Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kämmmaschine für die Spinnereivorbereitung, mit einer rotierend angetriebenen Rundkammwalze, über die in periodischer Abfolge ein Faserstrang zum Auskämmen desselben geführt wird, mit einer Oberzange und einer Unterzange, zwischen denen der auszukämmende Faserstrang in periodischer Abfolge festgeklemmt und wieder freigegeben wird, und mit einer rotierend angetriebenen vorderen Abreißwalze und einer rotierend angetriebenen hinteren Abreißwalze, wobei mit der vorderen Abreißwalze der Faserstrang in periodischer Abfolge getrennt wird, indem die Abtreißwalzen in einer Pilgerschrittbewegung unter Bildung eines oberen Umkehrpunktes und eines unteren Umkehrpunktes hin und her rotieren.

Beim klassischen Kämmverfahren, z.B. nach Heilmann, wird Faserwatte in Form eines Faserstranges von einem Wattewickel abgezogen und mittels einer Speisewalze einem Zangenapparat zugeführt. In einer zurückgezogenen Stellung der Zangen des Zangenapparates sind diese geschlossen und halten einen aus den Zangen herausragenden vorderen Endabschnitt des Faserstranges in Form eines Faserbartes fest. Der aus den Zangen herausragende Faserbart wird von dem unterhalb der Zangen angeordneten Rundkamm ausgekämmt. Danach wird die Zange in eine vordere, geöffnete Stellung bewegt, wobei die Abreißwalzen einen zuvor ausgekämmten Faserbart mit seinem hinteren Endabschnitt durch eine Rückwärtsdrehung in Richtung des vorderen Endabschnittes der mittels der Zangen geklemmten Faserwatte fördern. Der vom Rundkamm ausgekämmte Faserbart legt sich auf diesen hinteren Endabschnitt und wird mit diesem zusammen in die Klemmstelle der Abreißwalzen gezogen, da die Abreißwalzen wieder die Drehrichtung ändern. Bei dieser Drehung, bei der der Drehwinkel etwa doppelt so groß ist wie die vorhergehende rückwärtige Drehung, wird der Faserbart von der im Zangenaggregat liegenden Faserwatte abgerissen. Dabei wird das hintere Ende des abgerissenen Faserbartes durch einen Fixkamm gezogen.

Die Abreißwalzen führen dabei eine Pilgerschrittbewegung aus, wobei sie bei einer Rückdrehung ein Endstück des beim vorherigen Kammspiel abgezogenen Faserbartes zurückführen. Auf dieses Endstück wird das Anfangsstück des Faserbartes gelegt und durch den Druck der beiden Abreißwalzen nach einer Drehrichtungsumkehr miteinander verlötet. Die Abreißwalzen müssen bei jedem Kammspiel nicht nur ihre Bewegungsrichtung zweimal ändern, sondern diese müssen auch beim Rücklauf eine geringere Gesamtumdrehung ausführen als beim Vorlauf. Für diese Bewegung der Abreißwalzen können eine Kurvenscheibe, eine Nockenscheibe oder eine Kurvennut verwendet werden, die fest über ein Getriebe mit der Zangenbewegung gekoppelt sind. Diese hin- und hergehende Pilgerschrittbewegung der Abreißwalzen ist bei einer getriebetechnischen Kopplung der nebeneinander liegenden Kämmköpfe bei Kammspielzahlen von über 400 pro Minute hoch belastend für die Wellen, und diese führt zu großen Schwingungen an der Kämmmaschine und benötigt viel Energie. Die Antriebsmotoren der Abreißwalzen müssen sehr leistungsfähig sein und benötigen ebenfalls leistungsstarke Servo-Umrichter zur Speisung der Motoren. Durch die permanente Beschleunigung und Verzögerung fällt eine hohe Verlustleistung an, die sich im Energieverbrauch der Kämmmaschine niederschlägt und bei Kammspielen von über 500 pro Minute mitunter eine Wasserkühlung der Elektromotoren erforderlich macht. Damit werden die Motoren mit Kühleinrichtung sehr teuer.

Alternativ ist es möglich, die Abreißwalzen direkt einzeln elektromotorisch anzutreiben, beispielsweise indem die Walzen selbst den Rotor eines länglich ausgebildeten Elektromotors bilden, sodass die Abreißwalzen getriebelos angetrieben werden bzw. sich selbst antreiben.

Beispielsweise ist aus der DE 10 2012 011 030 A1 eine gattungsbildende Kämmmaschine für die Spinnereivorbereitung bekannt, und die vordere Abreißwalze und die hintere Abreißwalze werden über ein gemeinsames Steuergetriebe angetrieben, wobei für den Antrieb ein erster Motor für eine kontinuierliche Drehbewegung und ein zweiter Motor für eine überlagerte diskontinuierliche Drehbewegung Verwendung finden, um die Pilgerschrittbewegung zu erzeugen. Die Abreißwalzen sind hierfür über ein Planetengetriebe angetrieben und auf der Abtriebsseite des Planetengetriebes in ihren Phasenlagen der Rotation starr zueinander gekoppelt, sodass beide Abreißwalzen gleichermaßen eine entsprechend starke Beschleunigung und Verzögerung der Drehbewegung ausführen. Durch die Pilgerschrittbewegung entstehen große Rotationsbeschleunigungen, die aufgrund der synchronen Drehbewegung der Walzen nicht ineinander überführt werden können, sodass sich ein erheblicher Energiebedarf ergibt, um die Abreißwalzen im Kämmkopf einer Kämmmaschine mit der Pilgerschrittbewegung synchron zu betreiben.

