DE2000406A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Umwandeln von Endlosfasern in Stapelfaserbaender - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umwandeln von aus parallel liegenden Endlosfasern bestehenden Strängen in aus Stapelfasern bestimmter Länge bestehende Faserflore, die zu Faserbändern weiterverarbeitet werden. Genauer gesagt, die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche eine derartige Umwandlung in wirksamer und wirtschaftlich günstiger Weise durchführt, um Faserbänder herzustellen, die sich in jeder Hinsicht mit Baumwollbändern vergleichen lassen und außerdem hervorragend geeignet sind, mit diesen gleichmäßig vermischt zu werden.

Es ist bekannt, strangförmige oder ähnliche Verbände aus textilen Endlosfasern mittels Vorrichtungen und Verfahren in Faserflore oder Stapelfaserbänder umzuwandeln, welche die bei der Verarbeitung von Naturfasern erforderlichen Arbeitsvorgänge des Öffnens, des Auslesens, der Herstellung von Wickeln u. dgl. nicht einschließen. In diesem Zusammenhang wird auf die USA-Patente 2 323 300, 2 438 469, 2 706 834 und 2 872 707 verwiesen. Bei Anlagen zur Verarbeitung von Kammgarn oder Halbkammgarn unter Verwendung von Fasern mit schwerem Denier und einer Länge zwischen
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und 16 cm oder mehr hat man zufrieden stellende Ergebnisse bei der direkten Umwandlung von Fasern in Faserbänder erzielt. Fasern mit schwerem Denier und einer derartigen Länge lassen sich verhältnismäßig leicht verarbeiten. Bei den in der Kammgarnspinnerei üblicherweise verwendeten Nadelstabstrecken oder ähnlichen Vorrichtungen erzielt man eine brauchbare Mischung der Fasern mit den zu verarbeitenden Wollfasern vergleichbarer Größe.

Synthetikfasern der zuvor erwähnten Länge können in Baumwollverarbeitungsanlagen dagegen nicht wirksam verarbeitet und gemischt werden, da sie eine andere Einstellung der Streckwerke erfordern. Zur optimalen Verarbeitung in für Baumwolle eingerichteten Anlagen müssen die Synthetikfasern kleiner sein und etwa die Größe von Baumwollfasern haben, d.h. vorzugsweise ein Denier von etwa 1,5 und eine Länge von nicht mehr als etwa 38 mm besitzen. Die aus den Fasern hergestellten Faserbänder müssen, wenn sie anschließend mit Baumwolle in einer Mischstrecke verarbeitet werden sollen, auch die gleiche Struktur, Dichte, die willkürliche Faserorientierung und andere Eigenschaften der Baumwollbänder des Mischbandes besitzen.

Bisher war es nicht möglich, Endlosfasern unmittelbar in Faserbänder umzuwandeln, welche die Stapellänge, die strukturelle Gleichmäßigkeit und andere Eigenschaften von Baumwollbändern aufweisen. Synthetikfasern, die in Baumwollverarbeitungsanlagen verarbeitet werden sollen, wurden bisher im allgemeinen vom Faserhersteller auf Stapelfaserlänge geschnitten und in Behältern oder als Stapelfaserballen an den Garnhersteller verschifft. Danach werden die Fasern im Wesentlichen in der gleichen Weise wie Baumwollfasern weiterverarbeitet. Dem Kardieren muss das Öffnen der Fasern in irgendeiner Form vorangehen. In manchen Fällen leitet man die Synthetikfasern durch einen Klauber und stellt Wickel her, bevor die Fasern in die Karde eingegeben werden. Ungeachtet dessen, ob die Beschickung von einem Wickel oder aus einem Behälter erfolgt, sind die in die Karde eintretenden synthetischen Stapelfasern ineinander verschlungen und genau wie Baumwollfasern in der gleichen Verarbeitungsstufe ungleichmäßig verteilt. Es überrascht daher nicht, dass das Kardieren von synthetischen Stapelfasern verhältnismäßig langsam vor sich geht. Bei den so genannten Hochleistungskarden mit einer Standardbreite von etwa 1 Meter beträgt die Lieferung nur etwa 23 bis 27 kg pro Stunde.

Es liegt daher die Aufgabe vor, ein Verfahren zu schaffen, welches vorbereitende Arbeitsgänge überflüssig macht und zu einer wesentlichen Steigerung der Lieferung einer Karde bei der Verarbeitung von Synthetikfasern führt.

