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Dokumentenidentifikation DE102006006503A1 16.08.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Kompaktierung von bandförmigem Fasermaterial
Anmelder König, Reinhard, Dr. Ing., 76275 Ettlingen, DE
Erfinder König, Reinhard, Dr. Ing., 76275 Ettlingen, DE
Vertreter Frhr. von Schorlemer, R., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 34117 Kassel
DE-Anmeldedatum 13.02.2006
DE-Aktenzeichen 102006006503
Offenlegungstag 16.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.08.2007
IPC-Hauptklasse D01H 5/26(2006.01)A, F, I, 20060213, B, H, DE
IPC-Nebenklasse D01H 5/72(2006.01)A, L, I, 20060213, B, H, DE   D01H 1/02(2006.01)A, L, I, 20060213, B, H, DE   
Zusammenfassung Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kompaktieren von bandförmigen Fasermaterialien (2) beschrieben, die in einem nachfolgenden Spinnprozess zu einem Garn verarbeitet werden sollen. Erfindungsgemäß erfolgt die Kompaktierung dadurch, dass das Fasermaterial (2) wenigstens einmal quer zu einer Transportrichtung (1) gefaltet wird, vorzugsweise mit Hilfe von Paaren (III, IV) von Streckorganen (10, 25), die unter einem vorgewählten Winkel relativ zueinander angeordnet sind (Fig. 1).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Zur Vorbereitung von Lang- oder Kurzstapelfasern auf ein der Garnherstellung dienendes Spinnverfahren, z. B. das weltweit wohl am meisten angewendete Ringspinnen, wird ein in vorgeschalteten Prozessen aus einem Faserflor erhaltenes Faserband zunächst zu einer Lunte bzw. zu einem Vorgarn verarbeitet. Diese Verarbeitung erfolgt durchweg zweistufig. In einer ersten Verfahrensstufe wird ein z. B. 20 mm breites Band in einem Streckwerk verfeinert, wobei es gleichzeitig mittels eines Einlauftrichters od. dgl. mit einer geringfügig reduzierten Breite von z. B. 15 mm versehen werden kann. Die Verfeinerung des Fasermaterials mit einem solchen Streckwerk erfolgt durch die Streckung bzw. den Verzug des Fasermaterials zwischen den Klemmlinien von aufeinander folgenden Paaren von Streckwerksorganen. Die Größe dieses Verzugs und die dadurch bewirkte Reduktion der Faseranzahl im Querschnitt des Fasermaterials werden über die Umfangsgeschwindigkeiten der Streckorgane eingestellt. Daran anschließend wird das dadurch erhaltene Band in einem sog. Flyer mittels eines weiteren Streckwerks noch stärker verfeinert und zu einer Lunte bzw. einem Vorgarn mit einer reduzierten Breite von z. B. 4 mm bis 5 mm versponnen, wobei ihm eine geringfügige Drehung erteilt wird.

Die mit den beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen erzielten Breiten der Bänder oder Lunten werden insbesondere bei der Vorbereitung des Fasermaterials für das Kompaktspinnen als noch nicht ausreichend klein angesehen. Für das Kompaktspinnen sind besonders schmale Lunten oder Vorgarne erwünscht, die Breiten von weniger als 4 mm bis 5 mm aufweisen, weil diese das gesponnene Garn fester und weniger haarig machen.

Zur weiteren Einengung bzw. Kompaktierung des Fasermaterials quer zur Transportrichtung des Faserstroms sind außerdem spezielle Kompaktierungsvorrichtungen bekannt, die innerhalb des jeweiligen Streckwerks angeordnet sind oder in Transportrichtung hinter diesem angeordnet werden, um den Kompaktierungsschritt auf die bereits voll verfeinerte Lunte anzuwenden. Bekannt sind für diesen Zweck insbesondere trichterförmige Verdichter oder perforierte, an eine Unterdruckquelle angeschlossene, siebartig ausgebildete Riemen oder Trommeln. Die Anwendung von Trichtern od. dgl. ist mit dem Nachteil behaftet, dass diese den Fluss des durch sie hindurch geleiteten Fasermaterials behindern und zur Verstopfung neigen. Demgegenüber weisen mit Unterdruck arbeitende, gelochte Riemen oder Trommeln in wenigstens einer, parallel zur Transportrichtung des Fasermaterials verlaufenden Spur eine Serie von Löchern oder wenigstens einen schräg zur Transportrichtung angeordneten Schlitz auf. Das Wirkungsprinzip derartiger Verdichter beruht darauf, den Faserstrom so über die Riemen oder Trommeln zu leiten und dabei mittels der Unterdruckquelle oder anderswie Luftströmungen derart zu erzwingen, dass die im Faserstrom befindlichen Fasern quer zur Transportrichtung zu einem Strang verdichtet werden, der eine reduzierte Breite besitzt und aus dem nach seinem Austritt aus dem Streckwerk sofort das Kompaktgarn gesponnen werden kann. Kompaktierungsvorrichtungen dieser Art sind in zahlreichen Varianten bekannt und werden trotz verschiedener Nachteile, heute nahezu ausschließlich angewendet. Nachteilig ist z. B., daß sich die Perforierungen und Schlitze schleichend zusetzen und damit Qualitätsschwankungen verursachen können. Außerdem sind die verwendeten Bauteile verschleißanfällig, so dass sie periodisch ausgetauscht werden müssen. Schließlich besteht ein bisher nicht zu überwindender Nachteil darin, dass die Erzeugung der beschriebenen Luftströmungen mit einem hohen Energiebedarf verbunden ist. Bei großtechnisch arbeitenden Anlagen muss mit einer für die Kompaktierung benötigten Leistung von ca. 10 Watt pro Spinnstelle oder 10 kW beim gleichzeitigen Betreiben von 1000 Spinnstellen, was keine Seltenheit ist, gerechnet werden. Daraus folgt, dass eine Kompaktspinnmaschine, die mit einer derartigen Kompaktierungsvorrichtung arbeitet, einen um ca. 20 % bis 25 % höheren Energiebedarf als z. B. eine konventionelle Ringspinnmaschine hat, die ohne eine derartige Kompaktierungsvorrichtung arbeitet.

