Vorrichtung zur Trennung einer Faservorlage aus Stapel¬ fasern

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung einer Faservorlage aus zueinander gleitbaren Sta¬ pelfasern mit zwei angetriebenen Walzenpaaren, welche zwei Klemmlinien für die dazwischen geführte Faservorlage bilden.

Unter Faservorlage aus zueinander gleitbaren Stapelfasern im Sinne dieser Erfindung versteht man jedes in Längsrich¬ tung sich erstreckende Faseraggregat, unabhängig von der Form seines Querschnittes, d.h. sowohl Faseraggregate mit rundem oder zentralsymmetrischem Querschnitt (wie z.B. die Streckenbänder der Stapelfaserspinnerei) als auch mit lang¬ gestrecktem Querschnitt (wie z.B. die Faserwatte in einer wickelbildenden Wattemaschine oder das Vlies einer Karde der Stapelfaserspinnerei) , in welchem die Fasern in einer belie- bigen Form (z.B. als längsgerichtete Einzelfasern oder Flok- ken) vorliegen, und welche im wesentlichen ihren Zusammen¬ halt nur durch die Adhäsionskräfte der Fasern zueinander erhalten.

Es ist bekannt, eine Faservorlage damit zu trennen, dass sie durch die Klemmlinien zweier sich folgenden, angetriebenen

Walzenpaaren geführt wird, deren Oberflächengeschwindigkei ten (welche für die kontinuierliche Beförderung der Faser¬ vorlage ohne einen Verzug derselben gleich gross oder,fall zwischen den Klemmlinien ein bestimmter Verzug geschehen soll, um den gewollten Verzug verschieden sein können) re¬ lativ zueinander in einem solchen Mass geändert werden,das die Faservorlage auseinandergerissen und somit getrennt wird. Solche Trennmethoden sind z.B. in der DE-PS 910'754 ^' beschrieben, bei welcher auch bereits gezeigt wird, wie, nach einer ersten Lösung, die Trennung durch eine plötzlic Beschleunigung des in Transportrichtung der Faservorlage folgenden Auslaufwalzenpaares, bzw. wie sie, nach einer weiteren Lösung, durch die plötzliche Abbremsung des in Transportrichtung zuerst kommenden Einlaufwalzenpaares ge- schehen kann. Diese beiden gezeigten Lösungen arbeiten unt Anwendung mindestens einer Kupplung, mit welcher der Antri des Auslaufwalzenpaares mit einer schneller rotierenden Welle für die Beschleunigung angekuppelt werden kann, bzw. der Antrieb des Einlaufwalzenpaares ausgekuppelt und somit das Einlaufwalzenpaar stillgesetzt werden kann.

Diese Lösungen weisen den Nachteil auf, dass sie ein kompl ziertes Antriebssystem der Walzenpaare, mit mindestens ein Kupplung, bedingen, was die Vorrichtung verteuert und eine hohen Aufwand an Unterhaltsarbeiten erfordert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, eine Vor¬ richtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, welche einfach und zuverlässig in der Konstruktion ist, einen ge¬ ringen Aufwand an Unterhaltsarbeiten und insbesondere kein Kupplung im AntriebsSystem beider Walzenpaare verlangt.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs er¬ wähnten Art gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass

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die zwei Walzenpaare mittels eines flexiblen Kraftübertra¬ gungselementes kinematisch gekoppelt sind, und dass das Ele¬ ment um die Antriebsrolle der angetriebenen Walze jedes Wal¬ zenpaares und um mindestens zwei weitere ortsfeste Urnlenk- rollen sowie um zwei zu einem Rollentandem verbundene orts¬ bewegliche Rollen so geführt wird, dass es zwischen den An¬ triebsrollen und einer der Rollen des Tandems und zwischen den zwei Umlenkrollen und der anderen Rolle des Tandems je eine Schlaufe bildet, sodass durch Verschiebung des ortsbe- weglichen Rollentandems eine der Schlaufen um einen bestimm¬ ten Betrag kürzer, während die andere um den gleichen Betrag länger wird und somit erreicht wird, dass ei Walzenpaar re¬ lativ zum andern gedreht werden kann und die zwischen den Klemmlinien geklemmte Faservorlage durch Auseinanderziehen getrennt wird.

Anhand eines illustrierten Beispieles werden weitere bevor¬ zugte Ausführungsformen der Vorrichtung näher erläutert.

