Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines verzugsfähigen Stapelfaserhandes. Es sind bereits die verschiedensten Ver fahren und Vorrichtungen belkannt geworden, die sich ziun Ziele setzen, einen Faserstrang, der im wesentlichen aus endlosen Fibrillen besteht, in ein verzugsfähiges Stapelfaserband umzuformen.
Von der Auswahl bisher bekannter Trenn vorrichtungen haben sich besonders solche mit abquetschender Arbeitsweise wegen ihrer Zu verlässigkeit und Anspruchslosigkeit bezüglich Wartung bewährt.
Zwecks Wiederherstellung der vielfach durch den Trennvorgang gestörten Parallel lage der Fasern und- zur weiteren Verfeine rung der Stapelfasermasse kamen in an schliessenden Arbeitsstufen schon die verschie denartigsten Vorrichtungen zur Verwendung, die jedoch ausnahmslos den besonderen Anfor derungen und der Eigenart abquetschender Trennorgane zu wenig Rechnung tragen.
In nachteiliger Weise besitzen viele Kunst fasern die unangenehme Eigenschaft, dass sie beim Abquetschen durch Schneiden von end licher Breite zufolge des hohen spezifischen Druckes bündelweise zusammenschweissen, was bei der Weiterverarbeitung und nament lich beiVern igsoperationen allergrösste Schwie rigkeiten bereitet. Es gilt also vorerst, die Einzelfasern nach dem Schneiden von ihren gemeinsamen Quetschpartikelchen (im engli schen Sprachgebrauch fish-food genannt) zu trennen und die letzteren aus der Faser schicht auszuscheiden.
Nach einem Vorschlag wurden aus diesem Grunde nach dem Schneid- aggregat auch schon besonders tief ineinander greifende Sternwalzen angeordnet, zwischen denen die Faserschicht durchgezogen wird. Das erzielte Resultat ist jedoch gleichermassen wie vermittels einfacher und doppelter Nadel stabstreckwerke unbefriedigend, und man behalf sich bisher, indem man mehrere solcher Arbeitsgänge nacheinander aiLsführte. Dies verteuert und kompliziert jedoch das ganze Aufbereitungsverfahren.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren, um eine aus endlosen Fibrillen bestehende Faserschicht in ein verzugsfähiges Stapel faserband umzuformen, werden diese Mängel behoben, indem die Faserschicht durch Zer teilung nach dem Quetschprinzip kontinuier- lich- in eine Stapelfaserschicht umgeformt wird, die in geführtem Zustand einer mehr stufigen, abwechshingsweise vorwärts- und rückwärtsgerichteten Kämmung unter gleich zeitiger Streckung unterworfen wird,
-und schliesslich die gekämmte Stapelfaserschicht zusammengeführt und zu einem zusammen hängenden Stapelfaserband verdichtet wird. Die zur zweckmässigen Durchführung eines Verfahrensbeispiels verwendete Einrichtung kennzeichnet sich durch eine nach dem Quetschprinzip arbeitende Zerteilvorrichtung, ein nachgeordnetes Kämmstreckwerk, das eine Mehrzahl von Klemmwalzenpaaren enthält mit einem gegenseitigen Abstand, der gleich der Länge des erzeugten Stapels ist, wobei zwi schen je zwei Klemmwalzenpaaren ein Na delwalzenpaar angeordnet ist, dessen.
Umfangs- geschwindigkeit im Bereich der Nadeln gzösser als die Umfangsgeschwindigkeit des einziehen den, aber kleiner als diejenige des abziehen den Klemmwalzenpaares ist, und durch die Faserschicht zusammenführende Mittel und eine Verdichtungsvorrichtung, um nach dein Kämmstreckwerk das Stapelfaserband zusam menhängend zu machen.
Ausfühiangsbeispiele der Erfindung wer den an Hand der beiliegenden Zeichnung er läutert, die eine beispielsweise Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens darstellt. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung die Einrichtung im Aufriss, Fig. 2 eine geschnittene Stapelfaserschicht, Fig. 3 ein Detail aus Fig. 2, Fig. 4 eine Variante des Kämmstreck- werkes im Schnitt, Fig. 5 ein Nadelwalzenpaar,
Fig. 6 und 7 eine besondere Vorrichtung zum Zusammenführen der Faserschicht, wobei Fig. 7 dem Schnitt I-I der Fig. 6 ent spricht, und Fig. 8 eine Schueidwalze.