Ausgehend davon besteht das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem darin, die Verfahren und Vorrichtungen der eingangs bezeichneten Gattungen dahingehend zu verbessern, dass sie verdichtete Bänder oder Lunten mit gleichbleibender Qualität liefern, einen geringeren Energiebedarf haben und die Anwendung von wartungsarmen, verschleißfesten Bauteilen ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 10.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die durch wenigstens eine definierte Faltung herbeigeführte Kompaktierung praktisch keinen zusätzlichen Energieaufwand erfordert. Weiterhin erfolgt die Faltung mit Hilfe üblicher Streckwerksorgane, so dass kein zusätzlicher oder schnellerer Verschleiß von Bauteilen zu befürchten ist. Außerdem arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung wartungsarm und mit gleichbleibender Qualität, weil keine Verstopfungen od. dgl. auftreten können und der Faserstrom daher gleichmäßig fließen kann.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 schematisch und in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht ein 3-Walzen-Streckwerk mit einer zusätzlichen, erfindungsgemäßen Kompaktierungsvorrichtung;

2 schematisch und in einer teilweise geschnittenen Draufsicht das Streckwerk nach 1;

3 und 4 in je einer den 1 und 2 entsprechenden, jedoch vergrößerten Darstellung einen Riemenkäfig des Streckwerks;

5 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung zwei eine Faltungszone bildende Paare von Streckwerksorganen der Kompaktierungsvorrichtung nach 1 und 2;

6 schematisch verschiedene, mit der Kompaktierungsvorrichtung nach 1 bis 3 erzielbare Faltungsmuster im Querschnitt;

7 und 8 in je einer schematischen Seitenansicht und Draufsicht Einzelheiten eines zur Bildung der Faltungszone des Streckwerks nach 1 und 2 bestimmten Paars von Streckwerksorganen; und

9 in einer der 1 ähnlichen Ansicht ein 4-Walzen-Streckwerk mit zwei zusätzlichen, erfindungsgemäßen Kompaktierungsvorrichtungen.

1 und 2 zeigen ein Streckwerk, durch das in einer durch Pfeile 1 angedeuteten Transportrichtung ein bandförmiges Fasermaterial 2 geleitet wird. Das Streckwerk weist dazu drei in Transportrichtung hintereinander liegende Paare I, II und III von Streckwerksorganen auf. Das in Transportrichtung 1 erste Paar I enthält als Streckwerksorgane 3a und 3b zwei Walzen, von denen in 2 nur eine obere Walze 3b sichtbar ist. Das nachfolgende zweite Paar II enthält als Streckwerksorgane 5a und 5b zwei Streckwalzen 6a und 6b, diesen zugeordnete Umlenkelemente 7a, 7b und 8, die aus Umlenkrollen oder -stäben bestehen können, und über die Walzen 6a, 6b und Umlenkelemente 7a, 7b und 8 geführte Riemchen 9a und 9b, die in der bei Riemchenstreckwerken bekannten Weise ein unteres und ein oberes Riemchen 9a bzw. 9b umfassen, zwischen denen das Fasermaterial 2 geführt wird. Schließlich enthält das dritte, in Transportrichtung 1 letzte Paar III zwei Streckwerksorgane 10a und 10b, wobei das untere Streckorgan als Walze und das obere Streckorgan 10b ebenfalls als Walze oder mit besonderem Vorzug als Riemenkäfig ausgebildet ist. Alle drei Paare I bis III definieren zwischen den genannten Streckwerksorganen 3, 5 und 10 übliche, mit strichpunktierten Linien angedeutete Klemmlinien 11, 12, 14 und 15 (2). Am Eingang zum Streckwerk kann außerdem ein nicht gezeigter Einlauftrichter vorgesehen sein, durch den hindurch das Fasermaterial 2 zugeführt und geringfügig verdichtet wird.

Im übrigen bilden gemäß 2 die Paare I und II der Streckorgane 3 und 5 eine Verzugszone 16, wobei die Umfangsgeschwindigkeiten der Streckwerksorgane 3 und 5 z. B. so gewählt sind, dass ein Verzug des Fasermaterials 2 zwischen 5- und 15-fach erhalten wird, was dem Verzug bei einem üblichen Flyer nahe kommt. Dagegen wird das Fasermaterial 2 zwischen den Klemmlinien 12 und 14 bzw. in einer Zone 17 einem Hauptverzug unterworfen, der zu einer Streckung des Fasermaterials 2 z. B. um das 50-fache oder mehr und zu einer vorgewählten Endfeinheit führt.

