WO2015049018A1 - Vorverdichter zum glätten bzw. kompaktieren eines faserbandes in einer wickelmaschine, wickelmaschine und verfahren zum betreiben einer wickelmaschine - Google Patents

Vorverdichter zum glätten bzw. kompaktieren eines faserbandes in einer wickelmaschine, wickelmaschine und verfahren zum betreiben einer wickelmaschine Download PDF

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WO2015049018A1
WO2015049018A1 PCT/EP2014/001613 EP2014001613W WO2015049018A1 WO 2015049018 A1 WO2015049018 A1 WO 2015049018A1 EP 2014001613 W EP2014001613 W EP 2014001613W WO 2015049018 A1 WO2015049018 A1 WO 2015049018A1
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WO
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sliver
webs
winding
compressor according
winding machine
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/001613
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nicole Saeger
Roland Friedrich
Original Assignee
TRüTZSCHLER GMBH & CO. KG
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Publication date
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Priority to CN201480054356.1A priority patent/CN105637131B/zh
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G27/00—Lap- or sliver-winding devices, e.g. for products of cotton scutchers, jute cards, or worsted gill boxes

Definitions

  • the invention relates to a supercharger for smoothing or compacting a sliver in a winding machine, a winding machine and a method for operating a winding machine.
  • the today usual feeding of flat combing machines is done by cotton wool, which were previously produced in winding machines from individual bands.
  • the winding machine receives the template in tape form of at least one route, the template is cached in round or rectangular containers.
  • the winding machine usually consists of a winding unit with at least two winding rollers on or in which the lap roll is formed.
  • the winding unit are usually preceded by at least a pair of pressure rollers, which reline the bands and / or stretch.
  • an inlet region is arranged by a further compression unit or a smoother can be arranged.
  • This compression unit is usually made of two or three parallel and arranged at a same height webs, which equalize the fibers of the tape transversely to the direction of the tape by its own weight.
  • the compression unit is usually performed only in terms of their orientation in the inlet region. It can be disassembled with one hand.
  • the quality of the produced roll is decisive for the productivity of the subsequent combing machine.
  • a high Uniformity, low hairiness and good rolling characteristics characterize a good roll so that the comber runs with a lower percentage of worsted, an improved quality of the worsted fabric and the lowest possible standstill.
  • These features can not be achieved if the winding process by entrained air at high winding speeds large bubbles occur. The winding becomes uneven and sometimes even unusable.
  • the blistering can be reduced by a higher pressure of the winding rollers, which at the same time reduces the rolling behavior of the reel. Alternatively, blistering can also be avoided by slower winding speed, which, however, suffers productivity.
  • a modified smoother or compaction unit has a decisive influence on the quality of the wadding without having to reduce the winding speed.
  • the precompressor for smoothing or compacting a sliver in a winding machine comprises an adjustable deflection or compaction.
  • the adjustable deflection or compaction comprises according to a first embodiment, at least one upper and at least one lower web, which are arranged offset to one another.
  • the deflection takes place by an upper and a lower row of webs, which are arranged offset to one another.
  • Each row of webs comprises at least two individual webs.
  • the rows of webs in the horizontal and vertical directions are mutually adjustable. It is thus the entire upper row of webs and the entire lower row of webs adjustable to each other.
  • the adjustability relates to the horizontal distance to each other, so that the web rows closer to each other and thus the deflection of the sliver is increased.
  • the adjustability also relates to the vertical distance from one another, as a result of which the webs mesh more with one another and thereby also a higher deflection of the sliver is achieved.
  • the adjustable deflection or compaction includes not only the adjustability of individual webs or entire web rows in the supercharger, but also the modification of the supercharger in terms of the number of webs. Furthermore, the adjustable deflection or compaction also includes the replacement of components of the supercharger, in which, for example, the entire upper element is exchanged with a predetermined number of fixed webs against an upper element with a modified deflection or compaction depending on the fibers to be processed. A further improvement is achieved by each web is individually adjustable in the horizontal and vertical directions. This can be adjusted in the material flow direction increasing deflection of the sliver in the supercharger.
  • the webs may have mutually varying distances in the horizontal and vertical directions.
  • the deflection in the material flow direction through the supercharger can first increase, then decrease and then increase again. This can be done by inserting or removing additional webs, or by the different setting of the webs in the depth or each other.
  • the setting of the webs can be made manually on the supercharger, in which the webs are guided and fastened individually or in series, for example along a gate.
  • the usual machine elements are used for the horizontal or vertical adjustment.
  • the adjustability can be provided according to a rough classification of fiber qualities with a mark on the supercharger.
  • the setting of the webs can also be done automatically or semi-automatically.
  • hydraulic or pneumatic drive elements can be done by means of a control or regulation with the winding rollers by, for example, the pressure is reduced to the winding rollers with a greater puncture or toothing of the webs to each other.
  • an adjustability of the wrap angle or compression within the supercharger is possible, which corresponds to the setting of the winding pressure of the winding rollers, and monitored by optical sensors, the bubble formation and reacts to it.
  • a semi-automatic adjustability can be done via the display of the winding machine by, for example, the pre-compressor is set to a predetermined fiber quality.
  • the end faces of the webs which deflect the sliver, have a rounded contour. This contour has been found to be advantageous for sensitive fibers such as cotton.
  • the end faces of the webs which deflect the sliver, have at least one sharp edge.
  • the webs are formed as a round cylinder. This results in a very gentle deflection of the fibers, in which the fibers are essentially only smoothed.
  • the webs can rotate with, so that the resistance to the sliver is very low. Only when some layers of sliver were wound on the winding tube, can be increased by fixing the round cylinder, the resistance, so that the interaction between the deflection or compaction of the sliver in the supercharger and the pressure on the winding rollers comes to fruition at high Winding speeds to avoid the formation of bubbles.
  • a particularly advantageous smoothing and alignment of the fibers can be achieved by the webs are rotatable with or against the material flow direction.
  • the webs or round cylinders are designed drivable.
  • a further improvement can be achieved in that at least one web of the supercharger has a curved in the direction of the sliver contour.
  • the web can be convexly curved or shaped so that in the middle of the web or of the sliver, the distance of the web is less than on the sides.
  • the material of the sliver can be pressed partially to the sides to get an optimal template of the fiber material for the winding tube, whereby over the width of the winding tube almost constant winding hardness is achieved.
  • compaction takes place by means of two circulating belts, between which the sliver is compressed.
  • This embodiment has the advantage that even a very thin sliver in the compaction is performed safely.
  • the belts are arranged at an acute angle to each other.
  • the sliver can run in funnel shape between the two belts and be continuously compressed.
  • the belts are driven separately and / or adjustable in the pressing force to each other, so that with the compaction, a small delay can be adjusted.
  • the compaction is performed by a roller and a belt circulating around the roller, between which the sliver is compressed.
  • This embodiment can be integrated to save space in the shortest space in the winding machine, at the same time the sliver is performed.
  • the sliver can be distorted to a small extent.
  • about an adjustability of the tension between the roller and the belt of the contact pressure on the sliver is adjustable.
  • the wrap angle of the sliver around the roll is adjustable by moving the pulleys of the belt toward or away from each other.
  • Another embodiment for a compaction of the sliver is achieved by a Kompaktierblech that presses with bias on the sliver.
  • the bias can be achieved by suitable selection of the material, for example a spring plate, and / or by a pre-bending of a sheet that presses it onto the sliver.
  • the Kompaktierblech is adjustable in the bias voltage and / or in height to the sliver
  • the Kompaktierkraft can be varied. With low force or flat support of Kompaktierbleches on the sliver this is smoothed only on the surface. If the bias voltage is increased and / or the Kompaktierblech adjusted so that a front edge slides over the sliver, a significant compression and homogenization of the sliver is achieved.
  • the winding machine according to the invention for winding fiber slivers, with a winding unit on or in which the winding is formed is characterized in that at least one supercharger according to one of the preceding claims is arranged in an inlet region.
  • at least one supercharger according to one of the preceding claims is arranged in an inlet region.
  • two superchargers in the inlet region of the winding machine can be dispensed with the pressure rollers and / or the upstream drafting, which significantly reduces the overall length of the winding machine, the control complexity decreases and the winding machine is significantly cheaper.
  • a first supercharger smooth the fibers and a second supercharger compact the fibers.
  • the method for operating a winding machine for winding fiber slivers comprises at least one winding unit, on or in which the winding is formed, wherein a pre-compressor for smoothing or compacting the sliver is arranged in the inlet region of the winding machine.
