WO2012139231A1 - Fertigungsanlage für massengüter - Google Patents

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WO2012139231A1
WO2012139231A1 PCT/CH2012/000076 CH2012000076W WO2012139231A1 WO 2012139231 A1 WO2012139231 A1 WO 2012139231A1 CH 2012000076 W CH2012000076 W CH 2012000076W WO 2012139231 A1 WO2012139231 A1 WO 2012139231A1
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WO
WIPO (PCT)
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raw material
feed
production
cotton
plant according
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Application number
PCT/CH2012/000076
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guy Petignat
Jorge CHACON
Original Assignee
Roweg Holding Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roweg Holding Ag filed Critical Roweg Holding Ag
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Priority to US14/110,948 priority patent/US20140076687A1/en
Priority to EP12714531.6A priority patent/EP2696831A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G49/00—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/38—Swabs having a stick-type handle, e.g. cotton tips
    • A61F13/385—Apparatus or processes of manufacturing

Definitions

  • the invention is in the field of mechanical engineering and relates to a manufacturing plant for the production of bulk goods, in particular for the production of cotton swabs.
  • the main problem is the susceptibility of a machine, which is operated so to speak constantly at the limit of the maximum possible speed.
  • the example of the cotton swab production mentioned above shows that it operates at a rate of up to 162 ⁇ 00 sticks per hour, 2'700 sticks per minute (162 ⁇ 00 / 3600) or 45 sticks per second, around the clock , 7 days a week.
  • the primary carrier chain consists of a revolving chain, also called conveying or transport chain, with carriers attached thereto for receiving the individually supplied rods, which are provided in the process at their ends with cotton and discharged from the carrier again become.
  • the primary carrier chain is subjected to quite high loads, load by weight to be transported, stress by strain, vibration by vibration, stress by friction and stress by general deformation forces.
  • Object of the present invention is therefore to propose a manufacturing plant for the production of bulk goods, in particular cotton swabs, which is durable, low in wear and in particular less prone to failure.
  • the primary carrier chain is to be less loaded while maintaining production capacity and therefore be subjected to less wear.
  • the manufacturing plant includes a feed side for the raw material, a processing unit for the same, and preferably a lead-out side for the products made from the raw material.
  • the manufacturing plant is characterized in that it has on the supply side means for the optional multiplication of the feed of the raw material.
  • Simplified means that in the feed of the raw material to the processing unit per unit length of the feed line number or weight more raw material is contained.
  • the feed side also called feed device, preferably contains a primary carrier chain for feeding a first raw material, in particular empty sticks.
  • the feed rate of the first raw material refers to the speed of the primary carrier chain.
  • the primary carrier chain is preferably formed circumferentially.
  • the production plant or the feed side preferably contains a device in the form of a feed unit for feeding a second raw material, in particular a cotton wool tape or a wadding cord.
  • the feed rate of the second raw material thus refers to the speed at which the cotton wool tape or wadding cord is fed to the feed side.
  • the feed unit is designed to transfer cotton portions from the wadding cord fed to the feed unit to the rods carried on the carriers along the conveying path of the primary carrier chain, in particular its ends.
  • the feed unit preferably also contains means, such as tear-off or Anreissrollen for portioning the cotton.
  • the said feed unit is also called metering unit.
  • the manufacturing plant also contains on the feed side a processing unit for producing products, in particular cotton swabs, by processing the supplied raw material, in particular the supplied first and second raw material.
  • the processing unit of the production facility has means by means of which the second raw material discharged from the supply unit to the ends of the rods is molded onto the latter.
  • the production plant preferably also contains a removal side, also called a removal device, preferably with a secondary carrier chain for the removal of the products.
  • the removal rate of the products relates in particular to the speed of the secondary carrier chain.
  • the production plant preferably contains a transfer unit, via which the products, in particular the cotton swabs, are transferred from the carriers of the primary carrier chain to carriers of the secondary carrier chain.
  • the components of the transfer unit are preferably part of the supply and Weggarseite.
  • the production facility now has on the supply side means for selectively increasing the supply of the raw material, in particular of the first and / or second raw material.
  • the multiplication of the feed of the first raw material on the feed side can be achieved, for example, by reducing the distance of the first raw material present in the form of blanks, in particular rods, and supplied by a carrier chain of the processing unit.
  • the blanks are held on carriers, which in turn are attached to the carrier chain.
  • the distance between the blanks can be reduced, for example, by providing a plurality of receptacles per carrier, in particular two receptacles for accommodating a plurality of blanks, in particular two blanks, instead of the usual receptacle.
  • the length of the carrier in the direction of rotation of the carrier chain can also be reduced, in particular halved. So z. B. the carrier still have only a single recording for a blank. Due to the reduction of the carrier length, the number of blank per length portion of the carrier chain is still increased, z. B. doubled.
  • support for the blanks may be provided in which the holding distance between the blanks of a standard size of z. B. two inches to half of z. B. shortened one inch. As a result, twice the number of blanks can be accommodated per length of the chain.
  • the feed rate of the blanks to the processing unit as well Accordingly, the output rate of the products following the processing of the raw materials at reduced feed rate of the blanks or the carrier chain can be maintained.
  • the manufacturing plant at the feed side at least a first device, also called feeder module, for supplying the first raw material, i. the blanks or the rods, to the carrier of the carrier chain.
  • the device may, for example, contain a storage cassette which receives the blanks and delivers them in a timed manner to the carriers of the carrier chain.
  • the production facility at the feed side preferably contains at least one second device, also called feeder module or feeder unit, for feeding a second raw material, in particular a wadding cord.
  • the second device corresponds z. B. the previously mentioned feed unit for the Watteschnur.
  • the second raw material is preferably supplied to the processing unit.
  • the processing unit is expediently arranged along the carrier chain, via which the first raw material is fed to the processing unit.
  • first devices can alternately equip the carriers with blanks.
  • the second devices may also feed the processing units alternately with the wadding cord.
  • the first and second devices can this z. B. in each case be arranged along the carrier chain one behind the other. Accordingly, the plurality of first or second devices, in particular for the alternate placement of the carrier with rods, selectively switchable.
  • the plurality of first and second devices can respectively fully or partially load the carriers.
  • a wear-optimized production speed can be set by mass-ie weight reduction of the feed per blank .
  • Mass reduction of the feed per blank means in particular the reduction of the moving weight of the feed, in particular the primary carrier chain incl. Carrier, per blank.
  • the mass reduction is achieved by the carriers are made in lightweight.
  • An improvement would, as mentioned, bring about a reduction in the weight of the carriers which are today made of metal. This could be done for example by an embodiment of this carrier in tough plastic or other lightweight and wear-resistant material, such as aluminum.
  • the carrier can thus z.
  • Example of metal in particular a ferrous metal, such as steel or aluminum.
  • the carriers are preferably made of a plastic, such as polypropylene.
  • the plastic preferably has a high impact resistance.
  • the plastic is particularly preferably fiber-reinforced, in particular glass fiber reinforced.
  • plastic carriers has the advantage that the weight of the primary carrier chain can be massively reduced. As a result, drive energy can also be saved. In addition, the weight-reduced primary carrier chain can be better accelerated and decelerated, whereby the wear is significantly reduced. Furthermore, such a primary carrier chain operates much quieter because less metal-to-metal noise is generated. As an alternative or in addition to the preceding measure, the reduction in mass can also be achieved by the carrier chain carrying more blank per length section, as described above, while the chain length remains the same. Likewise, one could arrange for the same length of the carrier receiving sites for several rods, which would also bring a weight reduction per rod.
  • the length of the carrier could also be halved, so that transported on the same chain section length instead of one, two rods. This achieves that the same production output (here 162 ⁇ 00 cotton swabs per hour) is achieved at half the chain speed.
  • the carrier weight per transported rod can be reduced, which causes a much lower wear and thus a lower susceptibility to interference with the same performance of the circulating primary carrier chain.
  • the disturbance reduction of the "cotton feed" unit has not yet been achieved in all aspects because the virtual velocity has remained the same when the individual sticks pass by.
  • the dwell time of a rod under the cotton wool is twice as long compared to the top speed of wear, so that a reduction of the disturbance is also achieved here.
  • Another aspect of the invention therefore, inter alia, also relates to the reduction of the speed of feeding the wadding cord or the cotton wool tape while maintaining the feed rate.
  • the wadding cord tends to tear during the production process. This is because the wadding cord has low strength. Namely, the wadding cord contains a multiplicity of fibers which run more or less parallel to one another and which adhere only slightly to one another. The wadding cord has in particular no or virtually no rotation, which would increase the tensile strength. Furthermore, such a wadding cord usually consists of cost-effective fiber material with comparatively short fibers, which is also detrimental to tear strength.
  • this problem can be counteracted by increasing the weight of the wadding cord per unit length, for example from 1.4 g / m (weight per length) to 2.8 g / m. This allows the same mass at half speed respectively.
  • the number of supplied wadding cords from today 2 to 4, 6 and 8 etc. can be doubled or multiplied.
  • a pair of wadding leads to cotton wool only for every second stick. With this measure, the speed of the cotton lace is also halved.
  • Cotton cords are usually made from conventional carded belts, which are produced in a card.
  • the card is a well-tried device such as z. B. in the processing of fiber material in the textile industry has been used for a very long time.
  • the wide sliver is, for. B. in a funnel, to a round sliver, the card sliver, shaped and z. B. stored in loops in a pot.
  • the card sliver generally has a band weight of 5 to 20 g / m (grams per meter), in particular of about 8 g / m.
  • the weight of the band is now considerably too high for use in the production of cotton swabs.
  • the tape or cord weight of the wadding cord fed to the feeder unit is about 1.4 gm.
  • the wide card sliver in the longitudinal direction in sub-bands also called Watt cords
  • This separation is done for example by means of a targeted air flow.
  • this method has the disadvantage that due to the process, the uniform card sliver can not be divided into equally uniform subbands.
  • the sub-bands created from the uniform card sliver have rather thick and thin areas. On the one hand, this results in a uniform portioning of the cotton wool being difficult and, moreover, the wadding cord tends to tear at its thin points when it is fed to the feed unit.
  • the manufacturing plant includes a drafting system, in which a supplied cotton wool tape is subjected to a delay while reducing the weight of the belt. Warping means pulling apart the fibers of a sliver into a finer ribbon.
  • the drafting system is preferably arranged in the process direction in front of the feeding unit for the wadding cord.
  • the drafting system is preferably integrated into the manufacturing plant in such a way that, during the production of the cotton swabs, it produces a sliver with delay, which is fed without interruption to the supply unit. If the drafting system operated at a higher output than the feed unit needed for further processing, it may be provided between the feed unit and drafting a buffer in which the excess wadding cord is stored and cached. However, the wadding cord remains advantageously throughout this process, so it is not separated.
  • the drafting system is preferably a roller drafting system with at least two rotating pairs of rollers which are spaced apart from one another in terms of conveying, and which rotate at different peripheral speeds.
  • the two pairs of rollers form clamping lines for the sliver, on which the sliver is held in each case by clamping.
  • the downstream in the process direction of the first pair of rollers second pair of rollers runs at a greater peripheral speed.
  • the distance of the clamping lines of the roller pairs in the process direction is now set as a function of the fiber length.
  • the nip line is set further than the longest fiber of the warped strip.
  • This distance between the roller pairs now defines the so-called default field in which the sliver is warped. While most of the fiber material is retained by the first, slower pair of rollers, some of the fibers pass between the faster rollers of the second pair of rollers. These push them forward, so that a thinning of the sliver arises.
  • the lower rollers may be metal cylinders.
  • the upper roller may have a flexible cover. Conveniently, the lower rollers are actively driven while the upper rollers are driven indirectly via the lower rollers.
  • the drafting system further preferably also includes a loading device with which the upper rollers can be loaded towards the lower rollers.
  • the drafting system can now contain more than two pairs of rollers one behind the other in the conveying direction, which define more than one drafting zone.
  • the following pair of rollers always runs at a higher peripheral speed than the preceding pair of rollers.
  • three pairs of rollers arranged one behind the other can define two default fields. In each of the default fields a partial delay takes place, whereby the partial distortions considered over the drafting system add up to a total delay.
  • the drafting rollers can be driven by a separate drive device.
  • the drive must be synchronized control technology with the drive of the other moving parts of the system, such as carrier chain or moving, in particular rotating parts of the feed unit for the cotton, etc.
  • the drafting rollers are now preferably driven by a central drive, which, for example, also drive the carrier chain and the moving, in particular rotating parts of the feeding unit for the cotton wool.
  • the speeds of the drafting rollers are preferably tuned via a mechanical transmission with the speed of other moving parts of the system.
  • the invention also relates to a method for operating a manufacturing plant as described above.
  • the process is characterized by the fact that the raw material is fed in multiply.
