EP3154886B1 - Wickelmaschine zur erzeugung von wattewickeln und verfahren zum wickeln von faserbändern - Google Patents

Wickelmaschine zur erzeugung von wattewickeln und verfahren zum wickeln von faserbändern Download PDF

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EP3154886B1
EP3154886B1 EP15723425.3A EP15723425A EP3154886B1 EP 3154886 B1 EP3154886 B1 EP 3154886B1 EP 15723425 A EP15723425 A EP 15723425A EP 3154886 B1 EP3154886 B1 EP 3154886B1
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EP
European Patent Office
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winding
force
lap
curve
lap roll
Prior art date
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EP15723425.3A
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Nicole Saeger
Roland Friedrich
Martin Felder
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Truetzschler GmbH and Co KG
Original Assignee
Truetzschler GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • D01G27/00—Lap- or sliver-winding devices, e.g. for products of cotton scutchers, jute cards, or worsted gill boxes
    • D01G27/02—Lap- or sliver-winding devices, e.g. for products of cotton scutchers, jute cards, or worsted gill boxes with lap-roll or the like loaded to provide firm packages
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    • B65H2701/17—Nature of material
    • B65H2701/177—Fibrous or compressible material

Definitions

  • the invention relates to a winding machine for winding slivers of cotton wool, with a winding unit, on or in which a winding is formed, wherein the winding machine has a device for generating a winding force on the lap roll.
  • the invention relates to a method for winding slivers.
  • the today usual feeding of flat combing machines is done by cotton wool, which were previously produced in winding machines from individual bands.
  • the winding machine receives the template in ribbon form of at least one route, the template is cached in round or rectangular cans.
  • the winding machine usually consists of a winding unit with at least two winding rollers on which the lap roll is formed by means of a sleeve. Preceding the winding unit are usually at least a pair of pressure rollers which deflect the bands, compress and / or possibly stretch. Before the pressure rollers, an inlet region is arranged by a further compression unit or a smoother can be arranged.
  • the quality of the produced roll is decisive for the productivity of the subsequent combing machine, as well as the producible quality of the sliver and the required amount of noil.
  • a high uniformity, low hairiness and a good rolling characteristics characterize a good winding, so that the comber runs with the least possible standstill.
  • the EP 0945080 A2 describes a winding machine in which the lap roll is produced by a circulating belt.
  • the winding machine has a plurality of sensors and measuring devices with which indirectly the winding diameter is determined in order to reduce the winding pressure with increasing winding diameter.
  • the DE 102006020586 A1 describes a method for winding cotton wool, in which by means of a speed control device for driving the winding rollers, the respective wound lap length is determined, and is assigned to a decreasing winding pressure. As the winding diameter increases, the winding pressure gradually decreases.
  • the EP 0140168 A2 describes a winding machine with a varying winding pressure, which builds on the increasing winding diameter a constant contact pressure.
  • the CH 283013 is based on the recognition that with increasing thickness of the coil, the contact pressure decreases. By continuously increasing the load on the winding tube and winding roller, the decreasing winding pressure is automatically compensated.
  • the winding machine for winding fiber slivers of wadding comprises a winding unit, on or in which a winding is formed, wherein the winding machine has a device for generating a winding force on the lap roll.
  • the invention is characterized in that the winding machine has at least one sensor for determining the actual diameter of the lap roll during the winding process, and that the winding force can be varied depending on the resulting bubbles.
  • the winding force does not decrease with increasing winding length, but at least at the beginning of the winding process continuously.
  • the surface pressure between the lap roll and the winding rollers is not reduced as much as in a sloping curve due to the increasing contact surface of the growing coil.
  • An increased occurrence of the Walkens on the winding rollers can be counteracted by the steepness of the curves.
  • the inner layers are strengthened so far that only a slight walking occurs.
  • Another difference is the continuous increase of the winding force to a maximum value.
  • the winding force over the winding length by means of a control is adjustable.
  • the winding machine in addition to the controller on a database in which are stored for different fiber materials, the optimal data for the winding curve for each fiber mixture.
  • the winding curve can also be generated via arbitrarily settable setting points on the control of the winding machine. It can e.g. At the beginning of the winding, where a strong change in the winding force makes sense, the set points are set at short intervals. At the end of the winding formation, in which a constant high winding force can be useful, the distances between the setpoints can be increased. Due to this flexible definition of the set points over the winding length, the winding curves can be freely modeled, whereby the winding machine can adapt to the process, the production conditions and the fibers presented arbitrarily.
  • a continuous increase in the winding force is considered as at least direct, ie straight or curved connection between two setpoints. This distinguishes the invention from the prior art, in which the setting points are approached in stages, with the disadvantage that a steep increase in the winding force is possible only in large jumps.
  • an efficient control can interpolate a continuous curve through all setting points, so that the winding curve no longer has any break points, which has a very positive effect on the hairiness and the rolling behavior of the roll in the combing machine.
  • the inventive method for winding fiber slivers is characterized in that the winding force over the winding length along a varying winding curve is adjustable, whereby the winding force increases continuously at least at the beginning of the winding process, and that the winding force is variable depending on the resulting bubbles during winding.
  • both the steepness of the winding curve, as well as the position or the Course of the winding curve for example, up to 20 kN winding force can be varied. Since bubble formation can increase with increasing winding speed, this effect can be counteracted by a steeper rise and an increase in the winding pressure.
  • the actual diameter of the lap roll is determined by a sensor.