  • the inventive method is characterized in that the size of the deflection and / or the compaction of the sliver in the supercharger with the winding pressure and / or with the winding speed and / or with the tension of the winding rollers and / or with the tension of the pressure rollers is variable.
  • the winding pressure can be generated by laterally arranged, not shown, cylinders that pull or push the winding tube against the winding rollers. Since entrained air is responsible for the formation of bubbles, the state of the art was driven with increased winding pressure. An increased winding pressure makes the package harder overall, which reduces the Aufspring , but complicates the rolling behavior of the coil, which makes negative in the subsequent comber noticeable. A greater deflection of the fiber sliver in the supercharger has a positive effect on the hairiness of the roll, which shows that with an optimal roll almost no resistance to unwinding can be determined.
  • the sliver is smoothed and / or compressed, which also has a positive effect on the annoying blistering.
  • tension of the winding rollers the speed difference or speed difference is referred to, with which the winding rollers are operated.
  • a delay on the sliver can be adjusted, which affects the hairiness of the roll on the winding diameter.
  • the hairiness between the inner and outer wrap can be influenced.
  • the formation of wrinkles can be influenced by the change in the tension, so that the unwound roll no longer has transverse grooves.
  • a stronger smoothing of the sliver by the supercharger in combination with an increase in the tension of the winding rollers, for example, with increasing winding diameter has the effect that the hairiness of the roll over the winding diameter can be kept constant and no transverse grooves are present.
  • the tension or the distortion may be negative or positive.
  • the same effect has the change in the tension of the pressure rollers, which also can be adjusted on the speed or speed difference between the pressure rollers of the delay on the sliver. Again, hairiness across the diameter of the roll can be affected and wrinkling reduced.
  • the supercharger can be arranged at least partially interchangeable within the inlet region.
  • different pre-set upper elements of the supercharger can be exchanged by the operating personnel. This is of course given only a slight flexibility in terms of adjustable parameters on the winding machine, which on the other hand has the advantage of being able to offer the supercharger in this embodiment as a very inexpensive retrofit solution.
  • a further improvement is achieved by the vorver Noticer adjustable or replaceable elements for deflecting or Compressing the sliver has. These can thus be adjusted specifically depending on the fiber quality with the winding pressure and / or the winding speed.
  • Figure 1 a sectional view of a winding machine
  • FIG. 3 is a schematic representation of a first supercharger according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic representation of a second embodiment of a supercharger
  • Figure 5 a schematic representation of a third embodiment of a supercharger
  • FIG. 6 is a schematic representation of a fourth embodiment of a supercharger
  • FIG. 7 is a schematic representation of a fifth embodiment of a supercharger
  • FIG. 8 is a schematic representation of a sixth embodiment of a supercharger
  • FIG. 9 is a schematic representation of different profile shapes of the supercharger.
  • FIG. 10 is a schematic representation of a seventh embodiment of a supercharger
  • Figure 11 ac a schematic representation of an eighth embodiment of a supercharger
  • FIG. 12 is a schematic representation of a ninth embodiment of a supercharger
  • FIG. 13 is a schematic representation of a tenth embodiment of a supercharger
  • FIG. 14 is a schematic representation of an eleventh embodiment of a supercharger.
  • a winding machine 1 is shown, as used for example in combing preparation in the textile industry.
  • Several slivers 3, which may consist of natural or synthetic fibers are supplied via cans of the winding machine 1 and evened out in a drafting system, not shown.
  • the slivers 3 are further passed over an inlet region 2 to a plurality of pressure rollers 4a - 4c, which guide the slivers 3 in the catchment area between two winding rollers 5a, 5b and a winding tube 6 for producing a lap roll.
  • the supercharger 8 is arranged, which makes the sliver 3 uniform.
  • the winding pressure can be generated by two laterally arranged, not shown cylinder, pull the winding tube 6 against the winding rollers 5a, 5b or press.
  • a known supercharger 8 or smoother is shown symbolically in Figure 2, and has, for example, a carrier 9 with a handle.
  • the carrier 9 is rectangular and has at the two opposite short end faces in each case a guide 9a to be positioned on the side walls within the inlet region 2.
  • the supercharger 8 is formed of upper and lower members 8a, 8b.
  • the lower element 8b has two side cheeks 10, between which at least one web 12a is arranged.
  • the lower element 8b is fixedly mounted with the side cheeks 10 in the inlet region 2 of the winding machine 1 and can not be removed during normal operation.
  • the upper element 8a comprising the carrier 9 with the webs 11a-11c fixedly secured thereto, is placed on the lower element 8b.
  • the webs 11a - 11c engage in the gaps of the webs 12 - 12d, so that the sliver 3 is deflected.
  • the upper element 8a is loosely placed on the lower element 8b and smoothes or compacts the fibers solely due to its weight on the sliver 3. If the upper element 8a removed, the sliver 3 slides without deflection over the webs 12a - 12d.
  • the webs Ha l le and 12a - 12d of the supercharger 8 have an identical cross-section and a fixed horizontal and vertical distance from each other.
  • the underside of the webs 11a - 11c which comes into contact with the sliver, lies in a plane. The undersides of the webs are thus neither offset in height from each other, nor are the webs adjustable in any way.
  • the following illustrations essentially show the cross-sectional shape of the webs. For simplicity, the surrounding components were not shown.
  • the supercharger 8 according to the first embodiment of Figure 3 consists of an upper and a lower web 11a, 12a, which are adjustable in each case in the horizontal and vertical directions. Between the webs 11a, 12a, the sliver 3 is deflected, in this embodiment, the material flow direction extends from right to left. It can be seen that with increasing vertical adjustment of the webs 11a, 12a, the sliver 3 is deflected stronger. Also, a horizontal adjustment of the webs 11a, 12a allows a reinforced deflection of the sliver 3, as soon as the webs 11a, 12a have a minimum coverage in the vertical direction, ie intermesh with each other.
  • the supercharger 8 has an upper row of webs 11a-11c and a lower row of webs 12a-12b.
  • Each row of webs 11a-11c and 12a-12b is vertically adjustable together.
  • individual webs 11a - 11c and 12a - 12b may be adjustable in height.
  • the upper row of webs 11a-11c is offset from the lower row of webs 12a-12b, so that in this embodiment the webs 12a and 12b can engage in the gaps between the webs 11a and 11b as well as 11b and 11c.
  • the sliver 3 is thus wavy in the material flow direction 7 passed through the webs, each web at least partially deflects the sliver 3 in the direction.
  • the third and fourth embodiments according to FIGS. 5 and 6 show that the webs 11a-11c and 12a-12b can be arranged individually and alternatively with the entire row in or against the material flow direction 7 in a displaceable manner.
  • the webs are arranged increasingly densely in the material flow direction 7, so that the sliver 3 is first gently deflected at the beginning of the pre-compactor 8, and then deflected more towards the end, since the distances between the webs 1 a, 11 b and 12a get shorter and shorter.
  • the webs 11a - 11c and 12a - 12b are adjustable with the entire row in height and thus interlock more intense. It is obvious that for a large deflection of the sliver 3, the webs can both move closer to each other, as well as can interlock more closely in depth.
  • each web 11a-11c and 12a-12b can be adjusted individually in height and in the material flow direction 7, so that a varying looping of the sliver 3 becomes possible.
  • the webs 11a, 11b and 12a overlap significantly more than the webs 11c and 12b, since they engage by means of the height adjustment significantly deeper into the gaps between the webs 11a - 11d.
  • the number of webs in the upper row 11a-11d and in the lower row 12a-12d varies, so that the number of webs and thus the number of deflections of the sliver 3 can also be used to influence the reel.
  • the sliver 3 can thus be a first large Experience deflection, which relaxes to the end of the supercharger 8. At the same time, the distance of the webs 11a-11d to the lower webs 12a-12c can be increased or decreased.
  • panels 20 are arranged which have a curved surface.
  • An alternative facing 21 having a flat surface is disposed between the lower lands 12a-12c.
  • the panels 20, 21 solve very efficiently the task of preventing dirt accumulation between the webs 11a - 11d, 12a - 12d.
  • the panels 20, 21 can be made of plastic, sheet metal or steel and independently of the webs 11a - 11d, 12a -12d, for example, be connected to a carrier, so that the webs 11a - 11d, 12a-12d further individually or jointly adjustable are.
  • the panels 20, 21 may also be connected to the webs 11a - 11d, 12a -12d, but then, so that the webs 11a - 11d, 12a -12d may continue to be individually or jointly adjustable, must be elastic, for example from a thicker sheet of plastic, a rubber, or an elastic sheet.