Aus der EP 2 444 534 B1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Kämmmaschine für die Spinnereivorbereitung bekannt, und es wird vorgeschlagen, auf möglichst einfache Weise durch die Angabe von diskreten Setzpunkten eine Bewegungskurve der Abreißwalzen über der Zeit einzurichten, indem eine Steuerung mit einer Recheneinheit und mit einer Eingabeeinheit Verwendung findet. Nach der Eingabe diskreter Umkehrpunkte und dazwischenliegenden Hilfspunkten kann die Pilgerschrittbewegung entsprechend ausgeführt werden, indem die Servomotoren gemäß dem Erfordernis des Kurven Verlaufs angesteuert werden. Die Abreißwalzen werden jedoch unverändert mit hohen Beschleunigungen angetrieben und verzögert, sodass sich auch unter Zuhilfenahme der beschriebenen Programmierung von Hilfspunkten in der Pilgerschrittbewegung im Betrieb der Kämmmaschine unverändert ein hoher Energiebedarf ergibt.

Die DE 10 2021 101 809 A1 schlägt vor, dass nach dem Zangenaggregat ein erstes Paar Abreißwalzen und ein zweites Paar Abreißwalzen angeordnet sind, wobei das erste Paar Abreißwalzen ausgebildet ist, für einen Anlöt- und Abreißvorgang eines Faserbartes an den und vom Faserstrang eine hin- und hergehende Drehbewegung auszuführen, wobei das zweite Paar Abreißwalzen ausgebildet ist, eine gleichbleibende Drehbewegung auszuführen, so dass sich zwischen den Paaren der Abreißwalzen eine Schlaufe des Faserstranges bildet, die sich während eines Kämmzyklus in der Länge verändert oder sogar glatt gezogen wird.

Aufgabe der Erfindung ist die weitere Verbesserung des Betriebs einer Kämmmaschine, indem der Energiebedarf der Kämmmaschine durch ein vorteilhaftes Rotationsverhalten der vorderen und hinteren Abreißwalzen weiter reduziert wird. Die Aufbringung der Länge an ausgekämmtem Faserstrang pro Zeit soll dabei möglichst konstant bleiben.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit Bezug auf das Verfahren in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen und ausgehend von Anspruch 11 mit Bezug auf die Kämmmaschine selbst gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die hintere Abreißwalze mit einer Phasenlage der Phasenlage der vorderen Abreißwalze nachläuft, wobei die Phasenlagen beider Abreißwalzen im Bereich des unteren Umkehrpunktes für jeden Kämmzyklus immer wiederkehrend zueinander gleich sind.

Der Abreißvorgang zur Trennung des Faserstranges erfolgt ausschließlich oder überwiegend durch die vordere Abreißwalze, wobei die hintere Abreißwalze unverändert notwendig ist, um den Faserstrang zu führen und eine Druckkraft auf den Faserstrang auszuüben. Insbesondere wenn der Faserstrang wieder zusammengefügt ist, um den Lötvorgang hinreichend wirksam auszuüben, der dadurch stattfindet, dass der wieder zusammengeführte und sich überlappende Faserstrand auch durch die hintere Abreißwalze zusammengepresst wird. Somit ist die weitere, hintere Abreißwalze grundsätzlich erforderlich, um den wieder zusammengelöteten Faserstrang in den Lötstellen zu festigen, indem der Faserstrang durch die Pilgerschrittbewegung auch die hintere Abreißwalze durchläuft. Die Abreißwalze weist immer auch eine Abreißgegenwalze auf, die gemeinsam das Abreißwalzenpaar bilden. Vereinfachend soll vorliegend die vordere oder hintere Abreißgegenwalze als mit umfassend benannt gelten, auch wenn nur die vordere oder hintere Abreißwalze vorstehend oder nachfolgend benannt ist. Wird die hintere Abreißwalze erfindungsgemäß mit ihrer Phasenlage der Phasenlage der vorderen Abreißwalze nachlaufend betrieben, sodass die Phasenlagen beider Abreißwalzen nur im Bereich des unteren Umkehrpunktes zueinander gleich sind, so wird besonders wirkungsvoll eine Energieeinsparung erzielt. Grund ist die weniger „scharfe“ Umkehrbewegung der Walze und die „weichere“ Drehzahländerung vor und nach dem unteren Umkehrpunkt. Die Phasenlagen der Abreißwalzen stimmen im unteren Umkehrpunkt periodisch aufeinander folgend wieder überein, jedoch durchfährt die vordere Abreißwalze eine stärkere Drehzahländerung pro Zeiteinheit als die hintere Abreißwalze. Die Übereinstimmung der Phasenlage im unteren Umkehrpunkt trifft erfindungsgemäß jedenfalls auf den Bereich im Umkehrpunkt und/oder kurz vor oder kurz hinter dem unteren Umkehrpunkt zu, sodass die Phasenlagen der Abreißwalzen beispielsweise auch erst nach dem unteren Umkehrpunkt wieder ansteigenden Ast des Kurvenverlaufes der Phasenlagen, also des Drehwinkels über der Zeit, abschnittsweise übereinanderliegen. Dadurch kann durch den weniger energieintensiven Betrieb der hinteren Abreißwalze, insbesondere auch durch den Betrieb der Motoren näher am optimalen Betriebspunkt, Energie eingespart werden. Der Förderweg beider Abreißwalzenpaare bleibt dabei für den Faserstrang je Kammspiel jedoch gleich. Eine leichte bzw. kleine Abweichung von der Position des unteren Umkehrpunktes der hinteren Abreißwalze im Vergleich zur Basiskurve ist ohne qualitative Einschränkung möglich.