  • the plants can now be operated in such a way that the raw material is fed to the feed side for a constant discharge of products at the feed side with a reduced feed rate relative to the removal speed of the products, to the processing unit.
  • a further development of the method is characterized by the following steps: - Supplying a cotton wool, in particular from a memory, to the drafting system of the manufacturing plant;
  • the cotton tape guided into the drafting system can z. B. have a weight of 5 to 8 g / m.
  • the wadding cord released from the drafting system has a weight of 1.4 to 1.5 g / m.
  • the total distortion ratio can be 3: 1 to 6: 1, depending on the weight of the initial lap belt.
  • the distortion ratio (stretch ratio) in the default zone (stage 1) can be, for example, 1: 1 (no distortion) or 1.15: 1 (very small distortion) to 2: 1, in particular 1: 1 or 1.15: 1 to 1.5: 1
  • the draft ratio may be 3: 1 to 4: 1 in the main drafting zone (stage 2), for example.
  • Figure 1 the essential parts, namely the primary conveyor unit (feed side), the transfer point and the secondary conveyor unit (Weg Wennseite) of a plant for the production of cotton swabs as an example of a production plant for bulk goods;
  • Figures 1A, 1B and IC different details of the system according to Figure 1;
  • Figure 2 the primary conveyor unit 10 of Figure 1 in more detail;
  • Figures 2A and 2B different details of the system according to Figure 2;
  • Figures 3 to 6 differently designed carrier for receiving rods for
  • FIG. 7 shows a perspective view of a roll drafting system for the cotton wool band of a production plant according to the invention
  • FIG. 8 a plan view of the roll drafting system according to FIG. 7;
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view along the line A-A through the roll drafting device according to FIG. 8.
  • FIG. 1 shows interlocking sections of a production plant for the production of cotton swabs.
  • This contains a device in the form of a feed unit 50 for feeding a wadding cord, another device 13 in the form of a supply of blanks, that is, the 'empty' rods (not shown), a feed side 10 in the form of a primary conveyor unit 10 for receiving the empty Chopsticks and to apply the cotton wool at their ends.
  • the system includes a transfer unit IC for transferring the wadded rods to a WegAvemseite 30 in the form of a secondary conveyor unit 30, which emits the finished cotton swab 38, for example, for packaging.
  • the body or the machine frame, the brackets and any covers of the entire production system are omitted here.
  • the primary conveyor unit 10 includes a primary carrier chain (primary carrier chain) 12 with means 15, here carriers, for receiving and transporting the still empty rods and for the further transport of the 'wound' and finished cotton swabs 38.
  • the primary carrier chain 12 rotates pulleys 20 and leads first under a device 13 for feeding the blanks, z. B. a memory cartridge (not shown) with empty rods or blanks, by.
  • the primary carrier chain 12 performs on a device 50 for supplying a further raw material, here as a feed unit 50 for attaching the cotton to the rods and then under a guide mechanism 21 with a shaping module 22 as part of a processing unit, whose function will be described.
  • a device 50 for supplying a further raw material here as a feed unit 50 for attaching the cotton to the rods and then under a guide mechanism 21 with a shaping module 22 as part of a processing unit, whose function will be described.
  • the running direction is indicated by arrows and runs counterclockwise for the viewer.
  • the finished cotton swabs 38 are transferred by means of a transfer wheel 25 to a carrier wheel 45 (both parts of the transfer unit IC) in engagement with the secondary carrier chain (secondary carrier chain) 32 and deposited from there onto the carriers 35 of the secondary carrier chain 32.
  • the secondary carrier chain in turn rotates deflecting wheels 40 and the running direction is also indicated by arrows in the counterclockwise direction continuously.
  • the reference numeral 36 denotes a chain tensioner. This for a general overview, which will be discussed in detail subsequently.
  • Figures 1A, 1B and IC show details of the two conveyor units 10 and 30 and the transfer unit IC.
  • Figure 1 A shows a section in which one recognizes the feeding unit 50 of the wadding cord, by means of which the supplied cotton is turned on to the rotating in operation about its axis rods.
  • FIG. 1B shows a detail in which the secondary carrier chain 32 with the carriers 35 for the cotton swabs 38 hidden by the cotton swabs is recognized.
  • the cotton buds are close to each other, the running direction is indicated by an arrow.
  • the secondary carrier chain 32 is also associated with hold-down elements 31, which prevent the cotton swabs 38 from jumping out of their holders.
  • the detail in Figure IC shows the transfer unit IC with the transition point with the transmission wheel 25, where you can see the incisions 16 'for the support of the cotton swab and cooperating with this carrier wheel 45 with the recesses 46 for receiving the transferred cotton swab.
  • the transmission 42 for driving the two carrier chains, the transmission wheel 25 and the carrier wheel 45 How the transfer point works is discussed later on figures.
  • the wadding supply unit 50 of the sticks of Figure 1A includes a pair of spout-like guides 53.1 and 53.2, one such guide for each side of the cotton swab.
  • the wadding cord threaded therein is fed to a respective pair of pinch rollers 52.1 and 52.2 which, on the one hand, pull off the two wadding cords and, on the other hand, each feed a combing roller pair 55.1 and 55.2.
  • the rotational speed of Kammrollenrune 55.1, 55.2 is set so that it subtracts or tears off the supplied from the pairs of pinch rollers 52.1, 52.2 cotton in the selected portion.
  • the clamping and Kammrollenpresse be driven via a corresponding gear 51.
  • the combed roller pairs 55.1, 55.2 can also form only predetermined breaking points on the wadding cord, which divides the wadding cord into portions.
  • the wadding cord is then torn off by the chopsticks passing by and taking the wadding cord portion at the predetermined breaking point.
  • the predetermined breaking point can z. B. be a local thinning of the wadding cord by excessive tensile stress.
  • the supplied rods which are brought into rotation, are prepared at both ends so that the torn cotton balls or -portions can get caught on it and is wound up in this way.
  • the now raw-wound cotton swab is continuously supplied in rotation to the holder 22 for the braking rubber belt in the guide mechanism 21 and formed therein.
  • the forming module (not shown) on the guide mechanism is in two over its length divided trough-shaped shapes and pressed together by a lever via a adjustable weight 23 above the guide mechanism.
  • the rod body which lies between the two cotton ends, as shown at the beginning of the supply unit 50 for the wadding cord, is rotatably mounted on a pair of rollers 17.
  • the pair of rollers is part of the carrier 15.
  • the rod body is braked by, for example, a pressed-on rubber belt (not shown) so that the ends of the rod are constantly rotating with the wad over the entire distance and become full under the pressure of the trough-shaped form Let shape take. If the two wadding cords have to be fed at high speed, it can also lead to disturbances at this point. In contrast, you can proceed by providing in the direction of the rods a second arrangement of a feed unit 50 with pairs guides, pinch rollers and comb rolls and so alternately only every second of the supplied blanks provides with cotton wool.
  • Figure 1 C shows the transfer unit 1 C with the transfer point from the primary to the secondary carrier chain. Note the arrangement density on the supports of the two carrier chains. While in the example shown here, the carrier 15 of the primary carrier chain 12 each promote a cotton swab 38, there are on a support of the secondary carrier chain 32 whose four, that is at least four times more, which requires that the two carrier chains run at different speeds. The primary carrier chain 12 thus runs four times faster than the secondary carrier chain 32. Their load is very large at maximum output. If the primary carrier chain 12 is allowed to run, for example, half as fast to relieve it, then only two rods would be deposited per carrier 35 on the secondary carrier chain 32; gaps would form.
  • Figure 2 now shows the primary conveyor unit 10 without the feeding unit 50 for the cotton more in detail.
  • the transfer unit with the transition point from one delivery unit to the other is better recognizable.
  • a transmission gear with transmission gears 27, 37 is shown, via which, inter alia, the wheels are driven to the transfer unit.
  • Figure 2A shows the primary Tägerkette 12 with the carriers 15, one of which is lifted off the carrier chain.
  • a cotton swab 38 which rests on the rollers of the roller pair 17 and is held in the recess 16.
  • This rod is passed under a guide, not shown here and braked, whereby it is rotated on the rollers 17 to roll up the cotton.
  • the stick shown here has the whole manufacturing process behind it.
  • FIG. 2B again shows the transition point with the transmission wheel 25, which has incisions 16 'corresponding to the incisions 16 on the carrier 15 in order to be able to take over the cotton swabs and transfer them to the carrier wheel 45. This happens at the high speed mentioned above.
  • FIGS. 3 to 6 now show differently configured carriers 15, which are inserted on the primary conveyor unit 10.
  • FIG. 3 shows a standard carrier with the standard dimension of the length of 2 inches for receiving a cotton swab to be transported.
  • any measure used in the prior art may be designated neutral by length L.
  • the carrier chain 12 of the conveyor unit 10 it is possible to transport twice to three times as many rods per standard-mass unit, this with the same speed.
  • a plant out of the standard mass unit one can with a existing system within the standard mass at the same speed a multiple of cotton swabs transport and thus produce.
  • the distance between two to be provided with cotton rods can not be made arbitrarily small as, for example, on the carriers of the secondary carrier chain of the secondary transport unit.
  • the minimum distance IVn (min) must not be less than the necessary winding distance for the cotton head.
  • L 1 inch
  • this distance should be set between L / 3 and L / 4, using only integer denominators. But even the increase to 3 times the production capacity at the same speed is already a considerable result.
  • Another aspect of the invention relates, as already mentioned above, the
  • Watt cords per unit length is increased, for example, from 1.4 g / m to 2.8 g / m.
  • the number of supplied wadding cords from today 2 to 4, 6 and 8 etc. can be doubled or multiplied. Depending on a pair of cotton string leads to only every second stick to the cotton wool. With this measure is also the
  • the band weight of a fed cotton band is reduced before being fed to the feeding unit for the cotton wool band in a drafting system, in particular a roll drafting system, by exerting a delay to a processing band required band weight.
  • FIGS. 7 to 9 now show a roll drafting system 100 preferably used in the production plant according to the invention for drawing a cotton wool band 125.1, 125.2, in particular a card sliver.
  • the roller drafting device has a total of four in the process direction R one behind the other and spaced from each other arranged lower rollers 101a, 102a, 103a, 104a.
  • the roll drafting unit 100 is designed for processing two cotton wool bands 125.1, 125.2, which are guided essentially parallel to one another and spaced apart from one another in the process direction R.
  • the lower rollers 101a, 102a, 103a, 104a extend over both processing points for this purpose.
  • the bottom rollers are made of steel, for example.
  • the lower rollers 101a, 102a, 103a, 104a are upper rollers 101b, 101c, respectively; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c assigned.
  • each workstation has a separate upper roller 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c assigned. That is, each lower roller 101a, 102a, 103a, 104a are two side by side and spaced-apart upper rollers 101b, 101c viewed in the process direction R, respectively; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c assigned.
  • the top rollers preferably have a tread of a rubber-elastic material.
  • a pair of upper and lower rollers each form a nip, through which the cotton band is guided 125.1, 125.2.
  • the two processing points of the roll drafting system 100 now have, viewed in the process direction R, a first pair of rolls 101a, 101b; 101a, 101c with an upper inlet roll 101b, 101c and a lower inlet roll 101a.
  • the rotating infeed roller pair 101a, 101b; 101a, 101c draws the cotton wool band 125.1, 125.2 supplied from the outside into the drafting system 100.
  • a third pair of rollers 103a, 103b; 103a, 103c which of the second pair of rollers 102a, 102b; 102a, 102c is spaced apart.
  • a second drafting zone is formed, the so-called main drafting zone.
  • the delay is due to the fact that the rollers of the third pair of rollers 103a, 103b; 103a, 103c at a higher peripheral speed than the rollers of the second roller pair 102a, 102b; 102a, 102c rotate, so that through the nip of the third pair of rollers 103a, 103b; 103a, 103c Fibers under dilution of the cotton wool band 125.1, 125.2 in the process direction R are pulled out by a certain amount from the fiber composite.
  • the main distortion of the fiber sliver takes place in the main drafting zone, while in the preferred embodiment only a smaller preliminary drafting is preferably carried out, which in particular serves to loosen the fiber composite in the cotton wool band. Preliminary and main delay result in the total delay of the cotton wool band.
  • a fourth pair of rollers 104a, 104b; 104a, 104c which in the process direction R from the third pair of rollers 103a, 103b; 103a, 103c is also spaced.
  • the fourth pair of rollers 104a, 104b; 104a, 104c includes an upper delivery roller 104b, 104c and a lower delivery roller 104a.
  • a compressor element 1 15.1, 1 15.2, arranged here in the form of a narrowing in the process direction R funnel is in each case.
  • the compressor element 1 15.1, 1 15.2 serves to compress the loosened by the delay fiber composite of the cotton wool band 125.1, 125.2.