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of a supercharger 8, in which the upper row of webs 11a-11d are connected or formed in one piece or in one piece with the panels 20.
  • the webs 12a - 12c also connected to the panels 21 in one piece or in one piece
  • the webs 11a - 11d and 12a - 12c are formed in the material flow direction 7 as a convex contour or surface, and the panels 20, 21 as a concave contour or surface are formed.
  • the upper and lower parts of the supercharger are formed in this embodiment as a shaped sheets, wherein at least the upper part with its webs 11a - 11d and panels 20 at a distance and / or pivotable to the lower part is made adjustable.
  • webs are shown with different cross-sectional areas, in particular, the end faces, which deflect the sliver 3, are designed differently.
  • the web 11b represents the prior art in that the cross-sectional profile is formed in the region of the end face as a truncated pyramid.
  • the webs with the sharp-edged faces ie web 11a with the flattened end face and web 11d with the pointed face are particularly suitable for long fibers, robust man-made fibers or for fiber blends.
  • the webs with the rounded end face 11c is particularly suitable for natural or short fibers, for example for cotton, since a particularly gentle deflection takes place here - even with large deflection angles.
  • the webs 11a-11c and 12a-12b are designed as round, fixed cylinders, between which the sliver 3 is deflected.
  • the webs 11a - 11c and the webs 12a - 12b are set at a vertical distance from each other, so that an interlocking Gearing of webs with a cylindrical cross-sectional profile is formed.
  • the distance of the webs 11a - 11c and 12a - 12b in the material flow direction 7 in sum or individually adjustable, so that a variation of the wrap is adjustable.
  • a particularly advantageous embodiment can be achieved in that the webs 11a - 11c and 12a - 12b are in the supercharger 8 from fixed to co-rotating or adjustable.
  • the webs 11a - 11c and 12a - 12b rotate in the material flow direction 7 to keep the resistance to the sliver 3 small. Only with the corresponding counterforce, after the sliver 3 has two to three times wrapped around the winding tube 6, the webs 11a - 11c and 12a - 12b can be set to fixed to align the fibers.
  • the supercharger 8 has a corresponding bearing for the webs 11a - 11c and 12a - 12b, as well as a blocking device that manually, semi-automatically or automatically from stationary to co-rotating and vice versa, can switch.
  • a further improvement can be achieved by driving at least part of the webs 11a-11c and 12a-12b with a cylindrical cross-section.
  • the sliver 3 can be smoothed even better and align the fibers even better, for example, by at least a portion of the webs 11a - 11c at a differential speed in or against the material flow direction 7 is driven.
  • a further improvement of the coil can be achieved by varying in all previous embodiments, the surface of the webs, which comes into contact with the sliver 3.
  • a smooth surface for example chrome-plated and / or polished, may be advantageous in particular for short fibers.
  • a deliberately roughened or corrugated surface proves to be advantageous for chemical fibers.
  • the webs of the supercharger are always arranged in a parallel orientation to each other, so have a constant distance over the width of the goods.
  • at least one web 11a is convex or slightly bent toward the sliver 3 so that there is a smaller distance to the sliver 3 in the center of the webs and an increasing distance to the sliver 3 to the outside.
  • the material of the sliver 3 can be pressed partially to the sides to get an optimized template of the fiber material for the winding tube 6.
  • the edges of the sliver 3 can thus be in good contact with the winding plates, whereby the side surfaces of the finished roll become uniform and the winding hardness becomes almost constant over the width of the finished roll ,
  • Figure 11a shows the arrangement with a lower straight web 12a and an upper convex web 11a, which are arranged offset in the material flow direction.
  • Figure 11 b shows an overlap of the webs 11a, 12a, wherein the convexly curved upper web 11a dips between two lower webs, of which only the front web 12a is visible.
  • At least two webs 11a, 12a are convexly curved, and bring about a displacement of the sliver 3 outwards to the sides of the inlet region 2.
  • the supercharger 8 comprises two circumferential belts 13a, 13b, between which the sliver 3 is compressed. At least one belt 13a, 13b can be designed as a perforated belt to allow entrained air to escape. Further, the belts 13a, 13b may be funnel-shaped at an acute angle to each other to allow the sliver 3 to run in without pressure, and to leak with a compression at the end of the belt 13a, 13b.
  • the advantage of this supercharger 8 is that even at high pressure or large set delay, the sliver 3 is guided safely. For this purpose, advantageously, the belt 13a, 13b are driven separately and adjustable in the contact pressure.
  • the sliver 3 is passed via an inlet roller 17 in the compressor region of a supercharger 8, which is formed from a roller 15 with an at least partially around the roller 15 circulating belt 14.
  • Two pulleys 16a, 16b form an opening for running in the sliver 3, in which the belt 14 is guided as in an upside-down omega.
  • the sliver 3 thus passes between the belt 14 and the roller 15 around the roller 15 around, and is guided via an outfeed roller 18 in the material flow direction to the winding rollers 5a, 5b.
  • the contact pressure between the belt 14 and roller 15 is set to the sliver 3.
  • a delay on the sliver 3 can be adjusted.
  • the maximum wrap angle of the sliver 3 can be adjusted to the roller 15, which is approximately 270 ° in this embodiment.
  • the belt 14 can be designed as a wire belt, or the surface of the roller 15 can be designed from a perforated metal sheet with internal air discharge. Depending on the fiber quality can also be used here with different surfaces of belt 14 and roller 15.
  • FIG. 14 shows a further exemplary embodiment of a supercharger 8, which can be integrated very easily into the inlet region 2 of the winding machine 1 by a compacting plate 19 acting on the sliver 3 with a defined pressure.
  • the Kompaktierblech 19 may for example consist of spring steel and press with a bias on the sliver 3, which is thus compressed between a guide table and the Kompaktierblech 19. With the Kompaktierblech 19, the fibers are evened out in the simplest way and slightly compressed, so that the winding is characterized by a particularly low hairiness and easy to unroll.
  • the Kompaktierblech 19 is arranged adjustable in the inlet region 2 of the winding machine 1, wherein the sliver 3 is not deflected here, but is equalized and compressed by pressure.
  • the adjustability of Kompaktierbleches 19 includes the arrangement within the inlet region 2, whereby the Kompaktierblech 19 is adjustable in height to the sliver 3.
  • the homogenization and compression can be set to the sliver 3. Slip that Sliver 3 increased over the front edge of Kompaktierbleches 19, resulting in increased compression. If the sliver 3 increasingly slides over the surface of the Kompaktierbleches 19, thereby the orientation of the fibers is reinforced at the surface, without significantly affecting the MD / CD ratio.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vorverdichter (8) zum Glätten bzw. Kompaktieren eines Faserbandes in einer Wickelmaschine, wobei das Faserband (3) innerhalb des Vorverdichters (8) umgelenkt und/oder kompaktiert wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung und/oder Kompaktierung einstellbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Wickelmaschine (5a, 6, 5b).

Description

Titel: Vorverdichter zum Glätten bzw. Kompaktieren eines
Faserbandes in einer Wickelmaschine, Wickelmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Wickelmaschine
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Vorverdichter zum Glätten bzw. Kompaktieren eines Faserbandes in einer Wickelmaschine, eine Wickelmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Wickelmaschine. Die heute übliche Speisung von Flachkämmmaschinen erfolgt durch Wattewickel, die zuvor in Wickelmaschinen aus einzelnen Bändern erzeugt wurden. Dazu erhält die Wickelmaschine die Vorlage in Bandform von mindestens einer Strecke, wobei die Vorlage in runden oder rechteckigen Behältern zwischengespeichert wird. Die Wickelmaschine besteht üblicherweise aus einer Wickeleinheit mit mindestens zwei Wickelwalzen, auf oder in denen der Wattewickel gebildet wird. Der Wickeleinheit vorgelagert sind in der Regel mindestens ein Paar Druckwalzen, die die Bänder doublieren und/oder verstrecken. Vor den Druckwalzen ist ein Einlaufbereich angeordnet, indem eine weitere Verdichtungseinheit oder ein Glätter angeordnet sein kann. Diese Verdichtungseinheit besteht in der Regel aus zwei oder drei parallel und in einer gleichen Höhe angeordneter Stege, die quer zur Laufrichtung des Bandes durch ihr Eigengewicht die Fasern des Bandes vergleichmäßigen. Die Verdichtungseinheit wird üblicherweise nur hinsichtlich ihrer Ausrichtung im Einlaufbereich geführt. Sie kann mit einem Handgriff demontiert werden.