Der untere Umkehrpunkt bildet den Umkehrpunkt in der Pilgerschrittbewegung. Vor dem unteren Umkehrpunkt bewegt sich die Zangen des Zangenapparates wieder vorwärts zu der ersten Abreißwalze hin und öffnet sich kurz vor dem unteren Umkehrpunkt, so dass ab oder folgend auf den Umkehrpunkt die Speisung erfolgt und ein Abschnitt des Faserstranges aus den Zangen herausgezogen wird.

Es ist vorteilhaft, wenn die hintere Abreißwalze mit einer maximalen Rotationsbeschleunigung zwischen den aufeinander folgenden unteren Umkehrpunkten betrieben wird, die kleiner ist als die maximale Rotationsbeschleunigung der vorderen Abreißwalze zwischen den aufeinander folgenden unteren Umkehrpunkten, insbesondere also über dem gesamten Kämmzyklus. Mit anderen Worten ist eine Kurve der Phasenlage der hinteren Abreißwalze eines Phasenwinkels über der Zeit mit einer geringeren Steigung behaftet als die Kurve der Phasenlage der vorderen Abreißwalze. Insbesondere die maximale Steigung der Kurve der Phasenlage der vorderen Abreißwalze ist größer als die maximale Steigung der Kurve der Phasenlage der hinteren Abreißwalze.

Damit kann vor und/oder nach einem Phasendurchlauf durch den unteren Umkehrpunkt die Änderung der Drehzahl pro Zeiteinheit für die hintere Abreißwalze kleiner ausfallen als die Änderung der Drehzahl pro Zeiteinheit der vorderen Abreißwalze. Der erfindungsgemäße Kurvenverlauf ist insbesondere auch dadurch bestimmt, dass die maximale Differenz der Phasenlage der hinteren Abreißwalze relativ zur Phasenlage der vorderen Abreißwalze im Bereich des oberen Umkehrpunktes ausgebildet ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die vorderen und hinteren Abreißwalzen mit einem jeweiligen motorischen Antrieb separat voneinander angetrieben. Damit besteht der Vorteil, eine Steuereinheit bereitstellen zu können, mit der die motorischen Antriebe der vorderen und hinteren Abreißwalzen getrennt voneinander angesteuert werden können. Insbesondere ist von Vorteil, den motorischen Antrieb der vorderen Abreißwalze und den motorischen Antrieb der hinteren Abreißwalze nicht mit einem Getriebe miteinander zu koppeln. Mit noch weiterem Vorteil ist der motorische Antrieb jeder der Abreißwalzen entkoppelt vom Antrieb der übrigen rotierend betriebenen Komponenten der Kämmmaschine, insbesondere also des Zangenapparates. Die Abreißwalzen können Drehgeber umfassen, mit denen die Rotationsposition der Walzen jederzeit an die Steuereinheit übermittelt werden können, um die Walzen entsprechend mit einem Phasenregelkreis anzusteuern.

Die Abreißwalzen können insbesondere durch einen Rotor eines Elektromotors selbst gebildet sein oder mit einem Rotor eines Elektromotors eine drehstarre, getriebelose Verbindung aufweisen, sodass allein durch eine elektrische Ansteuerung insbesondere innerhalb eines elektrischen Regelkreises eine sehr dynamische Kurve der Phasenlage für die Abreißwalzen durchfahren werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weicht die Phasenlage der hinteren Abreißwalze derart von der Phasenlage der vorderen Abreißwalze ab, dass der Abschnitt des Faserstrangs zwischen den Abreißwalzen eine in periodischer Abfolge wiederkehrende Schlaufe bildet. Die Schlaufe kann dabei auch eine ansonsten gerade Erstreckung des Faserstrangs bilden, gewissermaßen als abstrakte Form der Schlaufe, wobei kein Verzug oder eine Zugkraft auf den Faserstrang vorliegen darf, um Fehlverzüge zu vermeiden.

Der motorische Antrieb der hinteren Abreißwalze wird mit einer geringeren durchschnittlichen Leistung und/oder mit einer geringeren über den Pilgerschrittzyklus maximalen Leistung betrieben als der motorische Antrieb der vorderen Abreißwalze. Dadurch ergibt sich ein geringerer insgesamt erforderlicher Energiebedarf, wobei die vordere Abreißwalze eine technologisch notwendige Phasenlage einhalten muss, um den Kämmprozess mit dem Abreißvorgang, dem Auskämmen und dem Lötvorgang entsprechend den Phasenlagen der weiteren sich drehenden Komponenten des Kämmkopfes der Kämmmaschine für jedes Kammspiel in Übereinstimmung zu halten. Mit weiterem Vorteil ist eine Bedüsungseinrichtung und/oder eine Besaugungseinrichtung zur Anströmung bzw. zur Besaugung der Schlaufe mit Druckluft bzw. mit Saugluft eingerichtet, sodass die Schlaufe in ihrer Ausbildung von der Druckluft bzw. Saugluft beeinflusst wird. Das Düsen- und/oder Sauggas muss dabei nicht mittels Luft gebildet sein und kann auch ein anderes Gas oder eine Gasmischung aufweisen, sodass der Begriff der Druckluft hier auf alle möglichen Gase zutrifft. Insbesondere können die Bedüsungseinrichtung und die Besaugungseinrichtung gekoppelt miteinander eingerichtet sein, sodass die Besaugungseinrichtung die Luft oder allgemein das Gas absaugt, mit der bzw. mit dem das Faserband im Bereich der Schlaufe aus der Bedüsungseinrichtung beaufschlag wird. Der Faserstrang ist dabei insbesondere leicht gasdurchlässig, sodass auf diesen auf einfache Weise mittels einer Bedüsung oder Besaugung berührungslos eine Kraft ausgeübt werden kann.

