werden die Fasern auf einfachste Weise vergleichmäßigt und leicht komprimiert. Das Kompaktierblech 19 ist im Einlaufbereich 2 der Wattenmaschine 10 einstellbar angeordnet, wobei das Faserband 3 hier nicht umgelenkt wird, sondern durch Druck vergleichmäßigt und verdichtet wird. Die Einstellbarkeit des Kompaktierbleches 19 umfasst die Anordnung innerhalb des Einlaufbereiches 2, wodurch das Kompaktierblech 19 in der Höhe zum Faserband 3 einstellbar ist. Über die dadurch erzeugte elastische Spannung des Kompaktierbleches 19 kann die Vergleichmäßigung und Verdichtung auf das Faserband 3 eingestellt werden. Gleitet das Faserband 3 vermehrt über die vordere Kante des Kompaktierbleches 19, ergibt sich eine erhöhte Verdichtung. Gleitet das Faserband 3 vermehrt über die Oberfläche des Kompaktierbleches 19, wird dadurch die Ausrichtung der Fasern an der Oberfläche verstärkt, ohne das MD/CD-Verhältnis wesentlich zu beeinflussen.
Bei allen Ausführungsformen der Wattenmaschinen 10 nach den Figuren 2 und 14 bis 16 werden mindestens zwei Lagen Faserbänder 3 aufeinander gelegt und miteinander dubliert. Bevorzugt werden auf 12 Lagen Faserbänder 3 weitere 11 bis 13 Lagen Faserbänder 3 versetzt oder in gleicher Anordnung draufgelegt und miteinander zu einer Watte verbunden bzw. dubliert und dabei geglättet und ausgerichtet, auch wenn nur ein Faserband in den Figuren dargestellt wird. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich, wobei die Wattenmaschine aus einer Kombination der dargestellten Elemente bestehen kann.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wattenmaschine 10 nach der Figur 14 sind vor den Druckwalzen 4a - 4c zwei Vorverdichter 8, 8' angeordnet, wobei der Vorverdichter 8 versetzt angeordnete Profile nach den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 bis 7 mit einer sogenannten Rechenführung aufweist und der Vorverdichter 8' versetzt angeordnete mitlaufende Walzen nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 aufweist. Die Faserbänder 3 werden dadurch erst sehr schonend durch den Vorverdichter 8' geführt und dubliert, dann durch den Vorverdichter 8 stärker umgelenkt, ausgerichtet und dabei geglättet, sowie anschließend durch die Druckwalzen 4a - 4c noch einmal dubliert und geglättet, sowie anschließend in der rechteckigen Ablagekanne 20 abgelegt. Diese zusätzliche schonende Vorverdichtung kann eine größere Wattengleichmäßigkeit und bessere Kompaktierung bewirken, wodurch die Kämmqualität und insbesondere der Kämmling verbessert werden kann.
Das dritte Ausführungsbeispiel einer Wattenmaschine 10 nach Figur 15 entspricht dem Ausführungsbeispiel der Figur 14, wobei die Druckwalzen entfernt wurden, so dass die Faserbänder 3 zur Bildung einer Watte durch die Antriebsvorrichtung 21 ausschließlich durch zwei Vorverdichter 8, 8' gezogen werden, dort dubliert und geglättet und in einer rechteckigen Ablagekanne 20 abgelegt werden. Es ergibt sich damit die preiswerteste und einfachste Ausführungsform einer Wattenmaschine 10, mit der eine erste Lage Faserbänder 3, auf die eine zweite Lage Faserbänder 3 draufgelegt werden, zu einer Watte als Vorlage für eine Kämmmaschine gebildet wird.
Das vierte Ausführungsbeispiel einer Wattenmaschine 10 verwendet als Vorverdichter 8' an Stelle der versetzt angeordneten und mitlaufenden Walzen ein sogenanntes Kompaktierblech nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 13, mit dem die auf- und nebeneinander liegenden Fasern 3 miteinander verdichtet und geglättet werden. Auch dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht eine preiswerte und konstruktiv einfache Ausführungsform einer Wattenmaschine 10, mit der eine erste Lage Faserbänder 3, auf die eine zweite Lage Faserbänder 3 draufgelegt werden, zu einer Watte als Vorlage für eine Kämmmaschine gebildet wird.