Die Qualität des erzeugten Wickels ist mitentscheidend für die Produktivität der nachfolgenden Kämmmaschine. Eine hohe Gleichmäßigkeit, geringe Haarigkeit und ein gutes Abrollverhalten zeichnen einen guten Wickel aus, damit die Kämmmaschine mit einem geringeren Kämmlingsprozentsatz, einer verbesserten Kammzugqualität und mit möglichst geringem Stillstand läuft. Diese Merkmale können nicht erreicht werden, wenn beim Wickelvorgang durch mitgeführte Luft bei zu hohen Wickelgeschwindigkeiten große Blasen auftreten. Der Wickel wird ungleichmäßig und teilweise sogar unbrauchbar. Die Blasenbildung lässt sich durch einen höheren Druck der Wickelwalzen reduzieren, wodurch sich gleichzeitig das Abrollverhalten des Wickels reduziert. Alternativ lässt sich die Blasenbildung auch durch eine geringere Wickelgeschwindigkeit vermeiden, wodurch aber die Produktivität leidet. Überraschend wurde festgestellt, dass ein modifizierter Glätter bzw. Verdichtungseinheit einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Wattewickel hat, ohne dass die Wickelgeschwindigkeit reduziert werden muss.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen Vorverdichter für eine Wickelmaschine zu schaffen, mit der ein qualitativ hochwertiger Wickel erzeugt wird. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Wickelmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Wickelmaschine zu schaffen, mit der bzw. dem ein qualitativ hochwertiger Wickel erzeugt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Lehre nach Anspruch 1 , 20 und 21 ; weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
Gemäß der technischen Lehre nach Anspruch 1 umfasst der Vorverdichter zum Glätten bzw. Kompaktieren eines Faserbandes in einer Wickelmaschine eine einstellbare Umlenkung oder Kompaktierung.
Mit den Merkmalen der Erfindung ist es möglich, mit einer auf die Faserqualität einstellbaren Umlenkung oder Kompaktierung des Faserbandes im Vorverdichter das Faserband so zu glätten, dass sich die Blasenbildung verringert. Der Druck auf die Wickelwalzen kann konstant bleiben oder sogar reduziert werden, so dass mit einer konstanten oder höheren Geschwindigkeit der Wickel erzeugt werden kann. Der Wickel wird dadurch gleichmäßiger mit einer geringeren Haarigkeit, wodurch das Abrollverhalten in der Kämmmaschine verbessert wird.
Die einstellbare Umlenkung oder Kompaktierung umfasst nach einer ersten Ausführungsform mindestens einen oberen und mindestens einen unteren Steg, die versetzt zueinander angeordnet sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt die Umlenkung durch eine obere und eine untere Reihe von Stegen, die versetzt zueinander angeordnet sind. Jede Reihe von Stegen umfasst dabei mindestens zwei einzelne Stege. Dabei sind die Reihen von Stegen in horizontaler und vertikaler Richtung zueinander einstellbar. Es ist damit die gesamte obere Reihe an Stegen und die gesamte untere Reihe an Stegen zueinander einstellbar. Die Einstellbarkeit betrifft den horizontalen Abstand zu einander, so dass die Stegreihen näher aufeinander zu rücken und damit die Umlenkung des Faserbandes vergrößert wird. Die Einstellbarkeit betrifft aber auch den vertikalen Abstand zueinander, wodurch die Stege mehr ineinander verzahnen und auch dadurch eine höhere Umlenkung des Faserbandes erzielt wird.
Die einstellbare Umlenkung oder Kompaktierung umfasst nicht nur die Einstellbarkeit einzelner Stege oder ganzer Stegreihen im Vorverdichter, sondern auch die Modifikation des Vorverdichters hinsichtlich der Anzahl der Stege. Weiterhin umfasst die einstellbare Umlenkung oder Kompaktierung auch den Austausch von Baugruppen des Vorverdichters, in dem beispielsweise das gesamte obere Element mit einer vorgegebenen Anzahl von fest eingestellten Stegen gegen ein oberes Element mit einer modifizierten Umlenkung oder Kompaktierung in Abhängigkeit der zu verarbeitenden Fasern ausgetauscht wird. Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, indem jeder Steg einzeln in horizontaler und vertikaler Richtung einstellbar ist. Damit kann eine in Materialflussrichtung zunehmende Umlenkung des Faserbandes in dem Vorverdichter eingestellt werden.
Je nach Faserqualität kann es sinnvoll sein, dass die Stege in horizontaler und vertikaler Richtung zueinander variierende Abstände aufweisen. Die Umlenkung in Materialflussrichtung durch den Vorverdichter kann erst zunehmen, dann abnehmen und dann wieder zunehmen. Dies kann durch das Einfügen oder der Entnahme von zusätzlichen Stegen erfolgen, oder durch die unterschiedliche Einstellung der Stege in der Tiefe oder zueinander.
Die Einstellung der Stege kann manuell am Vorverdichter vorgenommen werden, in dem die Stege einzeln oder in Reihe beispielsweise entlang einer Kulisse geführt und befestigbar sind. Hierzu dienen für die horizontale oder vertikale Einstellung die üblichen Maschinenelemente. Die Einstellbarkeit kann entsprechend einer groben Einteilung von Faserqualitäten mit einer Markierung am Vorverdichter versehen sein.
Die Einstellung der Stege kann auch automatisch oder halbautomatisch erfolgen. Bei einer automatischen Einstellbarkeit der Stege durch motorische, hydraulische oder pneumatische Antriebselemente kann ein Abgleich mittels einer Steuerung oder Regelung mit den Wickelwalzen erfolgen, indem beispielsweise bei einer größeren Einstechtiefe oder Verzahnung der Stege zueinander der Druck auf die Wickelwalzen reduziert wird. Weiterhin ist eine Einstellbarkeit des Umschlingungswinkels oder Kompression innerhalb des Vorverdichters möglich, die mit der Einstellung des Wickeldruckes der Wickelwalzen korrespondiert, und über optische Sensoren die Blasenbildung überwacht und darauf reagiert. Eine halbautomatische Einstellbarkeit kann über das Display der Wickelmaschine erfolgen, indem beispielsweise der Vorverdichter auf eine vorgegebene Faserqualität eingestellt wird.
In vorteilhafter Ausführungsform weisen die Stirnseiten der Stege, die das Faserband umlenken, eine gerundete Kontur auf. Diese Kontur hat sich für empfindliche Fasern, wie beispielsweise Baumwolle, als vorteilhaft herausgestellt.
Für robuste Chemiefasern können die Stirnseiten der Stege, die das Faserband umlenken, mindestens eine scharfe Kante aufweisen.
Als besonders vorteilhaft hat sich heraus gestellt, wenn die Stege als runde Zylinder ausgebildet sind. Es ergibt sich eine sehr schonende Umlenkung der Fasern, bei der die Fasern im Wesentlichen nur geglättet werden. Für das Anfahren der Wickelmaschine können sich die Stege mit drehen, so dass der Widerstand auf das Faserband sehr gering wird. Erst wenn einige Lagen Faserband auf der Wickelhülse aufgewickelt wurden, kann über ein Feststellen der runden Zylinder der Widerstand erhöht werden, so dass die Wechselwirkung zwischen der Umlenkung bzw. Kompaktierung des Faserbandes im Vorverdichter und dem Druck auf die Wickelwalzen zum Tragen kommt, um bei hohen Wickelgeschwindigkeiten die Blasenbildung zu vermeiden.
Eine besonders vorteilhafte Glättung und Ausrichtung der Fasern ist dadurch zu erreichen, indem die Stege mit oder gegen die Materialflussrichtung drehbar ausgebildet sind. Hierzu sind die Stege bzw. runden Zylinder antreibbar gestaltet.
Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, in dem mindestens ein Steg des Vorverdichters eine in Richtung des Faserbandes gekrümmte Kontur aufweist. Der Steg kann konvex gekrümmt oder geformt sein, so dass in der Mitte der Warenbahn bzw. des Faserbandes der Abstand des Steges geringer ist, als an den Seiten. Damit kann das Material des Faserbandes zum Teil an die Seiten gedrückt werden, um eine optimale Vorlage des Fasermaterials für die Wickelhülse zu bekommen, wodurch eine über die Breite der Wickelhülse nahezu konstante Wickelhärte erreicht wird.
Bei einem alternativen Vorverdichter erfolgt eine Kompaktierung durch zwei umlaufende Riemen, zwischen denen das Faserband verdichtet wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auch ein sehr dünnes Faserband bei der Kompaktierung sicher geführt wird.