Die Erfindung sieht bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art vor, dass die Endlosfasern in Abständen, die der gewünschten Stapelfaserlänge entsprechen, in Querrichtung gebrochen und längs orientiert parallel zueinander in eine Karde eingeleitet werden, welche die gebrochenen Fasern in Einzelfasern bestimmter Länge auftrennt und daraus einen Faserflor herstellt.

Die aus einer Karde mit Einzugswalze, Hauptzylinder und Abnehmer bestehende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Einzugswalze eine Vorrichtung zum Einleiten einer Anzahl in Querrichtung gebrochener Endlosfaserstränge vorgeschaltet ist, deren Fasern längs orientiert sind und im Wesentlichen parallel zueinander liegen, wobei die Vorrichtung zum Einleiten der Faserstränge je ein hinter der Einzugswalze angeordnetes Druckwalzenpaar und Brechwalzenpaar aufweist, denen Antriebsmittel für den Drehantrieb in Durchlaufrichtung in der Weise zugeordnet sind, dass in den Fasern zwischen dem Druckwalzenpaar und dem Brechwalzenpaar eine bestimmte Zugspannung vorhanden ist, und dass das Brechwalzenpaar mit einer Einrichtung versehen ist, welche die zwischen den Walzen zur Einzugswalze laufenden, unter Zugspannung stehenden Fasern in bestimmten Längsabständen in Querrichtung bricht.

Durch die Erfindung ist es möglich, gekräuselte Endlosfasern zu Strängen zusammengefasst unmittelbar und kontinuierlich in Faserbänder umzuwandeln, die sich in jeder Hinsicht mit Baumwollbändern vergleichen lassen, und zwar in einer Baumwollkarde mit sehr hoher Lieferung. Man erzielt ohne Schwierigkeiten eine Lieferung von 90 bis 115 kg pro Kardenstunde und dies, mit Standardwerten verglichen, ohne jede Zunahme im Faserbandgewicht oder der gelieferten Meterzahl. Mit Ausnahme der Einzugswalze können alle Bauteile der Karde und die nachgeschalteten Vorrichtungen zum Ablegen und Mischen der Faserbänder usw. mit ihrer normalen Arbeitsgeschwindigkeit laufen. Die Karde kann mit sehr unterschiedlichem Verzug gefahren werden, nämlich mit einem hohen Verzug von 150 bis hinunter zu einem niedrigen Verzug von 2.

Über die wirtschaftliche Einsparung durch Zunahme der Kardierleistung hinaus beseitigt die Erfindung die Notwendigkeit vieler Arbeitsvorgänge hinsichtlich der Handhabung und Vorbereitung der Fasern, die dem Kardieren normalerweise vorausgehen. Die Verwendung von Ausrüstungen zum Öffnen, Auslesen, zum Bilden von Wickeln und/oder zum Zuführen aus einem Behälter sind überflüssig. Eine einzige Karde kann ohne Lieferungsverlust mehrere von Wickeln oder aus einem Behälter gespeiste Karden ersetzen. Die hergestellten Faserbänder können sofort mit Baumwollbändern vermischt werden, wobei eine verhältnismäßig kompakte Mischanlage zur Verwendung kommen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Anzahl Stränge aus gekräuselten Endlosfasern mit Abstand nebeneinander durch ein Gatter zu den Eingriffsstellen der sich anschließenden, neben der Einzugswalze der Karde angeordneten Druckwalzen und Brechwalzen geleitet. Die Fasern werden in Querrichtung gebrochen, während sie sich unter bestimmter Zugspannung befinden. Das Brechen erfolgt in Längsabständen, die der gewünschten Länge der herzustellenden Stapelfasern entsprechen. Danach werden die gebrochenen Fasern in Längsrichtung und immer noch im Wesentlichen parallel zueinander in durch Zwischenräume voneinander getrennten Verbänden der Einzugswalze der Karde zugeleitet. Vorzugsweise läuft die Einzugswalze wesentlich schneller als üblich, nämlich mit etwa 7 Meter pro Minute. Die übrigen Teile der Karde laufen mit normaler Arbeitsgeschwindigkeit. Die auf diese Weise zugeleiteten Fasern durchlaufen die Karde, welche die Fasern an ihren Bruchstellen in der üblichen Weise in Einzelfasern zertrennt, Schuppen und andere Fremdkörper entfernt, die beim Brechvorgang od. dgl. entstanden sind, und die Fasern der noch immer durch Zwischenräume getrennten Verbände in allen drei Ebenen erneut zueinander ausrichtet, so dass sich am Abnehmer eine Anzahl Faserflore bildet, deren Breite nur geringfügig größer ist als die Breite der Faserstränge, aus denen sie hergestellt wurden. Die nach dem Abziehen und dem in bestimmter Weise erfolgenden Verdichten dieser Faserflore entstandenen Faserbänder lassen sich hinsichtlich ihres Gewichtes, ihrer Struktur, ihrer Faserorientierung, und anderer Eigenschaften mit dem einzigen Faserband vergleichen, welches hergestellt worden wäre, wenn man die Karde in der üblichen Weise mit Stapelfasern beschickt hätte. Die Lieferung für die einzelnen Bänder ist die gleiche, wie sie auch für ein einzelnes Band gelten würde. Während die Faserbänder runde Form haben und in Kannen abgelegt werden könnten, werden sie vorzugsweise in Bandform hergestellt und ohne zwischengeschaltete Wickelvorgänge mit Baumwollbändern vermischt. Dies geschieht in der in der amerikanischen Anmeldung Nr. 555 561 beschriebenen Weise.

