EP3138943A1

EP3138943A1 - Vorrichtung zum ableiten und verdichten eines faserbandes an einer spinnereivorbereitungsmaschine

Info

Publication number: EP3138943A1
Application number: EP15003107.8A
Authority: EP
Inventors: Jürgen März
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-03-08
Also published as: EP3344807B1; WO2017036570A1; BR112018004233B8; DE102015114816A1; EP3344807A1; BR112018004233A2; BR112018004233B1; CN108026671B; CN108026671A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ableiten und Verdichten eines Faserbandes an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, wobei ein Faserband zum Zwischenspeichern oder zur Weiterverarbeitung mittels Walzen (20, 21) oder Bändern abgezogen wird, wobei vor den Walzen oder Bändern mindestens ein Trichter (16, 17) angeordnet ist, durch den das Faserband läuft und dabei verdichtet wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Faserband vor dem Trichter (16, 17) mindestens in zwei Stufen vorverdichtet wird, wobei die Vorverdichtung durch mindestens zwei Verdichterringe (14, 15) erfolgt, wobei allseitig zwischen den Verdichterringen (14, 15) und dem Trichter (16) ein Freiraum angeordnet ist, durch den die Luft aus dem Faserband entweichen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ableiten und Verdichten eines Faserbandes an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, wobei ein Faserband zum Zwischenspeichern oder zur Weiterverarbeitung mittels Walzen oder Bändern abgezogen wird, wobei vor den Walzen oder Bändern mindestens ein Trichter angeordnet ist, durch den das Faserband läuft und dabei verdichtet wird, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei Karden oder Kannenablagen ist es bekannt, das abzuziehende Faserband durch eine Engstelle zu verdichten, mit der u.a. der Massendurchfluss des Faserbandes bestimmt werden kann. Hierzu werden üblicherweise ein oder zweistufige Trichter verwendet, die in der einen oder anderen Form Mittel aufweisen, um die Luft aus dem verdichteten Faserband abzuführen. Dabei hängt die Menge und Geschwindigkeit der ausströmenden Luft von der Geschwindigkeit und dem Volumen des Faserverbandes ab, sowie vom Maß der Verdichtung, in der die Engstelle erreicht wird.
Im Stand der Technik sind zweistufige Trichter bekannt, die auf das noch unverfestigte Faserband eine so große Reibung ausüben, dass das Faserband beschädigt werden kann, in dem die aus dem Faserband ausströmende Luft Faserpartikel mitreißt, wodurch das Faserband ggf. reißen kann. Um diesem Problem abzuhelfen, soll nach der DE 4130809 A1 das Faserband mittels umlaufender Rollen verdichtet werden, um die Reibung zu reduzieren und mit höherer Geschwindigkeit die Spinnereivorbereitungsmaschine betreiben zu können. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass die Regelung der Verdichtung sehr aufwändig ist und diese Vorrichtung für die heutigen Anforderungen nicht kompakt genug und damit nicht platzsparend in einen Ablagekopf einer Kannenablage oder am Kardenausgang integrierbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Vorrichtung zum Ableiten und Verdichten eines Faserbandes an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, die einfach und platzsparend aufgebaut ist, und die eine hohe Abzugsgeschwindigkeit des Faserbandes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung zum Ableiten und Verdichten eines Faserbandes an einer Spinnereivorbereitungsmaschine gelöst, wobei ein Faserband zum Zwischenspeichern oder zur Weiterverarbeitung mittels Walzen oder Bändern abgezogen wird, wobei vor den Walzen oder Bändern mindestens ein Trichter angeordnet ist, durch den das Faserband läuft und dabei verdichtet wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Faserband vor dem Trichter mindestens in zwei Stufen vorverdichtet wird, wobei die Vorverdichtung durch mindestens zwei Verdichterringe erfolgt, wobei allseitig zwischen den Verdichterringen und dem Trichter ein Freiraum angeordnet ist, durch den die Luft aus dem Faserband entweichen kann.