Die nach' dem Quetschprinzip arbeitende Schneidvorrichtiuig besitzt gemäss Fig. 1 eine an Lund für sich bekannte Schneidwalze 1 mit gewindeartigen Messergängen 2, die Letter hohem Druck gegen ihre glatte Gegenwalze 3 angepresst wird. Die Messergänge 2 sind an der Spitze nicht scharfkantig, sondern in Be, rücksichtigung der hohen spezifischen Pres sung und im Interesse einer geringen Wartung auf eine Breite von 0,3 bis 0,5 mm abgeflacht.
Die Sehneidwalze kann ein- oder mehrgängige l,1esserschrauben besitzen, doch entspricht der umfängliche Abstand zweier benachbarten Schneiden immer der Stapellänge der zu schneidenden Fasern. Zweckmässig ist zwi schen die Messergänge ein elastischer Füll stoff 4 eingelegt, um die Faserschicht während des Schneidvorganges zuverlässig zu klemmen und ein seitliches Ausweichen der einzelnen Fibrillen zu verhindern.
An Stelle der be schriebenen Vorrichtung können selbstver ständlich auch andere geeignet erscheinende Schneidorgane Anwendung finden, die nach dem erwähnten Prinzip arbeiten. Unmittelbar auf die Schneidvorrichtung folgt uni Sinne des Arbeitsprozesses ein Klemmwalzenpaar 5, dem in Abständen a, die ungefähr der Länge des geschnittenen Stapels entsprechen, weitere Klemmwalzenpaare 6, 7 und 8 folgen, die Kämmfelder zwischen sich einschliessen. Zwischen den Klemmwalzenpaaren sind Nadel walzenpaare 9, 10, 11 untergebracht, wobei deren in Reihen angeordnete Nadeln 12 in die Nadellücken ihrer Gegenwalze eingreifen.
Beidseitig der Nadelwalzen sich befindende Distanzringe 13 verhindern eine gegenseitige Berührung von Nadeln und Walzenkörpern. Es hat sich in der Praxis als vorteilhaft er wiesen, die Nadelwalzenpaare bezüglieh ihrer Lage im ICümmfeld näher bei dem abziehen den als dem zuführenden Klemmwalzenpaar anzuordnen. Es ist auch möglich, die An zahl der Klemm- und Nadelwalzenpaare ge genüber Fig. 1 zu vergrössern oder sie auf ein Minimum zu beschränken. Die untern und obern Nadelwalzen 9, 10, 11 werden durch nicht gezeichnete Mittel so angetrieben, dass ihre Nadeln in der Schicht in deren Bewe gungsrichtung laufen.
Da überdies die übri gen Antriebsmittel und die Pressionsanord- nung für die Schneidwalzen- und die klemm- walzenpaare von durchaus konventioneller Bau art sind, werden diese ebenfalls nicht näher beschrieben.
Dem Kämmstreckwerk anschliessend folgt ein Kondenser 14. Dieser dient dem Zusam menführen der ausgebreiteten, geschnittenen und gekämmten Fasersehicht 15 in ein Band von mehr rundlichem Querschnitt. Nach dem Kondenser ist eine Verdichtungsvorrichtung, bestehend aus dem Zufuhrwalzenpaar 16 und einer Presskammer 17, angebracht.
Die zu konvertierende, aus endlosen Ein zelfibrillen zusammengesetzte Faserschicht 18, der in einer vorangehenden Vorrichtung die gewünschte Breitenverteilung und Anspan nung erteilt wird, wird zur weiteren Vergleich- mässigang bezüglich Dicke über eine Reihe von Kalanderwalzen 19 der Schneidvorrichtung 1, 3 zugeführt, in deren Berührungslinie die Faserschicht 18 dem umfänglichen Abstand der 'Messerschrauben entsprechend, abge quetscht wird. Es entsteht. eine zusammen hanglose Stapelfaserschicht 20. Eine solche ist in Fig. 2 dargestellt.
Viele Kunstfasern besitzen die unangenehme Eigenschaft, dass sie sich in der Quetschzone zufolge des hohen, zwischen den Schneidorganen auftretenden Druckes zu Faserbüscheln 21 verschweissen, denen ein Quetschpartikelchen 22 ( fish-food ) gemeinsam ist (Fug. 3). Oft kleben die Faser büschel 21 auch beiderends zusammen.
Die aus diesen Faserpaketen aufgebaute Stapelfaserschicht 20 wird vom Klemmwalzen- paar 5, dessen Abstand zur Schneidvorrich- tung 1, 3 kleiner ist als die Stapellänge und dessen Einzugsgeschwindigkeit der Lieferge schwindigkeit des Schneidwalzenpaares ent spricht, erfasst und gegen das Nadelwalzen paar 9 weitergefördert.