Die Faserbänder, die sich besonders für Baumwoll-Polyester-Mischungen eignen und aus 1,5 Denier Polyesterfasern mit einer Stapellänge von 38 mm gebildet sind, lassen sich, wie erwähnt, mit einer Lieferung von etwa 90 - 115 kg pro Stunde herstellen, wobei die Karde mit einem geringen Verzug von etwa 10 arbeitet. Die Gründe für diese Arbeitsleistung gehen aus den folgenden Erläuterungen hervor. Der Hauptanteil der von einer Karde durchführten Arbeit besteht normalerweise darin, eine gute Parallelität der zugeführten, miteinander verschlungenen und nicht orientierten Fasern zu erzielen. Da im Falle der Erfindung die Fasern an der Eintrittsseite der Karde bereits ein hohes Ausmaß an Parallelität besitzen, ist die Karde hinsichtlich dieser Funktion weitgehend entlastet. Tatsächlich ist im Ausmaß der Parallelität eher eine Abnahme als eine Zunahme vorhanden. Als Folge davon, dass im Gegensatz zu normalen Kardierungsarbeiten ein wesentlicher Arbeitsanteil in Fortfall kommt, kann die Kardierung mit wesentlich geringerem Verzug durchgeführt werden, ohne dass eine Qualitätsminderung im erzeugten Faserband eintritt oder dass die verwendete Ausrüstung durch nachteilige Einwirkungen leidet.

Da die Erfindung zu einer höheren Lieferung führt, können am Hauptzylinder der Karde manchmal Überlastungserscheinungen auftreten, d.h., zwischen den Spitzen der Kardierungsflächen können sich Fasern anhäufen, die von der Abnehmerwalze nicht ordnungsgemäß entfernt werden. Es hat sich gezeigt, dass diesen Überlastungserscheinungen dadurch begegnet werden kann, dass man einen gesteuerten Luftstrom nach innen auf die Kardierungsfläche des Hauptzylinders richtet, und zwar an einer Stelle, die sich unmittelbar vor dem Tangierungsbereich mit der Abnehmerwalze befindet. Man müsste eigentlich erwarten, dass ein derartiger Luftstrom die Fasern auf dem Hauptzylinder noch dichter zusammenpackt; in Wirklichkeit ist das Gegenteil der Fall. Offensichtlich infolge ihrer Ablenkung, welche die Luft nach ihrem Auftreffen auf den Hauptzylinder in der entgegen gesetzten Richtung erfährt, löst sie die Fasern, so dass sie in der üblichen

Weise vom Abnehmer entfernt und auf diesen übergeführt werden können. Von dem Luftstrom oder einem anderen Hilfsmittel braucht nur dann Gebrauch gemacht zu werden, wenn im Betrieb tatsächlich Überlastungserscheinungen auftreten, was jedoch nicht immer der Fall ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch und in der Seitenansicht eine Vorrichtung zum Umwandeln und Verarbeiten von Endlosfasern zu einem Stapelfaserband, Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in der Draufsicht unter Wegbrechung und Weglassung einiger Teile, Fig. 3 und 4 Teilansichten der Vorrichtung in Richtung der Pfeile 3-3 und 4-4 der Fig. 1 gesehen, Fig. 5 in vergrößerter perspektivischer Darstellung einen Teil der Brechwalzen der Vorrichtung nach Fig. 1 mit zugeordneten Lagerungen und Fig. 6 schematisch eine Mischanlage, zu der eine Vorrichtung gemäß Erfindung gehört.