  • the controller determines whether large or locally smaller bubbles have been created by entrained air.
  • the control regulates the winding force until the deviation of the diameter is within a tolerance field, which may be, for example, 1 mm difference in diameter.
  • the desired diameter of the lap roll can be determined by a sensor that transmits the number of revolutions of the lap roll to the controller. Due to the preset fiber quality and the thickness of the wadding or sliver, the controller determines the nominal diameter of the wadding at all times. Depending on the fibers to be processed, the controller also processes correction values for the lap behavior of the lap roll, the deformation of the lap during winding and other material-dependent parameters.
  • slivers are generally cotton, for example made of cotton, fibers, fleece or pile, which can be wound up in a spinning mill for intermediate storage, transport or further processing.
  • the slivers or conveyor belts are doubled in the area of the table calenders or drafting systems in the inlet area to a cotton wool band.
  • FIG. 1 a winding machine 1 is shown, as used for example in the Kämmismevorrung in the textile industry.
  • Several slivers 3, which may consist of natural or synthetic fibers are fed via cans of the winding machine 1 and stretched in a drafting system, not shown.
  • the slivers 3 are further passed over an inlet region 2 to a plurality of pressure rollers 4a - 4c, which guide the slivers 3 in the catchment area between two winding rollers 5a, 5b and a winding tube 6 for producing a lap roll.
  • a supercharger 8 may be arranged, which makes the sliver 3 uniform.
  • the lap roll can also be produced within an endlessly circulating belt or between one or two winding rollers and a circulating belt.
  • a sensor L1 may be arranged, which determines the diameter of the lap roll 15 during the winding process.
  • the sensor N1 can determine the number of revolutions of the lap roll 15.
  • a cotton roll 15 has already been placed on a transport device 20.
  • the sliver 3 between the pressure rollers 4b and 4c was demolished by the Winding rollers 5a and 5b continue to rotate and, for example, the pressure rollers 4b and 4c are stopped very quickly.
  • a tearing of the sliver 3 is also possible between the pressure rollers 4c and the winding roller 5a.
  • one of two slides 10 can be seen here, which are obliquely movable along a guide 12 arranged on both sides of the machine housing. The carriage or carriages 10 are moved along the guide 12 by means of at least one cylinder 13, for example a pneumatic cylinder.
  • Each carriage 10 has its own reel disc 9, which are movable toward or away from each other and thereby can hold the winding tube 6 by clamping.
  • a new winding tube 6 is placed laterally through the opening 11 in the gusset between the winding rollers 5a, 5b.
  • the winding tube 6 can be placed through another machine opening in the gusset between the winding rollers 5a, 5b.
  • the reel disc 9 move with the carriage 10 obliquely down in working position and clamp the winding tube 6 a.
  • New sliver 3 is introduced via the pressure rollers 4a, 4b, 4c in the gusset between the winding rollers 5a, 5b and the winding tube 6, so that - after the winding tube 6 was clamped by the winding plates 9, the winding process by rotating the winding rollers 5a, 5b can start, which represents the beginning of the winding position, which moves with increasing outer diameter of the lap roll 15 to be formed against the pulling direction Z.
  • the cylinder 13 pulls the carriage 10 along the guide 12 in the pulling direction Z, so as to build up a static winding pressure or a dynamic winding pressure corresponding to the winding quality to be achieved.
  • the lap roll 15, the winding tube 6 is clamped by the reel disc 9, pulled against the winding rollers 5a, 5b.
  • the lap roll can also be formed solely by a band or a band with a roller.
  • the fiber ribbons 3 in the region of the pressure rollers 4a, 4b, 4c or the winding roller 5a are torn off and the finished lap roll 15 is transferred to a transport device 20.
  • FIG. 3 the winding pressure or the winding force over the winding length is shown.
  • the winding length of the lap roll in meters is plotted and on the ordinate the winding force in kilo-Newton.
  • the winding force is converted into a winding pressure in a control.
  • a winding force of 12 kN can be assigned a winding pressure of 6 bar, which is applied via two pneumatic cylinders.
  • the winding machine can apply a pressure of 16 kN, which corresponds to a system or winding pressure of twice 8 bar.
  • a winding force of 20 kN can be applied, which corresponds to a system or winding pressure of 10 bar for two cylinders 13 of the same size.
  • the winding force does not decrease with increasing winding length, but continuously. Another difference is the continuous increase of the winding force to a maximum value.
  • the increase or decrease of the winding force in stages is known, which has a negative effect on the hairiness of the unwinding reel, since with each new stage of the lap roll in the rolling suddenly or abruptly change, which is negative in the comber makes noticeable.
  • the winding pressure increases from a low value in the winding interior (for example, at a winding length of 0 to 50 m) a maximum value.
  • the surface pressure between the lap roll 15 and the winding rollers 5a, 5b does not decrease as much as in a sloping curve due to the increasing contact surface of the growing coil.
  • An increased occurrence of the Walkens on the winding rollers 5a, 5b can be counteracted by the steepness of the curves.
  • the inner layers are strengthened so far that only a slight walking occurs.
  • the upper curve in FIG. 3 shows the course of the winding force, as it can be set by default in normal cotton, such as Matto Grosso.
  • the winding force begins at Anwickeln, so with a winding length of 0 m with about 3.6 kN and increases up to the winding length of about 50 m to the maximum value of 12 kN.
  • the lap roll is applied to the final length of 400 m, that is, over the remaining winding length of about 350 m with a continuously constant winding force is wound.