Die Schlaufe kann nach oben oder nach unten ausgelenkt werden, wobei eine Auslenkung nach unten gegebenenfalls Vorteile mit sich bringt, da bei einer Auslenkung nach oben, abhängig von der Schlaufengröße, gegebenenfalls ein angepasstes Reinigen der Oberwalzen erforderlich wird, damit die Putzwalze nicht die Schlaufe beeinflusst, vor allem dann, wenn kein oberer mechanischer Begrenzer für die Schlaufe vorgesehen ist, denn so könnte die Putzwalze eine große Schlaufe eventuell touchieren. Bei der Bildung einer Schlaufe zwischen den Abreißwalzen ohne mechanische oder strömungstechnische Beeinflussung wird diese bevorzugt nach oben gebildet, so dass eine modifizierte Putzeinrichtung den Vorgang unterstützen kann.

Auch ist es denkbar, dass ein Schlaufenführungsmittel eingerichtet ist, mit dem die Schlaufe in ihrer Ausrichtung geführt wird, beispielsweise in der Form eines Leitbleches mit einer wannenartigen oder halbkreisförmigen Innenkontur, in der die Schlaufe geführt wird. Auch eine Kombination aus mechanischer Schlaufenführung mit einer strömungstechnischen Beeinflussung (Saugluft, Druckluft) ist möglich.

Insgesamt betrifft damit die Erfindung ein Verfahren, bei dem die Größe der Schlaufe zwischen der hinteren Abreißwalze und der vorderen Abreißwalze im Bereich des oberen Umkehrpunktes maximal ist und/oder bei dem die Größe der Schlaufe zwischen der hinteren Abreißwalze und der vorderen Abreißwalze im Bereich des unteren Umkehrpunktes minimal oder null ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kämmmaschine für die Spinnereivorbereitung zur Ausführung eines solchen Verfahrens mit einer rotierend angetriebenen Rundkammwalze, über die in periodischer Abfolge ein Faserstrang zum Auskämmen desselben geführt wird, mit einer Oberzange und mit einer Unterzange, zwischen denen der auszukämmende Faserstrang in periodischer Abfolge festgeklemmt und wieder freigegeben wird, und mit einer rotierend angetriebenen vorderen Abreißwalze und mit einer rotierend angetriebenen hinteren Abreißwalze, wobei mit der vorderen Abreißwalze der Faserstrang in periodischer Abfolge getrennt wird, indem die Abtreißwalzen in einer Pilgerschrittbewegung unter Bildung eines oberen Umkehrpunktes und eines unteren Umkehrpunktes hin und her rotieren. Dabei sieht die Erfindung vor, dass die hintere Abreißwalze mit einer Phasenlage der Phasenlage der vorderen Abreißwalze nachläuft, wobei die Phasenlagen beider Abreißwalzen im Bereich des unteren Umkehrpunktes zueinander gleich sind.

Hierfür weist die vordere Abreißwalze einen ersten motorischen Antrieb und die hintere Abreißwalze einen vom ersten motorischen Antrieb unabhängigen zweiten Antrieb auf, die damit getrennt voneinander von der Steuereinheit ansteuerbar ausgebildet sind. So kann die zweite Abreißwalze bzw. das zweite Abreißwalzenpaar in der Rotationsbewegung frei und unabhängig angesteuert werden von der Ansteuerung der Rotationsbewegung der ersten Abreißwalze bzw. des ersten Abreißwalzenpaares.

Mit weiterem Vorteil ist wenigstens die vordere Abreißwalze und/oder die hintere Abreißwalze beweglich im oder am Kämmkopf der Kämmmaschine aufgenommen, sodass der räumliche Abstand zwischen den Abreißwalzen bzw. den Abreißwalzenpaaren veränderbar ist. Die Möglichkeit der Abstandsänderung ist dann von Vorteil, wenn der Abstand an die Größe der Schlaufe des Faserstranges angepasst werden soll, sodass bei einer größeren gewünschten Schlaufe der Abstand der Abreißwalzen zueinander vergrößert und bei einer kleineren gewünschten Schlaufe verkleinert werden kann. Über die Abstandsänderung wird der Platzbedarf für die Bildung der Schlaufe optimiert, was sich auf die Gleichmäßigkeit der Vliesqualität auswirkt.

Mit noch weiterem Vorteil können Mittel vorgesehen werden, mit denen die Schlaufe in ihrer räumlichen Ausdehnung beeinflusst werden kann. Zum Beispiel können eine Bedüsungseinrichtung und/oder eine Besaugungseinrichtung zur Anströmung oder zur Besaugung der Schlaufe mit Druckluft bzw. mit Saugluft eingerichtet werden, sodass die Schlaufe in ihrer Ausbildung von der Druckluft bzw. Saugluft beeinflussbar ist. So kann gezielt Einfluss genommen werden auf die Schlaufe, zum Beispiel ob sich diese nach unten oder nach oben ausbildet.

Schließlich kann auch ein Schlaufenführungsmittel eingerichtet sein, mit dem die Schlaufe in ihrer Ausrichtung führbar ist, beispielsweise in der Form eines Leitbleches mit einer wannenartigen oder halbkreisförmigen Innenkontur, in der die Schlaufe führbar ist. Dabei kann das Schlaufenführungsmittel auch einstellbar ausgebildet werden, sodass dieses beispielweise in der Höhenposition verstellbar ist, um damit an die Größe der Schlaufe angepasst zu werden.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass Energie- und Kosteneinsparungen ohne technologische Verluste erzielt werden können. Beim zweiten Abreißwalzenpaar könnten leistungsärmere und damit preiswertere Motoren eingesetzt werden. Abhängig von der Kammspielzahl und der am ersten Abreißwalzenpaar realisierten Abreißkurve kann durch eine sogenannte verschliffene Bewegung des zweiten Abreißwalzenpaares mit einem so gebildeten Materialpuffer des Faserstranges eine bessere Vliesgleichmäßigkeit an der Kämmmaschine realisiert werden.