Die Figur zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtung in einer schematischen, stark vereinfachten Darstellung, und zwar angewendet, nach einer bevorzugten Ausführungsform der Er¬ findung, in einer wickelbildenden Wattemaschine ^■ des Kärnme- reivorbereitungsprozesses.

Bei einer solchen Maschine wird eine Mehrzahl von Stapelfa¬ serbändern (im Beispiel sind nur 2 dargestellt) aus den Vor¬ lagekannen 1 und 2 (welche in der Figur nur schematisch und in einem stark verkleinerten Massstab dargestellt sind) herausgezogen und mit geeigneten, nicht gezeigten Mitteln doubliert, d.h. durch seitliches Aneinanderreihen zu einer breiten Faservorlage 3 vereinigt. Eine solche Faservorlage 3 weist normalerweise eine Breite von ca. 30 cm auf. Diese Faservorlage 3, welche eine dicke Watte bildet, wird auf

einen Wickel 4 aufgewunden. Dies geschieht dadurch, dass die Faservorlage 3 am Anfang des Aufwickelprozesses auf de Oberfläche der Hülse 5 in irgend einer Weise befestigt wir Die Hülse 5 stützt sich auf eine Reibungswalze 6, welche m später noch erwähnten Mitteln angetrieben wird, und wird durch diese durch Reibungsschluss in Rotation versetzt. Da bei wickelt sich die Faservorlage 3 um die Hülse 5 auf und bildet einen im Durchmesser immer grösser werdenden Wickel • 4. Die Hülse 5 muss sich natürlich gegenüber der Reibungs- walze 6 entsprechend dem grösser werdenden Durchmesser ver schieben, was durch entsprechende Haltemittel gewährleiste wird. Im gezeigten Beispiel weisen solche Haltemittel die Form von zwei zur Reibungswalze 6 senkrecht stehenden Füh¬ rungen 7,8 auf, welche die Hülse 5 an beiden Rändern (nur ein Rand dargestellt) führen. Selbstverständlich können andere Arten von Haltemitteln für die Hülse 5 vorgesehen sein, wie z.B. Schliessarme, welche die Hülse 5 längs eine kreisförmigen Bahn führen, usw.

Ebenfalls kann es vorgesehen sein, dass die Hülse 5 mit pa senden Mitteln (nicht gezeigt) , zwecks Erhöhung der Mitnah durch die Reibungswalze 6, an- diese angedrückt wird. Weite kann es vorgesehen sein, dass der Antrieb des Wickels 4 nicht mittels Reibungsschluss durch die Reibungswalze 6 erfolgt, sondern dass die Hülse 5 selber mittels nicht ge¬ zeigter Antriebsorgane angetrieben wird, wobei dann durch geeignete Steuermittel dafür gesorgt wird, dass die Drehza des Wickels 4 dem grösser werdenden Durchmesser desselben kontinuierlich angepasst wird. Auch gemischte Antriebsarte d.h. solche bei welchen der Wickel 4 durch direkten Antrie der Hülse 5 und durch eine Reibungswalze kombiniert in Rotation versetzt wird, sind im Rahmen dieser Erfindung anwendbar.

Unmittelbar vor dem Wickel 4, in Laufrichtung der Faser¬ vorlage 3 gesehen, sind erfindungsgemäss zwei Walzenpaare 9/10 und 11/12 vorgesehen, welche zwei Klemmlinien m und n für die dazwischen geführte Faservorlage 3 bilden. Die unteren Walzen 9 und 11 der Walzenpaare sind dabei ange¬ triebene Walzen, wie es noch genauer erklärt wird, und sind mit nicht gezeigten ortsfesten Lagern in einem ebenfalls nicht gezeigten Gestell der Maschine um die Achsen 13 und 14 drehbar gelagert.

Die oberen Walzen 10 und 12 der Walzenpaare sind hingegen als Druckwalzen ausgebildet, welche in einem mit vertikalen Führungen für die entsprechenden Achsen 15 und 16 versehe¬ nen, ortsfesten Körper 17 senkrecht beweglich geführt werden und mittels Druckfeder 18 gegen die angetriebenen Walzen 9 bzw. 11 angedrückt werden.

Die zwei angetriebenen Walzen 9 und 11 der Walzenpaare 9/10 und 11/12 sind nun erfindungsgemäss mittels eines flexiblen Kraftübertragungselementes 19 kinematisch gekoppelt, wobei . das Element 19 vorzugsweise ein schlupffrei arbeitendes Ele¬ ment ist. Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung ist das Kraftübertragungselement 19 eine Kette oder ein Zahnrie¬ men, welche bzw. welcher mit entsprechenden Kettenrädern oder Zahnriemenscheiben, zwecks schlupffreier Kraft- und Be¬ wegungsübertragung, im Eingriff steht.