Über die gesamte Länge der Wattenmaschine 10, insbesondere aber im Einlaufbereich 2, werden die Faserbänder 3 seitlich geführt, so dass die entstehende Watte eine Breite aufweist, die der Breite der rechteckigen Ablagekanne 20 entspricht. Durch die versetzte Ablage der Knickstellen ergibt sich ein sehr hohes Füllvolumen, ohne dass die Knickstellen belastet werden. Die Breite der Watte kann wie bisher 300 mm betragen, aber auch an die optimale Breite der Kämmköpfe einer Kämmmaschine angepasst werden. Bei Bedarf kann die Zuführung der Watte in die Ablagekanne über eine engere Führung (als die Breite der Ablagekanne) erfolgen, so dass über das abgelegte Gewicht die Watte seitlich aufspringen kann und damit eine Relaxierung in der Ablagekanne erfolgt. Dies ist für die Entnahme der Watte für den Kämmprozess wichtig, da hiermit die Wattenränder bei der Entnahme aus der Ablagekanne nicht ausfransen, sondern ihre geometrische Kontur aus der Wattenmaschine behalten.
In weiterer Ausführungsform können die seitlichen Kanneninnenflächen die Bildung des Wattenrandes unterstützen. Wenn beispielsweise die Watte breiter in die Kanne einläuft, als die Breite der Kanne, werden am Rand der Kanne die Wattenränder umgeschlagen und dann an den Seitenflächen geführt.
In vorteilhafter Ausführungsform weist die Wattenmaschine Mittel zum Erfassen des Feuchtegehaltes im Fasermaterial in der Wattenmaschine auf. In Abhängigkeit von dem ermittelten Feuchtegehalt im Fasermaterial ist der Druck der Druckwalzen 4a - 4c, die Einstechtiefe des Vorverdichters 8 und/oder die Geschwindigkeit der Antriebsvorrichtung anpassbar.
Als optimale Feuchtigkeit für Baumwolle hat sich ein Spinnklima in der Spinnerei von 60 % Luftfeuchtigkeit bei beispielsweise einer Temperatur von 24° C herausgestellt, wobei die Materialfeuchte der entscheidende Faktor ist. Es hat sich herausgestellt, dass eine zu geringe Feuchtigkeit des Fasermaterials einen negativen Einfluss auf die Verarbeitbarkeit der Fasern hat. Die Erfindung macht sich dabei die Erkenntnis zunutze, dass beispielsweise Baumwolle in einem feuchten Zustand besser zu verarbeiten ist, als in einem trockenen Zustand, da die Festigkeit steigt, gleichzeitig die Fasersteifigkeit und Reibung abnimmt. In Abhängigkeit von der Feuchtigkeit des zu verarbeitenden Materials erfolgt die Einstellung der Wattenmaschine, in dem die Materialgeschwindigkeit, der Druck auf die Druckwalzen, der Verzug zwischen den Druckwalzen und/oder die Einstechtiefe des Vorverdichters optimiert werden. Dies kann bei der Verarbeitung von Baumwolle anders erfolgen, als bei der Verarbeitung von Fasermischungen mit beispielsweise einem hohen Anteil an Polyesterfasern.
Bei der Verarbeitung von Polyesterfasern ist eine noch höhere Luftfeuchtigkeit wünschenswert, da mit steigender Luftfeuchtigkeit die statische Aufladung der Fasern abnimmt und diese damit besser verarbeitet werden können.
Bei einer zu geringen Feuchtigkeit des Fasermaterials kann beispielsweise die Materialgeschwindigkeit heruntergefahren werden, um die Qualität der Watte zu gewährleisten. In weiterer Alternative oder ergänzend können die Stege im Vorverdichter um beispielsweise 5 mm tiefer miteinander verzahnen, so dass das Faserband stärker ausgerichtet und geglättet wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform können als Messgeräte optische Messwertaufnehmer verwendet werden, deren abgestrahltes Licht von der Materialfeuchte absorbiert wird. Alternativ können auch mikrowellenbasierte Meßsysteme verwendet werden, die die Materialfeuchtigkeit messen.
Eine in die Wattenmaschine besonders gut integrierbare Lösung sieht vor, die Materialfeuchte über elektrische Widerstandsmessung zu bestimmen, wobei die Messeinrichtung beispielsweise in den Druckwalzen integriert wird. Damit ergibt sich eine ausreichende Regelstrecke, um beispielsweise die Materialgeschwindigkeit, und/oder die Einstechtiefe des Vorverdichters zu regeln.