  • the cotton band 125.1, 125.2 now warped into a thinner wadding cord 126.1, 126.2 is moved by the rotating rollers of the delivery roller pair 104a, 104b; Give 104a, 104c from the drafting 100.
  • the wadding 126.1, 126.2 is then fed to the feed unit 50, via which the wadding is applied to the rods.
  • the drafting system 100 also includes drive means in the form of a transmission gear 127 for driving the lower drafting rollers 101 a, 102 a, 103 a, 104 a.
  • the upper rolls 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c pressed on the corresponding lower rollers 101a, 102a, 103a, 104a while exerting a pressing pressure.
  • the top rollers 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c mounted on a loading arm 1 10, over which they are pressed onto the lower rollers 101a, 102a, 103a, 104a.
  • the two top rollers 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c of two parallel roller pairs are each connected to each other via an axis 128 and spaced from each other.
  • the top rollers 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c are rotatably mounted on this axis 128.
  • the loading arm 110 now engages between the upper roller pairings 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c and holds them over their axis 128.
  • the loading arm 110 can be pressurized via a pneumatic pressurizing device 120.
  • the pressurization can also be done by a mechanical spring.
  • the load arm 1 10 can also be opened.
  • the loading arm 1 10 is raised by a handle whereby the upper rollers are lifted from the lower rollers.
  • the distortion of the cotton wool band 125.1, 125.2 in the drafting system 100 is preferably done in-line in the production process of the cotton swab. Accordingly, the drafting system 100 and in particular their drives control technology and preferably also mechanically integrated into the manufacturing plant.
  • the drive of the lower drafting rollers now preferably takes place via a central drive, which also other system components of the manufacturing plant, such. B. drives the primary carrier chain. The drive torque is transmitted via a corresponding transmission gear on the lower rollers.
  • a cotton wool band 125.1, 125.2 in the form of a card sliver with a band weight of about 8 g / m is fed to the drafting unit 100.
  • the cotton wool band is a 5- to 6-fold delay subjected.
  • the wadding 126.1, 126.2 produced from the wadding band 125.1, 125.2 now has a weight of around 1.4 to 1.5 g / m.
  • the use of a drafting system in a production plant according to the invention has the following advantages: the drafting arrangement ensures a uniform distortion so that a wadding cord produced from a cotton wool band in a drafting system has a high degree of uniformity;
  • the production line supplied card sliver is much more tear-resistant than a thinner wadding string due to its thickness, which in turn sets the susceptibility to failure. Thanks to the integrated drafting system, the conveyor section, in which the tear-prone wadding cord is conveyed between the drafting system and the infeed unit, is considerably shorter;
  • card slivers of different band weights can be processed, with only the default parameters in the drafting system having to be adjusted in terms of control technology for producing cotton slivers of the same weight. This provides great flexibility in the procurement of cotton wool from third party producers;
  • the drafting system according to the invention allows the procurement of inexpensive but heavier standard card slivers, which are characterized by a standard band weight of 8 to 20 g / m.
  • the manufacturing parameters are discussed below.
  • the parameters speed of the primary carrier chain V K, the angular velocity of the stick V Red and the speed at which the cotton wool is fed are V w to pay particular attention to in the manufacturing process.
  • the following parameters must be taken into account:
  • the sticks rest on 2 rolls, so they can be turned. Between the roll forms is placed on the top of a standing rubber belt on which the rods are braked and thereby begin to turn.
  • This rubber belt can also be driven; a positive speed means that the rubber belt runs in the direction of travel of the primary carrier chain, a negative one in the opposite chain speed.
  • the chain speed is the product of rod spacing ss and machine power P.
  • V K s s * P
  • the rod speed depends on the rod diameter d, as well as the chain v K and the rubber belt speed VQ.
  • a positive value means that the rods rotate in the "winding direction”, ie counterclockwise, and a negative in the "counter-winding direction”, ie clockwise.
  • the wadding speed is made up of the machine power P and the heads per meter x s value.
  • the frictional forces are by design. They are created by chain guides, cleaning brushes and the resistors in the area of roll forming.
  • the torque forces are by design. They are caused by the friction resistance in the sprockets.
  • centripetal forces occur when the carrier chain changes direction on the sprockets. Take the centripetal forces
  • FG acceleration forces The acceleration forces occur between stoppages and when the machine is running. The faster the target chain speed is reached, the higher are the forces on the carrier chain. Take the acceleration forces
  • a wear-optimized production speed can be set, whereby the production potential of a plant can be optimally utilized.
  • Another advantage is the reduced space requirement of the entire system, as by the reduction of the rod spacing during production a more compact design can be achieved.
  • the bulk material manufacturing plant having a raw material feeding side 10 (empty cotton swabs) and processing unit for this raw material and a lead-out side 30 of the processed products 38 (cotton swabs) has means 13 (a bladed stick cartridge) 15 for making cotton swabs on the feeding side 10 (special carriers for the blanks), 50 (device for cotton feed) for the optional multiplication of the feed of the raw material (rods and cotton wool), whereby with a corresponding reduction of the feed rate of the feed side 10 with respect to the removal speed of the processed products 38 (cotton swabs) Feeding rate or Weg slaughterrate is increased or decreased and thus at constant output of the products 38 on the feed side 10, the transport speed is reduced, whereby disturbances during processing and the wear of the manufacturing plant are reduced and the process is better controlled.
  • Mean 13 a bladed stick cartridge 15 for making cotton swabs on the feeding side 10 (special carriers for the blanks), 50 (device for cotton feed) for the optional multiplication of the feed of the raw material (rods and cotton
  • the carriers 15 for the optional multiplication of the feed of the raw material are made either of metal or preferably of plastic. This reduces the weight on the carrier chain.
  • the carriers 15 can be designed such that a plurality of blanks can be accommodated along their length.
  • Today's standard size is about two inches for a stick. By way of derogation shortened to about one inch, twice the number of blanks can be accommodated per unit length.
  • the feed modules 13 for the rods and 50 for the cotton to the feed side 10 working on the one hand be present several times and be selectively switchable to turn them on or off as needed. This, for example, if one of them has faults.
  • the feed modules 50, 13 can be connected so that they fully or only partially load the carriers 15.

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Abstract

Die Fertigungsanlage für Massengüter weist im Wesentlichen eine Zuführseite (10) für das Rohmaterial, eine Verarbeitungseinheit für dieses und eine Wegführseite (30) für die verarbeiteten Produkte (38). Bei Anlagen mit hohem Ausstoss laufen die einzelnen Anlageeinheiten mit sehr hoher Geschwindigkeit, was Verschleiss und daraus Prozessstörungen hervorruft. Es ist also das Ziel, die Anlageeinheiten, die mit besonders hoher Geschwindigkeit laufen herabzusetzen, ohne damit den Ausstoss zu verringern. Im Beispielshaften Falle einer Anlage zur Herstellung von Wattestäbchen, wird durch Verringern der Geschwindigkeit auf der Primärseite und Erhöhung der Beladung dieses Ziel erreicht. Wenn die Geschwindigkeit der Primärkette halbiert wird und die Beladung von Rohlingen und Watte verdoppelt, so resultiert derselbe Ausstoss bei wesentlich ermässigter Geschwindigkeit.

Description

FERTIGUNGSANLAGE FÜR MASSENGÜTER
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Maschinenbaus und betrifft eine Fertigungsanlage zur Herstellung von Massengütern, insbesondere zur Herstellung von Wattestäbchen.
Fertigungsanlagen zur Herstellung von Massengütern sind sehr rauen Betriebszu- ständen ausgesetzt. Als Folge des im Markt herrschenden Kostendrucks laufen sie an der Grenze des grösstmöglichen Ausstosses meist rund um die Uhr. Eine neu in Betrieb gesetzte und gut ausjustierte Anlage läuft zufriedenstellend gut. Durch die intensive Nutzung und aufgrund der harten Betriebsbedingungen nutzt sich die Anlage ab und Störungen im Betrieb treten auf. Dann muss die Anlage heruntergefahren und nachjustiert werden. Als Folge der steigenden Abnutzung werden die Störungen häufiger und die Wartungsintervalle kürzer, was zunehmend zu Produktionsausfällen fuhrt. In einer frühen Phase einer neuen Anlage bewegen sich die Ausfälle in einem ökonomisch verkraftbaren Rahmen. Doch sukzessive steigen die Ausfallraten auf zweistellige Prozentzahlen an. Dabei müssen bei einer noch immer relativ brauchbar laufenden Anlage bis zu 30% Produktionsausfälle in Kauf genommen werden. Die ist nicht zuletzt personalaufwändig. Es bleibt mit der Zeit jedoch nicht nur beim Nachjustieren, es müssen Teile ersetzt werden, was zu längeren Stillstandszeiten führt als nachjustieren. Meist resultieren die Störungen durch Verschleiss von Maschinenteilen und weniger durch einen direkten Ausfall. Der Verschleiss tritt sukzessive auf, die Anlage beginnt ungenau zu arbeiten; eine Korrektur erfordert in der Regel ein zeitraubendes Einstellungsprozedere. Das geht solange gut, bis solche Justierungen nicht mehr helfen und Maschinenteile ausgewechselt werden müssen. Doch auch das hilft nicht nachhaltig, da alle bewegten Teile Verschleiss unterworfen sind und diese zeitlich nacheinander verschleissen. Nach einer bestimmten Laufdauer der Anlage droht ständiges Nachjustieren, Ausbauen, Nachjustieren und so fort, bis die Anlage als Ganzes ersetzt werden muss.
Ziel einer möglichst wirtschaftlichen Produktion ist, Störungsfälle und den damit zusammenhängenden Produktionsausfall und Personalaufwand zu minimieren. Ebenso muss die Lebensdauer solcher Anlagen erhöht sowie die Prozesszuverlässigkeit innerhalb der Anlage durch entsprechende Massnahmen verbessert werden. Ganz generell muss mit der in die Anlage getätigten Investition eine maximale Produktion ermöglicht werden. Als Mass dafür kommen beispielsweise„Stückzahl pro Laufdauer" in Frage.
Das Hauptproblem ist die Störanfälligkeit einer Maschine, die sozusagen ständig an der Grenze der möglichen Höchstgeschwindigkeit betrieben wird. Das Beispiel der oben erwähnten Anlage zur Herstellung von Wattestäbchen zeigt, dass diese mit einer Geschwindigkeit von bis zu 162Ό00 Stäbchen pro Stunde, 2'700 Stäbchen in der Minute (162Ό00/3600) oder 45 Stäbchen pro Sekunde, betrieben wird, rund um die Uhr, 7 Tage die Woche.
Eines der Probleme dieser Anlage ist der Verschleiss der Primärträgerkette. Von dieser Primärkette hängt, wie bereits oben ausgeführt, die Prozess-Sicherheit der Maschine ab; diese nimmt durch zunehmenden Verschleiss ab. Die Primärträgerkette besteht aus einer umlaufenden Kette, auch Förder- oder Transportkette genannt, mit daran befestigten Trägern zur Aufnahme der einzeln zugeführten Stäbchen, die im Prozess an ihren Enden mit Watte versehen und vom Träger wieder abgegeben werden. Die primäre Trägerkette ist recht hohen Belastungen ausgesetzt, Belastung durch zu transportierendes Gewicht, Belastung durch Dehnung, Belastung durch Schwingung, Belastung durch Reibung und Belastung durch allgemeine Verformungskräfte. Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, eine Fertigungsanlage zur Herstellung von Massengütern, insbesondere Wattestäbchen vorzuschlagen, welche langlebig, verschleissarm und insbesondere wenig störungsanfällig ist. So soll unter anderem insbesondere die primäre Trägerkette bei gleichbleibender Produktionskapazität weniger belastet werden und daher einem geringeren Verschleiss unterworfen sein. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
Die Fertigungsanlage enthält eine Zuführseite für das Rohmaterial, eine Verarbeitungseinheit für dieses sowie bevorzugt eine Wegführseite für die aus dem Rohmaterial hergestellten Produkte.
Die Fertigungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass sie auf der Zuführseite Mittel für die wahlweise Vermehrfachung der Zuführung des Rohmaterials aufweist. Vermehrfachung heisst vereinfacht ausgedrückt, dass bei der Zufuhr des Rohstoffs zur Verarbeitungseinheit pro Längenabschnitt der Zuführstrecke anzahl- bzw. gewichtsmässig mehr Rohmaterial enthalten ist.
Dadurch ist unter entsprechender Verringerung der Zuführgeschwindigkeit der Zuführseite in Bezug zur Wegführgeschwindigkeit der verarbeiteten Produkte die Zuführrate oder Wegführrate erhöht oder erniedrigt. Damit ist z. B. bei gleichbleibendem Ausstoss der Produkte an der Zufuhrseite die Transportgeschwindigkeit reduziert. Ausstoss der Produkte bedeutet insbesondere die Anzahl der Produkte, welche pro Zeiteinheit an die Wegführseite übergeben werden. Störungen während der Verarbeitung und der Verschleiss der Fertigungs- anläge werden dadurch reduziert und der Prozess ist besser beherrschbar.