Wie insbesondere 3 und 4 zeigen, wird die bei konventionell ausgebildeten Streckwerken vorhandene, der unteren Walze 10a zugeordnete obere Walze des letzten Paars III, obwohl sie auch anwendbar wäre, vorzugsweise durch den erfindungsgemäßen Riemenkäfig 10b ersetzt. Der Riemenkäfig 10b enthält einen Riemen 20, der vorzugsweise über ein als Spannelement wirkendes Umlenkelement 21 und zwei weitere, auch als Andrückelemente wirksame Umlenkelemente 22, 23 geführt ist. Die Umlenkelemente 21 bis 23 können als starre Stifte ausgebildet sein, bestehen aber vorzugsweise aus drehbaren Rollen, die mit leistungsstarken Lagern 24, insbesondere Kugellagern, gelagert sind. Die Umlenkelemente 22, 23 dienen dem Zweck, einen vorgewählten Druck auf die untere Walze 10a auszuüben, der allerdings niedriger als üblich sein kann, weil die von der Hauptverzugszone 17 her einwirkenden Verzugskräfte gering sind und in Transportrichtung 1, wie weiter unten genauer erläutert ist, ein weiteres Paar IV von Streckorganen 25a, 25b (1 und 2) folgt, das beim unmittelbar nachfolgenden Spinnen auftretende Spannungen aufnimmt.

Sollten die Lager 24, wie 3 zeigt, einen größeren radialen Bauraum benötigen, wird die untere Walze 10a vorzugsweise mit einem größeren Durchmesser als üblich ausgeführt, wobei beidseits der Lauffläche für das Fasermaterial 2 je eine Umfangsnut 26 angebracht wird, die das betreffende Lager 24 zumindest teilweise aufnimmt. Dadurch können die Umlenkelemente 22, 23 trotz der größeren Lager 24 den gewünschten Druck auf die Walze 10a ausüben.

Da beim beschriebenen Riemenkäfig 10b zwei Umlenkelemente 22, 23 auf die untere Walze 10a einwirken, sind auch zwei Klemmlinien vorhanden, wie die beiden Klemmlinien 14 und 15 in 2 und 3 zeigen.

Weiter geht aus 3 hervor, dass Mittelachsen der Umlenkelemente 22, 23 parallel zu den Mittelachsen der übrigen vorhandenen Streckwerksorgane, insbesondere der Walze 10a angeordnet sind. Außerdem können nicht dargestellte Mittel vorhanden sein, um den Riemen 20 in der Transportrichtung 1 anzutreiben. Weiterhin kann der gesamte Riemenkäfig 10b, wie es für die oberen Streckwerksorgane der Paare I und II üblich ist, an einem in 1 schematisch dargestellten Druckarm 27 befestigt und gelagert sein, dessen Funktion weiter unten erläutert ist. Ein Vorteil des Riemenkäfigs 10b besteht darin, dass das in Transportrichtung 1 vorlaufende Umlenkelement 24 mit dem Streckwerksorgan 10a die Klemmlinie 14 bildet und insbesondere für den Fall, dass zusätzlich zu den reinen Streckwalzen 6a, 6b auch das Riemchenpaar 9a, 9b nach 1 und 2 verwendet wird, sehr nahe bei den am Ausgang der Riemchenführung befindlichen Umlenkelementen 7b, 8 angeordnet werden kann, wie in 1 deutlich sichtbar ist. Das Fasermaterial 2 wird daher bei diesem Ausführungsbeispiel extrem sicher geführt, wobei es ohne weiteres auf einer Strecke von weniger als 10 mm, vorzugsweise sogar erheblich weniger als 10 mm frei geführt werden kann und dabei weder zum Schwingen noch zum Schwimmen neigt. Das Fasermaterial 2 ist hier nur in einem sehr schmalen Bereich "F" frei laufend, der gegenüber den entsprechenden Bereichen bekannter Streckwerke wesentlich kleiner ist. Dadurch wird eine besonders hohe Gleichmäßigkeit des aus dem Ausgangspaar III austretenden Fasermaterials 2 erhalten und ein unerwünschtes Reißen des Fasermaterials 2 vermieden.

Der Strom des Fasermaterials 2 wird gemäß 4 vorzugsweise exzentrisch bzw. mit Versatz bezüglich einer Mittelachse 28 des Streckwerks nach 1 und 2 und daher auch des Riemens 20 angeordnet, d. h. eine Symmetrieachse 29 des Fasermaterials 2 wird mit einem solchen Abstand 30 relativ zur Mittelachse 28 angeordnet, daß das Fasermaterial 2 nur auf einer in 4 z. B. der rechten Hälfte des Riemens 20 aufliegt. Da beim Betrieb der Riemen 20 im Laufe der Zeit leicht einläuft, kann er auf diese Weise nach einer gewissen Laufzeit um 180° gewendet werden, um einen noch unverbrauchten Teil, d. h. in 4 z. B. die linke Hälfte seiner Lauffläche mit dem Fasermaterial 2 in Berührung zu bringen und dadurch seine Laufleistung zu verdoppeln. Entsprechend kann mit Vorteil bei den Riemchen 9a, 9b vorgegangen werden.