Unabhängig von der verschliffenen Kurvenform können Schlaufen beliebiger Größe zu jeder Kurvenform eingestellt werden, und eine große Schlaufe bewirkt eine höhere Energieeinsparung, wobei die Größe der möglichen Schlaufe von vielen Faktoren abhängt, z.B. von der Kammspielzahl, dem verwendeten Fasermaterial, den Qualitätsanforderungen an den ausgekämmten Faserstrang und dergleichen. Entscheidend für die Vliesqualität und somit die Kammzugqualität ist die Basiskurve und die gewählte und auf die Basiskurve abgestimmte verschliffene Kurvenform, wobei die Basiskurve von der Bewegung der ersten Abreißwalze gebildet wird, mit der der eigentliche Abriss des Faserstranges erzeugt wird. Die Größe der während des Kammspiels gebildeten Schlaufe, und der Verlauf, wie die Schlaufe während des Kammspiels gebildet wird, also auf- und abgebaut wird, ist ebenfalls entscheidend für die Vliesqualität. Dabei wird erfindungsgemäß nur eine Schlaufe während eines Kammspiels gebildet. Umsetzbar ist mit besonderem Vorteil eine solche Ansteuerung der Abreißwalzen zueinander, bei der nur ein Umkehrpunkt der Abreißkurven gleich ist. Erfindungsgemäß ist dies der untere Umkehrpunkt, der den Umkehrpunkt in der Pilgerschrittbewegung bildet. Vor dem unteren Umkehrpunkt bewegt sich die Zangen des Zangenapparates wieder vorwärts zu der ersten Abreißwalze hin und öffnet sich kurz vor dem unteren Umkehrpunkt, so dass ab oder folgend auf den Umkehrpunkt die Speisung erfolgt und ein Abschnitt des Faserstranges aus den Zangen herausgezogen wird.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Kämmmaschine mit erfindungsgemäß ansteuerbaren Abreißwalzen;

Figur 2 ein Diagramm, in dem der Kurvenverlauf der Phasenlage der vorderen Abreißwalze und der Kurvenverlauf der Phasenlage der hinteren Abreißwalze für einen Kämmzyklus über der Zeit aufgetragen sind;

Figur 3 ein Diagramm, in dem die Kurvenverläufe gemäß Figur 2 über der Zeit für mehrere Kämmzyklen aufgetragen sind;

Figur 4a eine Ansicht einer Schlaufe des Faserstranges zwischen der vorderen Abreißwalze und der hinteren Abreißwalze mit einer Bedüsungseinrichtung;

Figur 4b eine Ansicht einer Schlaufe des Faserstranges zwischen der vorderen Abreißwalze und der hinteren Abreißwalze mit einem Schlaufenführungsmittel;

Figur 4c eine Ansicht einer Schlaufe des Faserstranges zwischen der vorderen Abreißwalze und der hinteren Abreißwalze mit dem Schlaufenführungsmittel und einer Putzwalze.

Figur 1 zeigt eine Kämmmaschine 100 im Bereich eines Kämmkopfes, der zum Auskämmen eines Faserstranges 10 dient, wobei letzterer auch als Faservlies oder einfach als Faserwatte oder Watte bezeichnet werden kann. Der Faserstrang 10 wird bevorratet auf einem Faserwickel 17 in einem noch nicht ausgekämmten Zustand, und die Faserwickel 17 ist auf zwei Wickelwalzen 18 und 19 aufgenommen. Damit kann die Faserwickel 17 durch Rotation der Wickelwalzen 18, 19 abgewickelt und dem Kämmkopf zugeführt werden. Alternativ zu diesem Speiseverfahren der Fasern mittels Wattewickel oder Faserwickel 17 können auch Faserbänder direkt aus Kannen dem Kämmkopf zugeführt werden.

Zunächst läuft der Faserstrang 10 über einen Speisezylinder 11 und wird anschließend einem Zangenapparat zugeführt, der eine Oberzange 2 und eine Unterzange 3 umfasst. Die Oberzange 2 und die Unterzange 3 geben den Faserstrang 10 in geöffnetem Zustand der Zangen 2 und 3 frei, und dieser kann über die vordere Ausgabeseite des Zangenapparates hinauslaufen. Im gezeigten Phasenzustand der Kämmmaschine 100 läuft der Faserstrang 10 unmittelbar in eine vordere Abreißwalze 4 über, der schließlich zwischen der vorderen Abreißwalze 4 und einer vorderen Abreißgegenwalze 15 geführt wird, indem der Faserstrang 10 zwischen der vorderen Abreißwalze 4 und der vorderen Abreißgegenwalze 15 gewissermaßen eingeklemmt wird. Die vordere Abreißwalze 4 und die vordere Abreißgegenwalze 15 bilden dabei das vordere Abreißwalzenpaar.

Im weiteren Verlauf des Faserstrangs 10 läuft dieser in eine weitere, diesmal hintere Abreißwalze 5 ein und wird eingeklemmt zwischen der hinteren Abreißwalze 5 und der hinteren Abreißgegenwalze 16, sodass die hintere Abreißwalze 5 und die hintere Abreißgegenwalze 16 das hintere Abreißwalzenpaar bilden. Anschließend läuft der Faserstrang 10 zur weiteren Verarbeitung in ein Abzugswalzenpaar 20 ein und wird dadurch weitertransportiert, beispielsweise in eine sogenannte Strecke. Dabei führen die Abreißwalzen 4 und 5 mit den jeweiligen Abreißgegenwalzen 15 und 16 eine Pilgerschrittbewegung aus, sodass diese Walzen 4, 15, 5, 16 in einer periodischen Abfolge eine Förder- und eine Rückförderbewegung ausführen, wobei die Förderbewegung einen kleinen zusätzlichen Weg ausführt, und sodass der Förderweg leicht größer ist als der Rückförderweg, woraus sich die Förderbewegung des Faserstranges 10 ergibt.