  • reference points ⁇ are given in this example, which can be stored in the machine control, whereby the winding force increases continuously from one to the next reference point, and not abruptly, as in the prior art.
  • the lower winding curve has 10 reference points ⁇ , which are stored in the control of the winding machine, whereby the winding force increases continuously from one to the next reference point.
  • the winding pressure starts at 0 m winding length with about 3.6 kN and increases continuously up to a winding length of 300 m to 12 kN.
  • the remaining 100 m winding length up to a winding length of 400 m is again wound with a constant winding force of 12 kN.
  • Fibers can be varied both the steepness of the winding curve, as well as the position and the course of the winding curve, for example, up to 20 kN winding force. Since bubble formation can increase with increasing winding speed, this effect can be counteracted by a steeper rise and an increase in the winding pressure.
  • the definition of the winding curve can be stored as a preset function of the fiber quality in the control of the winding machine.
  • the winding curve can also be generated via arbitrarily definable setting points ⁇ , ⁇ on the control of the winding machine. For example, at the beginning of winding, where a large change in the winding force makes sense, the setting points can be set at short intervals. At the end of the winding formation, in which a constant high winding force can be useful, the distances between the setpoints can be increased. Due to this flexible definition of the set points over the winding length, the pressure curves can be freely modeled, whereby the winding machine can adapt to the process, the production conditions and the fibers presented arbitrarily.
  • the adjustment of the pressure curve takes little effort on the display of the machine control of the winding machine.
  • the specified setpoints are connected linearly, so that no jumps occur in the course of the curve.
  • the controller interpolates the increase in the winding force over the set winding length to the next setting point.
  • the winding curve has only slight creases in the curve, which, depending on the control, can also be interpolated into a single continuous curve and thus has neither cracks nor kinks.
  • the blistering can be reduced, whereby the winding speed and the quality of the lap roll is increased.
  • the subsequent combing process is also positively influenced as the amount of combing is reduced and thus the change of the lap roll is reduced.
  • a laser sensor L1 within the winding machine 1 with which the actual diameter of the lap roll 15 can be measured during the winding process.
  • a plurality of sensors L1 can be arranged across the width, or a sensor L1 can be moved over the width of the lap roll 15.
  • the sensor L1 can also be designed so that it can detect the almost complete width of the lap roll 15.
  • the one or more sensors L1 may be arranged stationarily on the housing of the winding machine, or be arranged on the carriage 10 or together with this movable.
  • the quality of the fibers to be processed is entered, so that the thickness of the cotton or sliver 3 is determined by the setting of the upstream drafting and table calenders in the inlet region 2.
  • the sensor N1 which may be formed as an inductive proximity switch, the number of revolutions of the lap roll 15 can be determined.
  • the current target diameter is determined as a reference variable of the lap 15 from the number of layers and the thickness of the cotton or sliver 3 and compared in the control with the actual diameter. If the actual diameter as a control deviation in the millimeter range is greater than the nominal diameter, a bubble may have formed during winding, for example.
  • the controller then varies the pressure in the cylinders 13, whereby the winding force can fall or rise.
  • the actuators of the winding rollers 5a, 5b can be controlled as actuators, so that the winding speed is reduced until the nominal diameter with the actual diameter of the lap roll 15 is again in a predetermined tolerance field.
  • the resulting bubbles during winding can occur locally due to entrained air, whereby one or more separate bubbles between the outer layer of the sliver or sliver 3 and the lap 15 arise. If it is then continued with the same winding force and, if necessary, at the same speed, it can form a large-area blister which divides the formed cotton or sliver 3 into irregular strips, since the air wishes to escape, as a result of which there are gaps due to stresses in the collected air.
  • the diameter of the lap roll 15 can increase locally by several millimeters.
  • the entrained air can lift the cotton or sliver 3 up to 10 mm from the wadding 15, which can be clearly determined by means of the laser sensor (s) L1.
  • the control of Winding machine is provided with a tolerance field, .so that deviations, for example, in the range up to 1 millimeter do not affect the winding force and the winding speed, since small air bubbles can dissolve again.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Wickeln von Faserbändern aus Watte, mit einer Wickeleinheit, auf oder in der ein Wickel gebildet wird, wobei die Wickelmaschine eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Wickelkraft auf den Wattewickel aufweist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wickeln von 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 Kannen 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 umlenken, komprimieren und/oder ggf. verstrecken. Vor den Druckwalzen ist ein Einlaufbereich angeordnet, indem eine weitere Verdichtungseinheit oder ein Glätter angeordnet sein kann.
  • Die Qualität des erzeugten Wickels ist mit entscheidend für die Produktivität der nachfolgenden Kämmmaschine, sowie die erzeugbare Kammzugqualität und den erforderlichen Kämmlingsanteil. Eine hohe Gleichmäßigkeit, geringe Haarigkeit und ein gutes Abrollverhalten zeichnen einen guten Wickel aus, damit die Kämmmaschine mit möglichst geringem Stillstand läuft. Diese Merkmale können nicht erreicht werden, wenn beim Wickelvorgang durch mitgeführte Luft bei zu hohen Wickelgeschwindigkeiten große Blasen auftreten. Der Wickel wird ungleichmäßig und teilweise sogar unbrauchbar. Mit zunehmender Anzahl an Wattelagen steigt die Blasenbildung während des Wickelprozesses.