Erfindungsgemäß dient das Paar IV mit den weiteren Streckwerksorganen 25a, 25b dem Zweck, mit dem in Transportrichtung 1 davor liegenden Paar III eine Kompaktierung des Fasermaterials 2 dadurch herbeizuführen, dass dieses gefaltet wird. Das Paar IV von Streckorganen 25a, 25b bildet dazu eine Klemmlinie 31 (2), die mit der Klemmlinie 15 am Ausgang des Paars III einen Winkel von vorzugsweise 90° ein- schließt und eine Faltungszone 32 bildet. Im Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 erfolgt die Faltung somit am Ausgang des beschriebenen Streckwerks mit Hilfe des Paars III und des zusätzlich vorhandenen Paars IV von Streckwerksorganen und infolgedessen nach dem zwischen den Paaren II und III erfolgenden Hauptverzug des Fasermaterials 2. Im Gegensatz zu den Verzugszonen 16 und 17 findet zwischen den Klemmlinien 15 und 31 nur ein Anspannungsverzug statt, der gerade ausreicht, um das Fasermaterial 2 in der Faltungszone 32 gespannt zu halten und eine definierte Faltung zu bewirken.

Technisch erfolgt die Faltung des Fasermaterials 2 dadurch, dass in der Faltungszone 32 nicht näher dargestellte Mittelachsen der Streckwerksorgane 10a, 10b senkrecht zur Transportrichtung 1 und z. B. horizontal, die Mittelachsen der Streckwerksorgane 25a, 25b dagegen zwar ebenfalls senkrecht zur Transportrichtung 1, jedoch z. B. vertikal angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Mittelachsen der Walzen 25a, 25b des Paars IV gegenüber den Mittelachsen der Walzen 10a, 10b des Paars III um 90° gekippt bzw. verschwenkt angeordnet. Die Mittelachsen der Streckwerksorgane 3 und 6 sind parallel zu denen der Streckwerksorgane 10 angeordnet.

Eine Folge der um 90° verschwenkten Anordnung der Mittelachsen der Streckwerksorgane bzw. Walzen 10a, 10b und 25a, 25b und der von ihnen gebildeten Klemmlinien 15, 31 ist, dass das bandförmige Fasermaterial 2 zwischen den beiden Klemmlinien 15 und 31 automatisch um wenigstens eine Faltlinie gefaltet wird, die sich parallel zur Transportrichtung 1 erstreckt und daher zu einer Reduzierung der Breite des Fasermaterials 2 führt. Das ist schematisch in 5 angedeutet, in der der Einfachheit halber jeweils beide Streckwerkorgane 10a, 10b und 25a, 25b der Paare III und IV als reine Walzen dargestellt sind, was aber am Prinzip der Faltung nichts ändert.

Außerdem ist aus 5 ersichtlich, dass das Fasermaterial 2 den Streckwerksorganen 10a, 10b mit einer Breite B1 zugeführt wird und die Streckwerksorgane 25a, 25b nach einer definierten Faltung um eine Faltlinie 33 (6) mit einer reduzierten Breite B2 verlässt. Entsprechendes würde natürlich gelten, wenn das Streckorgan 10b mit dem Riemen 20 nach 1, 2 versehen wäre oder beide Paare III, IV mit Riemchen aufweisenden Streckwerksorganen ausgerüstet würden.

Das Maß B1-B2, um das das Fasermaterial in der Faltungszone 32 quer zur Transportrichtung 1 eingeengt wird, hängt wesentlich davon ab, welche Art der Faltung gewählt wird. Wie schematisch in 6 angedeutet ist, kann das Fasermaterial 2 beim Verlassen der Streckorgane 10a, 10b des Paars III z. B. eine V-, N-, W- oder noch weitergehendere Faltung haben, die z. B. als "W-förmig mit kleinen Fortsätzen" bezeichnet werden könnte. Dabei ist klar, was bei der in 6 gewählten schematischen Darstellung nicht unmittelbar erkennbar wird, dass die Breite B2 eines V-förmig gefalteten Fasermaterials 2a etwa der Hälfte der ursprünglichen Breite B1 entspricht. Bei einem N-förmig gefalteten Fasermaterial 2b ist eine Breite B3 etwa gleich einem Drittel von B1, da hier zwei parallele Faltlinien 33a, 33b vorhanden sind. Bei einem W-förmig gefalteten Fasermaterial 2c, das drei Faltlinien besitzt, ist eine Breite B4 etwa gleich einem Viertel von B1. Bei einer W-förmigen Faltung mit Fortsätzen entspricht eine Breite B5 eines Fasermaterials 2d schließlich weniger als einem Viertel der Breite B1, da hier fünf Faltlinien vorhanden sind.

Die Art der Faltung kann erfindungsgemäß durch Wahl eines Abstands d (2) zwischen den Klemmlinien 15 und 31 der um 90° verschwenkten Streckwerksorgane 10, 25 bzw. der Länge d der Faltungszone 32 eingestellt bzw. definiert werden, wobei im Hinblick auf das Streckwerksorgan 10 nur die Klemmlinie 15 relevant ist. Bei kleiner werdendem Abstand d wechselt die Faltung von V-förmig über N-förmig und W-förmig bis hin zu W-förmig mit Fortsätzen, d. h. die Faltungsform nach 6 ist eine Funktion des Abstands d. Mit besonderem Vorteil wird der Abstand d beim Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 so eingestellt, dass sich eine V-förmige Faltung ergibt und die ursprüngliche Breite B1 des Fasermaterials von z. B. 4 mm bis 5 mm auf eine Endbreite B2 von ca. 2 mm bis 2,5 mm reduziert wird. Die Breite B1 entspricht dabei z. B. etwa dem Durchmesser eines üblichen, dem Streckwerk zugeführten, mit einem Flyer erhaltenen Vorgarns mit der Folge, dass das auf die Breite B2 reduzierte Fasermaterial 2a ohne weiteren Zwischenschritt auf übliche Weise in einer dem Paar IV unmittelbar nachgeschalteten Spinnmaschine versponnen werden kann und dabei alle Voraussetzungen an das Kompaktspinnen erfüllt. Dabei etwa auftretende Kräfte werden weitgehend von der Klemmlinie 31 aufgenommen.