Das im Abstand a nächstfolgende Klemmwalzenpaar 6 besitzt gegenüber dem Einzugswalzenpaar 5 eine dem, eingestellten Verzug entsprechend grössere Liefergeschwindigkeit. Anderseits liegt die Umfangsgeschwindigkeit des Nadelwalzen paares 9 im Bereiche der Nadeln 12 zwischen den Fördergeschwindigkeiten der benachbar ten Klemmwalzenpaare 5 und 6. Es werden dadurch die vom Einzugswalzenpaar 5 ge klemmten Faserpakete 21 in geführtem Zu stand an ihren vordern Enden von beiden Seiten her intensiv ausgekämmt.
Die zu sammengeschweissten Einzelfasern lösen sich von den Quetschpartikelchen 22 und werden in Parallellage gebracht, während die Quetsch partikelchen zu Boden fallen. Unmittelbar nachdem die Fasern den Klemmbereich des Einzugswalzenpaares 5 verlassen haben, wer den diese, der Streckfeldweite entsprechend, sofort vom Lieferwalzenpaar 6 erfasst und mit einer Geschwindigkeit abgezogen, die grö sser als diejenige der Nadeln in den Walzen 9 ist. Es wirkt somit auch eine Kämmung auf die hintern Faserenden ein.
Der beschriebene Vorgang wiederholt sich in den anschliessenden Kammfeldern ganz analog, und es wird auf diese Weise die ge schnittene Stapelfaserschicht 20 im Gegensatz z. B. zu der Arbeit üblicher Nadelstab-Streck- werke, in geführtem Zustand und abwechs lungsweise einer nach vorwärts und nach rück wärts gerichteten Kämmung ausgesetzt, wobei die Faserschicht infolge des Verzuges in den einzelnen Kämmfeldern gleichzeitig verfei nert wird.
Es resultiert eine Vorlage, die sich durch Sauberkeit, Homogenität und durch vollständige Trennung und Parallellage der einzelnen Fasern auszeichnet. Daneben wird durch das Ausscheiden der Quetschrückstände 22 auch die Gefahr der Nissenbildung in spä teren Arbeitsgängen ausgeschaltet.
Zwecks Erhöhung der Kämmwirkiuig kann die Anzahl der Nadeln 12 pro Längeneinheit im zweiten und dritten Kämmfeld vergrössert werden, wie auch eine Bestecktmg dieser Wal zen mit zwei oder mehr Nadelreihen möglich ist (vgl. z. B. Fig. 4).
Die Umfangsgeschwindigkeit der Nadel walzen wird, je nach dem gesteckten Ziel, ent weder mehr dem einziehenden oder mehr dem abziehenden Klemmwalzenpaar angepasst. Es hat sich namentlich bewährt, diese im ersten Kämmfeld dem abziehenden Walzenpaar an zugleichen, womit dem eingestellten Verzug entsprechend die Auskämmung der vordern Enden intensiviert wird. In einem nachfol genden Kämmfeld dagegen kann die Um fangsgeschwindigkeit der Nadeln derjenigen des einziehenden Klemmwalzenpaares ange nähert werden, wodurch sich eine stärkere Kammwirkung auf die hintern Enden der Büschel 21 ergibt.
Das Verhältnis der Relativ geschwindigkeiten der Nadeln in bezug auf die Fasern zwischen der nach vorwärts und der nach rückwärts gerichteten Kämmung ist daher in den Kammfeldern verschieden.
Die das Kämmstreckwerk verlassende Fa serschicht 15 besitzt noch keinen innern Zu sammenhang. Sie wird aus diesem Grunde einer Vorrichtung 14 zugeführt, die die flä chenhaft ausgebreitete Schicht zu einem Band rundet, worauf eingezogen durch ein an schliessendes Walzenpaar 16, die Lunte in einer Presskammer 17 zu einem transport- und verzugsfähigen, zusammenhängenden Stapel- faserband. 23 verdichtet wird, Die Ablage des fertigen Bandes kann in üblicher Weise in Kannen erfolgen.
Fig. 4 zeigt eine modifizierte Ausfüh rungsform des Kämmstreckwerkes.
An das einziehende Klemmwalzenpaar 24 des ersten Kämmfeldes schliesst ein winklig abgebogenes Leitblech 25 an. Dessen einer Schenkel 26 steht ungefähr radial zur untern Nadelwalze 27, während der andere Schen kel 28 die Nadeln 29 auf einem Teilstück des Umfanges gegen die obere Nadelwalze 27 hin überdeckt.