  • In der EP 0945080 A2 wird eine Wickelmaschine beschrieben, in der der Wattewickel durch ein umlaufendes Band erzeugt wird. Die Wickelmaschine weist mehrere Sensoren und Messeinrichtungen auf, mit denen indirekt der Wickeldurchmesser bestimmt wird, um den Wickeldruck mit steigendem Wickeldurchmesser zu senken.
  • Die DE 102006020586 A1 beschreibt ein Verfahren zum Wickeln von Wattewickeln, bei der mittels einer Drehzahl-Steuervorrichtung für den Antrieb der Wickelwalzen die jeweils gewickelte Wattenlänge ermittelt wird, und einem abnehmenden Wickeldruck zugeordnet wird. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser nimmt der Wickeldruck stufenweise ab.
  • Die EP 0140168 A2 beschreibt eine Wickelmaschine mit einem variierenden Wickeldruck, die über den zunehmenden Wickeldurchmesser eine gleichbleibende Anpresskraft aufbaut.
  • Die CH 283013 geht von der Erkenntnis aus, dass mit Zunahme der Dicke des Wickels der Auflagedruck abnimmt. Durch eine kontinuierliche Vergrößerung der Belastung der Wickelhülse und Wickelwalze wird der abnehmende Wickeldruck selbsttätig ausgeglichen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung eine Wickelmaschine zu schaffen, mit der ein qualitativ hochwertiger Wickel erzeugt werden kann. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein zugehöriges Verfahren zum Wickeln von Faserbändern zu schaffen.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Lehre nach Anspruch 1 und 7; weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
  • Gemäß der technischen Lehre nach Anspruch 1 umfasst die Wickelmaschine zum Wickeln von Faserbändern aus Watte eine Wickeleinheit, auf oder in der ein Wickel gebildet wird, wobei die Wickelmaschine eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Wickelkraft auf den Wattewickel aufweist.
  • Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelmaschine mindestens einen Sensor zur Ermittlung des Ist-Durchmesser des Wattewickels während des Wickelvorganges aufweist, und dass die Wickelkraft in Abhängigkeit von entstehenden Blasen variierbar ist.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik nimmt die Wickelkraft mit zunehmender Wickellänge nicht ab, sondern zumindest zu Beginn des Wickelvorganges kontinuierlich zu. Auf diese Weise verringert sich die Flächenpressung zwischen dem Wattewickel und den Wickelwalzen aufgrund der zunehmenden Kontaktfläche des größer werdenden Wickels nicht so stark, wie bei einer abfallenden Kurve. Einem verstärkten Auftreten des Walkens auf den Wickelwalzen kann durch die Steilheit der Kurven entgegen gewirkt werden. Dadurch werden die inneren Lagen so weit gefestigt, dass nur noch ein geringes Walken auftritt. Ein weiterer Unterschied ist das kontinuierliche Ansteigen der Wickelkraft auf einen Maximalwert. Im Stand der Technik ist das Ansteigen bzw. Abfallen der Wickelkraft in Stufen bekannt, was sich negativ auf die Haarigkeit des abzurollenden Wickels auswirkt, da sich mit jeder neuen Stufe der Wattewickel im Abrollverhalten plötzlich bzw. schlagartig ändern kann, was sich in der Kämmmaschine negativ bemerkbar macht.
  • In vorteilhafter Ausführungsform ist die Wickelkraft über die Wickellänge mittels einer Steuerung einstellbar. Dazu weist die Wickelmaschine neben der Steuerung eine Datenbank auf, in der für verschiedene Fasermaterialien die optimalen Daten für die Wickelkurve für jede Fasermischung hinterlegt sind.
  • Die Wickelkurve lässt sich aber auch über beliebig festlegbare Einstellpunkte an der Steuerung der Wickelmaschine erzeugen. Es können z.B. zu Beginn der Wickelbildung, wo eine starke Veränderung der Wickelkraft sinnvoll ist, die Einstellpunkte in kurzen Abständen festgelegt werden. Zum Ende der Wickelbildung, bei dem eine konstant hohe Wickelkraft sinnvoll sein kann, können die Abstände zwischen den Einstellpunkten vergrößert werden. Aufgrund dieser flexiblen Festlegung der Einstellpunkte über die Wickellänge sind die Wickelkurven beliebig modellierbar, wodurch sich die Wickelmaschine dem Prozess, den Produktionsbedingungen und den vorgelegten Fasern beliebig anpassen kann.
  • Im Sinne der Erfindung wird ein kontinuierliches Zunehmen der Wickelkraft als zumindest direkte, also gerade oder gebogene Verbindung zwischen zwei Einstellpunkten angesehen. Hiermit unterscheidet sich die Erfindung vom Stand der Technik, bei dem stufenweise die Einstellpunkte angefahren werden, mit dem Nachteil, dass ein steiler Anstieg der Wickelkraft nur in großen Sprüngen möglich ist. In einem weiteren Schritt kann eine effiziente Steuerung eine kontinuierliche Kurve durch alle Einstellpunkte interpolieren, so dass die Wickelkurve keine Knickpunkte mehr aufweist, was sich auf die Haarigkeit und das Abrollverhalten des Wickels in der Kämmmaschine sehr positiv auswirkt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wickeln von Faserbändern zeichnet sich dadurch aus, dass die Wickelkraft über die Wickellänge entlang einer variierenden Wickelkurve einstellbar ist, wodurch die Wickelkraft zumindest zu Beginn des Wickelvorganges kontinuierlich zunimmt, und dass die Wickelkraft in Abhängigkeit von entstehenden Blasen beim Wickeln variierbar ist.