Das Kraftübertragungselement 19 wird dabei um die Antriebs¬ rolle 20 bzw. 21 der angetriebenen Walze 9 bzw. 11 jedes Walzenpaares und um mindestens zwei weitere ortsfeste Um¬ lenkrollen 22 und 23, deren entsprechende Achsen 24 und 25 im nicht gezeigten Gestell der Maschine drehbar gelagert sind, geführt. Weiter sind in der Laufbahn des Kraftübertra¬ gungselementes 19 zwei zu einem Rollentandem 26 verbundene,

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ortsbewegliche Rollen 27 und 28 vorhanden. Die Achsen 29 30 der Rollen 27 und 28 sind zu diesem Zweck in einem ge¬ meinsamen Lagerkörper 31 drehbar gelagert. Durch diese An ordnung der Rollen 20, 21, 22, 23, 27 und 28 bildet das Kraftübertragungselement 19 zwischen den Antriebsrollen 2 und 21 und der Rolle 27 und zwischen den zwei Umlenkrolle 22, 23 und der Rolle 28 je eine Schlaufe 32 und 33. Da di Rollen 20, 21, 22 und 23 ortsfest gelagert sind, ist der Umfang des flexiblen Kraftübertragungselementes 19 unabhä gig von der Lage des Rollentandems 26. Durch eine Verschi bung des Tandems 26, z.B. von der in der Figur mit ausgez genen Linien dargestellten Lage A in die mit gestrichelte Linien dargestellte Lage B, wird also eine Verkürzung der Schlaufe 32 um die Strecke L und eine Verlängerung der Schlaufe 33 um die gleiche Strecke L erreicht, was aller¬ dings die relative Verdrehung eines der Walzenpaare 9/10 und 11/12 gegenüber dem anderen bedingt.

Für die Verschiebung des Tandems 26 ist in Fig. 1 ein Sys Kolben 34/Zylinder 35 vorgesehen, dessen Kolbenstange 36 direkt mit dem Lagerkδrper 31 verbunden ist. Der Zylinder ist mittels einer Leitung 37 mit Ventil 38 mit einer Druc quelle (nicht gezeigt) für ein geeignetes Fluidum verbund und beinhaltet eine Rückstellfeder 39. Durch das Oeffnen Ventils 38 strömt das Druckmittel von unten in den Zylind 35 hinein und schiebt den Kolben 34 samt Kolbenstange 36, unter Ueberwindung der durch die Rückstellfeder 39 ausgeüb ten Kraft, von unten nach oben, womit der Lagerkörper 31 z von der Lage A zur Lage B verschoben wird. Durch Ablassen des Druckes im Zylinder 35 kann dann der Kolben 34 samt

Lagerkörper 31 unter dem Einfluss der Kraft der Rückstell¬ feder 39 in seine Anfangslage zurückgebracht werden. Selbs verständlich sind für die Verschiebung des Tandems 26 auch andere Methoden (z.B. rein mechanische Antriebe mit Zahn-

Stange und Ritzel, nicht gezeigt) geeignet.

Für den Antrieb der Rollen und des Kraftübertragungselemen¬ tes 19 ist im Beispiel der Figur vorgesehen, dass die Achse 24 der Umlenkrolle 22 mit einer Riemenscheibe 40 für einen Riemen 41 ausgerüstet ist. Der Riemen 41 wird durch einen Motor 42 mit Riemenscheibe 43 angetrieben und setzt somit -das Kraftübertragungselement 19 in Umlauf. Weiter ist es vorgesehen, dass die Reibungswalze 6, ausgehend von der Ach- se 14 der Walze 11, mittels Riemenscheibe 44, Riemen 45 und Riemenscheibe 46 angetrieben wird, sodass zwischen der Walze 11 und der Reibungswalze 6 eine kinematische Kopplung be¬ steht. Der Riemen 45 wird dabei vorzugsweise als Zahnriemen gewählt. Anstatt eines Riemenantriebs kann für die Reibungs- walze 6 natürlich auch ein Kettenantrieb in Frage kommen. Das Verhältnis der Durchmesser der Riemenscheiben 44 und 46 wird dabei im wesentlichen gleich dem Verhältnis zwischen den Durchmessern der Walze 11 und der Reibungswalze 6 ge¬ wählt, sodass zwischen der Klemmlinie n und der Reibungswal- ze 6 die Faservorlage 3 keinem Verzug (wenn man von einem eventuellen, hier vernachlässigbaren Anspannungsverzug ab¬ sieht) unterworfen wird.