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem während des Verdichtungsvorganges die Luft nur aus einzelnen Öffnungen eines Trichters entweichen kann, wird durch die beabstandete Anordnung der Verdichterringe zueinander und zum Trichter hin jeweils ein umlaufender Freiraum geschaffen, durch den die Luft über den Umfang des Faserbandes allseitig entweichen kann. Da die Verdichterringe fast "frei schwebend" über dem Trichter und zueinander angeordnet und befestigt sind, wird über den Umfang des Faserbandes ein allseitiger Freiraum oder Spalt geschaffen, durch den die Luft entweichen kann. Die mehrstufige Verdichtung in Kombination mit dem umlaufenden Freiraum zum Entweichen der Luft verhindert bei hohen Geschwindigkeiten des Faserbandes, dass unter hohem Druck die Luft Faserpartikel mitreißt und das Faserband beschädigt wird. Das Faserband kann dadurch mit einer höheren Geschwindigkeit abgezogen werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, in Materialflussrichtung die Abstände zwischen den Verdichterringen und zwischen dem Verdichterring und dem Trichter derart zu variieren, dass diese in Materialflussrichtung abnehmen. Vorzugsweise weist der Abstand zwischen dem in Materialflussrichtung zweiten Verdichterring und dem Trichter einen um 20 % bis 40 % kleineren Abstand auf, als der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Verdichterring. Dadurch, dass durch den ersten Verdichterring die meiste Luft aus dem Faserband entweicht, muss hier ein entsprechender Freiraum zwischen den Verdichterringen geschaffen werden. Im zweiten Verdichterring kann eine ähnlich hohe Verdichtung erfolgen, das zu entweichende Luftvolumen ist aber geringer, da hier bereits der Anteil der miteinander verdichteten Fasern sehr hoch ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verdichterringe und der Trichter jeweils eine Öffnung aufweisen, durch die das Faserband läuft und dabei verdichtet wird. Diese ist aus Herstellungsgründen vorteilhafterweise kreisrund. Sie kann aber auch beispielsweise oval oder ellipsenförmig sein, wobei die Öffnungen dann im Winkel gegeneinander verdrehbar sind.
Dadurch, dass in Materialflussrichtung der Durchmesser der Öffnung des zweiten Verdichterringes um 20 % bis 60 % kleiner ist, vorzugsweise um 20 % bis 35 %, als der Durchmesser der Öffnung des ersten Verdichterringes, ergibt sich eine sehr sanfte Komprimierung bzw. Verdichtung des Faserbandes, die erst in der nachfolgenden Stufe vergrößert wird.
Vorzugsweise weist der Trichter eine Öffnung mit einem Durchmesser auf, der 35 % bis 60 % kleiner ist, als der Durchmesser des in Materialflussrichtung vorgelagerten Verdichterringes. Damit findet zwischen dem zweiten Verdichterring und dem Trichter die größte Verdichtung statt, die aufgrund der Vorverdichtung durch den ersten Verdichterring, bei hohen Geschwindigkeiten ohne Beschädigung der Fasern erfolgt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weisen sowohl die Verdichterringe, wie auch der Trichter jeweils einen Radius auf, der die jeweilige Stirnseite mit der Öffnung kantenfrei verbindet. Über diesen Einlaufradius erfolgt die eigentliche Verdichtung des Faserbandes. Die Radien weisen eine Größe auf, so dass deren Auslauf geometrisch in den Radius des nachfolgenden Verdichterelementes hineinragt. Bei hohen Geschwindigkeiten des Faserbandes führen die Radien das Faserband damit konisch in den Trichter, wobei der gedachte Konus durch die umlaufenden Freiräume (= Abstände zwischen den Verdichterelementen) unterbrochen wird, durch den die Luft allseitig entweichen kann.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann der Trichter als Vortrichter ausgebildet sein, der innerhalb eines Bandtrichters angeordnet ist. Da die Öffnung des Vortrichters nach einer Verengung in eine zylindrische Bohrung übergeht, und der nachfolgende Bandtrichter in der Regel eine weitere konische Verengung zur Führung und Ableitung des Faserbandes aufweist, in die eine Tastzunge eines Messfühlers eintauchen kann, entsteht bei dieser Ausführungsform eine vierstufige sukzessive Verdichtung des Faserbandes. Die Ausbildung und Anordnung des Vortrichters innerhalb eines Bandtrichters hängt allerdings davon ab, an oder in welcher Spinnereivorbereitungsmaschine die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird.
Es ergibt sich eine sehr schonende Führung und Verdichtung des Faserbandes, das mit hoher Geschwindigkeit ohne Beschädigung abgeführt werden kann.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Darstellung auf die erfindungsgemäße Vorrichtung am Ablagekopf eines Kannenwechslers;