Damit das die Klemmlinie 15 am Ausgang des Paars III verlassende Fasermaterial 2 über eine möglichst kurze freie Strecke (Abstand d) der Klemmlinie 31 zwischen den Klemmorganen 25a, 25b zugeführt werden kann, wird vorzugsweise die Anordnung nach 7 und 8 vorgesehen. Danach sind beide Streckwerksorgane 25a, 25b analog zum Streckorgan 10b als Riemenkäfige ausgebildet und dazu mit je einer Walze 34aund 34b, je einem auch als Andrückelement wirksamen Umlenkelement 35a, 35b und je einem über die Walzen 34a, 34b und Umlenkelemente 35a, 35b geführten Riemen 36a, 36b versehen. Die Umlenkelemente 35a, 35b sind so ausgebildet und angeordnet, dass sie an einem in Transportrichtung 1 vorn liegenden Eingang des Paars IV der Streckorgane 25a, 25b gemeinsam die Klemmlinie 31 (2) bilden, die praktisch eine Tangente an die Walzen 34a, 34b ist und daher mit einem sehr geringen Abstand d zur Klemmlinie 15 angeordnet werden kann. Alternativ sind natürlich auch andere Anordnungen, z. B. solche analog zum Riemenkäfig 10b, möglich.

Schließlich zeigt 8 eine dem Ausgang des Paars IV zugeordnete Einrichtung, die das Anspinnen z. B. mit einer dem Paar IV nachfolgenden Ringspinnmaschine erleichtern soll. Diese Vorrichtung enthält eine als Pfeil 37 angedeutete Blaseinrichtung und eine dieser gegenüber liegende Absaugeinrichtung 38, die zwischen sich einen Spalt begrenzen, durch den das von den Streckwerksorganen 25a, 25b des Paars IV gelieferte Fasermaterial 2 durchläuft. In unmittelbarer Nähe hinter der Absaugeinrichtung 38 ist außerdem eine Bremseinrichtung 39 angeordnet, die z. B. aus einem in Richtung einer Spinnstelle erstreckten Blech besteht. Mit einer solchen Einrichtung ist das Anspinnen dadurch möglich, daß das aus den Streckwerksorganen 25a, 25b austretende Fasermaterial 2 zunächst in die Absaugeinrichtung 38 geführt wird. Anschließend kann mit einem Finger 40 ein von der Spinnmaschine kommendes Fadenende 41 ebenfalls in die Absaugeinrichtung 38 befördert und dabei gleichzeitig an der Bremseinrichtung 39 geklemmt werden. Wird das Fadenende 41 danach allmählich frei gegeben, dann wird es in Umdrehungen versetzt, so daß es sich mit den Fasern im Fasermaterial 2 verbinden und diese im weiteren Verlauf mitnehmen kann.

1 zeigt schließlich schematisch auch eine Möglichkeit für die Lagerung und den Antrieb der verschiedenen Streckwerksorgane. Danach sind an den Enden der Walzen 3a, 6a und 10a vorgesehene Wellenenden in Lagerböcken 42, 43 und 44 drehbar gelagert und mit Zahnrädern versehen, die mit zugeordneten, nicht dargestellten Antriebszahnrädern im Eingriff stehen, die von einem Elektromotor od. dgl. angetrieben werden. Dies ist in 1 für ein auf der Welle der unteren Walze 6a befestigtes Zahnrad 45 angedeutet, das mit einem Antriebszahnrad 46 kämmt, dessen Welle in einem weiteren Lagerbock 47 gelagert ist. Diese Anordnung ermöglicht es, das untere Riemchen 8a fliegend zu lagern, so dass es leicht ausgetauscht oder bei Verschleiß leicht gewendet werden kann. Die oberen Streckwerksorgane 3b, 6b bzw. 9b und 10b werden vorzugsweise durch Reibung von den zugehörigen unteren Streckorganen 3a, 6a bzw. 9a und 10a mitgenommen. Hierzu werden sie wie üblich an dem oberhalb von ihnen angeordneten Druckarm 27 drehbar gelagert, der mit einer ortsfesten Lagerachse 49 an einem Gestell 50 od. dgl. schwenkbar befestigt ist. Dabei ist die Lagerachse 49 parallel zu den Mittelachsen der Streckwerksorgane 3a, 6a und so angeordnet, dass der Druckarm 27 mit ihm die oberen Streckwerksorgane 3b, 5b und 10b mit Hilfe einer Kraft, z. B. einer Federkraft, in Richtung eines Pfeils 51 gegen die unteren Streckwerksorgane 3a, 5a und 10a gedrückt werden können.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an dem Druckarm 27 auch die Streckwerksorgane bzw. Walzen 25a, 25b des Paars IV drehbar gelagert. Dadurch ist es möglich, das der Faltung dienende Paar IV mittels eines am Druckarm 27 befestigten Antriebs anzutreiben. Hierzu dient z. B. gemäß 1 ein Zahnriemen 52, der über am Druckarm 27 gelagerte Zahnräder 53 läuft, von denen eines als Antriebszahnrad ausgebildet und mit einem Motor od. dgl. verbunden ist. Auf der Welle eines der Zahnräder 53 ist außerdem z. B. ein Zahnrad 54 mit Schrägverzahnung befestigt, das mit einem weiteren Zahnrad 55 mit Schrägverzahnung im Eingriff steht, das auf einer Antriebswelle 56 für wenigstens eine der Walzen 25a, 25b sitzt. Die Antriebswelle 56 ist z. B. mittels Lagern 57 an einem Seitenteil 27a des Druckarms 27 drehbar gelagert, der auch nicht dargestellte Lager für die Walzen 25a, 25b trägt. Alternativ können zum Antrieb der Streckorgane 25a, 25b auch separate Elektromotoren, z. B. Servomotoren, verwendet werden.