Die Zuführseite, auch Zufuhreinrichtung genannt, enthält bevorzugt eine primäre Trägerkette zum Zuführen eines ersten Rohmaterials, insbesondere von leeren Stäbchen. Die Zuführgeschwindigkeit des ersten Rohmaterials bezieht sich auf die Geschwindigkeit der primären Trägerkette. Die primäre Trägerkette ist bevorzugt umlaufend ausgebildet.
Im Weiteren enthält die Fertigungsanlage bzw. die Zuführseite bevorzugt eine Vorrichtung in Form einer Zuführeinheit zur Zuführung eines zweiten Rohmaterials, insbesondere eines Wattebandes bzw. einer Watteschnur. Die Zuführgeschwindigkeit des zweiten Rohmaterials bezieht sich also auf die Geschwindigkeit, mit welcher das Watteband bzw. die Watteschnur der Zuführseite zugeführt wird.
Die Zuführeinheit ist dazu ausgelegt, Watteportionen von der der Zufuhreinheit zugeführten Watteschnur den auf den Trägern entlang des Förderweges der primären Trägerkette mitgeführten Stäbchen, insbesondere dessen Enden, zu übertragen. Hierzu enthält die Zuführeinheit bevorzugt auch Mittel, wie Abreiss- oder Anreissrollen, zum Portionieren der Watte. Aus diesem Grund wird die besagte Zuführeinheit auch Dosiereinheit genannt.
Die Watteportionen werden von den Enden der mit einer bestimmten Geschwindigkeit an der Zuführeinheit vorbei geführten Stäbchen erfasst und gegebenenfalls von der Watteschnur noch vollständig abgerissen. Die Fertigungsanlage enthält auf der Zuführseite auch eine Verarbeitungseinheit zur Herstellung von Produkten, insbesondere Wattestäbchen, unter Verarbeitung des zugeführten Rohmaterials, insbesondere des zugeführten ersten und zweiten Rohmaterials. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung weist die Verarbeitungseinheit der Fertigungsanlage Mittel auf, mittels welchen das von der Zuführeinheit an die Enden der Stäbchen abgegebene zweite Rohmaterial an diese angeformt wird.
Die Fertigungsanlage enthält im ferner bevorzugt auch eine Wegführseite, auch Wegführeinrichtung genannt, vorzugsweise mit einer sekundären Trägerkette zum Wegführen der Produkte. Die Wegfuhrgeschwindigkeit der Produkte bezieht sich insbesondere auf die Geschwindigkeit der sekundären Trägerkette.
Die Fertigungsanlage enthält hierzu bevorzugt eine Übergabeeinheit, über welche die Produkte, insbesondere die Wattestäbchen, von den Trägern der Primärträgerkette auf Träger der Sekundärträgerkette übergeben werden. Die Bauteile der Übergabeeinheit sind bevorzugt Teil der Zuführ- und Wegführseite.
Die Fertigungsanlage weist nun auf der Zuführseite Mittel für die wahlweise Vermehrfachung der Zuführung des Rohmaterials, insbesondere des ersten und/oder zweiten Rohmaterials, auf.
Dadurch ist unter entsprechender Verringerung der Zuführgeschwindigkeit der Zu- führseite in Bezug zur Wegführgeschwindigkeit der verarbeiteten Produkte die Zuführrate oder Wegführrate erhöht oder erniedrigt. Damit ist z. B. bei gleichbleibendem Ausstoss der Produkte an der Zuführseite die Transportgeschwindigkeit reduziert. Auf diese Weise werden Störungen während der Verarbeitung und der Ver- schleiss der Fertigungsanlage reduziert. Der Fertigungsprozess ist so besser beherrschbar.
Die Vermehrfachung der Zuführung des ersten Rohmaterials an der Zuführseite kann zum Beispiel durch Verringerung des Abstandes des in Form von Rohlingen, insbe- sondere Stäbchen, vorliegenden und von einer Trägerkette der Verarbeitungseinheit zugeführten ersten Rohmaterials erreicht werden. Die Rohlinge sind dabei auf Trägern gehalten, welche wiederum an der Trägerkette befestigt sind.
Der Abstand zwischen den Rohlingen kann zum Beispiel dadurch verringert werden, in dem pro Träger mehrere Aufnahmen insbesondere zwei Aufnahmen zur Auf- nähme von mehreren, insbesondere zwei Rohlingen, anstelle der bisher üblichen einen Aufnahme vorgesehen sind.
Gemäss einer alternativen Ausführungsform kann auch die Länge der Träger in Umlaufrichtung der Trägerkette reduziert, insbesondere halbiert werden. So kann z. B. der Träger nach wie vor lediglich eine einzige Aufnahme für einen Rohling auf- weisen. Durch die Reduktion der Trägerlänge, ist die Anzahl Rohling pro Längenabschnitt der Trägerkette jedoch trotzdem erhöht, z. B. verdoppelt.
So können für die Erhöhung der Zuführrate oder Wegführrate bei gleichbleibender Kettengeschwindigkeit oder zum Beibehalten Zuführrate oder Wegführrate bei reduzierter Kettengeschwindigkeit Träger für die Rohlinge vorgesehen sein, bei welchen der Halteabstand zwischen den Rohlingen von einem Normmass von z. B. zwei Zoll auf die Hälfte von z. B. einem Zoll verkürzt sind. Dadurch findet pro Längenabschnitt der Kette die doppelte Anzahl Rohlinge Platz.
Durch die Verringerung der Halteabstände für die Rohlinge auf den bzw. zwischen den Trägern kann die Zuführrate der Rohlinge zur Verarbeitungseinheit sowie entsprechend auch die Ausstossrate der Produkte im Anschluss an die Verarbeitung der Rohstoffe bei reduzierter Zuführgeschwindigkeit der Rohlinge bzw. der Trägerkette beibehalten werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die Fertigungsanlage an der Zuführseite mindestens eine erste Vorrichtung, auch Zuführmodul genannt, zur Zuführung des ersten Rohmaterials, d.h. der Rohlinge bzw. der Stäbchen, an die Träger der Trägerkette. Die Vorrichtung kann zum Beispiel eine Speicherkassette enthalten, welche die Rohlinge aufnimmt und getaktet an die Träger der Trägerkette abgibt. Im Weiteren enthält die Fertigungsanlage gemäss dieser Weiterbildung an der Zuführseite bevorzugt wenigstens eine zweite Vorrichtung, auch Zuführmodul oder Zufuhreinheit genannt, zur Zuführung eines zweiten Rohmaterials, insbesondere einer Watteschnur. Die zweite Vorrichtung entspricht z. B. der bereits zuvor genannten Zuführeinheit für die Watteschnur. Das zweite Rohmaterial wird bevorzugt der Verarbeitungseinheit zugeführt. Die Verarbeitungseinheit ist zweckmässig entlang der Trägerkette angeordnet, über welche das erste Rohmaterial der Verarbeitungseinheit zugeführt wird.
Um die Zuführgeschwindigkeit des ersten Rohmaterials, d.h. der Rohlinge zu den Trägern und/oder des zweiten Rohmaterials, d.h. der Watteschnur, zur Verar- beitungseinheit zu reduzieren, können nun auch mehrere erste bzw. mehrere zweite Vorrichtungen vorgesehen sein, welche z. B. alternierend die Rohmaterialien der Zuführseite zuführen. So können die ersten Vorrichtungen die Träger alternierend mit Rohlingen bestücken. So können ferner die zweiten Vorrichtungen die Verarbeitungseinheiten alternierend mit der Watteschnur speisen. Die ersten bzw. zweiten Vorrichtungen können hierzu z. B. jeweils entlang der Trägerkette hintereinander angeordnet sein. Entsprechend sind die Mehrzahl von ersten bzw. zweiten Vorrichtungen, insbesondere zur alternierenden Bestückung der Träger mit Stäbchen, wahlweise schaltbar. So können die Mehrzahl von ersten bzw. zweiten Vorrichtungen die Träger jeweils voll oder teilweise bestücken Ein weiterer besonderer Aspekt der Vorrichtung und auch des nachfolgend erläuterten Verfahrens liegt darin, dass durch Massen- d.h. Gewichtsverminderung der Zuführung pro Rohling eine verschleiss-optimierte Produktionsgeschwindigkeit eingestellt werden kann. Massenverminderung der Zuführung pro Rohling bedeutet insbesondere die Reduktion des bewegten Gewichts der Zuführung, insbesondere der primären Trägerkette inkl. Träger, pro Rohling.
Die Massenverminderung wird dadurch erreicht, indem die Träger in Leichtbau gefertigt werden. Eine Verbesserung würde nämlich wie erwähnt eine Gewichtsreduktion der Träger bringen, welche heute aus Metall hergestellt sind. Dies könnte beispielsweise durch eine Ausführung dieser Träger in zähem Kunststoff oder einem anderen leichten und verschleissfesten Material, wie Aluminium, erfolgen.
Die Träger können also z. B. aus Metall, insbesondere einem Eisenmetall, wie Stahl oder Aluminium sein. Bevorzugt sind die Träger jedoch aus einem Kunststoff, wie Polypropylen. Der Kunststoff weist jedoch bevorzugt eine hohe Schlagfestigkeit auf. Der Kunststoff ist besonders bevorzugt faserverstärkt, insbesondere glasfaserver- stärkt.
Der Einsatz von Trägern aus Kunststoff hat den Vorteil, dass das Gewicht der primären Trägerkette massiv reduziert werden kann. Dadurch lässt sich auch Antriebsenergie einsparen. Zudem lässt sich die gewichtsreduzierte Primärträgerkette besser beschleunigen und abbremsen, wobei auch der Verschleiss erheblich reduziert wird. Im Weiteren arbeitet eine solche Primärträgerkette erheblich geräuscharmer, da weniger Metall-auf-Metall-Geräusche erzeugt werden. Die Massenverminderung kann alternativ oder zusätzlich zur vorangehenden Massnahme auch dadurch erreicht, indem wie oben bereits beschrieben bei gleichbleibender Kettenlänge die Trägerkette pro Längenabschnitt mehr Rohling mitführt. Ebenso könnte man nämlich auf derselben Länge des Trägers Aufnahmestellen für mehrere Stäbchen anordnen, was ebenfalls eine Gewichtsreduktion pro Stäbchen bringen würde.
Als weitere einfache Massnahme könnte die Länge der Träger auch halbiert werden, so dass auf derselben Kettenabschnittslänge statt einem, zwei Stäbchen transportiert werden. Damit erreicht man, dass mit halber Kettengeschwindigkeit derselbe Produktions- ausstoss (hier 162Ό00 Wattestäbchen pro Stunde) erreicht wird. Das Trägergewicht pro transportiertem Stäbchen kann so reduziert werden, was bei gleicher Leistungsfähigkeit der umlaufenden primären Trägerkette einen wesentlich niedrigeren Verschleiss und damit eine geringere Störanfälligkeit bewirkt. Bei einer Halbierung der Geschwindigkeit der Primärträgerkette, aber einer Verdoppelung der Stäbchenzahl ist die Störungsminderung der Anlageeinheit "Wattezuführung" noch nicht in allen Aspekten gegeben, weil die virtuelle Geschwindigkeit beim Vorbeizug der einzelnen Stäbchen gleich geblieben ist. Allerdings ist die Verweilzeit eines Stäbchens unter der Watte nun im Vergleich zur verschleissenden Höchstgeschwindigkeit doppelt so lange, so dass auch hier eine Störungsminderung erzielt wird.
Ein weiteres Problem der Störanfälligkeit dieser Art Anlage ist die Wattezuführung bei hoher Geschwindigkeit. Aus einer Watteschnur werden jeweils entsprechende Portionen für eine Stäbchenseite abgezupft, am drehenden Stäbchen fixiert und aufgerollt. Die Watte ist ein Naturprodukt, welches bezüglich seiner Beschaffenheit Schwankungen unterworfen ist. Der relevante Verarbeitungs-Parameter ist damit auch Schwankungen unterworfen; er ist sozusagen diffus und kann nicht richtig eingegrenzt und so optimal justiert werden. Es gibt eine , Geschwindigkeitsgrenze' und einen , Grenzabstand' zwischen den Stäbchen zur Zuführung der Watteportionen, welche nicht über- bzw. unterschritten werden können. Diese Grenzen liegen unterhalb der Leistung der primären Trägerkette, auch bei vermindertem Verschleiss. Am besten definiert man einen Geschwindigkeitsbereich der Wattezuführung und einen der Verschleissminderung der primären Trägerkette und sucht einen Überlappungsbereich, der für beide anwendbar ist und damit die Störanfälligkeit beider Anlageeinheiten minimiert. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft daher unter anderem auch die Reduktion der Geschwindigkeit der Zuführung der Watteschnur bzw. des Wattebandes bei gleichzeitigem Erhalt der Zuführrate.