In vorteilhafter Ausführungsform sind die Riemen in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet. Damit kann das Faserband trichterförmig zwischen die zwei Riemen einlaufen und kontinuierlich verdichtet werden.
Entsprechend den vorherigen Ausführungsformen sind die Riemen separat antreibbar und/oder in der Anpresskraft zueinander einstellbar, so dass mit der Kompaktierung ein geringer Verzug eingestellt werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Kompaktierung durch eine Walze und einen um die Walze umlaufenden Riemen, zwischen denen das Faserband verdichtet wird. Diese Ausführungsform lässt sich platzsparend auf kürzestem Bauraum in die Wickelmaschine integrieren, wobei gleichzeitig das Faserband geführt wird.
Dadurch, dass der Antrieb für die Walze und den Riemen separat einstellbar sind, kann das Faserband in geringem Umfang verzogen werden. Über eine Einstellbarkeit der Spannung zwischen der Walze und dem Riemen ist der Anpressdruckes auf das Faserband einstellbar.
Ebenso ist der Umschlingungswinkel des Faserbandes um die Walze einstellbar, indem die Umlenkrollen des Riemens aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Eine weitere Ausführungsform für eine Kompaktierung des Faserbandes wird durch ein Kompaktierblech erreicht, das mit Vorspannung auf das Faserband drückt. Die Vorspannung kann durch geeignete Auswahl des Materials, beispielsweise ein Federblech, erreicht werden, und/oder durch eine Vorbiegung eines Bleches, das damit auf das Faserband drückt.
Dadurch, dass das Kompaktierblech in der Vorspannung und/oder in der Höhe zum Faserband einstellbar ist, kann die Kompaktierkraft variiert werden. Bei geringer Kraft oder flacher Auflage des Kompaktierbleches auf das Faserband wird dieses nur an der Oberfläche geglättet. Wird die Vorspannung erhöht und/oder das Kompaktierblech so eingestellt, dass eine vordere Kante über das Faserband gleitet, wird eine deutliche Verdichtung und Vergleichmäßigung des Faserbandes erreicht.
Die erfindungsgemäße Wickelmaschine zum Wickeln von Faserbändern, mit einer Wickeleinheit, auf oder in der der Wickel gebildet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Vorverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Einlaufbereich angeordnet ist. Je nach Ausführungsform und Verwendung von beispielsweise zwei Vorverdichtern im Einlaufbereich der Wickelmaschine kann auf die Druckwalzen und/oder das vorgeschaltete Streckwerk verzichtet werden, wodurch sich die Baulänge der Wickelmaschine deutlich verringert, die steuerungstechnische Komplexität abnimmt und die Wickelmaschine deutlich preiswerter wird. Dabei kann ein erster Vorverdichter die Fasern glätten und ein zweiter Vorverdichter die Fasern kompaktieren.
Das Verfahren zum Betreiben einer Wickelmaschine zum Wickeln von Faserbändern umfasst mindestens eine Wickeleinheit, auf oder in der der Wickel gebildet wird, wobei im Einlaufbereich der Wickelmaschine ein Vorverdichter zum Glätten bzw. Kompaktieren des Faserbandes angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Umlenkung und/oder der Kompaktierung des Faserbandes im Vorverdichter mit dem Wickeldruck und/oder mit der Wickelgeschwindigkeit und/oder mit der Anspannung der Wickelwalzen und/oder mit der Anspannung der Druckwalzen variierbar ist.
Damit kann in Abhängigkeit von der Umlenkung der Wickeldruck geändert werden, um bei konstant hoher Wickelgeschwindigkeit die Blasenbildung zu verringern. So hat sich herausgestellt, dass mit einer beispielsweise tieferen Einstechtiefe der Stege, also einer tieferen Verzahnung bzw. größeren Umlenkung des Faserbandes im Vorverdichter, die Blasenbildung bei gleichzeitig geringerem Wickeldruck reduziert werden konnte. Als Wickeldruck wird dabei der Druck bezeichnet, der von außen
- beispielsweise durch die Wickelwalzen oder einen umlaufenden Riemen
- auf den zu bildenden Wickel während des Aufwickeins wirkt. Der Wickeldruck kann durch seitlich angeordnete, nicht dargestellte Zylinder erzeugt werden, die die Wickelhülse gegen die Wickelwalzen ziehen bzw. drücken. Da unter anderem mitgeschleppte Luft für die Blasenbildung verantwortlich ist, wurde nach dem Stand der Technik mit erhöhtem Wickeldruck gefahren. Ein erhöhter Wickeldruck macht den Wickel insgesamt härter, wodurch sich das Aufspringverhalten reduziert, erschwert aber das Abrollverhalten des Wickels, was sich in der nachfolgenden Kämmmaschine negativ bemerkbar macht. Eine größere Umlenkung des Faserbandes im Vorverdichter wirkt sich dabei positiv auf die Haarigkeit des Wickels aus, was sich darin zeigt, dass bei einem optimalen Wickel fast kein Widerstand gegen Abwickeln feststellbar ist.
Weiterhin ist es möglich, über eine vergrößerte Umlenkung innerhalb des Vorverdichters mit einer höheren Wickelgeschwindigkeit zu fahren, da im Vorverdichter das Faserband geglättet und/oder komprimiert wird, was sich ebenfalls positiv auf die störende Blasenbildung auswirkt. Als Anspannung der Wickelwalzen wird die Geschwindigkeitsdifferenz oder Drehzahldifferenz bezeichnet, mit der die Wickelwalzen betrieben werden. Damit kann ein Verzug auf das Faserband eingestellt werden, der Einfluss auf die Haarigkeit des Wickels über den Wickeldurchmesser nimmt. Die Haarigkeit zwischen dem inneren und äußeren Wickel kann damit beeinflusst werden. Weiterhin kann die Faltenbildung über die Änderung der Anspannung beeinflusst werden, so dass der abgerollte Wickel keine Querrillen mehr aufweist. Eine stärkere Glättung des Faserbandes durch den Vorverdichter hat in Kombination mit einer Erhöhung der Anspannung der Wickelwalzen beispielsweise mit steigendem Wickeldurchmesser den Effekt, dass die Haarigkeit des Wickels über den Wickeldurchmesser konstant gehalten werden kann und keine Querrillen vorhanden sind. Je nach Faserqualität kann die Anspannung bzw. der Verzug negativ oder auch positiv sein.
Den gleichen Effekt hat die Änderung der Anspannung der Druckwalzen, bei denen ebenfalls die über die Geschwindigkeits- oder Drehzahldifferenz zwischen den Druckwalzen der Verzug auf das Faserband eingestellt werden kann. Auch hiermit kann die Haarigkeit über den Durchmesser des Wickels beeinflusst und die Faltenbildung verringert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Vorverdichter zumindest teilweise austauschbar innerhalb des Einlaufbereiches angeordnet sein. Je nach Faserqualität können unterschiedliche voreingestellte obere Elemente des Vorverdichters durch das Bedienpersonal ausgetauscht werden. Damit ist natürlich nur eine geringe Flexibilität hinsichtlich der einstellbaren Parameter an der Wickelmaschine gegeben, was andererseits den Vorteil hat, den Vorverdichter in dieser Ausführungsform als sehr preiswerte Nachrüstlösung anbieten zu können.
Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, indem der Vorverdichter einstellbare oder austauschbare Elemente zum Umlenken oder Verdichten des Faserbandes aufweist. Diese können damit gezielt in Abhängigkeit von der Faserqualität mit dem Wickeldruck und/oder der Wickelgeschwindigkeit eingestellt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer möglicher schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : eine Schnittdarstellung einer Wickelmaschine;
Figur 2: in schematischer Darstellung einen Vorverdichter nach dem
Stand der Technik;
Figur 3: in schematischer Darstellung einen ersten erfindungsgemäßen Vorverdichter;
Figur 4: in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 5: in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 6: in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 7: in schematischer Darstellung eine fünfte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 8: in schematischer Darstellung eine sechste Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 9: in schematischer Darstellung unterschiedliche Profilformen des Vorverdichters;
Figur 10: in schematischer Darstellung eine siebte Ausführungsform eines Vorverdichters; Figur 11 a-c: in schematischer Darstellung eine achte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 12: in schematischer Darstellung eine neunte Ausführungsform eines Vorverdichters; Figur 13: in schematischer Darstellung eine zehnte Ausführungsform eines Vorverdichters;
Figur 14: in schematischer Darstellung eine elfte Ausführungsform eines Vorverdichters.