Während das Ausführungsbeispiel nach 1 bis 8 bevorzugt für die Verfeinerung und anschließende Kompaktierung von Flyerlunte mit einer Eingangsbreite B1 von z. B. 4 mm bis 5 mm verwendet wird, zeigt 9, in der gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in 1 bis 8 versehen sind, ein bisher für am besten gehaltenes Ausführungsbeispiel, das sich insbesondere zur Vorbereitung von Faserbändern mit Eingangsbreiten von z. B. 15 mm bis 20 mm auf einen nachfolgenden Kompaktspinnprozess eignet, ohne dass hierfür ein Flyer benötigt wird.

Das Ausführungsbeispiel nach 9 unterscheidet sich von dem nach 1 bis 8 im wesentlichen dadurch, dass es ein in der Transportrichtung 1 vorlaufendes, weiteres Paar V von Streckwerksorganen 59 aufweist und die Paare I und II eine weitere Faltungszone 60 zwischen sich bilden, die die Verzugszone 16 nach 2 ersetzt und in Transportrichtung 1 eine erste Faltungszone bildet. Insgesamt handelt es sich somit um ein 4-Walzen-Streckwerk mit integrierter Faltungszone 16 und einer zusätzlichen, am Ausgang vorgesehenen Faltungszone 32.

Die Streckwerksorgane 59 des Paars V sind in Transportrichtung 1 vor dem Paar I der Streckwerksorgane 3a, 3b und wie diese z. B. mit horizontalen Mittelachsen angeordnet, wie eine Klemmlinie 61 (9) andeutet. Dagegen sind die Streckwerksorgane 5a, 5b bezüglich der Streckorgane 3 um ca. 90° verschwenkt, und ihre Walzen 6a, 6b sind daher z. B. mit vertikal angeordneten Mittelachsen versehen. Die Mittelachsen der Streckwerksorgane 10a, 10b des dritten Paars III sind parallel zu denen des zweiten Paars II angeordnet. Schließlich sind die Mittelachsen der Streckwerksorgane 25a, 25b bzw. der Umlenkelemente 35a, 35b wiederum um z. B. 90° relativ zu denen des Paars III verschwenkt, so dass die Zone 32 hier eine zweite Faltungszone ist, in der das bereits in der Faltungszone 60 definiert gefaltete Fasermaterial 2 noch einmal definiert gefaltet wird. Außerdem ist beim Ausführungsbeispiel nach 9 vorgesehen, das Fasermaterial 2 in der Faltungszone 60 nur einem Anspannungsverzug zu unterwerfen. Daher erfolgt die erste Faltung in der Faltungszone 60 hier vor dem Hauptverzug, die zweite Faltung in der Faltungszone 32 dagegen nach dem Hauptverzug und damit bei der Endfeinheit.

Im übrigen entspricht die Art der in der Faltungszone 60 vorgesehenen Faltung derjenigen, die oben insbesondere anhand der 5 und 6 ausführlich erläutert wurden, so dass auf Wiederholungen des Faltungsmechanismus verzichtet werden kann.