Die hier gezeigte Art von Antrieb des Kraftübertragungsele- rπentes 19 und der Reibungswalze 6 ist nicht die einzige,wel¬ che im Rahmen dieser Erfindung in Frage kommen kann: so könn¬ te das Element 19 z.B. durch Antrieb der Achse 13 der Walze 9 angetrieben werden, während die Reibungswalze 6 durch kine- nematische Kopplung mit der Achse 25 der Umlenkrolle 23 an- getrieben werden könnte.

Weiter sei noch bemerkt, dass es nicht zwingend ist, dass die Walzen 9 und 11 (wie in der Figur gezeigt) den gleichen

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Durchmesser aufweisen und/oder mittels gleich grossen An¬ triebsrollen 20 und 21 kinematisch gekoppelt sind. Wenn d der Fall ist, dann haben beide angetriebenen Walzen 9 und der Walzenpaare 9/10 und 11/12 die gleiche Oberflächenge- schwindigkeit, womit die Faservorlage 3 beim Umlauf des

Kraftübertragungselementes 19 um das im Raum stillstehend Tandem 26 zwischen den Klemmlinien m und n ohne Verzüge weitertransportiert wird. Will man hingegen, dass zwische ^• den Klemmlinien m und n die Faservorlage 3 immer, beim Be trieb der Vorrichtung, einem bestimmten Verzug unterworfe wird, dann braucht man nur die oben genannten Durchmesser der Walzen 9 und 11 und/oder der Antriebsrollen 20 und 21 entsprechend zu wählen: die Walzenpaare 9/10 und 11/12 ver halten sich dann in bekannter Weise wie das Einzugswalzen- paar 9/10, bzw. das Austrittswalzenpaar 11/12, des Streck¬ feldes eines Streckwerkes.

In einer bevorzugten Variante der Vorrichtung ist es weite vorgesehen, dass während der Verschiebung des Rollentandem 26 eines der Walzenpaare gegenüber dem andern stillgehalte wird, womit die relative Drehung des zweiten Walzenpaares gegenüber einem stillstehenden Rollenpaar erfolgen muss. Dies wird z.B. in der gezeigten Vorrichtung der Figur da¬ durch realisiert, dass die Walze 9 mittels einer durch ein System Zylinder 47/Kolben 48 und Kolbenstange 49 betätigte Bremse 50 direkt gebremst wird. Die Betätigung des Kolbens 48 erfolgt mittels Leitung 51 und Ventil 52. Diese gezeigt Art, um das Walzenpaar 9/10 stillzuhalten, ist nur eine vo vielen Möglichkeiten, welche verwendet werden können: so wäre z.B. die Anwendung eines sogenannten Stoppmotors, d.h eines mit einer Bremse ausgerüsteten Motors, anstelle von Motor 42 ebenfalls eine sehr gute Lösung.

Die gezeigte Vorrichtung funktioniert nun folgendermassen:

Im Normalbetrieb des Wickels 4, d.h. während der Aufbau- phase desselben, sind die Zylinder 35 und 47 drucklos, d.h. das Tandem 26 steht in seiner tieferen Lage A, und die Wal¬ ze 9 ist nicht gebremst.

Der Motor 42 treibt dabei über den Riemen 41 und das Kraft¬ übertragungselement 19 die Walzenpaare 9/10 und 11/12 an, welche die Faservörlage 3 kontinuierlich aus den Kannen 1 und 2 herausziehen und zum Wickel 4 befördern. Der Wickel 4 rotiert durch Reibung auf der ebenfalls vom Motor 42 ange¬ triebenen Reibungswalze 6, und die Faservorlage 3 wird auf die Wickeloberfläche aufgewunden.

Wenn der Wickel 4 den vorgesehenen Enddurchmesser erreicht hat, wird der Motor 42 abgestellt. Dabei bleibt die Faser¬ vorlage 3 zwischen den Klemmlinien m und n und von der Klemmlinie n bis zum Wickel 4 durchgehend erhalten.

Nun muss der Wickel 4 gegen eine neue, leere Hülse 5 ausge- wechselt und die Faservorlage 3 dabei getrennt werden.

Zu diesem Zweck werden simultan oder kurz nacheinander die Ventile 52 und 38 betätigt, womit die Bremse 50 in Aktion tritt und das Rollentandem 26 von seiner unteren Lage A in die gestrichelt gezeichnete obere Lage B verschoben wird.