Gemäß den Fig. 1 und 2 laufen die vier Stränge 10, 12, 14, 16 aus Endlosfasern kontinuierlich durch das Gatter 18, die die Zugspannung steuernden Druckwalzen 20, 22 und die Brechwalzen 24, 26 in die Karde 28 ein, in welcher sie in vier Faserflore 10´, 12´, 14´, 16´ umgewandelt werden. Die Faserflore wiederum werden mittels Vorrichtungen 30 zum Verdichten und Umformen zu vier Faserbändern 10´´, 12´´, 14´´, 16´´ verarbeitet. Bei der Karde 28 handelt es sich im Wesentlichen um eine Karde bekannten Typs, wie sie zum Kardieren von Baumwollfasern und/oder baumwollähnlichen Fasern zur Verwendung kommt. Die Karde 28 weist die Einzugswalze 32, die abgekröpfte Führungsmulde 34, die Vorreißtrommel 36, den Hauptzylinder 38, den Wanderdeckel 40, den Abnehmerzylinder 42 und die Abzugsvorrichtung 44 auf. Obwohl die Abzugsvorrichtung 44 gemäß der Zeichnung eine Reinigungswalze und sich anschließende Quetschwalzen aufweist, kann stattdessen auch ein Hackerkamm zur Verwendung kommen. Ebenso kann man dem Hauptzylinder 38 anstelle des dargestellten Wanderdeckels 40 zylindrische Arbeitswalzen zuordnen. Die Arbeitsflächen der Zylinder sowie des Wanderdeckels der Karde 28 sind entweder mit einem Bandbeschlag oder einem metallischen Beschlag des üblichen Typs versehen, welcher eine Vielzahl von Spitzen aufweist. Metallbeschläge setzen sich bei Hauptzylindern für hohe Leistung, die mit etwa 300 U/min laufen, immer mehr durch. Auch die Einzugswalze 32 kann ummantelt sein, um ihrer Oberfläche eine gewisse Elastizität zu verleihen.

Bei dem in den Zeichnungen dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Karde 28 mit vier Vorrichtungen 30 zum Verdichten und Umformen der vier zu bearbeitenden Faserflore versehen. Die Vorrichtungen sind an der Ausgangsseite der Karde nebeneinander liegend angeordnet. Es handelt sich um Vorrichtungen mit senkrecht gerichteten Kalanderwalzen, wie sie z.B. im USA-Patent 3 304 583 und der amerikanischen Anmeldung Nr. 555 561 beschrieben sind. Wenn Vorrichtungen 30 dieses oder eines äquivalenten Typs zur Verwendung kommen, so haben die Faserbänder 10´´, 12´´, 14´´, 16´´ eine Bandstruktur, die sich zum Mischen mit darüber und darunter gelegten anderen Bändern mittels der in der amerikanischen Patentschrift beschriebenen "Railway" Vorrichtung besonders eignet. Das in dieser Weise erfolgende Mischen ist schematisch in Fig. 6 wiedergegeben, wonach die Faserbänder 10´´, 12´´, 14´´, 16´´ sich mit darüber gelegten Baumwollbändern 43 abwechseln, die von den daneben angeordneten Karden 45 angeliefert und dem Streckwerk 46 zugeleitet werden, welches sie gemeinsam zu einem einzigen Mischfaserband 48 verstreckt.

Während der Herstellung und dem Vermischen der Bänder in der zuvor beschriebenen Weise der Vorzug zu geben ist, können der oder die Faserflore in bestimmten Fällen auch in andere Bandstrukturen, sogar in runde Bänder umgewandelt werden, und zwar unter Verwendung anderer Verfahren, und Vorrichtungen zum Zusammenfassen und Umwandeln der Faserflore. Danach können die Bänder in einer Kanne abgelegt, zu einem Wickel aufgewunden oder in anderer Weise gestapelt werden, bevor man sie mischt oder anderweitig verarbeitet.

Die Faserstränge 10, 12, 14, 16 können so, wie sie von der Herstellerfirma angeliefert werden, aus dem Behälter 50 heraus unmittelbar dem Gatter 18 zugeleitet werden. Ein derartiger Strang besteht aus einer Vielzahl Endlosfasern mit feinem Denier. Die Fasern sind gekräuselt, liegen jedoch nicht willkürlich durcheinander, sondern verlaufen in Längsrichtung ziemlich genau parallel. Im Fall von 1,5 Denier Polyester weist jeder Strang üblicherweise etwa 370.000 Einzelfasern auf. Das Gatter 18 leitet die Faserstränge mit seitlichem Abstand über die Führungsrollen 17 und die Führungsplatten 19, von denen zumindest einige so geformt und angeordnet sind, dass sich die Kanten der durchlaufenden Stränge seitlich nicht ausbreiten können, so dass Zwischenräume innerhalb des Stranges ganz ausgeschaltet oder zumindest verringert werden. Für diesen Zweck eignen sich die in Fig. 2 dargestellten Führungsplatten 19, deren mit den Fasersträngen in Berührung kommende Flächen etwas konkav ausgebildet sind. Zumindest einige der Rollen 17 sind, wie dargestellt, so hoch angeordnet, dass jeder Faserstrang beim Durchlauf durch das Gatter über eine beträchtliche Höhe senkrecht nach unten hängt. Das Spannen des Stranges infolge des Eingangsgewichtes trägt dazu bei, eine Faltenbildung, die auf das Unterbringen der Verbände im Behälter 50 zurückgeht, zu beseitigen. Infolge des Durchlaufes durch das Gatter 18 hat jeder Endlosfaserstrang 10, 12, 14, 16, der von den Druckwalzen 20, 22 abgezogen und zwischen diesen hindurchgeleitet wird, eine ziemlich gleichmäßige bandartige Form und ist im Fall von 1,5 Denier Polyester etwa 130 mm breit.

