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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und
10.
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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.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 schematisch
und in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht ein 3-Walzen- Streckwerk mit einer
zusätzlichen,
erfindungsgemäßen Kompaktierungsvorrichtung;
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2 schematisch
und in einer teilweise geschnittenen Draufsicht das Streckwerk nach 1;
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3 und 4 in
je einer den 1 und 2 entsprechenden,
jedoch vergrößerten Darstellung
einen Riemenkäfig
des Streckwerks;
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5 in
einer schematischen, perspektivischen Darstellung zwei eine Faltungszone
bildende Paare von Streckwerksorganen der Kompaktierungsvorrichtung
nach 1 und 2;
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6 schematisch
verschiedene, mit der Kompaktierungsvorrichtung nach 1 bis 3 erzielbare
Faltungsmuster im Querschnitt;
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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
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9 in
einer der 1 ähnlichen Ansicht ein 4-Walzen-Streckwerk
mit zwei zusätzlichen,
erfindungsgemäßen Kompaktierungsvorrichtungen.
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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 Riemchen streckwerken 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 schemati schen
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.
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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.
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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 34a und 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im übrigen ist
klar, dass eine Zone 63 zwischen den beiden Klemmlinien 14, 15 aufgrund
der dargestellten Symmetrie des Paars III eine neutrale Zone ist,
in der das Fasermaterial 2 nicht verzogen wird.
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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.
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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.
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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.