In Figur 1 ist eine Wickelmaschine 1 dargestellt, wie sie beispielsweise in der Kämmereivorbereitung in der Textilindustrie verwendet wird. Mehrere Faserbänder 3, die aus natürlichen oder synthetischen Fasern bestehen können, werden über Kannen der Wickelmaschine 1 zugeführt und in einem nicht dargestellten Streckwerk vergleichmäßigt. Die Faserbänder 3 werden weiter über einen Einlaufbereich 2 zu mehreren Druckwalzen 4a - 4c geleitet, die die Faserbänder 3 in den Einzugsbereich zwischen zwei Wickelwalzen 5a, 5b und einer Wickelhülse 6 zur Herstellung eines Wattewickels leiten. Im oder am Einlaufbereich 2 ist der Vorverdichter 8 angeordnet, der das Faserband 3 vergleichmäßigt. Der Wickeldruck kann durch zwei seitlich angeordnete, nicht dargestellte Zylinder erzeugt werden, die die Wickelhülse 6 gegen die Wickelwalzen 5a, 5b ziehen bzw. drücken.
Alternativ zu dieser Ausführungsform mit den zwei Wickelwalzen 5a, 5b sind Wickelmaschinen bekannt, bei denen der Wickel innerhalb eines umlaufenden Bandes oder durch ein Band mit einer Wickelwalze gebildet wird. Das Verfahren zur Herstellung des Wattewickels ist für die Erfindung aber nicht relevant, sondern die Anordnung und Gestaltung des Vorverdichters 8 bzw. Glätters, mit dem erfindungsgemäß die Watte- bzw. Faserbänder vergleichmäßigt werden. Ein bekannter Vorverdichter 8 oder Glätter ist symbolisch in Figur 2 dargestellt, und weist beispielsweise einen Träger 9 mit einem Griff auf. Der Träger 9 ist rechteckig gestaltet und weist an den zwei gegenüberliegenden kurzen Stirnseiten jeweils eine Führung 9a auf, um an den Seitenwänden innerhalb des Einlaufbereiches 2 positioniert zu werden. Parallel zur Längsachse des Vorverdichters 8 sind drei Stege 11a - 11c fest angeordnet, von denen nur der Steg 11a erkennbar ist. Diese Stege 11a - 11c sind quer oder orthogonal zur Materialflussrichtung 7 angeordnet. Nach diesem Stand der Technik wird der Vorverdichter 8 aus einem oberen und einem unteren Element 8a, 8b gebildet. Das untere Element 8b weist zwei Seitenwangen 10 auf, zwischen denen mindestens ein Steg 12a angeordnet ist. Das untere Element 8b ist mit den Seitenwangen 10 fest montiert im Einlaufbereich 2 der Wickelmaschine 1 angeordnet und kann im normalen Betrieb nicht entfernt werden. Das obere Element 8a, umfassend den Träger 9 mit den daran fest angeordneten Stegen 11a - 11c, wird auf das untere Element 8b aufgesetzt. Dabei greifen die Stege 11a - 11c in die Lücken der Stege 12 - 12d ein, so dass das Faserband 3 umgelenkt wird. Das obere Element 8a ist lose auf dem unteren Element 8b aufgesetzt und glättet bzw. verdichtet ausschließlich aufgrund seines Gewichtes auf das Faserband 3 die Fasern. Wird das obere Element 8a abgenommen, gleitet das Faserband 3 ohne Umlenkung über die Stege 12a - 12d. Die Stege Ha l le sowie 12a - 12d des Vorverdichters 8 weisen einen identischen Querschnitt und einen fest eingestellten horizontalen und vertikalen Abstand zueinander auf. Die Unterseite der Stege 11a - 11c, die mit dem Faserband in Berührung kommt, liegt in einer Ebene. Die Unterseiten der Stege sind damit weder zueinander höhenversetzt, noch sind die Stege in irgendeiner Weise einstellbar. Die folgenden Darstellungen zeigen im Wesentlichen die Querschnittsform der Stege. Zur Vereinfachung wurden die umgebenden Bauteile nicht dargestellt.
Der Vorverdichter 8 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Figur 3 besteht aus einem oberen und einem unteren Steg 11a, 12a, die jeweils in horizontaler und vertikaler Richtung einstellbar sind. Zwischen den Stegen 11a, 12a wird das Faserband 3 umgelenkt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Materialflussrichtung von rechts nach links verläuft. Es ist erkennbar, dass mit zunehmender vertikaler Verstellung der Stege 11a, 12a das Faserband 3 stärker umgelenkt wird. Auch eine horizontale Verstellung der Stege 11a, 12a ermöglicht eine verstärkte Umlenkung des Faserbandes 3, sobald die Stege 11a, 12a in vertikaler Richtung eine Mindestüberdeckung aufweisen, also miteinander verzahnen.
Im zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 4 weist der Vorverdichter 8 eine obere Reihe an Stegen 11a - 11c und eine untere Reihe an Stegen 12a - 12b auf. Jede Reihe an Stegen 11a - 11c und 12a - 12b ist zusammen in der Höhe verstellbar. Weiterhin können auch einzelne Stege 11a - 11c und 12a - 12b in der Höhe verstellbar sein. Die obere Reihe an Stegen 11a - 11 c ist versetzt zur unteren Reihe an Stegen 12a - 12b angeordnet, so dass in diesem Ausführungsbeispiel die Stege 12a und 12b in die Lücken zwischen den Stegen 11a und 11b, sowie 11b und 11c eingreifen können. Das Faserband 3 wird damit in Materialflussrichtung 7 wellenförmig durch die Stege geleitet, wobei jeder Steg das Faserband 3 in der Richtung zumindest teilweise umlenkt. Je mehr die Reihen an Stege 11a - 11c und 12a - 12b wie eine Verzahnung ineinander greifen, desto größer ist die Umlenkung des Faserbandes 3 und damit der Einfluss auf den Wickel. Das dritte und vierte Ausführungsbeispiel nach Figur 5 und 6 zeigt, dass die Stege 11a - 11c und 12a - 12b einzeln und alternativ mit der gesamten Reihe in oder gegen die Materialflussrichtung 7 verschiebbar angeordnet werden können. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 sind die Stege in Materialflussrichtung 7 zunehmend dichter angeordnet, so dass das Faserband 3 am Anfang des Vorverdichters 8 erst sanft umgelenkt wird, und dann zum Ende hin stärker umgelenkt wird, da die Abstände zwischen den Stegen 1 a, 11 b und 12a immer kürzer werden. Weiterhin sind die Stege 11a - 11c und 12a - 12b mit der gesamten Reihe in der Höhe einstellbar und verzahnen damit intensiver. Es ist offensichtlich, dass für eine große Umlenkung des Faserbandes 3 die Stege sowohl dichter aufeinander zu rücken können, wie auch in der Tiefe stärker miteinander verzahnen können.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 kann jeder Steg 11a - 11c und 12a - 12b einzeln in der Höhe und in Materialflussrichtung 7 eingestellt werden, so dass eine variierende Umschlingung des Faserbandes 3 möglich wird. In Materialflussrichtung überlappen die Stege 11a, 11b und 12a deutlich mehr, als die Stege 11c und 12b, da sie mittels der Höheneinstellung deutlich tiefer in die Lücken zwischen den Stegen 11a - 11 d eingreifen.
In Figur 7 variiert die Anzahl der Stege in der oberen Reihe 11a - 11d und in der unteren Reihe 12a - 12d, so dass über die Anzahl der Stege und damit über die Zahl der Auslenkungen des Faserbandes 3 ebenfalls der Wickel beeinflusst werden kann.
Weiterhin ist es möglich, eine fest miteinander angeordnete Reihe von Stegen 11a— 11d gemeinsam um einen Drehpunkt zu verschwenken, so dass beispielsweise der Steg 11d sehr dicht mit dem Steg 12c verzahnt ist, zwischen dem Steg 11a und dem Steg 12a aber ein deutlich größerer Abstand vorhanden ist. Das Faserband 3 kann damit eine zuerst große Umlenkung erfahren, die sich zum Ende des Vorverdichters 8 entspannt. Gleichzeitig kann der Abstand der Stege 11a - 11d zu den unteren Stegen 12a - 12c vergrößert oder verkleinert werden.