  • In Abhängigkeit der Faserqualität, beispielsweise der Faserfeinheit, und/oder in Abhängigkeit der Feuchtigkeit der zu verarbeitenden Fasern kann sowohl die Steilheit der Wickelkurve, wie auch die Lage bzw. der Verlauf der Wickelkurve, beispielsweise bis hin zu 20 kN Wickelkraft variiert werden. Da mit steigender Wickelgeschwindigkeit die Blasenbildung zunehmen kann, kann diesem Effekt durch einen steileren Anstieg und einer Erhöhung des Wickeldruckes entgegen gewirkt werden.
  • Um vollautomatisch während des laufenden Betriebes eine mögliche Blasenbildung zu vermeiden, wird durch einen Sensor der Ist-Durchmesser des Wattewickels ermittelt. Durch einen Vergleich mit dem Soll-Durchmesser stellt die Steuerung fest, ob großflächige oder lokal kleinere Blasen durch mitgeschleppte Luft entstanden sind. Die Steuerung regelt die Wickelkraft, bis die Abweichung des Durchmessers innerhalb eines Toleranzfeldes liegt, das beispielsweise bei 1 mm Durchmesserunterschied liegen kann. Der Soll-Durchmesser des Wattenwickels kann durch einen Sensor ermittelt werden, der die Anzahl der Umdrehungen des Wattenwickels an die Steuerung übermittelt. Durch die voreingestellte Faserqualität und die Dicke des Watten- bzw. Faserbandes ermittelt die Steuerung den Soll-Durchmesser des Wattenwickels zu jedem Zeitpunkt. In Abhängigkeit der zu verarbeitenden Fasern verarbeitet die Steuerung auch Korrekturwerte für das Aufspringverhalten des Wattewickels, die Verformung des Wickels während des Aufwickelns und weitere materialabhängige Parameter.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
  • Unter Faserbänder werden im Sinne der Erfindung allgemein Watte, beispielsweise aus Baumwolle, Fasern, Vlies oder Flor bezeichnet, die in einer Spinnerei zum Zwischenlagern, Transport oder Weiterverarbeitung aufwickelbar sind. Die Faserbänder oder Streckenbänder werden im Bereich der Tischkalander bzw. Streckwerke im Einlaufbereich zu einem Watteband dubliert.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:
    • Figur 1:
    eine schematische Darstellung einer Wickelmaschine;
    Figur 2:
    eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Wickelmaschine;
    Figur 3:
    eine Darstellung der Wickelkraft über die Wickellänge.
  • 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 verstreckt. 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 kann ein Vorverdichter 8 angeordnet sein, der das Faserband 3 vergleichmäßigt. Nicht dargestellt sind die im Einlaufbereich 2 angeordneten Tischkalander, das vor dem Tischkalander angeordnete Streckwerk sowie das vor der Wickelmaschine 1 angeordnete Gatter. Alternativ kann der Wattewickel auch innerhalb eines endlos umlaufenden Bandes oder zwischen einem oder zwei Wickelwalzen und einem umlaufenden Band hergestellt werden. Weiterhin kann in der Wickelmaschine ein Sensor L1 angeordnet sein, der den Durchmesser des Wattewickels 15 während des Wickelvorganges bestimmt. Der Sensor N1 kann die Anzahl der Umdrehungen des Wattewickels 15 bestimmen.
  • In der Figur 2 ist ein Wattewickel 15' bereits auf einer Transportvorrichtung 20 abgelegt worden. Zur Vorbereitung wurde das Faserband 3 zwischen den Druckwalzen 4b und 4c abgerissen, indem die Wickelwalzen 5a und 5b weiter drehen und beispielsweise die Druckwalzen 4b und 4c sehr schnell angehalten werden. Alternativ ist ein Abreißen des Faserbandes 3 auch zwischen den Druckwalzen 4c und der Wickelwalze 5a möglich. Weiter ist hier einer von zwei Schlitten 10 zu erkennen, die entlang einer beidseitig an dem Maschinengehäuse angeordneten Führung 12 schräg verfahrbar sind. Der bzw. die Schlitten 10 werden mittels mindestens eines Zylinders 13, beispielsweise eines Pneumatikzylinders, entlang der Führung 12 verfahren. Jeder Schlitten 10 weist einen eigenen Wickelteller 9 auf, die aufeinander zu oder voneinander weg verfahrbar sind und dabei die Wickelhülse 6 klemmend halten können. Zu Beginn des Wickelvorganges wird eine neue Wickelhülse 6 seitlich durch die Öffnung 11 in den Zwickel zwischen die Wickelwalzen 5a, 5b gelegt. Alternativ kann die Wickelhülse 6 auch durch eine andere Maschinenöffnung in den Zwickel zwischen die Wickelwalzen 5a, 5b gelegt werden. Die Wickelteller 9 verfahren mit dem Schlitten 10 nach schräg unten in Arbeitsposition und klemmen die Wickelhülse 6 ein. Neues Faserband 3 wird über die Druckwalzen 4a, 4b, 4c in den Zwickel zwischen die Wickelwalzen 5a, 5b und der Wickelhülse 6 eingeführt, so dass - nachdem die Wickelhülse 6 von den Wickeltellern 9 geklemmt wurde, der Wickelvorgang durch Drehen der Wickelwalzen 5a, 5b starten kann, was den Beginn der Wickelposition darstellt, die sich mit zunehmendem Außendurchmesser des zu bildenden Wattewickels 15 entgegen der Zugrichtung Z verlagert. Während des Wickelvorganges zieht der Zylinder 13 den bzw. die Schlitten 10 entlang der Führung 12 in Zugrichtung Z, um so einen statischen oder einen entsprechend der zu erreichenden Wickelqualität dynamischen Wickeldruck aufzubauen. Dabei wird der Wattewickel 15, dessen Wickelhülse 6 durch die Wickelteller 9 geklemmt wird, gegen die Wickelwalzen 5a, 5b gezogen. Alternativ kann der Wattewickel auch ausschließlich durch ein Band oder ein Band mit einer Walze gebildet werden.