Die Druckwalzen 20, 22 erstrecken sich im Wesentlichen über die etwa 1 m betragende, volle Breite der Karde 28 und sind an deren Gestell hinter der Einzugswalze 32 und parallel zu dieser befestigt. Die Faserstränge können daher ohne sich zu überlappen oder seitlich zu behindern, vom Gatter 18 mit seitlichem Abstand voneinander in die Druckwalzen 20, 22 eingeleitet werden. Vorzugsweise soll der Abstand der in die Walzen 20, 22 und die

Karde 28 eintretenden Faserstränge zumindest mehrere Zentimeter betragen, damit sie sich anschließend ausdehnen können. Die Oberwalze 20 besitzt eine elastische Oberfläche; die Unterwalze 22 wird gemäß Fig. 1 durch den Hydraulikzylinder 23 an die Oberwalze angepresst, um ein festes Erfassen der durch die Eingriffsstelle laufenden Faserstränge sicherzustellen. Die Unterwalze 22 wird von der Oberwalze 20 mitgeschleppt. Die Oberwalze 20 erhält ihren Antrieb in Durchlaufrichtung der Faserstränge durch das Gatter und von diesem weg durch den Motor 52 und den Getriebezug 53, der unabhängig vom nicht dargestellten Hauptantrieb der Karde 28 arbeitet, jedoch mit diesem zusammenwirkt.

Der Motor 52 treibt außerdem mit gegenüber den Druckwalzen 20, 22 merklich höherer Umfangsgeschwindigkeit die Unterwalze 24 der Brechvorrichtung für die Faserstränge an. Bei der Walze 24 handelt es sich um eine als Amboss wirkende Walze aus gehärtetem Stahl, die sich ebenfalls im Wesentlichen über die ganze Breite der Karde 28 erstreckt und in ihrem Gestell gelagert ist. Mit der Walze 24 wirken vier kürzere Brechwalzen 26 zusammen, deren Länge und Abstände so gewählt sind, dass jede Walze 26 im Zusammenwirken mit der Walze 24 jeweils einen über die Walze 24 laufenden Faserstrang überbrückt. Die Brechwalzen 26 werden von der Konsole 54 getragen, welche beim Lösen der Verriegelung 57 um die im Gestell befestigte Stange 56 verschwenkbar ist, und zwar zwischen der in den Fig. 1 und 5 wiedergegebenen Arbeitsstellung und einer angehobenen Stellung, in welcher die Brechwalzen 26 von der Walze 24 abgehoben sind, um das anfängliche Einlegen oder Einfäden der Faserstränge zwischen die Walzen zu erleichtern. Jede Brechwalze 26 lagert in der unteren Konsole 53, die in der Arbeitsstellung der Walzen 24, 26 gegenüber der Konsole 54 und der Walze 24 eine unabhängige, begrenzte Bewegung ausführen kann und durch den zwischen den beiden Konsolen wirksamen Luftschlauch 58 druckbelastet ist, um sicherzustellen, dass auf die Faserstränge 10, 12, 14, 16, auch wenn diese nicht genau gleich stark sind, der erforderliche Druck aufgebracht wird. Aus der Mantelfläche jeder Brechwalze 26 steht eine Anzahl schmaler, spiralförmig und parallel zueinander verlaufender Rippen 60 (Fig. 5) mit stumpfen Flächen heraus, deren Abstand der Stapelfaserlänge im herzustellenden Faserband entspricht. Im Ausführungsbeispiel haben die Rippen 60 aller vier Brechwalzen 26 einen Abstand von etwa 25 bis 38 mm in Umfangsrichtung gemessen. Der Abstand kann bei einer oder bei mehreren Walzen innerhalb dieser Grenzen verändert werden, um Faserbänder zu erzeugen, deren Stapelfaserlänge unterschiedlich ist.