Fig. 2: und eine Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Figur 1 zeigt beispielhaft den Ablagekopf 1 eines Kannenwechslers in geöffneter Position. Über Führungsrollen wird ein nicht dargestelltes Faserband beispielsweise von einer Karde zum Ablagekopf 1 eines Kannenwechslers geleitet und dort durch den Trichter 16 mit dem darunter angeordneten Bandtrichter 17 durch die Öffnung 22 in eine nicht dargestellte Kanne geführt. Die Abzugswalzen 20, 21 sorgen für einen stetigen Transport des Faserbandes in die unter dem Ablagekopf 1 angeordneten drehenden Kannen. Damit das Faserband in Zykloidenform in der Kanne abgelegt werden kann, befindet sich unterhalb des Ablagekopfes 1 ein nicht dargestellter Drehteller, an dem ein gebogener Faserbandkanal drehbar angeordnet ist. Bei einem Kannenwechsel kann das Faserband im Bereich des Bandtrichters 17 geklemmt werden und durch eine Vergrößerung der Entfernung des Bandtrichters 17 zu den Abzugswalzen 20, 21 auseinander gerissen werden. Die Vergrößerung des Abstandes erfolgt durch einen Zylinder 18, der beispielsweise pneumatisch antreibbar mit seiner Kolbenstange 19 an einem Angriffselement 13 unterhalb eines Drehpunktes 12 angreift. Bandtrichter 17 und Trichter 16 sind unterhalb einer Platte 10 angeordnet, die auf der Unterseite durch ein oder mehrere winklige Verstärkungsprofile 11 verstärkt und um einen Drehpunkt 12 verschwenkbar gelagert sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die zwei Verstärkungsprofile 11 beabstandet im Bereich je einer Längsseite der Platte 10 angeordnet. Eine Stange, die als Drehpunkt 12 ausgebildet ist, durchdringt beide Verstärkungsprofile 11 und ist an einem Rahmen 2 des Ablagekopfes 1 befestigt. Unterhalb des Drehpunktes 12 ist ebenfalls eine Stange oder ein Rohr als Angriffselement 13 ausgebildet, das ebenfalls beide Verstärkungsprofile 11 durchdringt. Die Kolbenstange 19 des Zylinders 18 greift an dem Angriffselement 13 an und verschwenkt den Bandtrichter 17 in einem Kreisbogen von den Abzugswalzen 20, 21 weg. Bei dieser Bewegung wird das im Bandtrichter 17 oder im Trichter 16 geklemmte Faserband getrennt. Oberhalb der Platte 10 vor dem Trichter 16 sind ein erster Verdichterring 15 mit einem zweiten Verdichterring 14 angeordnet, mit denen ein voluminöses Band vorverdichtet wird.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist die Kolbenstange 19 des Zylinders 18 ausgefahren und drückt im Uhrzeigersinn das Angriffselement 13 um den Drehpunkt 12, so dass sich der Bandtrichter 17 mit dem Trichter 16 von den noch in Geschlossenstellung angeordneten Abzugswalzen 20, 21 entfernt und das Faserband abreißt.
Die Klemmung des Faserbandes innerhalb des Bandtrichters 17 kann durch ein nicht dargestelltes Klemmelement erfolgen, das pneumatisch betätigbar beispielsweise an bzw. in einer Wand des Bandtrichters 17 angeordnet ist und das Faserband verklemmt. Alternativ kann der Innendurchmesser des Trichter 16 und des Bandtrichter 17 so eng auf die Abmessung des zu verarbeitenden Faserbandes eingestellt sein, dass eine ruckartige Bewegung von Trichter 16 und Bandtrichter 17 weg von den Abzugswalzen 20, 21 ausreichend ist, um das Faserband zu zerreißen.
In dieser Position könnte bei einem Faserbandbruch der Bandtrichter 17 mit dem Trichter 16 gereinigt werden. Für den Fall, dass sich das Faserband um die Abzugswalzen 20, 21 aufgewickelt hat, müssen diese erst auseinander gefahren werden.
Zur Betätigung bei einer Wartung oder Reinigung sieht die Vorrichtung einen Hebel 23 vor, mit dem manuell der Bandtrichter 17 hochgefahren und gleichzeitig die Abzugswalzen 20, 21 auseinander gefahren werden können.
In Figur 2 sind Teile des Ablagekopfes 1, die hier nicht erfindungsrelevant sind, beispielsweise die Antriebe und die Abzugswalzen, sehr schwach dargestellt. In Materialflussrichtung, also vom Verdichterring 14 hin in Richtung Trichter 16 sind mit Abstand zueinander der erste Verdichterring 14, ein zweiter Verdichterring 15 und ein Trichter 16 angeordnet. Die Bereiche zwischen dem ersten und zweiten Verdichterring 14, 15, und zwischen dem zweiten Verdichterring 15 und dem Trichter 16 sind so gestaltet, dass die Luft aus dem Faserband allseitig entweichen kann. Die Verdichterringe 14, 15 sind mittels Befestigungselementen an Halterungen 24, 25 befestigt, die wiederum an einer seitlichen Befestigung 26 angeordnet sind. Die Halterungen 24, 25 lassen die Verdichterringe 14, 15 mit Abstand fast übereinander schweben, wobei allseitig zwischen den Verdichterringen 14 und 15, und dem Verdichterring 15 und