  • Nach einer vorgegebenen Länge von beispielsweise 300 bis 400 m werden die Faserbänder 3 im Bereich der Druckwalzen 4a, 4b, 4c bzw. der Wickelwalze 5a abgerissen und der fertige Wattewickel 15 an eine Transportvorrichtung 20 übergeben.
  • In Figur 3 ist der Wickeldruck bzw. die Wickelkraft über die Wickellänge dargestellt.
  • Auf der Abszisse ist die Wickellänge des Wattewickels in Metern aufgetragen und auf der Ordinate die Wickelkraft in Kilo-Newton. Da der Wickeldruck durch mindestens einen, vorzugsweise zwei seitlich angeordnete Zylinder 13 aufgebracht wird, wird in eine Steuerung die Wickelkraft in einen Wickeldruck umgerechnet. Beispielsweise kann einer Wickelkraft von 12 kN ein Wickeldruck von 6 bar zugeordnet werden, der über zwei Pneumatikzylinder aufgebracht wird. Mittels Pneumatikzylinder kann die Wickelmaschine einen Druck von 16 kN aufbringen, was einem System- oder Wickeldruck von zweimal 8 bar entspricht. In einer anderen konstruktiven Ausführung mit hydraulischen Zylindern 13 kann je nach Materialqualität eine Wickelkraft von 20 kN aufgebracht werden, was einem System- oder Wickeldruck von 10 bar bei zwei Zylindern 13 gleicher Größe entspricht.
  • Im Unterschied zum Stand der Technik nimmt die Wickelkraft mit zunehmender Wickellänge nicht ab, sondern kontinuierlich zu. Ein weiterer Unterschied ist das kontinuierliche Ansteigen der Wickelkraft auf einen Maximalwert. Im Stand der Technik ist das Ansteigen bzw. Abfallen der Wickelkraft in Stufen bekannt, was sich negativ auf die Haarigkeit des abzurollenden Wickels auswirkt, da sich mit jeder neuen Stufe der Wattewickel im Abrollverhalten plötzlich bzw. schlagartig ändern kann, was sich in der Kämmmaschine negativ bemerkbar macht. Erfindungsgemäß steigt der Wickeldruck von einem geringen Wert im Wickelinneren (beispielsweise bei einer Wickellänge von 0 bis 50 m) zu einem Maximalwert an. Auf diese Weise verringert sich die Flächenpressung zwischen dem Wattewickel 15 und den Wickelwalzen 5a, 5b aufgrund der zunehmenden Kontaktfläche des größer werdenden Wickels nicht so stark, wie bei einer abfallenden Kurve. Einem verstärkten Auftreten des Walkens auf den Wickelwalzen 5a, 5b kann durch die Steilheit der Kurven entgegen gewirkt werden. Dadurch werden die inneren Lagen so weit gefestigt, dass nur noch ein geringes Walken auftritt.
  • Die obere Kurve in Figur 3 zeigt den Verlauf der Wickelkraft, wie er standardmäßig bei normaler Baumwolle, beispielsweise Matto Grosso, eingestellt werden kann. Die Wickelkraft beginnt beim Anwickeln, also bei einer Wickellänge von 0 m mit etwa 3,6 kN und steigt bis zur Wickellänge von etwa 50 m auf den Maximalwert von 12 kN. Mit dieser Kraft wird der Wattewickel bis auf die Endlänge von 400 m beaufschlagt, das heißt, dass über die restliche Wickellänge von etwa 350 m mit einer kontinuierlich gleichbleibenden Wickelkraft gewickelt wird. Mit dieser oberen Kurve sind in diesem Beispiel 9 Referenzpunkte ◆ vorgegeben, die in der Maschinensteuerung hinterlegt werden können, wodurch sich von einem zum nächsten Referenzpunkt die Wickelkraft kontinuierlich erhöht, und nicht sprunghaft, wie im Stand der Technik.
  • Die untere Wickelkurve weist 10 Referenzpunkte □ auf, die in der Steuerung der Wickelmaschine hinterlegt sind, wodurch sich von einem zum nächsten Referenzpunkt die Wickelkraft kontinuierlich erhöht. Auch hier startet der Wickeldruck bei 0 m Wickellänge mit etwa 3,6 kN und erhöht sich kontinuierlich bis zu einer Wickellänge von 300 m auf 12 kN. Die restlichen 100 m Wickellänge bis auf 400 m Wickellänge wird wieder mit einer gleichbleibenden Wickelkraft von 12 kN gewickelt.
  • In Abhängigkeit der Faserfeinheit, beispielsweise im Bereich von 55 bis 80 ktex, und/oder in Abhängigkeit der Feuchtigkeit der zu verarbeitenden Fasern kann sowohl die Steilheit der Wickelkurve, wie auch die Lage bzw. der Verlauf der Wickelkurve, beispielsweise bis hin zu 20 kN Wickelkraft variiert werden. Da mit steigender Wickelgeschwindigkeit die Blasenbildung zunehmen kann, kann diesem Effekt durch einen steileren Anstieg und einer Erhöhung des Wickeldruckes entgegen gewirkt werden.