Die Watteschnur tendiert nämlich dazu, während des Produktionsprozesses zu reissen. Dies rührt daher, dass die Watteschnur eine geringe Festigkeit aufweist. Die Watteschnur enthält nämlich eine Vielzahl von mehr oder weniger parallel zueinander verlaufenden Fasern, welche nur wenig aneinander haften. Die Watteschnur weist insbesondere keine oder praktisch keine Drehung auf, was die Reissfestigkeit erhöhen würde. Ferner besteht eine solche Watteschnur in der Regel aus kostengünstigem Fasermaterial mit vergleichsweise kurzen Fasern, was der Reiss- festigkeit ebenfalls abträglich ist.
Ein weiterer Grund für die geringe Reissfestigkeit der Watteschnur liegt in den durch Unregelmässigkeiten hervor gerufenen Dünnstellen in der Watteschnur, wie weiter unten näher erläutert.
Diesem Problem kann einerseits entgegen getreten werden, indem das Gewicht der Watteschnur pro Längeneinheit erhöht wird, zum Beispiel von 1.4 g/m (Gewicht pro Länge) auf 2.8 g/m. Dadurch lässt sich die gleiche Masse bei halber Geschwindigkeit zuführen. Andererseits kann die Anzahl der zugeführten Watteschnüre von heute 2 auf 4, 6 und 8 etc. verdoppelt bzw. vervielfacht werden. So führt bei einer Verdoppelung der Watteschnüre ein Watteschnurpaar nur zu jedem zweiten Stäbchen die Watte zu. Mit dieser Massnahme wird ebenfalls die Geschwindigkeit der Watte- schnür halbiert.
Die Erhöhung des Schnurgewichts weist jedoch den Nachteil auf, dass eine Watteschnur mit einem ganz bestimmten Schnurgewicht bereit gestellt werden muss. Das ideale Gewicht für Watteschnüre entspricht jedoch nicht einem gängigen Bandgewicht, wie es auch bei Wattebänder für andere kommerzielle Anwendungen zu finden ist.
Watteschnüre werden in der Regel aus herkömmlichen Kardenbänder hergestellt, welche in einer Karde produziert werden. Bei der Karde handelt es sich um eine altbewährte Vorrichtung wie sie z. B. bei der Aufbereitung von Fasermaterial im Textilwesen schon sehr lange Einsatz findet. Mittels der Karde findet eine erste parallele Ausrichtung der losen Fasern von gereinigten Faserflocken zu einem breiten Faserband, auch Flor oder Vlies genannt, statt. Das breite Faserband wird, z. B. in einem Trichter, zu einem runden Faserband, dem Kardenband, geformt und z. B. in Schlaufen in einer Kanne abgelegt.
Das Kardenband weist in der Regel ein Bandgewicht von 5 bis 20 g/m (Gramm pro Meter), insbesondere von rund 8 g/m auf. Das Bandgewicht ist nun jedoch für den Einsatz zur Herstellung von Wattestäbchen erheblich zu hoch. Idealerweise beträgt das Band- bzw. Schnurgewicht der der Zuführeinheit zugeführten Watteschnur rund 1.4 g m.
Daher wurde bis anhin das breite Kardenband in Längsrichtung in Teilbänder, auch Watteschnüre genannt, von entsprechend geringerem Bandgewicht aufgetrennt. Diese Auftrennung geschieht beispielsweise mittels eines gezielten Luftstromes. Diese Methode weist jedoch den Nachteil auf, dass sich das an sich gleichmässige Kardenband prozessbedingt nicht in ebenso gleichmässige Teilbänder auftrennen lässt. Die aus dem gleichmässigen Kardenband erstellten Teilbänder weisen vielmehr Dick- und Dünnstellen auf. Dies führt einerseits dazu, dass eine gleichmässige Portionierung der Watte schwierig ist und überdies die Watteschnur bei der Zuführung zur Zufuhreinheit gerne an ihren Dünnstellen reisst.
Da die auf dem Markt erhältlichen Karden für die Herstellung von Kardenbändern mit einem Bandgewicht von 5 bis 20 g/m ausgelegt sind, ist die Umrüstung einer Kardiermaschine auf Kardenbänder von wesentlich tieferem Bandgewicht praktisch ausgeschlossen. Zudem werden mit einer solchen Kardiermaschine Kardenbänder für verschiedenste Verwendungszwecke hergestellt. Gerade die Verwendung von Wattebändern zur Herstellung von Wattestäbchen ist jedoch eine der wenigen Anwendungen, bei welchen von einem sehr geringen Bandgewicht ausgegangen wird.
Es stellt sich daher die Aufgabe, Mittel vorzuschlagen, dank welchen ein in einer herkömmlichen Karde hergestelltes Kardenband von entsprechend hohem Bandgewicht in einer erfindungsgemässen Fertigungsanlage zur Herstellung von Wattestäbchen verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Fertigungsanlage ein Streckwerk enthält, in welchem ein zugeführtes Watteband unter Reduzierung des Bandge- wichtes einem Verzug unterworfen wird. Verzug bedeutet das Auseinanderziehen der Fasern eines Faserbandes zu einem feineren Band.
Das Streckwerk ist in Prozessrichtung bevorzugt vor der Zuführeinheit für die Watteschnur angeordnet. Das Streckwerk ist bevorzugt derart in die Fertigungsanlage integriert, dass dieses während der Herstellung der Wattestäbchen ein Faserband mit Verzug erzeugt, welches unterbruchlos der Zuführeinheit zugeführt wird. Wird das Streckwerk mit einem höheren Ausstoss betrieben als die Zuführeinheit für die Weiterverarbeitung benötigt, so kann zwischen Zuführeinheit und Streckwerk ein Zwischenspeicher vorgesehen sein, in welchem die überschüssige Watteschnur abgelegt und zwischengespeichert wird. Die Watteschnur bleibt bei diesem Vorgang jedoch vorteilhaft durchgängig, wird also nicht getrennt.
Das Streckwerk ist bevorzugt ein Walzenstreckwerk mit wenigstens zwei in Fördemchtung voneinander beabstandeten rotierenden Walzenpaaren, welche mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten rotieren. Die beiden Walzenpaare bilden Klemmlinien für das Faserband aus, an welchen das Faserband jeweils klemmend gehalten ist. Das in Prozessrichtung dem ersten Walzenpaar nachgelagerte zweite Walzenpaar läuft mit einer grösseren Umfangsgeschwindigkeit.
Der Abstand der Klemmlinien der Walzenpaare in Prozessrichtung ist nun in Abhängigkeit der Faserlänge eingestellt. Zweckmässig ist die Klemmlinie weiter eingestellt als die längste Faser des verzogenen Bandes. Dieser Abstand zwischen den Walzenpaaren definiert nun das so genannte Verzugsfeld, in welchem das Faserband verzogen wird. Während nun das meiste Fasermaterial durch das erste, langsamere Walzenpaar festgehalten wird, gelangt ein Teil der Fasern zwischen die schnelleren Walzen des zweiten Walzenpaares. Diese schieben sie vorwärts, so dass eine Verdünnung des Faserbandes entsteht. Die unteren Walzen können Metallzylinder sein. Die obere Walze können einen flexiblen Bezug aufweisen. Zweckmässig werden die unteren Walzen aktiv angetrieben, während die oberen Walzen indirekt über die unteren Walzen angetrieben werden.
Das Streckwerk enthält im Weiteren bevorzugt auch eine Belastungseinrichtung, mit welcher die oberen Walzen zu den unteren Walzen hin belastet werden können. Das Streckwerk kann nun in Förderrichtung hintereinander mehr als zwei Walzenpaare enthalten, welche mehr als ein Verzugsfeld definieren. Das nachfolgende Walzenpaar läuft dabei jeweils immer mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als das vorangehende Walzenpaar. So können beispielsweise drei hintereinander angeordnete Walzenpaare zwei Verzugsfelder definieren. In jedem der Verzugsfelder findet ein Teilverzug statt, wobei sich die Teilverzüge über das Streckwerk betrachtet zu einem Gesamtverzug addieren.
Die Streckwerkswalzen können über eine separate Antriebseinrichtung angetrieben werden. In diesem Fall muss der Antrieb steuerungstechnisch mit dem Antrieb der anderen bewegten Anlageteile, wie Trägerkette oder bewegte, insbesondere rotierende Teile der Zuführeinheit für die Watte etc., synchronisiert werden.
Die Streckwerkswalzen werden nun bevorzugt über einen zentralen Antrieb angetrieben, welcher zum Beispiels auch die Trägerkette sowie die bewegten, insbesondere rotierenden Teile der Zuführeinheit für die Watte antreiben. Die Drehzahlen der Verzugswalzen werden dabei vorzugsweise über ein mechanisches Getriebe mit der Geschwindigkeit anderer bewegter Teile der Anlage abgestimmt.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage wie oben beschrieben. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Rohmaterial vermehrfacht zugeführt wird. Die Anlagen kann nun so betrieben werden, dass das Rohmaterial für einen gleichbleibenden Ausstoss von Produkten an der Zuführseite mit in Bezug zur Wegführgeschwindigkeit der Produkte reduzierter Zuführgeschwindigkeit zur Verarbeitungseinheit an der Zuführ- seite zugeführt wird.
Gemäss einem besonderen Aspekt der Erfindung zeichnet sich eine Weiterent- wicklung des Verfahrens durch folgende Schritte aus: - Zuführen eines Wattebandes, insbesondere aus einem Speicher, zum Streckwerk der Fertigungsanlage;
- Erstellen eines Verzuges im Watteband durch Auseinanderziehen der Fasern im Watteband unter Herabsetzung des Bandgewichtes;
- Zuführen des verzogenen Wattebandes zur Zuführeinheit der Fertigungsanlage;
- Portionieren des zugeführten, verzogenen Wattebandes und Beschicken der Stäbchen mit Watte.
Das in das Streckwerk geführt Watteband kann z. B. ein Gewicht von 5 bis 8 g/m aufweisen. Die aus dem Streckwerk entlassene Watteschnur weist beispielsweise ein Gewicht von 1.4 bis 1.5 g/m auf.
Das Gesamtverzugverhältnis kann je nach Bandgewicht des Ausgangswattebandes 3:1 bis 6:1 betragen. Der Das Verzugsverhältnis (Streckverhältnis) kann im Vorverzugsfeld (Stufe 1) beispielsweise 1 :1 (kein Verzug) bzw. 1.15:1 (sehr kleiner Verzug) bis 2:1, insbesondere 1 : 1 bzw. 1.15:1 bis 1.5: 1 betragen. Das Verzugs- Verhältnis kann im Hauptverzugsfeld (Stufe 2) beispielsweise 3:1 bis 4:1 betragen.
Eine beispielsweise Anlage zur Herstellung von Wattestäbchen wird nun unter Zuhilfenahme der nachfolgend aufgeführten Figuren im Detail diskutiert. Es zeigen:
Figur 1 : die wesentlichen Teile, nämlich die primäre Fördereinheit (Zuführseite), die Übergabestelle und die sekundäre Fördereinheit (Wegführseite) einer Anlage zur Herstellung von Wattestäbchen als Beispiel für eine Produktionsanlage für Massengüter;
Figuren 1A, 1B und IC: verschiedene Details der Anlage gemäss Figur 1 ; Figur 2: die primäre Fördereinheit 10 aus Figur 1 mehr im Detail; Figuren 2A und 2B: verschiedene Details der Anlage gemäss Figur 2;
Figuren 3 bis 6: verschieden ausgestaltete Träger zur Aufnahme von Stäbchen zur
Herstellung von Wattestäbchen;
Figur 7: eine perspektivische Ansicht eines Walzenstreckwerks für das Watteband einer erfindungsgemässen Fertigungsanlage; Figur 8: eine Draufsicht des Walzenstreckwerks nach Figur 7;
Figur 9: eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A durch das Walzenstreckwerk gemäss Figur 8.