Durch die Verschiebung des Rollentandems 26 um die Strecke L bei gebremster Walze 9 müssen die Antriebsrolle 21 und die Umlenkrolle 23 eine Rotation im Uhrzeigersinn ausführen, was die Verdrehung der Walzen 11,12 im Sinne einer Beförderung der Faservorlage 3 von links nach rechts zur Folge hat. Da die Walzen 9,10 still stehen, wird die Faservorlage 3 zwi¬ schen den Klemmlinien m und n durch Auseinanderziehen ge¬ trennt, was der Zweck der Erfindung ist.

Zwischem dem Verschiebungsweg L des Tandems 26, dem Durch messer d der Antriebsrolle 21 der angetriebenen Walze 11 weiter gedrehten Walzenpaares 11/12, dem Durchmesser D de angetriebenen Walze 11 und der maximalen Stapellänge s de Faservorlage 3 besteht dabei vorzugsweise folgende Bezieh

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Durch Einhaltung dieser Beziehung wird gewährleistet, das die Verschiebung der Faservorlage 3 nach rechts durch das

Walzenpaar 11/12 grösser als die maximale Stapellänge s i d.h. dass die Faservorlage komplett getrennt wird.

Es sei bemerkt, dass mit der Rotation der Walze 11 immer auch die Reibungswalze 6, welche mit der Walze 11 kinema¬ tisch gekoppelt ist, um dieselbe oberflächliche Strecke w tergedreht wird, sodass die Faservorlage 3 immer ordnungs mässauf die Oberfläche des Wickels 4 aufgewunden wird.

Nach der erfolgten Trennung der Faservorlage 3 zwischen d Klemmlinien m und n kann nun das abgetrennte Vorlage-Ende (nicht gezeigt) auf die Oberfläche des Wickels 4 nach zwe Methoden aufgewickelt werden, womit der Wickel 4 für sein Auswechslung bereit gestellt wird.

Nach einer ersten Methode kann dazu der Motor 42 für eine kurze Zeit wieder in Betrieb genommen werden; dadurch wer den, wie während des Normalbetriebes, die Walzen 9, 11 un angetrieben, womit die Faservorlage vor und nach der Tren stelle von links nach rechts verschoben wird. Wenn das wickelseitige Vorlageende die Oberfläche des Wickels 4 erreicht hat, wird der Motor 42 wieder abgestellt und der Wickel 4 entweder von Hand oder automatisch, mit nicht gezeigten, bekannten Mitteln, gegen eine neue, leere Hüls

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ausgetauscht.

Nach einer zweiten Methode kann es vorgesehen werden, dass der Verschiebungsweg L des Tandems 26 so gross gewählt wird, dass durch die relative Rotation der Walzen 11, 12 und 6 gegenüber den Walzen 9,10 nicht nur die Faservorlage 3 ge¬ trennt würde, sondern dass die Trennstelle der Faservorlage 3, bzw. das wickelseitige Ende derselben, bis zur Oberfläche ^• des Wickels 4 gefördert wird, während die Walzen 9 und 10 still stehen. Auch hier kann die Wickelwechseloperation in bekannter Art erfolgen.

Die Rückstellung des Tandems 26 von der Stellung B zur Stellung des Normalbetriebes A (was von der Rückstellfeder 39 bei entlastetem Zylinder 35 besorgt wird) kann in diesem zweiten Fall (bei welchem zwischen der Klemmlinie n der Walze 11,12 keine Faservorlage 3 bleibt) sofort während der Wechseloperation erfolgen, es spielt hier nämlich keine Rolle, ob die Walzen 11 und 12 dazu sich zurückdrehen (im Gegenuhrzeigersinn) müssen. Wenn dagegen nach der erstge¬ nannten Methode gearbeitet wird, bei welcher die Faserwatte 3 bereits vor der Wechseloperation durch die Klemmlinie n des Walzenpaares 11/12 durchgezogen wird, muss die Zurück¬ stellung des Rollentandems 26 von der Lage B in die Lage Α während des Normalbetriebes, d.h. während der folgenden

Aufbauphase für den nächsten Wickel 4 erfolgen. Dabei führt man diese Bewegung mit einer solch kleinen Geschwindigkeit gegenüber der Oberflächengeschwindigkeit der Walzen 9, 11 und 6 aus, dass die naturgemäss gegebene Aenderung der Faser- masse der Faservorlage 3 nach den Walzen 11,12 vernachlässig¬ bar ist.

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