Beim Durchlauf zwischen den Druckwalzen 20, 22 und den Brechwalzen 24, 26 werden die Faserstränge 10, 12, 14, 16 infolge der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Walzenpaaren vorzugsweise einer solchen Zugspannung ausgesetzt, dass sie merklich gedehnt werden. Eine derartige Zugspannung begünstigt die Gleichmäßigkeit jedes in die Brechwalzen 24, 26 eintretenden Faserstranges und seiner Einzelfasern. Jede noch vorhandene Faltenbildung wird hierdurch beseitigt und die anfängliche Kräuselung der Fasern wird in gewissem Umfang aufgehoben. Dies spiegelt sich letzten Endes in einer größeren Gleichmäßigkeit der erzeugten Faserbänder wieder und begünstigt das in Querrichtung erfolgende Brechen der Einzelfasern an längs auseinander liegenden Punkten, wenn der betreffende Faserstrang unter der ihm zugeordneten Brechwalze 26 hindurch läuft. Die mit stumpfen Flächen versehenen Rippen 60 jeder Walze 26 quetschen oder brechen die Faserabschnitte, mit denen sie in Berührung kommen, statt sie zu schneiden. Die Brechwirkung ist besser und gleichmäßiger, wenn die Fasern, wie vorgesehen, unter einer gewissen Zugspannung stehen.

Die aus den Brechwalzen 24, 26 austretenden Fasern weisen, wie es der Faserstrang 16 nach Fig. 5 erkennen lässt, diagonal gerichtete Bruchlinien auf, deren Abstand dem Abstand der Rippen 60 entspricht. Während beim Brechvorgang eine Anzahl Fasern an einigen ihrer Bruchstellen vollständig durchgetrennt werden können, bleibt die allgemeine Längsorientierung dieser Fasern innerhalb des Verbandes infolge ihrer Haftung und/oder dichten Anlage an anderen Fasern oder nicht durchgetrennten Faserabschnitten trotzdem erhalten. Letztere sind innerhalb jedes Faserstranges vorhanden, und zwar entweder deshalb, weil sie von den Rippen 60 nicht vollständig durchgetrennt sondern nur geschwächt worden sind, oder weil sie unter der Wärme- und Druckeinwirkung beim Brechvorgang eine Verbindung eingegangen sind. Die Erhaltung der Längsorientierung der gebrochenen Fasern ist sehr erstrebenswert und günstig. Die nicht durchgetrennten Faserabschnitte müssen jedoch an den Bruchstellen ausreichend geschwächt sein und ihrer Zugfestigkeit muss beträchtlich unter der Zugfestigkeit vor dem Brechvorgang liegen. Dies lässt ich dadurch erreichen, dass man für den auf die Brechwalzen 26 aufgebrachten Druck, die Zugspannung und die Stärke der durchlaufenden Faserstränge bestimmte Werte wählt.

Die gebrochenen Stränge laufen von den Brechwalzen 24, 26 in Längsrichtung zur Einzugswalze 32 der Karde 28, genauer gesagt zur Eingriffsstelle zwischen der Einzugswalze 32 und der gekröpften Führungsmulde 34 der Karde. Die Einzugswalze 32 läuft mit gleicher oder ein klein wenig größerer Umfangsgeschwindigkeit als die Brechwalzen 24, 26. Trotzdem ist die Geschwindigkeit vorzugsweise wesentlich größer als es bei den Einzugswalzen von Karden sonst üblich ist. Zweckmäßigerweise erfolgt der Antrieb der Einzugswalze 32 daher durch den Motor 52 und den Getriebezug 53 und nicht durch den in der Zeichnung weggelassenen Hauptantrieb für die übrigen Teile der Karde. Zwischen den Brechwalzen 24, 26 und der Einzugswalze 32 kann eine Vorrichtung angeordnet sein, welche die gebrochenen Fasern der durchlaufenden Stränge abstützt und/oder deren Führung verbessert. Es kann sich hierbei um einen Bandförderer 62 handeln, der zwischen den Brechwalzen 24, 26 und der Einzugswalze 32 angeordnet ist und seinen Antrieb vom Motor 52 mit gleicher Geschwindigkeit und in gleicher Richtung wie die Walze 32 erhält. Zwischen den Brechwalzen 24, 26 und der Einzugswalze 32 muss die auf die Stränge einwirkende Zugspannung sehr gering sein, damit die gebrochenen Fasern in diesem Abschnitt ihre Orientierung nicht verlieren.