Um die Oberzange 2 und die Unterzange 3 in ihren Bewegungen entsprechend anzusteuern, dient ein Zangenarm 12, an dem die Unterzange 3 angelenkt ist, und der Zangenarm 12 ist auf einer Zangenwelle 13 aufgebracht, die eine periodische Hin- und Herbewegung ausführt. Die Oberzange 2 ist dabei in nicht näher gezeigter Weise ebenfalls beweglich angetrieben und gibt den Faserstrang 10 in der gezeigten Phasenlage des Kämmkopfes frei. Fährt der Kämmkopf zurück, indem sich die vordere Mündung des Zangenpaares 2, 3 von der vorderen Abreißwalze 4 in der Abbildungsebene nach links entfernt, wird der Faserstrang kurz vor der vorderen Abreißwalze 4 durch ein Abreißen getrennt, und ein weiterer Abschnitt des Faserstrangs 10 wird über den Speisezylinder 11 freigegeben. Der so freigegebene Faserbart gelangt in der Rückzugsposition des Kämmkopfes mit seiner freien Länge über die Rundkammwalze 1 , die rotierend angetrieben ist und ein auf der Rundkammwalze 1 vorhandenes Rundkammsegment 14 kann den Faserbart auskämmen. Anschließend fährt der Kämmkopf wieder nach links in Richtung zu den Abreißwalzen 4, 5, die in dieser Phasenlage den bereits ausgekämmten Faserstrang 10 ein Stück weit in Richtung zu den Zangen 2, 3 zurückfahren, sodass der frisch ausgekämmte Faserstrang 10 mit dem zurückgefahrenen Faserstrang 10 aus der vorderen Abreißwalze 4 leicht überlappend übereinander gelegt und so verlötet werden kann.

Der vom Rundkammsegment 14 ausgekämmte Faserbart legt sich dabei auf den Endabschnitt des zurückgeführten Faserstranges 10 mit einer Überlappung ab und wird für das Verlöten mit diesem zusammen in die Klemmstelle der ersten, vorderen Abreißwalze 4 in Verbindung mit der vorderen Abreißgegenwalze 15 eingezogen. Anschließend werden die Abreißwalzen 4, 5 mit einem größeren Gesamtwinkel vorwärtsgedreht, sodass ein größerer Abschnitt des Faserstranges 10 in Richtung zu dem Abzugswalzenpaar 20 geführt wird als in der Pilgerschrittbewegung wieder Richtung Zangenapparat in das Zangenpaar 2, 3 zurückgeführt wird.

Die Abreißwalzen 4, 5 müssen insofern in jedem Kammspiel zuerst durch einen vorbestimmten Phasenwinkel rückwärts und anschließend durch einen weiteren, größeren vorbestimmten Phasenwinkel wieder vorwärts gedreht werden, sodass mit der Vorwärtsdrehung der Faserstrang 10 zum Abzugswalzenpaar 20 überführt wird. Diese Bewegung bildet die vorstehend bezeichnete Pilgerschrittbewegung. Die Abreißgegenwalzen 15 und 16 drehen durch den Kontakt mit den angetriebenen Abreißwalzen 4, 5 mit.

Zur Ansteuerung der motorischen Antriebe 6, 7 dient eine Steuereinheit 8, die in nicht näher dargestellter Weise eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle aufweisen kann, sodass ein Bediener die Pilgerschrittbewegung über die Steuereinheit 8 entsprechend programmieren kann.

Erfindungsgemäß wird die hintere Abreißwalze 5 mit einer Phasenlage rotierend angetrieben, die der Phasenlage der rotierend angetriebenen vorderen Abreißwalze 4 in jedem Kämmzyklus zwischen einem sich immer wiederholenden unteren Umkehrpunkt nachläuft, wobei die Phasenlagen im oder leicht hinter dem unteren Umkehrpunkt wieder übereinstimmen. Dadurch kann sich eine Schlaufe S zwischen den Abreißwalzen 4, 5 bilden, die mit jedem Kammspiel aus dem Faserstrang 10 anwächst und zwischen den Abreißwalzen 4, 5 auch wieder abschwillt und bei einem darauf folgenden Kammspiel bildet sich die Schlaufe S erneut. Die Schlaufe S bildet sich dabei immer zwischen den unteren Umkehrpunkten der Phasenverläufe der Rotationsbewegung der Abreißwalzen 4, 5, wobei zwischen den unteren Umkehrpunkten die vordere Abreißwalze 4 mit einer größeren Winkelbeschleunigung betrieben wird als die hintere Abreißwalze 5. Dadurch durchläuft ein größerer Abschnitt des Faserstrangs 10 die vordere Abreißwalze 4 als der durch die hintere Abreißwalze 5 geführte Abschnitt des Faserstrangs 10. Vor dem unteren Umkehrpunkt bewegen sich die Zangen des Zangenapparates wieder vorwärts zu der ersten Abreißwalze hin und öffnet sich kurz vor dem unteren Umkehrpunkt, so dass ab oder folgend auf den Umkehrpunkt die Speisung erfolgt und ein Abschnitt des Faserstranges aus den Zangen herausgezogen wird. Es ist aber auch denkbar, dass die vordere Abreißwalze 4 und die hintere Abreißwalze 5 mittels eines gemeinsamen Getriebes miteinander gekoppelt angetrieben werden, und die unterschiedlichen Rotationsphasenverläufe werden durch eine starre oder gegebenenfalls manuell oder automatisch variierbare Getriebeverbindung miteinander erzeugt.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, auf dem der Rotationswinkel a der Abreißwalzen 4 und 5 in Form von Phasenlagen P1 und P2 über der Betriebszeit t aufgetragen ist. Die Phasenlagen P1 und P2 zeigen einen typischen Verlauf einer Pilgerschrittbewegung, insbesondere sind Umkehrpunkte U1 und U2 gebildet, wobei lediglich ein Kämmzyklus gezeigt ist. Die Aufeinanderfolge von Kämmzyklen bewirken eine kontinuierliche Fortdrehung der Rotationswinkel cd , a2, sodass der Kurvenverlauf in gewisser Weise kaskadenförmig immer weiter nach oben gerichtet verläuft, wie in der Figur 3 dargestellt ist, sodass die Darstellung der Figur 2 einen Ausschnitt der Verläufe der Phasenlagen P1 und P2 aus dem Diagramm der Figur 3 zeigt.