Soll das Faserband 3 erst gering und dann stärker umgelenkt werden, ist es möglich, die gesamte Reihe an Stegen 11a - 11 d so zu schwenken, dass der Abstand des Steges 11d zum Steg 12c größer ist, als der Abstand der Stege 11a und 12a zueinander.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zwischen der oberen Reihe an Stegen 11a - 11 d Verkleidungen 20 angeordnet, die eine gebogene Oberfläche aufweisen. Eine alternative Verkleidung 21 mit einer ebenen Oberfläche ist zwischen den unteren Stegen 12a - 12c angeordnet. Die Verkleidungen 20, 21 lösen dabei sehr effizient die Aufgabe, Schmutzansammlungen zwischen den Stegen 11a - 11d, 12a -12d zu verhindern. Bei allen Ausführungen der Figuren 2 bis 11 ist es möglich, die Verkleidungen 20, 21 zwischen den Stegen 11a - 11d, 12a -12d anzuordnen. Damit kann auf eine Staubabsaugung im Bereich der bzw. des Vorverdichters 8 verzichtet werden. Die Verkleidungen 20, 21 können aus Kunststoff, Blech oder Stahl hergestellt werden und unabhängig von den Stegen 11a - 11 d, 12a -12d beispielsweise mit einem Träger verbunden sein, so dass die Stege 11a - 11d, 12a -12d weiterhin einzeln oder gemeinsam einstellbar sind.
Die Verkleidungen 20, 21 können aber auch mit den Stegen 11a - 11d, 12a -12d verbunden sein, wobei diese dann aber, damit die Stege 11a - 11d, 12a -12d weiterhin einzeln oder gemeinsam einstellbar sein können, elastisch ausgeführt sein müssen, beispielsweise aus einer dickeren Folie aus Kunststoff, einem Gummi, oder einem elastischen Blech.
Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Vorverdichters 8, bei dem die obere Reihe an Stegen 11a - 11d einteilig oder einstückig mit den Verkleidungen 20 verbunden oder ausgebildet sind. Als komplementäre Lösung sind die Stege 12a - 12c ebenfalls mit den Verkleidungen 21 einteilig oder einstückig verbunden, wobei die Stege 11a - 11 d und 12a - 12c in Materialflussrichtung 7 als konvexe Kontur bzw. Oberfläche ausgebildet sind, und die Verkleidungen 20, 21 als konkave Kontur bzw. Oberfläche ausgebildet sind. Die Ober- und Unterteile des Vorverdichters sind in diesem Ausführungsbeispiel als geformte Bleche ausgebildet, wobei zumindest das Oberteil mit seinen Stegen 11a - 11d und Verkleidungen 20 im Abstand und/ oder verschwenkbar zum Unterteil einstellbar ausgeführt ist.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 9 sind Stege mit verschiedenen Querschnittsflächen dargestellt, wobei insbesondere die Stirnflächen, die das Faserband 3 umlenken, unterschiedlich gestaltet sind. Der Steg 11b stellt dabei den Stand der Technik dar, indem das Querschnittsprofil im Bereich der Stirnfläche als Pyramidenstumpf ausgebildet ist.
Die Stege mit den scharfkantigen Stirnflächen, also Steg 11a mit der abgeflachten Stirnfläche und Steg 11d mit der spitzen Stirnfläche sind besonders geeignet für lange Fasern, robuste Chemiefasern oder für Fasergemische.
Der Stege mit der gerundeten Stirnfläche 11c eignet sich besonders für natürliche oder kurze Fasern, beispielsweise für Baumwolle, da hier - auch bei großen Umlenkwinkeln - eine besonders schonende Umlenkung erfolgt. Das gleiche gilt für das runde Profil des Steges 11e, über den das Faserband 3 sehr schonend gleitet, die Fasern dabei ausgerichtet und leicht kompaktiert werden.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 10 sind die Stege 11a - 11c und 12a - 12b als runde feststehende Zylinder ausgeführt, zwischen denen das Faserband 3 umgelenkt wird. Selbstverständlich können auch hier die Stege 11a - 11c und die Stege 12a - 12b im vertikalen Abstand zueinander eingestellt werden, so dass eine ineinandergreifende Verzahnung von Stegen mit zylindrischem Querschnittsprofil entsteht. Entsprechend den vorherigen Ausführungsbeispielen ist auch der Abstand der Stege 11a - 11 c und 12a - 12b in Materialflussrichtung 7 in Summe oder einzeln einstellbar, so dass eine Variation der Umschlingung einstellbar ist. In Abhängigkeit der zu verarbeitenden Fasern ist sowohl die Anzahl der Stege 11a - 11c, 12a - 12b, wie auch deren Durchmesser variabel.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform kann dadurch erreicht werden, in dem die Stege 11a - 11c und 12a - 12b im Vorverdichter 8 von feststehend auf mitlaufend bzw. mitdrehend einstellbar sind. So können während des Anfahrens, während das Faserband 3 zur Wickelhülse 6 transportiert wird, die Stege 11a - 11c und 12a - 12b sich in Materialflussrichtung 7 mit drehen, um den Widerstand auf das Faserband 3 klein zu halten. Erst mit der entsprechenden Gegenkraft, nachdem das Faserband 3 zwei- bis dreimal die Wickelhülse 6 umschlungen hat, können die Stege 11a - 11c und 12a - 12b auf feststehend eingestellt werden, um die Fasern auszurichten. Hierzu weist der Vorverdichter 8 eine entsprechende Lagerung für die Stege 11a - 11c und 12a - 12b auf, sowie eine Blockiervorrichtung, die manuell, halbautomatisch oder automatisch von feststehend auf mitdrehend und umgekehrt, umschalten kann.
Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, indem zumindest ein Teil der Stege 11a - 11c und 12a - 12b mit zylindrischem Querschnitt angetrieben wird. Dadurch lässt sich das Faserband 3 noch besser glätten und die Fasern noch besser ausrichten, indem beispielsweise zumindest ein Teil der Stege 11a - 11c mit einer Differenzgeschwindigkeit in oder gegen die Materialflussrichtung 7 angetrieben wird.
In Kombination mit einem zweiten Vorverdichter 8 mit beispielsweise rechteckigem Profil der Stege kann auf die Druckwalzen 4a-4c verzichtet werden, so dass vor den Wickelwalzen 5a, 5b nur noch ein oder zwei Vorverdichter 8 angeordnet sind. Die Wickelmaschine 1 kann damit sehr kompakt und preiswert gebaut werden.
Eine weitere Verbesserung des Wickels kann erreicht werden, indem bei allen bisherigen Ausführungsbeispielen die Oberfläche der Stege variiert wird, die mit dem Faserband 3 in Kontakt kommt. Eine glatte Oberfläche, beispielsweise verchromt und/oder poliert, kann insbesondere für kurze Fasern vorteilhaft sein. Eine gezielt aufgeraute oder geriffelte Oberfläche erweist sich bei Chemiefasern als vorteilhaft.
In den bisherigen Ausführungsbeispielen ist stillschweigend davon ausgegangen, dass die Stege des Vorverdichters immer in einer parallelen Ausrichtung zueinander angeordnet sind, also über die Warenbreite einen konstanten Abstand aufweisen. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Figuren 11a - 11c ist zumindest ein Steg 11a konvex ausgeführt bzw. leicht zum Faserband 3 hin gebogen, so dass in der Mitte der Stege ein kleinerer Abstand zum Faserband 3 und nach außen ein größer werdender Abstand zum Faserband 3 vorliegt. Damit kann das Material des Faserbandes 3 zum Teil an die Seiten gedrückt werden, um eine optimierte Vorlage des Fasermaterials für die Wickelhülse 6 zu bekommen. Da die Wickelhülse 6 seitlich über zwei (nicht dargestellte) Wickelteller geführt wird, kann damit ein gutes Anliegen der Ränder des Faserbandes 3 an die Wickelteller erfolgen, wodurch die Seitenflächen des fertigen Wickels gleichmäßig werden und die Wickelhärte über die Breite des fertigen Wickels nahezu konstant wird.
Figur 11a zeigt die Anordnung mit einem unteren geraden Steg 12a und einem oberen konvexen Steg 11a, die in Materialflussrichtung versetzt angeordnet sind. Figur 11 b zeigt eine Überlappung der Stege 11a, 12a, wobei der konvex gekrümmte obere Steg 11a zwischen zwei unteren Stegen eintaucht, von denen nur der vordere Steg 12a sichtbar ist.
In Figur 11c sind zumindest zwei Stege 11a, 12a konvex gekrümmt, und bewirken eine Verschiebung des Faserbandes 3 nach außen an die Seiten des Einlaufbereiches 2.