  • Weitere Gründe, den Verlauf der Wickelkurve zu variieren, können durch die Materialvorlage an der Wickelmaschine, beispielsweise durch die Doublierung oder Parallelität der Vorlage der Faserbänder 3 oder durch den eingestellten Gesamtverzug vor den Wickelwalzen 5a, 5b, begründet sein.
  • Damit lassen sich in Abhängigkeit der zu verarbeitenden Fasern und der betrieblichen Gegebenheiten qualitativ hochwertige Wickel erzeugen, die sich durch eine geringe Haarigkeit, gutes Abrollverhalten und einer gleichmäßigen Härteverteilung über die Breite des Wattewickels auszeichnen.
  • Die Festlegung der Wickelkurve, also der Wickelkraft über die Wickellänge, kann in Abhängigkeit der Faserqualität in der Steuerung der Wickelmaschine voreingestellt hinterlegt sein. Die Wickelkurve lässt sich aber auch über beliebig festlegbare Einstellpunkte ◆, □ an der Steuerung der Wickelmaschine erzeugen. Es können z.B. zu Beginn der Wickelbildung, wo eine starke Veränderung der Wickelkraft sinnvoll ist, die Einstellpunkte in kurzen Abständen festgelegt werden. Zum Ende der Wickelbildung, bei dem eine konstant hohe Wickelkraft sinnvoll sein kann, können die Abstände zwischen den Einstellpunkten vergrößert werden. Aufgrund dieser flexiblen Festlegung der Einstellpunkte über die Wickellänge sind die Druckkurven beliebig modellierbar, wodurch sich die Wickelmaschine dem Prozess, den Produktionsbedingungen und den vorgelegten Fasern beliebig anpassen kann.
  • Denkbar ist ebenfalls, die Wickelkraft zum letzten Ende des Wickelvorganges noch einmal zurückzunehmen, also zu reduzieren, um die Dicke der äußeren Lagen zu vergrößern.
  • Die Einstellung der Druckkurve erfolgt aufwandsarm über das Display der Maschinensteuerung der Wickelmaschine. Die festgelegten Einstellpunkte werden linear verbunden, so dass keine Sprünge im Kurvenverlauf auftreten. Hierzu interpoliert die Steuerung die Zunahme der Wickelkraft über die eingestellte Wickellänge zum nächsten Einstellpunkt. Zwischen den linearen Bereichen der Einstellpunkte weist die Wickelkurve also lediglich leichte Knicke in der Kurve auf, die je nach Steuerung auch in eine einzige kontinuierliche Kurve interpoliert werden kann und damit weder Sprünge noch Knickstellen aufweist.
  • Durch die variable Einstellbarkeit der Wickelkraft kann die Blasenbildung verringert werden, wodurch die Wickelgeschwindigkeit und die Qualität des Wattewickels erhöht wird. Auch der nachfolgende Kämmprozess wird dadurch positiv beeinflusst, da sich die Kämmlingsmenge reduziert und damit der Wechsel der Wattewickel reduziert.
  • Bezugnehmend auf Figur 1 kann zur automatischen Reduzierung der Blasenbildung ein Lasersensor L1 innerhalb der Wickelmaschine 1 angeordnet sein, mit dem der Ist-Durchmesser des Wattewickels 15 während des Wickelvorganges gemessen werden kann. In der Darstellung ist nur ein Sensor L1 gezeigt. Um Abweichungen des Durchmessers über die Wickelbreite zu erfassen, können bevorzugt mehrere Sensoren L1 über die Breite angeordnet werden, oder ein Sensor L1 ist über die Breite des Wattewickels 15 verfahrbar angeordnet. Alternativ kann der Sensor L1 auch so ausgebildet sein, dass er die nahezu vollständige Breite des Wattewickels 15 erfassen kann. Der oder die Sensoren L1 können ortsfest am Gehäuse der Wickelmaschine angeordnet sein, oder an dem Schlitten 10 bzw. mit diesem zusammen verfahrbar angeordnet sein. In der Steuerung der Maschine wird die Qualität der zu verarbeitenden Fasern eingegeben, so dass über die Einstellung der vorgelagerten Streckwerke und der Tischkalander im Einlaufbereich 2 die Dicke des Watten- bzw. Faserbandes 3 feststeht. Über den Sensor N1, der als induktiver Näherungsschalter ausgebildet sein kann, kann die Anzahl der Umdrehungen des Wattewickels 15 ermittelt werden. Damit wird der momentane Soll-Durchmesser als Führungsgröße des Wattewickels 15 aus der Anzahl der Lagen und der Dicke des Watten- bzw. Faserbandes 3 bestimmt und in der Steuerung mit dem Ist-Durchmesser verglichen. Ist der Ist-Durchmesser als Regelabweichung im Millimeterbereich größer als der Soll-Durchmesser, kann sich beim Wickeln beispielsweise eine Blase gebildet haben. Die Steuerung variiert daraufhin den Druck in den Zylindern 13, wodurch die Wickelkraft sinken oder steigen kann. Alternativ oder ergänzend können als Stellglieder die Antriebe der Wickelwalzen 5a, 5b gesteuert werden, so dass die Wickelgeschwindigkeit reduziert wird, bis der Soll-Durchmesser mit dem Ist-Durchmesser des Wattewickels 15 wieder in einem vorgegebenen Toleranzfeld liegt. Die entstehenden Blasen beim Wickeln können aufgrund von mitgeschleppter Luft lokal auftreten, wodurch eine oder mehrere voneinander getrennte Blasen zwischen der äußeren Lage des Watten- bzw. Faserbandes 3 und dem Wattenwickel 15 entstehen. Wird dann mit gleicher Wickelkraft und ggf. mit gleicher Geschwindigkeit weitergefahren, kann daraus eine großflächige Blase entstehen, die das gebildete Watten- bzw. Faserband 3 in unregelmäßige Streifen zerteilt, da die Luft entweichen möchte, wodurch aufgrund von Spannungen durch die gesammelte Luft Lücken, Verwerfungen, Fehlstellen und Unregelmäßigkeiten entstehen, die sich beim Kämmen negativ auswirken können. Durch die Luftblasen kann sich lokal der Durchmesser des Wattewickels 15 um mehrere Millimeter vergrößern. Die mitgeschleppte Luft kann das Watte- bzw. Faserband 3 bis zu 10 mm vom Wattewickel 15 abheben lassen, was über den oder die Lasersensoren L1 deutlich zu ermitteln ist. Die Steuerung der Wickelmaschine ist mit einem Toleranzfeld versehen, .so dass Abweichungen beispielsweise im Bereich bis zu 1 Millimeter sich nicht auf die Wickelkraft und die Wickelgeschwindigkeit auswirken, da kleine Luftblasen sich auch wieder auflösen können.