dem Trichter 16 ein Freiraum angeordnet ist, durch den die Luft in die Atmosphäre entweichen kann. Die Abstände zwischen den Verdichterringen 14, 15 und zwischen dem Verdichterring 15 und dem Trichter 16 können fest vorgegeben sein, so dass eine Baugruppe, bestehend aus Verdichterring 14, Halterung 24, Verdichterring 15, Halterung 25 mit der Befestigung 26 und zugehörigen Abstandshülsen 27, 28 einschließlich Trichter 16 zum Austausch für eine bestimmte Faserqualität, beispielsweise türkische Baumwolle mit 6,5 ktex, gebildet werden kann, die bei einem Wechsel der Faserqualität ausgetauscht wird. Alternativ kann der Abstand zwischen den Verdichterringen 14 und 15, sowie zwischen dem Verdichterring 15 und dem Trichter 16 variabel einstellbar sein, was Vorteilhaft sein kann, wenn die Qualität der zu verarbeitenden Baumwolle chargenweise schwankt.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Durchmesser der Verdichterringe 14, 15 und des Trichters 16 sukzessive in Materialflussrichtung abnehmen. Die Verdichterringe 14, 15 sowie der Trichter 16 weisen eine zentral angeordnete kreisrunde Öffnung oder Bohrung auf, bei der sich ein Radius R14, R15, R16 über 90° vollständig von einer Oberfläche oder Stirnseite bis in die Bohrung kantenfrei erstreckt. In Materialflussrichtung verengt sich damit die Bohrung. Die Durchmesser D14 und D15 der Verdichterringe 14, 15 werden an der engsten Stelle dort bestimmt, wo der Radius der Bohrung in eine kurze zylindrische Fläche übergeht. Vorzugsweise betragen die Radien R14, R15 und R16 zwischen 40% bis 60 % des Durchmessers D15.
Die Durchmesserreduzierung vom ersten Verdichterring 14 kann bis zum zweiten Verdichterring 15 zwischen 20 % bis 60 % betragen, vorzugsweise 20 % bis 35 %. Die zweite Durchmesserreduzierung kann vom zweiten Verdichterring 15 zum Trichter 16 zwischen 35 % bis 60 % betragen. Nach dem Ausführungsbeispiel beträgt der Innendurchmesser D14 des Verdichterringes 14 beispielsweise 35 mm. Der nachfolgende Durchmesser D15 des Verdichterringes 15 liegt dann bei 25 mm und der nachfolgende Durchmesser D16 des Trichters 16 kann demnach bei 10 mm liegen.
Gleichzeitig nehmen die Abstände X1 zwischen dem ersten und dem zweiten Verdichterring 14, 15 sowie der Abstand X2 zwischen dem zweiten Verdichterring 15 und dem Trichter 16 um 20 % bis 40 % ab. Die Anordnung mit den abnehmenden Abständen X1 der Verdichterringe 14, 15 zueinander und X2 zum Trichter 16 ist in der Erkenntnis begründet, dass die meiste Luft in der ersten Verdichterstufe entweicht, wodurch der Abstand zwischen den Verdichtern entsprechend groß sein sollte. In der zweiten Verdichterstufe erfolgt zwar die größte Verdichtung, das zu entweichende Luftvolumen ist aber geringer, da hier bereits der Anteil der miteinander verdichteten Fasern sehr hoch ist.
Durch die Abstimmung der Radien (R14, R15, R16) mit den Abständen (X1, X2) und den Durchmessern (D14, D15, D16) der Verdichterelemente (14, 15, 16) ergibt sich eine gedachte konische Einführung des Faserbandes in den Trichter, der durch die umlaufenden Freiräume (= Abstände zwischen den Verdichterelementen) unterbrochen wird, durch den die Luft allseitig entweichen kann. Auch wenn sich in diesen umlaufenden Freiräumen das Faserband wieder kurzzeitig entspannt, sorgt die Größe des nächsten Radius (R15, R16) wieder für eine sanfte Verdichtung.
Die Erfindung hat damit den Vorteil, dass das Faserband mit einer höheren Geschwindigkeit verdichtet abgezogen werden kann. Insbesondere die vollständige beabstandete Anordnung der einzelnen Verdichterstufen zueinander, die ein unbeschränktes Entweichen von Luft aus dem Faserband zulässt, ermöglicht die Reduzierung von Fehlstellen und partiellen Bandbrüchen. Anders als im Stand der Technik, bei der nur einzelne Öffnungen in hintereinander angeordneten Trichtern die Luft ableiten, kann die Luft durch den vollen Bandquerschnitt entweichen. Die mehrstufige Verdichtung des Faserbandes ermöglicht eine hohe Verdichtung des Faserbandes bei einer hohen Abzugsgeschwindigkeit.
Auch wenn sich das Ausführungsbeispiel der Erfindung nur auf den Ablagekopf einer Kannenablage bezieht, die nach einer Strecke, Karde oder Kämmmaschine angeordnet sein kann, ist eine Verwendung an allen Spinnereivorbereitungsmaschinen möglich, bei denen ein Faserband abgezogen und verdichtet werden soll. Insbesondere ist die Verwendung am Ausgang einer Karde möglich.