Die Vorrichtung nach 9, die ein Streckwerk V, I, II, III mit integrierter Faltungszone 60 und ein zusätzliches Paar IV von Streckwerkzeugen 25 zur Kompaktierung durch Faltung enthält, eignet sich bevorzugt zur Verarbeitung von Streckenbändern mit einer Eingangsbreite von z. B. 20 mm. Dabei werden die Umfangsgeschwindigkeiten der Streckorgane 3a, 3b und 59 vorzugsweise so eingestellt, dass das Fasermaterial 2 in einer zwischen den Klemmlinien 61 und 11 liegenden Verzugszone 62 5-fach bis 15-fach verzogen wird, was dem Verzug bei einem üblichen Flyer nahe kommt. Weiterhin wird ein Abstand D zwischen den Klemmlinien 11 und 12 vorzugsweise so eingestellt, dass sich eine W-förmige Faltung nach 6 ergibt, wodurch die Breite B1 des Fasermaterials 2 auf ca. 5 mm reduziert wird. Die in der Faltungszone 50 bewirkte Faltung bleibt auch im weiteren Verfahrensablauf erhalten, insbesondere wenn zu nachfolgenden Paaren von Streckwerksorganen enge Abstände eingehalten werden oder ein Zurückfalten mit Hilfe der Riemchen 9a, 9b verhindert wird. Das Fasermaterial 2 hat daher nach dem Passieren der Klemmlinie 12 etwa die Breite einer mit einem Flyer hergestellten Lunte und wird in der nachfolgenden Hauptverzugszone 17 auf seine Endfeinheit gebracht. Das derart hergestellte, unverdrehte Band ersetzt in diesem Fall das bisher überlicherweise verwendete Vorgarn. Schließlich hat die in der zweiten Faltungszone 32 stattfindende nochmalige Faltung, die vorzugsweise mit einer V-Faltung erfolgt, eine Kompaktierung bzw. weitere Halbierung der Luntenbreite auf z. B. 2,5 mm zur Folge. Wird dem Paar V der Streckorgane 59 noch ein Einlauftrichter od. dgl. vorgesetzt, der eine Breitenreduzierung von z. B. 20 mm auf 15 mm vornimmt, kann am Ausgang des Paars IV sogar eine Luntenbreite von ca. 2 mm erhalten werden, ohne dass der sonst übliche Flyer verwendet wird. Außerdem ist es möglich, nicht nur mit einfachen Mitteln und ohne zusätzlichen Energiebedarf eine erhebliche Kompaktierung vorzunehmen, sondern im Fall der 9 auch in einem einstufigen Prozess ein kompaktiertes Faserband zu erhalten, dessen Herstellung in einem einstufigen Prozess bisher nicht oder nur mangelhaft möglich ist.

Im übrigen ist klar, dass eine Zone 63 zwischen den beiden Klemmlinien 14, 15aufgrund der dargestellten Symmetrie des Paars III eine neutrale Zone ist, in der das Fasermaterial 2 nicht verzogen wird.

Schließlich zeigt 9 eine weitere Möglichkeit zum Antrieb der verschiedenen Streckwerksorgane. Hierzu sind z. B. die unteren Streckwerksorgane der Paare V und I auf Wellen befestigt, an deren Enden Zahnräder 64 mit Schrägverzahnung befestigt sind, die mit weiteren, ebenfalls eine Schrägverzahnung aufweisenden Zahnrädern 65 im Eingriff stehen, die auf den Antriebswellen von nicht dargestellten Antriebsmotoren befestigt sind. In entsprechender Weise können die unteren Streckwerksorgane der Paare III und IV angetrieben werden. Alternativ ist es möglich, die Zahnräder 64 durch normale Stirnzahnräder zu ersetzen und mittels Zahnriemen anzutreiben.

Die Riemchen 9a und 9b, von denen in 1 nur das obere Riemchen 9b sichtbar ist, weisen bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung in einer Spur, vorzugsweise an einem Rand, eine zur Transportrichtung 1 parallele Perforierung 66 (2) auf, in die kleine, radiale Transportfinger bzw. Stifte 67 eingreifen, die am Umfang der gleichzeitig als Antriebsrolle für das Riemchen 9b dienenden Streckwalze 6b ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, dass die Riemchen 9a, 9b mit wenig Schlupf umlaufen bzw. zwangsgeführt sind, was die Gleichmäßigkeit der hergestellten Faserbandes weiter vergrößert. Eine noch weitergehende Vermeidung von Schlupf wird erreicht, wenn auch das obere Riemchen 9b zwangsweise angetrieben wird. Dies kann z. B. durch zwei Zahnräder erreicht werden, die auf den Wellenende der Walzen 6a und 6b so angeordnet und befestigt sind, daß sie beim Absenken des Druckarms 27 in Richtung des Pfeils 51 automatisch miteinander in Eingriff gelangen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Das gilt vor allem für die Ausbildung und relative Anordnung derjenigen beiden Walzenpaare, die zur Bildung der Faltungszonen 32 (2) und 60 (9) verwendet werden. Vor allem ist es nicht erforderlich, die Mittelachsen der beteiligten Paare von Streckwerksorganen um genau 90° relativ zueinander zu kippen bzw. zu verschwenken. Auch bei wesentlich kleineren Schwenkwinkeln bis herab zu beispielsweise 45° lassen sich gute Ergebnisse im Hinblick auf die Faltung und die Faltungsmuster nach 6 erzielen. Weiter können andere als die gezeigten und beschriebenen Streckwerksorgane und Antriebe dafür vorgesehen werden. Außerdem ist klar, dass die angegebenen Verzüge und Ein- bzw. Ausgangsbreiten nur Beispiele darstellen und je nach Bedarf andere Verzüge und Breitenreduzierungen vorgesehen werden können. Weiterhin ist beachtlich, dass sich die beschriebenen Streckwerke insbesondere auch zur Herstellung von zum sog. Spinnstricken geeigneten Garnen eignen (z. B. PCT WO 2004/079068). Bei einer derartigen Anwendung können z. B. die Streckwerke nach 1 bis 8 diejenigen Streckwerke ersetzen, die beim Spinnstricken unmittelbar vor dem Einlauf des Fasermaterials in eine Strickstelle oder ein vor der Strickstelle angeordnetes, insbesondere zur Herstellung eines temporären Garns bestimmtes Spinnorgan angeordnet sind. Außerdem können alle Streckwerksorgane, wie an sich bekannt ist, in Tandem-Bauweise ausgebildet sein und quer zur Transportrichtung 1 je zwei oder mehr Wirkabschnitte zur gleichzeitigen Bearbeitung von zwei oder mehr parallelen Fasermaterialien 2 aufweisen. Im übrigen versteht sich, dass die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und dargestellten Kombinationen angewendet werden können.