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Wickelmaschine
    2
    Einlaufbereich
    3
    Faserband
    4a - 4c
    Druckwalzen
    5a, 5b
    Wickelwalze
    6
    Wickelhülse
    7
    Materialflussrichtung
    8
    Vorverdichter
    9
    Wickelteller
    10
    Schlitten
    11
    Öffnung
    12
    Führung
    13
    Zylinder
    15
    Wattewickel
    20
    Transportvorrichtung
    Z
    Zugrichtung
    L1
    Sensor
    N1
    Sensor
    ◆, □
    Einstellpunkt

Claims (18)

  1. Wickelmaschine zum Wickeln von Faserbändern aus Watte, mit einer Wickeleinheit, auf oder in der ein Wickel gebildet wird, wobei die Wickelmaschine eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Wickelkraft auf den Wattewickel aufweist, wobei die Vorrichtung geeignet ist, die Wickelkraft über die Wickellänge entlang einer variierenden Wickelkurve einzustellen und zumindest zu Beginn des Wickelvorganges kontinuierlich zunehmen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelmaschine mindestens einen Sensor (L1) zur Ermittlung des Ist-Durchmesser des Wattewickels (15) während des Wickelvorganges aufweist, und dass die Wickelkraft durch die Vorrichtung in Abhängigkeit von entstehenden Blasen variierbar ist.
  2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelkraft über die Wickellänge mittels einer Steuerung einstellbar ist.
  3. Wickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Steuerung Einstellpunkte einer Wickelkurve eingebbar sind, wodurch die Wickelkraft zumindest zwischen den Einstellpunkten kontinuierlich verläuft.
  4. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeleinheit zumindest zwei Wickelwalzen (5a, 5b) umfasst.
  5. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erzeugen der Wickelkraft mindestens einen Zylinder (13) umfasst, der die Wickelkraft erzeugt.
  6. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelmaschine einen Sensor (N1) aufweist, der die Anzahl der Umdrehungen des Wattewickels (15) ermittelt.
  7. Verfahren zum Wickeln von Faserbändern aus Watte, mit einer Wickeleinheit, auf oder in der ein Wickel gebildet wird, wobei die Wickelmaschine mittels einer Vorrichtung eine Wickelkraft auf den Wattewickel erzeugt, wobei die Wickelkraft über die Wickellänge entlang einer variierenden Wickelkurve einstellbar ist, wobei die Wickelkraft zumindest zu Beginn des Wickelvorganges kontinuierlich zunimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Durchmesser des Wattewickels (15) während des Wickelvorgangs durch mindestens einen Sensor (L1) ermittelt wird und dass die Wickelkraft in Abhängigkeit von entstehenden Blasen beim Wickeln variierbar ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelkraft mit Beginn des Wickelvorganges mindestens 10 % der maximalen Wickelkraft beträgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelkraft bis zu einer Wickellänge von 50 m ein Maximum erreicht hat.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelkraft über die gesamte Wickellänge auf ein Maximum ansteigt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelkurve durch Einstellpunkte bestimmbar ist, zwischen denen der Wickeldruck kontinuierlich verläuft.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelkurve zwischen den Einstellpunkten kontinuierlich ansteigt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelkurve von einem Minimalwert bis zu einem Maximum kontinuierlich ansteigt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Blasen mittels des mindenstens einen Sensors (L1) bestimmbar sind, wobei in Abhängigkeit der Blasengröße die Wickelkurve steiler oder flacher verlaufen kann.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Durchmesser des Wattewickels (15) während des Wickelvorganges durch den Sensor (L1) ermittelt und an eine Steuerung geleitet wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Umdrehungen des Wattewickels (15) durch einen Sensor (N1) ermittelt und an eine Steuerung geleitet wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung des Ist-Durchmessers des Wattewickels (15) vom Soll-Durchmesser die Steuerung den Wickeldruck verändert.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelkraft in Abhängigkeit der zu verarbeitenden Faserqualität und Umgebungsparameter variierbar ist.
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