Die gebrochenen Fasern der Faserstränge 10, 12, 14, 16, die von der Einzugswalze 32 in Längsrichtung durch ihre Eingriffsstelle mit der gekröpften Führungsmulde 34 der Karde 28 geleitet werden, treten aus der Abzugsvorrichtung 44 der Karde als durchscheinende Faserflore 10´, 12´, 14´, 16´ und aus den Vorrichtungen 30 zum Verdichten und Umformen als Faserbänder 10´´, 12´´, 14´´, 16´´ aus. Jeder Faserflor und jedes Faserband setzt sich aus einzelnen sauberen und orientierten Fasern zusammen, deren Stapellänge dem Abstand der Rippen 60 der Brechwalzen 26 entspricht, die das Brechen der Fasern bewirkt haben. Die Verarbeitung der Fasern innerhalb der Karde 28 setzt an der Vorreißtrommel 36 ein. Man nimmt an, dass die Vorreißtrommel 36 aus den gebrochenen Fasern jedes von der Einzugswalze 32 vorwärts bewegten Stranges nacheinander Faserbüschel herauszieht und auf die vorderen Enden der Fasern eine Kämmwirkung ausübt, welche ausreicht, um die Durchtrennung an den Bruchstellen unmittelbar hinter den vorderen Enden der Fasern durchzuführen. Die Kämmwirkung der Vorreißtrommel 36 bringt außerdem eine anfängliche Reinigungs- und Trennwirkung, insbesondere an den vorderen Enden der Büschel, mit sich, indem sie zumindest einige der beim Brechvorgang entstandenen schuppenartigen Partikel entfernt. Trotzdem sind die von der Vorreißtrommel 36 gebildeten und auf ihr weitergeleiteten Faserbüschel vor allem an ihren rückwärtigen Enden verhältnismäßig ungeöffnet, wobei viele Fasern noch an Nachbarfasern haften und in ihrer Kräuselung an diese angepasst sind. Ein sorgfältiges Öffnen, Reinigen und erneutes Orientieren der Fasern erfolgt während der sich anschließenden Kardierung am Hauptzylinder 38. In der Hauptsache tritt die Kardierwirkung natürlich zwischen den einander gegenüberliegenden Kardierungsflächen des schnell laufenden Hauptzylinders 38 und des sich langsamer bewegenden Wanderdeckels 40 auf. Man nimmt aber an, dass sich auch der Übergang der Fasern von einem Zylinder zum anderen, nämlich von der Vorreißtrommel 36 zum Hauptzylinder 38 sowie vom Hauptzylinder 38 zum Abnehmerzylinder 42, günstig auf die Erzeugung der durchscheinenden Faserflore 10´, 12´, 14´, 16´ auswirkt, die zuletzt aus der Karde 28 abgezogen werden. Die Breite der Faserflore ist etwas größer als die Breite der Faserstränge, aus denen sie gebildet wurden. Die Breite reicht jedoch für eine seitliche Überlappung nicht aus. Die Faserflore werden in gleicher Höhe nebeneinander liegend von der Karde 28 abgezogen. Dies geschieht durch eine einzige Abzugsvorrichtung 44, wie sie bei Karden üblich ist. Die Faserflore sind untereinander völlig gleich. Bis auf ihre geringere Breite und größere Dichte entspricht ihre Struktur und ihr Aussehen einem Faserflor von etwa 1 m Breite, welcher entstanden wäre, wenn man der Karde 28 in der üblichen Weise Stapelfasern zugeleitet hätte.

Nach dem Zusammenfassen und Verdichten mittels der Vorrichtungen 30 werden die Faserbänder 10´´, 12´´, 14´´, 16´´ vorzugsweise um die Umlenkstäbe 80 geleitet und dann der Breite nach und sich mit den Baumwollbändern 43 abwechselnd, übereinander gelegt. Die Baumwollbänder 43 werden von den daneben angeordneten, in der üblichen Weise beschickten Karden 45 hergestellt. Alle Bänder werden in Längsrichtung auf dem Tisch 82 dem Streckwerk 46 zugeleitet und von diesem zu einem einzigen Mischfaserband 48 verstreckt. Eine für das Übereinanderlegen und Mischen der Faserbänder geeignete Vorrichtung beschreibt die amerikanische Patentanmeldung Nr. 555 561. Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verwendung kommende Vorrichtung kann im wesentlichen den gleichen Aufbau haben, jedoch mit der Ausnahme, dass gemäß den Fig. 3 und 6 jeweils nur eines der Faserbänder 10´´, 12´´, 14´´, 16´´ nach dem Umlenken sofort auf dem Tisch 82 abgelegt wird, während die übrigen Faserbänder zunächst auf die mit Abstand über dem Tisch 82 angeordneten Plattformen 84, 86, 88 zu liegen kommen und von diesen an Stellen weitergeleitet werden, die sich in Laufrichtung hinter den übrigen Karden 45 befinden, bevor sie wieder nach unten umgelenkt und sich jeweils mit diesen abwechselnd, auf den von den Karden 45 erzeugten Baumwollbändern abgelegt werden. Trotz der großen Lieferleistung der Karde 28 ermöglicht es die Erfindung, dass die übrigen Karden 45, das Streckwerk 46 und alle übrigen Teile der Mischanlage mit ihrer normalen Arbeitsgeschwindigkeit laufen können.