Generell können die klimatischen Verhältnisse nur individuell vom Kunden ermittelt und beeinflusst werden. Dabei ist die Einhaltung eines optimalen Verarbeitungsklimas für alle Prozessschritte gar nicht oder nur schwer realisierbar. Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem für jeden Verarbeitungsprozess ein energetisch aufwendiges Mikroklima geschaffen wird, geht die Erfindung weiter und passt dabei die Maschinenparameter an das vorhandene Spinnklima an. Die voreingestellten Maschinenparameter können erst dann verändert werden, wenn ein sogenannter Schwellwert unterschritten oder überschritten wird. Beispielsweise bei einer Absenkung der relativen Luftfeuchtigkeit von 60 % auf unter 40 % kann die Materialgeschwindigkeit abgesenkt werden. Bei einer Absenkung der relativen Luftfeuchtigkeit von beispielsweise 60 % auf 55 % und dann auf 50 % kann alternativ die Einstechtiefe der Stege des Vorverdichters schrittweise erhöht werden, ohne dass die Produktionskapazität gesenkt wird. Die Regelung bzw. Steuerung über einen Schwellwert hat den Vorteil, dass der Bediener der Wattenmaschine keine Sicherheiten bei der Auswahl der Maschinenparameter berücksichtigen muss, sondern kann dem Material angepasste optimale Parameter auswählen. Damit kann bei optimalem Spinnklima eine höhere Wattenqualität oder eine erhöhte Produktionsgeschwindigkeit erzielt werden
So können in Abhängigkeit der zu verarbeitenden Fasern und der klimatischen Änderungen einerseits die Maschinenparameter zusammen oder einzeln geändert werden, um eine ausreichende Produktqualität zu gewährleisten. Andererseits ist damit gewährleistet, dass bei optimalem Klima die Wattenmaschine mit der höchsten Produktivität fährt.
In bevorzugter Ausführungsform weist die Wattenmaschine eine Datenbank auf, in der für verschiedene Faserarten die optimalen Klimadaten hinterlegt sind. Weiterhin kann in der Datenbank auch der zugehörige Steuerungsalgorithmus hinterlegt sein, mit welchen Einstellungen bei einer Abweichung von den optimalen Klimadaten die Wattenmaschine fährt. Ebenso können die Schwellwerte für jede Faserart hinterlegt werden, die unter- bzw. überschritten werden müssen, damit die Wattenmaschine mit anderen Betriebsparametern fährt.
Die Datenbank kann Teil einer Steuerung/Regelung sein, in der als Eingangsgröße die gemessene Luftfeuchtigkeit als Regelgröße einfließt, mit der optimalen Luftfeuchtigkeit als Führungsgröße verglichen wird und die Steuerung/Regelung mittels eines Signals ein Stellglied betätigt, das beispielsweise auf die Drehzahl der Antriebsmotoren der Antriebsvorrichtung 21 einwirkt.
Damit ist es möglich, das Klima in einer Spinnerei an die wesentlichen Maschinen, beispielsweise auf die Karden oder Kämmmaschinen, anzupassen, und gleichzeitig Watte mit optimaler Qualität und Produktivität herzustellen. Auch wenn ggf. aufgrund nicht optimalen Klimas die Produktivität der Wattenmaschine sinkt, sind die gesamten Betriebskosten doch deutlich geringer, als mit dem energetischen Aufwand eines Mikroklimas.

Bezugszeichen

1: Wickelmaschine
2: Einlaufbereich
3: Faserband
4a - 4c: Druckwalzen
5a, 5b: Wickelwalze
6: Wickelhülse
7: Materialflussrichtung
8, 8': Vorverdichter

10: Wattenmaschine
11a - 11d: Steg
12a - 12d: Steg
13a, b: Riemen
14: Riemen
15: Walze
16a, b: Umlenkrolle
17: Einlaufrolle
18: Auslaufrolle
19: Kompaktierblech
20: Ablagekanne
21: Antriebsvorrichtung

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Wattenbahn zur Vorlage an einer Kämmmaschine, wobei mindestens zwei Lagen Faserbänder (3) aus Kannen einem Einlaufbereich (2) einer Wattenmaschine übereinander liegend zugeführt werden, und die Faserbänder (3) durch einen im Einlaufbereich (2) angeordneten Vorverdichter (8) mittels einstellbarer Umlenkung und/oder Kompaktierung geführt und zu einer Wattenbahn doubliert werden, die anschließend durch mindestens einen zweiten Vorverdichter (8') und/oder durch einen Satz Druckwalzen (4a - 4c) geführt wird, wobei die Wattenbahn mittels einer Antriebsvorrichtung (21) durch die Wattenmaschine (10) transportiert und in einer rechteckigen Ablagekanne (20) mit versetzten Knickstellen abgelegt wird, wobei die einstellbare Umlenkung oder Kompaktierung des Faserbandes (3) im Vorverdichter (8) durch mindestens einen oberen und mindestens einen unteren Steg (11a, 12a) erfolgt, die versetzt zueinander angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Lagen Faserbänder (3) aus 12 nebeneinander liegende Faserbänder (3) und weitere 11 bis 13 Faserbänder (3) bestehen, die versetzt oder in gleicher Anordnung draufgelegt und zu einer Wattenbahn miteinander verbunden bzw. doubliert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtegehalt im Fasermaterial bestimmt und damit eine Regelgröße erzeugt wird, wobei die Regelgröße mit einer Führungsgröße verglichen wird und bei Abweichung von der Führungsgröße mittels eines Signals ein Stellglied zur Änderung von Betriebsparametern betätigbar ist, wobei in Abhängigkeit von dem ermittelten Feuchtegehalt im Fasermaterial der Druck und/oder der Verzug der Druckwalzen, und/oder die Einstechtiefe des Vorverdichters und/oder die Geschwindigkeit der Antriebsvorrichtung und/oder der Verzug im ggfs. vorgeschalteten Streckwerk anpassbar sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zur Betätigung des Stellgliedes erst dann erzeugt wird, wenn die Regelgröße einen Schwellwert über- oder unterschritten hat.
Wattenmaschine mit einem Einlaufbereich (2), der ausgebildet ist, mindestens zwei Lagen Faserbänder (3) aufzunehmen, die aus Kannen zugeführt werden, wobei im Einlaufbereich (2) ein Vorverdichter (8) angeordnet ist, durch den die mindestens zwei Lagen Faserbänder (3) übereinander angeordnet geführt und zu einer Wattenbahn zur Vorlage an einer Kämmmaschine doubliert werden, wobei dem Vorverdichter (8) in Materialflussrichtung mindestens ein zweiter Vorverdichter (8') und/oder ein Satz Druckwalzen (4a - 4c) nachgeordnet ist, denen in Materialflussrichtung eine Antriebsvorrichtung (21) nachgeordnet ist, die die Wattenbahn durch die Wattenmaschine (10) transportiert, wobei die Wattenmaschine Mittel aufweist, die Wattenbahn in einer rechteckigen Ablagekanne (20) mit versetzten Knickstellen abzulegen, wobei jeder Vorverdichter (8, 8') eine einstellbare Umlenkung und/oder Kompaktierung aufweist, wobei die einstellbare Umlenkung oder Kompaktierung des Faserbandes (3) im Vorverdichter (8) durch mindestens einen oberen und mindestens einen unteren Steg (11a, 12a) erfolgt, die versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Wattenmaschine ausgebildet ist, nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 4 betrieben zu werden.
Wattenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wattenmaschine mindestens ein Mittel zum Erfassen des Feuchtegehaltes im Fasermaterial aufweist.
Wattenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mittel den Feuchtegehalt des Fasermaterials als Regelgröße ermittelt, ein Regler oder eine Steuerung die Regelgröße mit einer Führungsgröße vergleicht und bei Abweichung von der Führungsgröße ein Signal erzeugt, durch das mindestens ein Stellglied zur Änderung der Betriebsparameter der Wattenmaschine betätigbar ist, wobei in Abhängigkeit von dem ermittelten Feuchtegehalt im Fasermaterial der Druck und/oder der Verzug der Druckwalzen, und/oder die Einstechtiefe des Vorverdichters und/oder die Geschwindigkeit der Antriebsvorrichtung und/oder der Verzug im ggfs. vorgeschalteten Streckwerk anpassbar sind.
Wattenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung des Faserbandes (3) im Vorverdichter (8) durch eine obere und eine untere Reihe von Stegen (11a - 11d; 12a - 12d) erfolgt, die versetzt zueinander angeordnet sind.
Wattenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen von Stegen (11a - 11d; 12a - 12d) in horizontaler und vertikaler Richtung zueinander einstellbar sind.
Wattenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steg (11a - 11d, 12a - 12d) in horizontaler und vertikaler Richtung einstellbar ist.
Wattenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Stege (11a - 11d, 12a - 12d), die das Faserband (3) umlenken, eine gerundete Kontur oder eine scharfe Kante aufweisen.
Wattenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11a - 11d, 12a - 12d) als runde Zylinder ausgebildet sind.
Wattenmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11a - 11d, 12a - 12d) mit oder gegen die Materialflussrichtung drehbar ausgebildet sind.