Anspruch[de]
Verfahren zum Kompaktieren von bandförmigem Fasermaterial (2), indem das Fasermaterial (2) in einer vorgegebenen Transportrichtung (1) transportiert und dabei mit einer quer zur Transportrichtung (1) reduzierten Breite versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Fasermaterials (2) dadurch reduziert wird, dass das Fasermaterial (2) um wenigstens eine parallel zur Transportrichtung (1) verlaufende Faltlinie (33, 33a, 33b) definiert gefaltet wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial (2) mit einer vorgewählten Breite (B1) durch ein übliches Streckwerk (I, II, III) transportiert und beim Austritt aus dem Streckwerk (I, II, III) gefaltet wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial (2) innerhalb des Streckwerks (I, II, III, V) wenigstens ein zweites Mal gefaltet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B1) des Fasermaterials (2) durch eine V-, N- oder W-förmige Faltung zumindest auf die Hälfte bis ein Viertel reduziert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltung vorgenommen wird, nachdem das Fasermaterial (2) im Streckwerk (I, II, III) auf seine Endfeinheit verzogen worden ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltung vorgenommen wird, bevor das Fasermaterial (2) im Streckwerk (I, II, III, V) auf seine Endfeinheit verzogen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltung dadurch herbeigeführt wird, dass in der Transportrichtung (1) aufeinander folgende Streckwerksorgane (10, 25; 3, 5) bzw. von diesem gebildete Klemmlinien (15, 31; 11, 12) unter einem Winkel relativ zueinander angeordnet werden. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckwerksorgane (10, 25; 3, 5) unter einem Winkel von 45° bis 90° angeordnet werden. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckwerksorgane (10, 25; 3, 5) unter einem Winkel von im wesentlichen 90° angeordnet werden. Vorrichtung zur Kompaktierung von bandförmigem Fasermaterial (2) mit wenigstens zwei zum Verziehen des Fasermaterials (2) bestimmten Paaren (III, IV) von Streckwerksorganen (10, 25), wobei die beiden Paare (III, IV) in einer Transportrichtung (1) für das Fasermaterial (2) hintereinander angeordnet sind und wobei den Paaren (III, IV) das Fasermaterial (2) mit einer vorgewählten, quer zur Transportrichtung (1) gemessenen Breite zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Paare (III, IV) von Streckwerksorganen (10, 25) eine Faltungszone (32) bilden, in der die Breite des Fasermaterials (2) durch definierte Faltung des Fasermaterials (2) um eine parallel zur Transportrichtung (1) verlaufende Faltlinie (33, 33a, 33b) reduziert wird. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein übliches Streckwerk (I, II, III) aufweist und die beiden Paare (III, IV) von Streckwerksorganen (10, 25) ein Ausgangspaar (III) dieses Streckwerks (I, II, III) und ein zusätzliches Paar (IV) umfassen. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckwerk (I, II, III, V) eine Hauptverzugszone (17) und vor der Hauptverzugszone (17) eine zweite Faltungszone (60) aufweist, die ebenfalls von zwei Paaren (I, II) von Streckwerksorganen (III, V) gebildet ist. Streckwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltungszone (32, 60) zur Herbeiführung einer V-, N- oder W-förmigen Faltung des Fasermaterials (2) eingerichtet ist. Streckwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Faltungszone (32, 60) bildenden Paare (III, IV; I, II) Streckwerksorgane (10, 25; 3, 5) aufweisen, die unter einem Winkel relativ zueinander angeordnet sind. Streckwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckwerksorgane (10, 25; 3, 5) der eine Faltungszone (32, 60) bildenden Paare (III, IV; I, II) aus Walzen bestehen. Streckwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckwerksorgane (5a, 5b) wenigstens eines an der Bildung einer Faltungszone (60) beteiligten Paars (II) Streckwalzen (6a, 6b) und diesen zugeordnete, der Führung des Fasermaterials (2) dienende Riemchen (9a, 9b) aufweisen. Streckwerk nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein in der Transportrichtung (1) erstes Paar (III) der beiden die Faltungszone (32) bildenden Paare (III, IV) ein unteres, als Walze (10a) ausgebildetes Streckwerksorgan und ein oberes Streckswerkorgan (10b) aufweist, das als ein Riemenkäfig ausgebildet ist. Streckwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemenkäfig (10b) einen über Umlenkelemente (21, 22, 23) geführten Riemen (20) enthält, wobei ausgewählte Umlenkelemente (22, 23) mit dem unteren, als Walze (10a) ausgebildeten Streckorgan jeweils eine Klemmlinie (14, 15) bilden. Streckwerk nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemchen (9a, 9b) in wenigstens einer zur Transportrichtung (1) parallelen Spur mit Perforationen (66) versehen sind, in die zum Antrieb der Riemchen (9a, 9b) bestimmte Transportfinger (67) eingreifen. Streckwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das in Transportrichtung (1) letzte Paar (IV) mit an einem schwenkbaren Druckarm (27) montierten Streckwerksorganen (25) versehen ist. Streckwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass am Druckarm (27) auch Antriebsmittel (52 bis 57) für die Streckwerksorgane (25) montiert sind.






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