Das Diagramm zeigt die Abweichungen der Phasenlagen P1 und P2 der Drehbewegung der Abreißwalzen 4 und 5 über der Zeit t, wobei die Phasenlage P1 den zeitlichen Phasenverlauf der vorderen Abreißwalze 4 beschreibt und die Phasenlage P2 beschreibt den zeitlichen Phasenverlauf der hinteren Abreißwalze 5.

Nach Durchlauf des oberen Umkehrpunktes U1 ist erkennbar, dass die Phasenlagen P1 und P2 der vorderen und hinteren Abreißwalze 4, 5 voneinander abweichen. Die Abweichung ist derart ausgestaltet, dass die maximale Drehzahländerung der hinteren Abreißwalze 5 pro Zeiteinheit geringer ist als die maximale Drehzahländerung pro Zeiteinheit der vorderen Abreißwalze 4. Dadurch wird für den Betrieb der hinteren Abreißwalze 5 Energie eingespart, während die vordere Abreißwalze 4 die technologisch notwendige Phasenlage P1 über der Zeit durchläuft, die bestimmend ist für den eigentlichen Kämmprozess. Durch das Nachlaufen der Phasenlage P2 der hinteren Abreißwalze 5 gegenüber der Phasenlage P1 der vorderen Abreißwalze 4 ergibt sich ein weicherer, geglätteter Phasenverlauf, wobei die Phasenlagen P1 und P2 ausschließlich im unteren Umkehrpunkt U2 wieder übereinstimmen. Die Abweichung zwischen den Phasenlagen P1 und P2 ist im Bereich des oberen Umkehrpunktes U1 maximal. Eine leichte bzw. kleine Abweichung von der Position des unteren Umkehrpunktes der hinteren Abreißwalze 5 im Vergleich zur Basiskurve ist ohne qualitative Einschränkung möglich.

Weiterhin sind im Diagramm der Figur 2 die Öffnungs- und Schließzustände der Zangen des Zangenapparates aufgetragen, sodass gezeigt ist, in welcher Phase des Kämmzyklus sich der obere Umkehrpunkt U1 und insbesondere der untere Umkehrpunkt U2 befindet. Beginnend mit dem Abschnitt ZS, in dem die Zangen schließen, durchfährt die Pilgerschrittbewegung den oberen Umkehrpunkt U1, in dem die Schlaufe eine maximale Größe aufweist. Beim Durchlaufen des oberen Umkehrpunktes U1 ist die Zange geschlossen und der Schließvorgang abgeschlossen. Dem Abschnitt ZS folgt der Abschnitt ZG, in dem die Zangen geschlossen sind, der Faserbart also festgehalten wird. Schließlich folgt der Abschnitt ZÖ, in dem die Zangen wieder öffnen, wobei das Öffnen der Zangen kurz vor dem Durchlaufen der Phasenlagen P1 und P2 durch den unteren Umkehrpunkt U2 beginnt. Weiterhin aufgetragen sind die Abschnitte der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Zangenapparates relativ zu den Abreißwalzen, wobei zunächst der Abschnitt der Rückwärtsbewegung ZR aufgetragen ist, dem der Abschnitt der Vorwärtsbewegung ZV folgt. Der untere Umkehrpunkt U2 liegt dabei im Abschnitt der Vorwärtsbewegung ZV, sodass in diesem Abschnitt sich die Zangen des Zangenapparates wieder vorwärts zu der ersten Abreißwalze hin bewegen und die Zangen öffnen, insofern also ab oder folgend auf den unteren Umkehrpunkt U2 die Speisung erfolgt und ein Stück des Faserstranges aus den Zangen herausgezogen wird.

Figur 4a zeigt eine Ansicht des vorderen Abreißwalzenpaares umfassend die vordere Abreißwalze 4 und die vordere Abreißgegenwalze 15 und des hinteren Abreißwalzenpaares umfassend die hintere Abreißwalze 5 und die hintere Abreißgegenwalze 16. Zwischen dem vorderen Abreißwalzenpaar und den hinteren Abreißwalzenpaar bildet sich die Schlaufe S im durchlaufenden Faserstrang 10, wobei die Laufrichtung durch Pfeile angedeutet ist. Die Ansicht zeigt weiterhin die Anordnung einer Bedüsungseinrichtung 21 in schematischer Weise, und durch die Bedüsungseinrichtung 21 kann die Schlaufe S mit Druckluft in die gezeigte, nach unten gerichtete Ausbildung geführt werden, indem die Druckluft gemäß dem Beispiel von oben auf die Schlaufe S gerichtet wird.