Die Figur 1 zeigt ineinandergreifende Teilabschnitte einer Produktionsanlage zur Herstellung von Wattestäbchen. Diese enthält eine Vorrichtung in Form einer Zuführeinheit 50 zum Zuführen einer Watteschnur, eine weitere Vorrichtung 13 in Form einer Zuführung der Rohlinge, das sind die , leeren' Stäbchen (nicht dargestellt), eine Zuführseite 10 in Form einer primären Fördereinheit 10 zur Aufnahme der leeren Stäbchen und zur Applikation der Watte an ihren Enden. Ferner enthält die Anlage eine Übergabeeinheit IC zur Übergabe der wattierten Stäbchen an eine Wegführseite 30 in Form einer sekundären Fördereinheit 30, welche die fertigen Wattestäbchen 38 beispielsweise zur Verpackung abgibt. Der Korpus bzw. das Maschinengestell, die Halterungen und allfällige Abdeckungen der gesamten Produktionsanlage sind hier weggelassen. Im Detail enthält die primäre Fördereinheit 10 eine primäre Trägerkette (Primärträgerkette) 12 mit Mitteln 15, hier Trägern, zur Aufnahme und für den Transport der noch leeren Stäbchen und für den Weitertransport der , gewickelten' und fertigen Wattestäbchen 38. Die primäre Trägerkette 12 umläuft Umlenkräder 20 und führt zuerst unter einer Vorrichtung 13 zur Zuführung der Rohlinge, z. B. eine Speicherkassette (nicht dargestellt) mit leeren Stäbchen bzw. Rohlinge, durch.
Anschliessend führt die primäre Trägerkette 12 an einer Vorrichtung 50 zur Zuführung eines weiteren Rohmaterials, hier als Zuführeinheit 50 zum Anbringen der Watte an die Stäbchen und dann unter einem Führungsmechanismus 21 mit einem Formungsmodul 22 als Teil einer Verarbeitungseinheit durch, dessen Funktion noch beschrieben wird.
Die Laufrichtung ist durch Pfeile angedeutet und läuft für den Betrachter im Gegenuhrzeigersinn. Die fertigen Wattestäbchen 38 werden mittels eines Übertragungs- rades 25 auf ein Trägerrad 45 (beides Teile der Übergabeeinheit IC) im Eingriff an der sekundären Trägerkette (Sekundärträgerkette) 32 übergeben und von dort auf die Träger 35 der Sekundärträgerkette 32 abgelegt. Die Sekundärträgerkette umläuft ihrerseits Umlenkräder 40 und die Laufrichtung ist ebenfalls mit Pfeilen in Gegenuhrzeigersinn laufend angegeben. Mit dem Bezugszeichen 36 ist ein Kettenspanner bezeichnet. Dies zur allgemeinen Übersicht, welche anschliessend im Detail diskutiert wird.
Die Figuren 1A, 1B und IC zeigen Details aus den beiden Fördereinheiten 10 und 30 sowie der Übergabeeinheit IC. Figur 1 A zeigt einen Ausschnitt, in welchem man die Zuführeinheit 50 der Watteschnur erkennt, mittels welcher auf die im Betrieb um ihre Achse drehenden Stäbchen die zugeführte Watte aufgedreht wird.
Die Figur 1B zeigt einen Ausschnitt, in welchem man die sekundäre Trägerkette 32 mit den durch die Wattestäbchen verdeckten Trägern 35 für die Wattestäbchen 38 erkennt. Die Wattestäbchen liegen dicht an dicht, die Laufrichtung ist durch einen Pfeil angegeben. Der sekundären Trägerkette 32 sind überdies Niederhalteelemente 31 zu- geordnete, welche verhindern, dass die Wattestäbchen 38 aus ihren Halterungen springen. Schliesslich zeigt der Ausschnitt in Figur IC die Übergabeeinheit I C mit der Übergangsstelle mit dem Übertragungsrad 25, an welchem man die Einschnitte 16' für die Auflage der Wattestäbchen sehen kann und das mit diesem zusammen arbeitenden Trägerrad 45 mit den Ausnehmungen 46 zur Aufnahme der übergebenen Wattestäbchen. Zudem erkennt man das Getriebe 42 zum Antrieb der beiden Trägerketten, das Übertragungsrad 25 und das Trägerrad 45. Wie die Übergabestelle funktioniert, wird an später dargestellten Figuren noch diskutiert.
Die Zuführeinheit 50 für die Watte zu den Stäbchen gemäss Figur 1A enthält ein Paar von tüllenartigen Führungen 53.1 und 53.2, für jede Seite des Wattestäbchens eine solche Führung. Die darin eingefädelte Watteschnur wird zu je einem Klemmrollenpaar 52.1 und 52.2 zugeführt, welche die beiden Watteschnüre einerseits abziehen und andererseits je einem Kammrollenpaar 55.1 und 55.2 zuführen. Die Rotationsgeschwindigkeit der Kammrollenpaare 55.1, 55.2 ist so eingestellt, dass sie die von den Klemmrollenpaaren 52.1 , 52.2 zugeführte Watte in der gewählten Portion abzieht oder abreisst. Die Klemm- und Kammrollenpaare werden über ein entsprechendes Getriebe 51 angetrieben.
Statt abreissen können die Kammrollenpaare 55.1 , 55.2 auch nur Sollreissstellen an der Watteschnur ausbilden, welche die Watteschnur in Portionen einteilt. Die Watteschnur wird dann durch das vorbei geführte und die Watteschnurportion mitnehmen- de Stäbchen an der Sollreissstelle abgerissen. Die Sollreissstelle kann z. B. eine lokale Ausdünnung der Watteschnur durch übermässige Zugbeanspruchung sein.
Die zugeführten Stäbchen, welche in Rotation gebracht sind, sind an ihren beiden Enden so präpariert, dass das abgerissene Wattebäuschchen bzw. -portionen sich daran verhaken kann und so aufgewickelt wird. Das nun roh gewickelte Wattestäbchen wird ständig rotierend der Halterung 22 für den bremsenden Gummiriemen im Führungsmechanismus 21 zugeführt und darin geformt. Das Formungsmodul (nicht dargestellt) am Führungsmechanismus ist über seine Länge in zwei rinnenförmige Formen geteilt und durch ein über einen Hebel einstellbares Gewicht 23 über dem Führungsmechanismus zusammengepresst. Der Stäbchenkörper, welcher zwischen den beiden Watte-Enden liegt, wie eingangs der Zufuhreinheit 50 für die Watteschnur dargestellt, ist drehbar auf einem Rollenpaar 17 gelagert. Das Rollenpaar ist Teil des Trägers 15.
Entlang dem Lauf der primären Trägerkette 12 wird der Stäbchenkörper durch bspw. ein aufgepresster Gummiriemen (nicht dargestellt) so gebremst, dass sich die Stäbchen-Enden mit der Watte über die ganze Strecke ständig drehen und sich unter dem Druck der rinnenformigen Form satt in die gewünschte Form bringen lassen. Wenn die beiden Watteschnüre mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden müssen, kann es auch an dieser Stelle zu Störungen kommen. Dagegen kann man vorgehen, indem man in Laufrichtung der Stäbchen eine zweite Anordnung einer Zufuhreinheit 50 mit Paaren Führungen, Klemmrollen und Kammrollen vorsieht und so alternierend nur jedes zweite der zugeführten Rohlinge mit Watte versieht. Diese Art der Multiplizierung des zugeführten Materials auf der Zufuhrseite (Primärträgerkette) unter gleichzeitiger Verringerung der Prozess-Geschwindigkeit auf der Zuführseite gegenüber der Wegführseite (Sekundärträgerkette) kann, wie anschliessend erklärt, auch für die Zuführung der Stäbchen (Rohlinge) angewendet werden. Diese Massnahme führt zu höherer Prozesssicherheit und damit besserer Beherrsch- barkeit des Prozesses bei den gegebenen hohen Herstellungsgeschwindigkeiten.
Die Möglichkeit alternierender Zuführung auf der Primärseite für Watte und auch Stäbchen bietet einen weiteren Vorteil. Falls bei der Zuführung einer der beiden (oder mehreren) Zuführeinheiten eine Störung entsteht, so kann man diese temporär abschalten, dafür das andere Modul, bzw. Partnermodul mit doppelter Geschwindig- keit laufen lassen, um die Primärträgerkette bei gleicher Geschwindigkeit weiterlaufen zu lassen, die Störung beheben und die Zuführeinheit wieder dazuschalten und damit beide Zuführeinheiten mit der ursprünglichen Geschwindigkeit wieder zu be- treiben. Damit kann man viele der Störungen bei laufender Fertigungsanlage beheben, wo man vorher diese abschalten musste, was einen Verlust an Produktion mit sich brachte. Die Zuführung aus der Kassette, auch Stäbchenmagazin genannt, mit den Rohlingen (nicht dargestellt) kann gleichermassen zweifach vorgesehen sein, um auch bei der Rohling-Zufuhrung diese Möglichkeit zu nutzen. Natürlich können auch mehr als zwei Zuführungen für Watte und Rohlinge vorgesehen sein.
Figur 1 C zeigt die Übergabeeinheit 1 C mit der Übergabestelle von der primären zur sekundären Trägerkette. Man beachte die Anordnungsdichte auf den Trägern der beiden Trägerketten. Während im hier dargestellten Beispiel die Träger 15 der Primärträgerkette 12 je ein Wattestäbchen 38 fördern, sind es auf einem Träger der Sekundärträgerkette 32 deren vier, also mindestens viermal mehr, was bedingt, dass die beiden Trägerketten verschieden schnell laufen. Die Primärträgerkette 12 läuft also viermal schneller als die Sekundärträgerkette 32. Ihre Belastung ist bei maximalem Ausstoss sehr gross. Lässt man die Primärträgerkette 12 zur Entlastung bspw. halb so schnell laufen, so würden pro Träger 35 auf der Sekundärträgerkette 32 nur zwei Stäbchen abgelegt, es würden sich Lücken bilden. Führt man mit der Primärträgerkette 12 bei halber Geschwindigkeit statt ein Stäbchen zwei Stäbchen zu, würden sich keine Lücken bilden und der Ausstoss wäre derselbe wie bei der hohen Geschwindigkeit der Primärträgerkette 12. Auf diese Weise lässt sich die Primärseite wirksam entlasten, ohne dass sich der Ausstoss verringert. Die Bezugszeichen sind dieselben, wie in den anderen Figuren verwendet.
Figur 2 zeigt nun die primäre Fördereinheit 10 ohne die Zuführeinheit 50 für die Watte mehr im Detail. Besser erkennbar ist die Übergabeeinheit mit der Übergangsstelle von einer Fördereinheit zur anderen. Ebenso sieht man mehr im Detail die Trägerkette 12 mit den Trägern 15. Ferner ist auch ein Übersetzungsgetriebe mit Übersetzungszahnrädern 27, 37 gezeigt, über welches unter anderem die Räder an der Übergabeeinheit angetrieben werden. Figur 2A zeigt die primäre Tägerkette 12 mit den Trägern 15, wovon einer über die Trägerkette abgehoben ist. An einem anderen Träger 15 erkennt man ein Wattestäbchen 38, welches auf den Rollen des Rollenpaares 17 aufliegt und im Einschnitt 16 gehalten ist. Dieses Stäbchen wird unter einer hier nicht dargestellten Führung hindurch geführt und abgebremst, wodurch es auf den Rollen 17 in Drehung versetzt wird, um die Watte aufzurollen. Das hier dargestellte Stäbchen hat das ganze Herstellungs-Prozedere schon hinter sich.
Figur 2B zeigt nochmals die Übergangsstelle mit dem Übertragungsrad 25, welches zu den Einschnitten 16 am Träger 15 korrespondierende Einschnitte 16' aufweist, um die Wattestäbchen übernehmen und in das Trägerrad 45 übergeben zu können. Dies geschieht mit der oben erwähnten hohen Geschwindigkeit.
Die Figuren 3 bis 6 zeigen nun verschieden ausgestaltete Träger 15, welche an der primären Fördereinheit 10 eingesetzt sind. In Figur 3 ist ein heute üblicher Träger mit dem Norm-Mass von der Länge von 2 Zoll zur Aufnahme eines zu trans- portierenden Wattestäbchens abgebildet. Allgemein kann man jedes im Stand der Technik verwendete Mass (einer Transporteinheit) neutral mit Länge L bezeichnen.
Figur 4 zeigt einen Träger der Länge L = 2 Zoll mit Einschnitten 16 für zwei Wattestäbchen.
Figur 5 zeigt zwei Träger der Länge von L/2 zur Aufnahme eines Wattestäbchens und Figur 6 zeigt einen Träger mit 3 Paaren von Einschnitten 16 zur Aufnahme von 3 Wattestäbchen über die Länge L = 2 Zoll des Trägers gemäss Figur 3, was pro Wattestäbchen eine Länge L/3 und bei den Figuren 4 und 5 pro Wattestäbchen eine Länge L/2 ergibt. Ohne dass man nun die Trägerkette 12 der Fördereinheit 10 grundlegende verändern muss, kann man pro Norm-Mass-Einheit doppelt bis dreifach so viele Stäbchen transportieren, dies bei gleicher Geschwindigkeit. Statt eine Anlage aus der Normmasseinheit heraus zu konstruieren, kann man mit einer vorhandenen Anlage innerhalb des Norm-Masses bei gleicher Geschwindigkeit ein Mehrfaches an Wattestäbchen transportieren und damit auch herstellen.