Der Abstand der Stege 11a, 12a, bzw. deren Überdeckung sowie die Anzahl der gekrümmten Stege 11a, 12a können ebenfalls an die zu verarbeitenden Fasern angepasst werden. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 12 umfasst der Vorverdichter 8 zwei umlaufende Riemen 13a, 13b, zwischen denen das Faserband 3 verdichtet wird. Zumindest ein Riemen 13a, 13b kann als Sieblochband ausgeführt sein, um mitgeschleppte Luft entweichen zu lassen. Weiterhin können die Riemen 13a, 13b trichterförmig in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sein, um das Faserband 3 ohne Druck einlaufen zu lassen, und mit einer Verdichtung am Ende der Riemen 13a, 13b auslaufen zu lassen. Der Vorteil dieses Vorverdichters 8 liegt darin, dass auch bei hohem Druck oder großem eingestellten Verzug das Faserband 3 sicher geführt wird. Hierzu sind vorteilhafterweise die Riemen 13a, 13b separat antreibbar und in der Anpresskraft zueinander einstellbar.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 13 wird das Faserband 3 über eine Einlaufrolle 17 in den Verdichterbereich eines Vorverdichters 8 geleitet, der aus einer Walze 15 mit einem zumindest teilweise um die Walze 15 umlaufenden Riemen 14 gebildet wird. Zwei Umlenkrollen 16a, 16b bilden eine Öffnung zum Einlaufen des Faserbandes 3, in dem der Riemen 14 wie bei einem auf dem Kopf stehenden Omega geführt wird. Das Faserband 3 läuft damit zwischen dem Riemen 14 und der Walze 15 um die Walze 15 herum, und wird über eine Auslaufrolle 18 in Materialflussrichtung zu den Wickelwalzen 5a, 5b geführt. Durch die Zugkraft auf den Riemen 14 wird der Anpressdruck zwischen Riemen 14 und Walze 15 auf das Faserband 3 eingestellt. Durch eine mögliche Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Riemen 14 und Walze 15 kann ein Verzug auf das Faserband 3 eingestellt werden. Über eine horizontale Einstellbarkeit der Umlenkrollen 16a, 16b kann der maximale Umschlingungswinkel des Faserbandes 3 um die Walze 15 eingestellt werden, der in diesem Ausführungsbeispiel annähernd 270° beträgt. Um Schleppluft zu entfernen, kann entweder der Riemen 14 als Siebband ausgeführt werden, oder die Oberfläche der Walze 15 aus einem Lochblech mit innenliegender Luftabfuhr gestaltet werden. Je nach Faserqualität kann auch hier mit unterschiedlichen Oberflächen von Riemen 14 und Walze 15 gearbeitet werden.
In Figur 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Vorverdichters 8 dargestellt, das sehr einfach in den Einlaufbereich 2 der Wickelmaschine 1 integrierbar ist, indem ein Kompaktierblech 19 auf das Faserband 3 mit einem definierten Druck einwirkt. Das Kompaktierblech 19 kann beispielsweise aus Federstahl bestehen und mit einer Vorspannung auf das Faserband 3 drücken, das damit zwischen einem Führungstisch und dem Kompaktierblech 19 verdichtet wird. Mit dem Kompaktierblech 19 werden die Fasern auf einfachste Weise vergleichmäßigt und leicht komprimiert, so dass sich der Wickel durch eine besonders geringe Haarigkeit auszeichnet und leicht abrollen lässt. Das Kompaktierblech 19 ist im Einlaufbereich 2 der Wickelmaschine 1 einstellbar angeordnet, wobei das Faserband 3 hier nicht umgelenkt wird, sondern durch Druck vergleichmäßigt und verdichtet wird. Die Einstellbarkeit des Kompaktierbleches 19 umfasst die Anordnung innerhalb des Einlaufbereiches 2, wodurch das Kompaktierblech 19 in der Höhe zum Faserband 3 einstellbar ist. Über die dadurch erzeugte elastische Spannung des Kompaktierbleches 19 kann die Vergleichmäßigung und Verdichtung auf das Faserband 3 eingestellt werden. Gleitet das Faserband 3 vermehrt über die vordere Kante des Kompaktierbleches 19, ergibt sich eine erhöhte Verdichtung. Gleitet das Faserband 3 vermehrt über die Oberfläche des Kompaktierbleches 19, wird dadurch die Ausrichtung der Fasern an der Oberfläche verstärkt, ohne das MD/CD- Verhältnis wesentlich zu beeinflussen.
Bezugszeichen
1 Wickelmaschine
2 Einlaufbereich
3 Faserband
4a - 4c Druckwalzen
5a, 5b Wickelwalze
6 Wickelhülse
7 Materialflussrichtung
8 Vorverdichter
8a oberes Element
8b unteres Element
9 Träger
10 Seitenwange
11a - 11d Steg
12a - 12d Steg
13a, b Riemen
14 Riemen
15 Walze
16a, b Umlenkrolle
17 Einlaufrolle
18 Auslaufrolle
19 Kompaktierblech
20 Verkleidung
21 Verkleidung

Claims

Vorverdichter zum Glätten bzw. Kompaktieren eines Faserbandes in einer Wickelmaschine, wobei das Faserband (3) innerhalb des Vorverdichters umgelenkt und/oder kompaktiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung und/oder Kompaktierung einstellbar ist.
Vorverdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung des Faserbandes (3) durch mindestens einen oberen und einen unteren Steg (11a, 12a) erfolgt, die versetzt zueinander angeordnet sind.
Vorverdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung durch eine obere und eine untere Reihe von Stegen (11a - 11d; 12a - 12d) erfolgt, die versetzt zueinander angeordnet sind.
Vorverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen von Stegen (11a - 11d; 12a - 12d) in horizontaler und/oder vertikaler Richtung zueinander einstellbar sind.
Vorverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen von Stegen (11a - 11d; 12a - 12d) verschwenkbar zueinander einstellbar sind.
Vorverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steg (11a - 11 d, 12a - 12d) in horizontaler und/oder vertikaler Richtung einstellbar ist.
Vorverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11a - 11 d, 12a - 12d) in horizontaler und/oder vertikaler Richtung zueinander variierende Abstände aufweisen.
Vorverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Stege (11a - 11d, 12a - 12d), die das Faserband (3) umlenken, eine gerundete Kontur aufweisen.
Vorverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Stege (11a - 11d, 12a - 12d), die das Faserband (3) umlenken, mindestens eine scharfe Kante aufweisen.
Vorverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11a - 11d, 12a - 12d) als runde Zylinder ausgebildet sind.
Vorverdichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11a - 11d, 12a - 12d) mit oder gegen die Materialflussrichtung drehbar ausgebildet sind.
Vorverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steg 11a eine in Richtung Faserband (3) gekrümmte Kontur aufweist.
Vorverdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kompaktierung durch zwei umlaufende Riemen (13a, 13b) erfolgt, zwischen denen das Faserband (3) verdichtet wird.
Vorverdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kompaktierung durch eine Walze (15) und einen um die Walze (15) umlaufenden Riemen (14) erfolgt, zwischen denen das Faserband (3) verdichtet wird.
Vorverdichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (15) und der Riemen (14) separat antreibbar und einstellbar sind und/oder der Anpressdruck zwischen der Walze (15) und dem Riemen (14) einstellbar ist.
Vorverdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kompaktierung durch ein Kompaktierblech (19) erfolgt.
Vorverdichter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompaktierblech (19) in der Vorspannung und/oder in der Höhe zum Faserband (3) einstellbar ist.
Vorverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stegen (11a - 11d, 12a - 12d) mindestens eine Verkleidung (20 oder 21) angeordnet ist.
Vorverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege mit den Verkleidungen einteilig oder einstückig ausgebildet sind.
Wickelmaschine zum Wickeln von Faserbändern, mit einer Wickeleinheit, auf oder in der der Wickel gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Vorverdichter (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Einlaufbereich (2) angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Wickelmaschine zum Wickeln von Faserbändern, umfassend mindestens eine Wickeleinheit, auf oder in der der Wickel gebildet wird, wobei im Einlaufbereich (2) der Wickelmaschine (1) ein Vorverdichter (8) zum Glätten und/oder Kompaktieren des Faserbandes (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Umlenkung und/oder der Kompaktierung des Faserbandes im Vorverdichter mit dem Wickeldruck und/oder mit der Wickelgeschwindigkeit und/oder mit der Anspannung der Wickelwalzen (5a, 5b) und/oder mit der Anspannung der Druckwalzen (4a, 4b, 4c) variierbar ist.
22. Verfahren zum Betreiben einer Wickelmaschine nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverdichter (8) zumindest teilweise austauschbar innerhalb des Einlaufbereiches
(2) angeordnet ist.
23. Verfahren zum Betreiben einer Wickelmaschine nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverdichter (8) einstellbare oder austauschbare Elemente zum Umlenken oder Verdichten des Faserbandes (3) aufweist.
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