Dadurch wird sichergestellt, dass die Schlaufe S sich nicht nach oben hin ausbildet, und die Schlaufe S weist für jeden Kämmzyklus eine immer gleiche Ausprägung auf. Das Gas, das mit der Bedüsungseinrichtung 21 auf die Schlaufe S des Faserstranges 10 gerichtet wird, kann durch Druckluft oder durch ein sonstiges Gas gebildet sein.

Figur 4b zeigt wiederholt eine Ansicht des vorderen Abreißwalzenpaares mit der vorderen Abreißwalze 4 und der vorderen Abreißgegenwalze 15 und des hinteren Abreißwalzenpaares mit der hinteren Abreißwalze 5 und der hinteren Abreißgegenwalze 16. Zwischen dem vorderen Abreißwalzenpaar und dem hinteren Abreißwalzenpaar bildet sich die Schlaufe S im durchlaufenden Faserstrang 10, wobei auch hier die Laufrichtung durch Pfeile angedeutet ist. Die Ansicht zeigt weiterhin die Anordnung eines Schlaufenführungsmittels 22 in schematischer Weise, und durch das Schlaufenführungsmittel 22 kann die Schlaufe S in ihrer gezeigten beispielhaft nach unten gerichteten Ausbildung geführt werden. Dabei kann das Schlaufenführungsmittel 22 beispielsweise auch mit einer Sensoreinheit ausgebildet sein, mit der die tatsächliche Ausbildung, insbesondere die Größe der Schlaufe S bestimmt und an die Steuereinheit weitergegeben werden. Die in der Figur 4a gezeigte Bedüsungseinrichtung 21 kann insbesondere auch in Verbindung mit dem Schlaufenführungsmittel 22 kombiniert eingerichtet sein. Das Schlaufenführungsmittel 22 kann auch nach oben hin ausgerichtet sein und damit die Schlaufe S begrenzen und gleichzeitig gegen eine nicht dargestellte Putzwalze, die oberhalb der Abreißgegenwalzen 15, 16 angeordnet ist, abschirmen.

Figur 4c zeigt die zwei Abreißwalzenpaare in vergrößertem Abstand zueinander, wobei sich die Schlaufe S nach oben ausgebildet hat. Die Schlaufe S wird in diesem Ausführungsbeispiel nicht nur durch ein Schlaufenführungsmittel 22 geführt, sondern auch nach oben hin abgeschirmt, so dass eine Bürste 23 und die mit der Drehung der Bürste 23 verbundene Luftströmung die Schlaufe S nicht beeinträchtigt. Statt der hier dargestellten einen Bürste 23 können auch zwei Bürsten, jeweils für jede obere Abreißwalze 15, 16 separat, verwendet werden. Die Schlaufe kann in diesem Ausführungsbeispiel auch durch eine von unten wirkende Bedüsungseinrichtung, die hier nicht dargestellt ist, unterstützt werden.

Erfindungsgemäß können die Energiekosten gesenkt werden und insbesondere der Antrieb für das zweite bzw. hintere Abreißwalzenpaar kann preiswerter ausgeführt werden. Die Höhe der Leistungseinsparung bzw. Energieeinsparung kann über die Form der gewählten Kurven des zweiten bzw. hinteren Abreißwalzenpaares beeinflusst werden. Der entstehende Faserflor weist dabei bessere CV-Werte auf und der entstehende Faserflor ist gleichmäßiger. Abhängig von der Kammspielzahl und der am ersten bzw. vorderen Abreißwalzenpaar realisierten Abreißkurve kann durch eine verschliffene Bewegung des zweiten bzw. hinteren Abreißwalzenpaares eine bessere Vliesgleichmäßigkeit an der Kämmmaschine und verbesserte CV-Werte realisiert werden. Diese Gleichmäßigkeit kann durch die Größe der gebildeten Schlaufe und damit durch die gewählte Kurvenform des hinteren Abreißwalzenpaares direkt beeinflusst werden. Bei einer gewählten großen Schlaufe kann auch der Abstand des vorderen Abreißwalzenpaares vom hinteren Abreißwalzenpaar vergrößert werden, so dass für die Schlaufe ausreichend Platz vorhanden ist, ohne dass sich Falten bilden oder diese von der Klemmlinie der Abreißwalzenpaare erfasst wird.

Zu Beginn des Kämmvorganges muss erst eine Rücklieferung des Materials erfolgen, um auch während des ersten Kammspiels einen Verzug zu vermeiden. Alternativ kann auch auf die Rücklieferung verzichtet werden, wobei dann beim ersten Kammspiel ein Verzug der Fasern auftritt.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichen

100 Kämmmaschine

1 Rundkammwalze

2 Oberzange

3 Unterzange

4 vordere Abreißwalze

5 hintere Abreißwalze

6 motorischer Antrieb

7 motorischer Antrieb

8 Steuereinheit

9 Antriebseinheit

10 Faserstrang

11 Speisezylinder

12 Zangenarm

13 Zangenwelle

14 Rundkammsegment

15 vordere Abreißgegenwalze

16 hintere Abreißgegenwalze

17 Faserwickel

18 Wickelwalze

19 Wickelwalze

20 Abzugswalzenpaar

21 Bedüsungseinrichtung

22 Schlaufenführungsmittel

23 Bürste a Rotationswinkel

P1 Phasenlage der vorderen Abreißwalze

P2 Phasenlage der hinteren Abreißwalze

S Schlaufe

U1 erster Umkehrpunkt

U2 zweiter Umkehrpunkt

ZS Abschnitt Zange schließen

ZG Abschnitt Zange geschlossen

ZÖ Abschnitt Zange öffnen

ZV Abschnitt der Zangen - Vorwärtsbewegung

ZR Abschnitt der Zangen - Rückwärtsbewegung