Doch kann der Abstand zwischen zwei mit Watte zu versehenden Stäbchen nicht beliebig klein gemacht werden wie bspw. auf den Trägern der Sekundärträgerkette der sekundären Transporteinheit. Der Mindestabstand IVn(min) darf den nötigen Wickelabstand für das Watteköpfchen nicht unterschreiten. Auf das Normmass L = 1 Zoll bezogen wäre dieser Abstand zwischen L/3 und L/4 anzusetzen, wobei nur ganzzahlige Nenner zu verwenden sind. Doch schon die Erhöhung auf 3 -fache Herstellungskapazität bei gleicher Geschwindigkeit ist schon ein beachtliches Ergebnis. Nimmt man auch noch das Gewicht eines Trägers hinzu, der heute aus Metall besteht, so kann man pro transportiertes Stäbchen nebst bspw. halbierter Länge L/2 auch das spezifische Gewicht durch Verwendung von Kunststoff reduzieren. Ein Träger mit L = 1 Zoll aus Metall (spez. Gewicht = 6) wiegt bspw. 60 Gramm pro transportiertes Stäbchen. Halbiert auf L/2 und aus Kunststoff (spez. Gewicht = 2) bestehend würde das Stäbchen mit einem Trägergewicht von 10 Gramm transportiert. Faktor 6 weniger transportiertes Gewicht ist bei einer rund um die Uhr schnell laufenden Maschine eine ganz wesentliche Verbesserung.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft wie bereits weiter oben erwähnt auch die
Reduktion der Geschwindigkeit der Zuführung der Watteschnur bzw. des Watte- bandes, da diese während des Produktionsprozesses in der heutigen Konfiguration sehr leicht reisst. Dies kann einerseits dadurch erreicht werden, dass das Gewicht der
Watteschnur pro Längeneinheit erhöht wird, zum Beispiel von 1.4 g/m auf 2.8 g/m.
Dadurch lässt sich die gleiche Masse bei halber Geschwindigkeit zuführen.
Andererseits kann die Anzahl der zugeführten Watteschnüre von heute 2 auf 4, 6 und 8 etc. verdoppelt bzw. vervielfacht werden. Je ein Watteschnurpaar führt dadurch nur zu jedem zweiten Stäbchen die Watte zu. Mit dieser Massnahme wird ebenfalls die
Geschwindigkeit der Watteschnur halbiert. Gemäss einer besonderen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird nun das Bandgewicht eines zugeführten Wattebandes vor der Zufuhrung zur Zufuhreinheit für das Watteband in einem Streckwerk, insbesondere einem Walzenstreckwerk, durch Ausübung eines Verzuges auf ein verarbeitungstechnisch erforderliches Soll- bandgewicht verringert.
Die Figuren 7 bis 9 zeigen nun ein bevorzugt in der erfindungsgemässen Fertigungsanlage eingesetztes Walzenstreckwerk 100 zum Verziehen eines Wattebandes 125.1 , 125.2, insbesondere eines Kardenbandes.
Das Walzenstreckwerk weist insgesamt vier in Prozessrichtung R hintereinander und voneinander beabstandet angeordnete Unterwalzen 101a, 102a, 103 a, 104a auf. Das Walzenstreckwerk 100 ist zur Bearbeitung von zwei in Prozessrichtung R im Wesentlichen parallel nebeneinander und voneinander beabstandet geführten Wattebändern 125.1 , 125.2 ausgelegt. Die Unterwalzen 101a, 102a, 103a, 104a erstrecken sich hierzu über beide Bearbeitungsstellen. Die Unterwalzen sind beispielsweise aus Stahl gefertigt.
Den Unterwalzen 101a, 102a, 103a, 104a sind jeweils Oberwalzen 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c zugeordnet. Pro Unterwalze 101a, 102a, 103a, 104a ist jeweils jeder Arbeitsstelle eine separate Oberwalze 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c zugeordnet. D.h., jeder Unterwalze 101a, 102a, 103a, 104a sind jeweils zwei in Prozessrichtung R betrachtet nebeneinander und voneinander beabstandete Oberwalzen 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c zugeordnet. Die Oberwalzen weisen bevorzugt eine Lauffläche aus einem gummielastischen Material auf.
Ein Paar von Ober- und Unterwalzen bildet jeweils einen Klemmspalt aus, durch welchen das Watteband 125.1 , 125.2 geführt wird. Die beiden Bearbeitungsstellen des Walzenstreckwerks 100 weisen nun jeweils in Prozessrichtung R betrachtet ein erstes Walzenpaar 101a, 101b; 101a, 101c mit einer oberen Einlaufwalze 101b, 101c und einer unteren Einlaufwalze 101a auf. Das sich drehende Einlaufwalzenpaar 101a, 101b; 101a, 101c zieht das von aussen zugeführte Watteband 125.1, 125.2 in das Streckwerk 100 ein.
In Prozessrichtung R vom ersten Walzenpaar 101a, 101b; 101a, 101c beabstandet folgt ein zweites Walzenpaar 102a, 102b; 102a, 102c mit einer oberen Verzugswalze 102b, 102c und einer unteren Verzugswalze 102a. Zwischen dem ersten und zweiten Walzenpaar wird nun ein Verzugsfeld ausgebildet, in welchem das Watteband 125.1, 125.2 einem ersten Verzug, dem sogenannten Vorverzug, unterworfen wird. Hierzu drehen die Walzen des zweiten Walzenpaares 102a, 102b; 102a, 102c mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Walzen des ersten Walzenpaares 101a, 101b; 101a, 101c, so dass die durch den Klemmspalt des zweiten Walzenpaares 102a, 102b; 102a, 102c erfassten Fasern unter Verdünnung des Wattebandes 125.1 , 125.2 in Prozessrichtung R um ein bestimmtes Mass aus dem Faserverbund herausgezogen werden.
An das zweite Walzenpaar 102a, 102b; 102a, 102c schliesst in Prozessrichtung R ein drittes Walzenpaar 103a, 103b; 103a, 103c an, welches vom zweiten Walzenpaar 102a, 102b; 102a, 102c beabstandet ist. Zwischen dem ersten und zweiten Walzenpaar wird ein zweites Verzugsfeld ausgebildet, das so genannte Hauptverzugsfeld. Im Hauptverzugsfeld wird das aus dem Klemmspalt des zweiten Walzenpaares 102a, 102b; 102a, 102c austretende Watteband 125.1 , 125.2 einem weiteren Verzug unterworfen.
Auch hier kommt der Verzug dadurch zustande, dass die Walzen des dritten Walzenpaares 103a, 103b; 103a, 103c mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Walzen des zweiten Walzenpaares 102a, 102b; 102a, 102c drehen, so dass die durch den Klemmspalt des dritten Walzenpaares 103a, 103b; 103a, 103c erfassten Fasern unter Verdünnung des Wattebandes 125.1, 125.2 in Prozessrichtung R um ein bestimmtes Mass aus dem Faserverbund herausgezogen werden.
Bevorzugt findet der Hauptverzug des Faserbandes im Hauptverzugsfeld statt, während im Vorverzug bevorzugt lediglich ein geringerer Vorverzug ausgeführt wird, welcher insbesondere der Lockerung des Faserverbundes im Watteband dient. Vor- und Hauptverzug ergeben den Gesamtverzug des Wattebandes.
Im Anschluss an das dritte Walzenpaar 103a, 103b; 103a, 103c folgt in Prozessrichtung R ein viertes Walzenpaar 104a, 104b; 104a, 104c, welches in Prozessrichtung R vom dritten Walzenpaar 103a, 103b; 103a, 103c ebenfalls beabstandet ist. Das vierte Walzenpaar 104a, 104b; 104a, 104c umfasst eine obere Lieferwalze 104b, 104c und eine untere Lieferwalze 104a. Zwischen dem dritten und vierten Walzenpaar ist jeweils ein Verdichterelement 1 15.1 , 1 15.2, hier in Form eines sich in Prozessrichtung R verengenden Trichters, angeordnet. Das Verdichterelement 1 15.1 , 1 15.2 dient dem Verdichten des durch den Verzug aufgelockerten Faserverbundes des Wattebandes 125.1 , 125.2. Das nun zu einer dünneren Watteschnur 126.1, 126.2 verzogene Watteband 125.1 , 125.2 wird von den sich drehenden Walzen des Lieferwalzenpaars 104a, 104b; 104a, 104c aus dem Streckwerk 100 abgeben. Die Watteschnur 126.1 , 126.2 wird nun der Zuführeinheit 50 zugeführt, über welche die Watte an die Stäbchen appliziert wird. Das Streckwerk 100 enthält auch Antriebsmittel in Form eines Übersetzungsgetriebes 127 zum Antreiben der unteren Streckwerkswalzen 101 a, 102a, 103 a, 104a. Die Oberwalzen 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c werden dahingegen lediglich passiv durch die Unterwalzen 101a, 102a, 103a, 104a angetrieben. Zur Ausbildung eines Klemmspaltes und zur Abnahme von Drehmoment von den Unterwalzen, werden die Oberwalzen 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c unter Ausübung eines Pressdruckes jeweils auf die korrespondierenden Unterwalzen 101a, 102a, 103a, 104a gedrückt. Hierzu sind die Oberwalzen 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c an einem Belastungsarm 1 10 montiert, über welchen die diese auf die Unterwalzen 101a, 102a, 103a, 104a gedrückt werden. Die beiden Oberwalzen 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c zweier parallel geführten Walzenpaarungen sind jeweils über eine Achse 128 miteinander verbunden und voneinander beabstandet. Die Oberwalzen 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c sind an dieser Achse 128 drehbar gelagert.
Der Belastungsarm 110 greift nun zwischen die Oberwalzenpaarungen 101b, 101c; 102b, 102c; 103b, 103c; 104b, 104c ein und hält diese über ihre Achse 128. Der Belastungsarm 110 kann über eine pneumatische Druckbeaufschlagungseinrichtung 120 mit Druck beaufschlagt werden. Die Druckbeaufschlagung kann auch durch eine mechanische Feder erfolgen.
Der Belastungsarm 1 10 lässt sich ferner öffnen. Hierzu wird der Belastungsarm 1 10 über einen Handgriff angehoben wodurch die Oberwalzen von den Unterwalzen abgehoben werden.
Der Verzug des Wattebandes 125.1 , 125.2 im Streckwerk 100 geschieht bevorzugt in-line im Fertigungsprozess der Wattestäbchen. Entsprechend ist das Streckwerk 100 und insbesondere deren Antriebe steuerungstechnisch und vorzugsweise auch mechanisch in die Fertigungsanlage integriert. Der Antrieb der unteren Streckwerkswalzen geschieht nun bevorzugt über einen zentralen Antrieb, welcher auch andere Anlagekomponenten der Fertigungsanlage, wie z. B. die primäre Trägerkette antreibt. Das Antriebsmoment wird über eine entsprechendes Übersetzungsgetriebe auf die Unterwalzen übertragen.
Gemäss einem aktuellen Beispiel wird ein Watteband 125.1 , 125.2 in Form eines Kardenbandes mit einem Bandgewicht von rund 8 g/m dem Streckwerk 100 zugeführt. Im Streckwerk 100 wird das Watteband einem 5- bis 6-fachen Verzug unterworfen. Idealerweise weist nun die aus dem Watteband 125.1, 125.2 erzeugte Watteschnur 126.1, 126.2 ein Gewicht von rund 1.4 bis 1.5 g/m auf.
Der Einsatz eines Streckwerkes in einer erfindungsgemässen Fertigungsanlage weist die folgenden Vorteile auf: - das Streckwerk gewährleistet einen gleichmässigen Verzug, so dass eine in einem Streckwerk aus einem Watteband erzeugte Watteschnur eine hohe Gleich- mässigkeit aufweist;
- das aus einem Speicherbehälter, wie Kanne, der Fertigungsanlage zugeführte Kardenband ist aufgrund seiner Dicke wesentlich reissfester als eine dünnere Watteschnur, was wiederum die Störanfälligkeit herab setzt. Der Förderabschnitt, in welchem die reissanfällige Watteschnur zwischen Streckwerk und Zuführ- einheit befördert wird ist dank dem integrierten Streckwerk erheblich verkürzt;
- mit dem erfindungsgemässen Streckwerk lassen sich Kardenbänder von unterschiedlichem Bandgewicht verarbeiten, wobei zur Herstellung von Watte- schnüren von demselben Gewicht lediglich die Verzugsparameter im Streckwerk steuerungstechnisch eingestellt werden müssen. Dies schafft eine grosse Flexibilität bei der Beschaffung von Wattebändern von Drittproduzenten;
- Das erfindungsgemässe Streckwerk erlaubt die Beschaffung von kostengünstigen jedoch schwereren Standard-Kardenbändern, welche sich durch ein Standard- Bandgewicht von 8 bis 20 g/m auszeichnen.