Um eine Berührung der Na deln der beiden Nadelwalzen 27 mit dem Leit- blech 25 und damit eine Beschädigung zu verhindern, liegt das Blech auf beidseitig der Walzen vorgesehenen Abstandringen 30._ und 31 auf, deren Durchmesser grösser ist als der Durchmesser über die Nadelspitzen.
Denn- noch soll im Interesse einer wirkungsvollen Kämmung das gegenseitige Ineinandergreifen der Nadelreihen gewährleistet sein, was, wie- in Fig. 5 dargestellt, eine versetzte Anord nung der Abstandr inge 30 und 31 in axialer Richtung bedingt. Ein entsprechendes Leit- blech 32 findet auch im folgenden Kämmfeld Anwendung.
Dieses leitet die Faserschicht auf die beschriebene Art dem mit drei aufeinan- derfolgenden Nadelreihen ausgerüsteten Na delwalzenpaar 33 zu.
Die vom Walzenpaar 24 geförderte Sta- pelfaserschicht wird durch das Leitblech 25 aus der horizontalen Bewegungsrichtung aus gelenkt und der untern Nadelwalze 27 an Stelle der in Fig. 1 gezeigten tangentialen Zuführung unter verändertem Winkel, das heisst mehr in radialer Richtung, zugeleitet. Durch solches Vorgehen wird die auf die vor- dern Enden der einzelnen Faserpakete 21 aus geübte Kämmimg noch verbessert.
Der Schen kel 28 des Leitbleches 25 unterstützt diese Bestrebungen weiter, indem die zwischen die sem und dem Grund der untern Nadelwalze 27 eingebettete Faserschicht von den Nadeln 29 vollständig durchdrungen wird.
An Stelle des in Fig. 1. gezeigten Konden- sers 14 ztun Zusammenführen der gekämmten Faserschicht 15 tritt zweckmässig eine Vor richtung gemäss den Fig. 6 und 7, Diese besteht aus einem spitzwinklig gegen vorn zusammenlaufenden Fördertisch 34, des sen seitliche Begrenzung durch Förderbänder 35 und 36 gebildet wird, die um vertikale Leit- rollen 37, 38 bzw. 39, 40 im Sinne der ein getragenen Pfeile umlaufen.
Der Fördertisch 34 fällt im Bereiche der Walzen 37, 39 und 38, .40 ab (Fug. 7), womit die Richtung seiner Führungsfläche von der Bewegungsrichtung der Führungstrumme der Förderbänder 35 und 36 abweicht. Die Geschwindigkeitskom ponente der Bänder in der Flussrichtung des Materials stimmt im wesentlichen mit den Lie fergeschwindigkeiten des Walzenpaares 41 und des Einzugswalzenpaares 42 der anschliessen den Verdichtungskammer 43 überein.
Die vom Walzenpaar 41 auf den Förder- tisch 34 abgelieferte Faserschicht gleitet, be günstigt durch die geneigte Lage des Förder- tisches, auf diesem dem Walzenpaar 42 zu, während sie gleichzeitig durch die umlaufen den Förderbänder 35, 36 von beiden Seiten her zusammengedrängt wird.
Zufolge der beson deren Lageanordnung von Fördertisch und Förderbändern werden die Fa.serschichträn- der während der Vorwärtsbewegung gegen über der Vliesmitte hochgezogen, was Glas Ein rollen der Schicht von beiden Seiten her und damit die einwandfreie Rundung zu einem Band ohne Zerrungen begünstigt. Durch Vergrössern oder Verkleinern der Umlaufge schwindigkeit der Förderbänder kann man bei Bedarf auch eine Relativbewegung zwi schen den Faserschichträndern und den För derbändern erzeugen. Etwa vom Rand ab stehende Fasern lassen sich so wieder in die Schicht einfügen.
Der von den Förderbändern 35 und 36 eingeschlossene Winkel a beträgt vorteilhaft etwa 55 bis 65 ; stumpfere Winkel bedingen zu grosse Relativgeschwindigkeiten der Förder bänder, während zu spitze Winkel zufolge der grösseren Länge des Fördertisches das gute Gleiten der Fasern beeinträchtigen.
In Fig. 8 ist eine je zur Hälfte mit links- und rechtsgewindigen Messergängen ausge rüstete Messerwalze 44 gezeigt. Mit einer solchen erhält mau. ein symneti:isches Schnitt- Bild der Faserschicht (angedeutet in Fig. 6), was ihre Behandlung namentlich beim Zusam menführen zu einem Band erleichtert.