Bezugszeichen

1: Ablagekopf
2: Rahmen
10: Platte
11: Verstärkungsprofil
12: Drehpunkt
13: Angriffselement
14: Verdichterring
15: Verdichterring
16: Trichter
17: Bandtrichter
18: Zylinder
19: Kolbenstange
20: Abzugswalzen
21: Abzugswalzen
22: Öffnung
23: Hebel
24: Halterung
25: Halterung
26: Befestigung
27: Abstandshülse
28: Abstandshülse

D14: Durchmesser
D15: Durchmesser
D16: Durchmesser

R14: Radius
R15: Radius
R16: Radius

X1: Abstand
X2: Abstand

Claims

Vorrichtung zum Ableiten und Verdichten eines Faserbandes an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, wobei das Faserband zum Zwischenspeichern oder zur Weiterverarbeitung mittels Walzen oder Bändern abgezogen wird, wobei vor den Walzen oder Bändern mindestens ein Trichter angeordnet ist, durch den das Faserband läuft und dabei verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserband vor dem Trichter mindestens in zwei Stufen vorverdichtet wird, wobei die Vorverdichtung durch mindestens zwei Verdichterringe (14, 15) erfolgt, wobei allseitig zwischen den Verdichterringen (14, 15) und dem Trichter ein Freiraum angeordnet ist, durch den die Luft aus dem Faserband entweichen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Materialflussrichtung erster angeordneter Verdichterring (14) mit einem Abstand (X1) zu einem zweiten Verdichterring (15) angeordnet ist, wobei der zweite Verdichterring (15) mit einem Abstand (X2) zu dem Trichter (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (X2) 20 % bis 40 % kleiner ist als der Abstand (X1).
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (X1) und/oder (X2) variabel.einstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterringe (14, 15) und der Trichter (16) jeweils eine Öffnung aufweisen, durch die das Faserband läuft und verdichtet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen kreisrund sind.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Materialflussrichtung die Öffnung des ersten Verdichterringes (14) einen Durchmesser (D14) aufweist, und die Öffnung des nachfolgend angeordneten zweiten Verdichterringes (15) einen Durchmesser (D15) aufweist, wobei der Durchmesser (D15) um 20 % bis 60 % kleiner ist, vorzugsweise um 20 % bis 35 %, als der Durchmesser (D14).
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung des Trichters (16) einen Durchmesser (D16) aufweist, der 35 % bis 60 % kleiner ist, als der Durchmesser (D15).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterringe (14, 15) sowie der Trichter (16) jeweils einen Radius (R14, R15, R16) aufweisen, der die jeweilige Stirnseite mit der Öffnung kantenfrei verbindet.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter (16) als Vortrichter ausgebildet ist, der innerhalb eines Bandtrichters (17) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Anordnung der Vorrichtung an einem Ablagekopf einer Kannenablage, die nach einer Strecke, Karde oder Kämmmaschine angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Anordnung der Vorrichtung am Ausgang einer Karde.