Nachfolgend werden die fertigungstechnischen Parameter erörtert. Die Parameter Geschwindigkeit der Primärträgerkette VK , die Winkelgeschwindigkeit des Stäbchens VRot und die Geschwindigkeit mit der die Watte zugeführt wird Vw sind im Herstellungsprozess besonders zu beachten. Es gilt folgende Parameter zu berücksichtigen:
Kontrollierte Parameter Stäbchenabstand Ss
Der Abstand der Stäbchen auf der Primärträgerkette. Heute ist dieses Mass 2" (50.8 mm), neu kann dieses Mass 1" (25.4 mm) sein.
Maschinenleistung P
Anzahl produzierter Stäbchen pro Minute; heutiger Maximalwert liegt zwischen 2'700 - 3Ό00 Stück/Minute.
Gummiriemengeschwindigkeit vG
Die Stäbchen liegen auf 2 Rollen auf, lassen sich also drehen. Zwischen den Rollformen ist auf der Oberseite ein stehender Gummiriemen platziert, auf welchem die Stäbchen gebremst werden und sich dadurch zu drehen beginnen. Dieser Gummiriemen kann auch angetrieben werden; eine positive Geschwindigkeit bedeutet, dass der Gummiriemen in der Laufrichtung der primären Trägerkette läuft, eine negative in der entgegengesetzten Kettengeschwindigkeit.
Wird der Riemen in gleicher Laufrichtung wie die primäre Trägerkette angetrieben, resultiert daraus eine Drehgeschwindigkeit des Stäbchens im Uhrzeigersinn; läuft der Riemen mit einer Geschwindigkeit grösser als die Kettengeschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung der primären Trägerkette, rotiert das Stäbchen im Gegenuhrzeigersinn. Wenn der Riemen die gleiche Laufrichtung wie die primäre Trägerkette hat, wird ein positiver Prozentwert eingegeben, bei gegenläufigem Riemen ein negativer.
Resultierende Parameter: Kettengeschwindigkeit vK
Die Kettengeschwindigkeit ist das Produkt aus Stäbchenabstand ss und Maschinenleistung P.
VK = ss * P
Stäbchendrehzahl vRot
Die Stäbchendrehzahl ist abhängig vom Stäbchendurchmesser d, sowie der Ketten- vK und der Gummiriemengeschwindigkeit VQ. Ein positiver Wert bedeutet, dass die Stäbchen in der „Aufrollrichtung", also im Gegenuhrzeigersinn, drehen, ein negativer in„Gegenaufrollrichtung", also im Uhrzeigersinn.
VR0, = vK * (vG - l) * (d* pi)"1
Wattestücklänge lw
Resultiert direkt aus dem Wert Köpfe pro Meter xs und beschreibt die Länge eines einzelnen Wattebandstückes vor dem Aufrollen. In der Praxis ist dieser Wert höher, da beim Auseinanderreissen die Watte in die Länge gezogen wird.
lw = 1/xs
Watteschnurgeschwindigkeit vw
Die Watteschnurgeschwindigkeit setzt sich aus Maschinenleistung P und dem Wert Köpfe pro Meter xs zusammen.
vw = P/xs
Aus den oben dargestellten Beziehungen lässt sich sofort erkennen, dass eine Reduktion von vK erheblichen Einfluss auf weitere Parameter hat, welche den Verschleiss der Primärträgerkette bestimmen. Ziel ist es, einige oder alle Geschwindigkeiten v in der Anlage erheblich zu reduzieren, damit wird sich auch der Verschleiss der Anlage reduzieren und die Prozessstabilität erhöhen. Weiterer Einflussfaktoren, welcher in obigen Betrachtungen noch nicht beleuchtet wurden, sind Kräfte, welche auf die primäre Trägerkette wirken und zu deren Verschleiss beitragen. Es handelt sich dabei um Reibungskräfte FR, Beschleunigungskräfte FQ, Drehmomente FM und Zentripetalkräfte Fz- Die Kraft auf ein einzelnes Kettenglied (Fiotai) setzt sich aus mehreren Kräften zusammen. Die Maximalkraft ist kurz vor dem antreibenden Kettenrad am grössten.
F-Total = FR + F + Fz + FG
FReibung =Reibungskräfte
Die Reibungskräfte sind konstruktionsbedingt. Sie entstehen durch Kettenführungen, Reinigungsbürsten und den Widerständen im Bereich der Rollformen.
FM = Drehmomentkräfte
Die Drehmomentkräfte sind konstruktionsbedingt. Sie entstehen durch die Reibungs- widerstände in den Kettenrädern.
Fz = Zentripetalkräfte
Die Zentripetalkräfte entstehen bei Richtungsänderungen der Trägerkette an den Kettenrädern. Die Zentripetalkräfte nehmen
- linear mit dem Massezuwachs zu
- quadratisch mit der Kettengeschwindigkeit zu
- linear mit dem Radius ab
FG = Beschleunigungskräfte Die Beschleunigungskräfte entstehen zwischen den Stillständen und wenn die Maschine läuft. Je schneller die Soll-Kettengeschwindigkeit erreicht ist, desto höher sind die Kräfte auf die Trägerkette. Die Beschleunigungskräfte nehmen
- linear mit der Masse zu
- linear mit der Beschleunigung zu
Alle oben beschriebenen einwirkenden Kräfte sind entweder geschwindigkeits- oder massenabhängig oder geschwindigkeits- und massenabhängig. Je kleiner Gewicht und Geschwindigkeit der Primärträgerkette gehalten werden um so kleiner werden damit die einwirkenden Kräfte, um so kleiner wird der Verschleiss der Teile sein, die Prozessbeherrschung wird besser, der Ausschuss sinkt und die Verfügbarkeit der Anlage steigt.
Durch die Mehrfachbelegung bzw. kürzeren Abständen der Stäbchen bei gleichzeitiger Geschwindigkeits- und Massenverminderung kann eine verschleiss-optimierte Produktionsgeschwindigkeit eingestellt werden, wodurch das Herstellungs-Potential einer Anlage optimal ausgeschöpft werden kann. Ein weiterer Vorteil ist der reduzierte Platzbedarf der Gesamtanlage, da durch die Reduktion des Stäbchenabstandes während der Produktion eine kompaktere Bauweise erzielt werden kann.
Die Fertigungsanlage für Massengüter mit einer Zuführseite 10 für das Rohmaterial (leere Wattestäbchen) und Verarbeitungseinheit für dieses Rohmaterial und eine Wegführseite 30 der verarbeiteten Produkte 38 (Wattestäbchen) weist zur Herstellung von Wattestäbchen auf der Zuführseite 10 Mittel 13 (eine Stäbchenkassette mit Rohlingen), 15 (spezielle Träger für die Rohlinge), 50 (Vorrichtung zur Wattezuführung) für die wahlweise Vermehrfachung der Zuführung des Rohmaterials (Stäbchen und Watte) auf, wodurch unter entsprechender Verringerung der Zuführgeschwindigkeit der Zuführseite 10 in Bezug zur Wegführgeschwindigkeit der verarbeiteten Produkte 38 (Wattestäbchen) die Zuführrate oder Wegführrate erhöht oder erniedrigt ist und damit bei gleichbleibendem Ausstoss der Produkte 38 an der Zuführseite 10 die Transportgeschwindigkeit reduziert ist, wodurch Störungen während der Verarbeitung und der Verschleiss der Fertigungsanlage reduziert werden und der Prozess besser beherrschbar ist. Die Träger 15 für die wahlweise Vermehrfachung der Zuführung des Rohmaterials (leere Stäbchen) sind entweder aus Metall oder vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Dadurch wird das Gewicht auf der Trägerkette verringert. Für die Erhöhung der Zuführrate oder Wegführrate können die Träger 15 so ausgestaltet sein, dass auf deren Länge eine Mehrzahl von Rohlingen Platz finden. Das heutige Normmass ist ungefähr zwei Zoll für ein Stäbchen. Abweichend auf ungefähr ein Zoll verkürzt, können pro Längeneinheit die doppelte Anzahl Rohlinge Platz finden.
Die Zuführmodule 13 für die Stäbchen und 50 für die Watte zur Zuführseite 10 arbeitend, können einerseits mehrfach vorhanden sein und wahlweise schaltbar sein, um sie je nach Bedarf zu oder abschalten zu können. Dies bspw. wenn eine davon Störungen aufweist. Die Zuführmodule 50, 13 können so geschaltet sein, dass sie die Träger 15 voll oder nur teilweise bestücken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Fertigungsanlage zur Herstellung von Massengüter, insbesondere Wattestäbchen, mit
- einer Zuführseite (10) zum Zufuhren eines Rohmaterials, insbesondere von leeren Stäbchen;
- einer Verarbeitungseinheit zur Herstellung von Produkten (38), insbesondere Wattestäbchen, unter Verarbeitung des zugeführten Rohmaterials;
- und mit einer Wegführseite (30) zum Wegführen der Produkte (38), dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage auf der Zuführseite (10) Mittel (13, 15, 50) für die Vermehrfachung der Zuführung des Rohmaterials aufweist, wodurch für einen gleichbleibenden Ausstoss von Produkten (38) an der Zuführseite (10) die Zuführgeschwindigkeit des Rohmaterials zur Verarbeitungseinheit an der Zuführseite (10) reduziert ist.
Fertigungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rohmaterial in Form von Rohlingen, insbesondere von Stäbchen, vorliegt, welche auf Trägern (15) gehalten mittels einer Trägerkette (12) der Verarbeitungseinheit zuführbar sind.
Fertigungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermehrfachung der Zuführung des Rohmaterials an der Zuführseite (10) insbesondere durch Verringerung des Abstandes der Rohlinge auf der Trägerkette (12) erreicht wird. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage mindestens eine erste Vorrichtung (13) zur Zuführung eines ersten Rohmaterials und/oder mindestens eine zweite Vorrichtung (50) zur Zuführung eines zweiten Rohmaterials aufweist.
Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage mehrere erste und/oder zweite Vorrichtungen (13, 50) für die Zuführung eines ersten bzw. zweiten Rohmaterials auf die Träger (15) der umlaufenden Trägerkette (12) vorgesehen sind, welche Vorrichtungen (13, 50) wahlweise alternierend die Rohmaterialien der Zuführseite (10) zuführen.
Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit der Fertigungsanlage Mittel (15, 50) aufweist, mittels welchen das zweite Rohmaterial an die Enden des als Stäbchen vorliegenden ersten Rohmaterials anbringbar und an diesen anformbar ist.
Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (15) für die Zuführung des ersten Rohmaterials aus Metall oder aus Kunststoff gefertigt sind.
Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage für die Erhöhung der Zuführrate oder Wegführrate Träger (15) für die Rohlinge aufweist, deren Abstände zueinander von einem Normmass von beispielsweise ungefähr zwei Zoll auf die Hälfte von beispielsweise ungefähr ein Zoll verkürzt sind, wodurch pro Längeneinheit die doppelte Anzahl Rohlinge Platz finden.
9. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage für die Erhöhung der Zuführrate oder Wegführrate Träger (15) mit einer Mehrzahl von Halteaufnahmen (16) aufweist, auf deren Länge eine Mehrzahl von Rohlingen Platz finden.
Fertigungsanlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch erste und/oder zweite Vorrichtungen (13, 50) an der Zuführseite (10), welche wahlweise schaltbar sind.
Fertigungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Vorrichtungen (50, 13) die Träger (15) voll oder teilweise bestücken.
Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage ein Streckwerk (100) enthält, in welchem ein zugeführtes Faserband (125.1 , 125.2) unter Reduzierung des Bandgewichtes einem Verzug unterworfen wird.
Fertigungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckwerk (100) ein Walzenstreckwerk ist, mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten rotierenden Walzenpaaren (101a, 101b; 102a, 102b), welche mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit rotierbar sind.
14. Verfahren zur Steuerung einer Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohmaterial vermehrfacht zugeführt wird, und so das Rohmaterial für einen gleichbleibenden Ausstoss von Produkten (38) mit reduzierter Zuführgeschwindigkeit zur Verarbeitungseinheit an der Zuführseite zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch Massenverminderung der Zuführung pro Rohling eine verschleiss-optimierte Produktionsgeschwindigkeit einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Zuführen eines Wattebandes (125.1, 125.2), insbesondere aus einem Speicher, zum Streckwerk (100) der Fertigungsanlage;
- Erstellen ein Verzuges im Watteband (125.1 , 125.2) durch Auseinanderziehen der Fasern im Faserband (125.1, 125.2) unter Herabsetzung des Bandgewichtes;
- Zuführen des verzogenen Wattebandes (125.1 , 125.2) zur Zuführeinheit (50) der Fertigungsanlage;
- Portionieren des zugeführten und verzogenen Wattebandes (126.1 , 126.2) und Beschicken der Stäbchen mit Watte.
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