Um bei hoher Lieferleistung die auf die Karde 28 einwirkende Belastung möglichst gering zu halten, kann gemäß den Fig. 1 und 4 ein Verteilerstück 70 für Druckluft vorgesehen sein, um das Abnehmen von Fasern vom Hauptzylinder 38 durch den Abnehmerzylinder 42 zu erleichtern. Das Verteilerstück 70 ist an dem Gehäuse 72, welches den Hauptzylinder 38 zwischen dem Wanderdeckel 40 und dem Abnehmerzylinder 42 abdeckt, befestigt und erstreckt sich über dessen Breite. Das Verteilerstück 70 ist über den Schlauch 74 an eine Druckluftquelle angeschlossen. Die in einer Reihe angeordneten Öffnungen 76 erstrecken sich durch die innere Fläche des Verteilerstückes 70 und haben Verbindung mit dem gegenüberliegend angeordneten Schlitz 78 des Gehäuses 72. Der Durchmesser der Öffnungen 76 und die Breite des Schlitzes betragen beide etwa 0,8 mm. Es hat sich herausgestellt, dass man auf den Hauptzylinder 38 etwa einwirkenden Belastungen begegnen kann, indem man im Verteilerstück 70 einen Druck von etwa 4,3 bis 5 atü aufrechterhält. Die aus den Öffnungen 76 und dem Schlitz 78 austretende Druckluft trifft radial auf die Mantelfläche des Hauptzylinders 38 auf und wird offensichtlich von dieser nach außen abgelenkt. Hierbei werden Fasern, die sich festgesetzt haben, gelöst und können vom Abnehmerzylinder 42 ohne Schwierigkeiten übernommen werden.

Das folgende Beispiel erläutert die praktische Anwendung der Erfindung. Vier Stränge, jeder mit einem Gesamtdenier von 550.000 und jeder aus gekräuselten 1,5 Denier Polyester-Endlosfasern bestehend, die nicht voneinander gelöst sind und im wesentlichen parallel zueinander liegen, wurden von den Druckwalzen 20, 22 gleichzeitig und mit seitlichem Abstand voneinander durch das Gatter 18 gezogen. Zwischen den Druckwalzen 20, 22 und den Brechwalzen 24, 26 wurden die Stränge einem Verzug von 1,16 ausgesetzt. Jeder Strang hatte an dieser Stelle eine Stärke von etwa 0,6 mm und eine Breite von etwa 115 mm. Die Fasern der Stränge wurden beim Durchlauf durch die Brechwalzen

24, 26 in Längsabständen von jeweils etwa 38 mm gebrochen und danach unter einem sehr geringen Spannungsverzug von etwa 1, 01 der Einzugswalze 32 zugeleitet. Die Karde 28 hatte eine Standardbreite von etwa 1 m und war mit dem üblichen Antrieb ausgerüstet, so dass ihre Vorreißtrommel bei einem Durchmesser von etwa 230 mm etwa 825 U/min, ihr Hauptzylinder bei einem Durchmesser von etwa 1.300 mm etwa 325 U/min machte. Die verwendeten Beschläge besaßen etwa 7 Spitzen pro cm[hoch2] bei der Vorreißtrommel 36, etwa 92 Spitzen pro cm[hoch2] beim Hauptzylinder 38 und etwa 55 Spitzen pro cm[hoch2] beim Wanderdeckel 40.

Die vom Abnehmerzylinder 42 abgehobenen vier Faserflore, von denen jedes etwa 155 mm breit war, wurden von der Abzugsvorrichtung 44 leicht verzogen und mit seitlichem Abstand voneinander abgeliefert. Jeder Faserflor wurde von einer der mitsenkrecht angeordneten Kalanderwalzen arbeitenden Vorrichtungen 30 verdichtet und in ein Faserband mit einem Gewicht von etwa 80 grains pro Meter und einer Breite von etwa 100 mm umgewandelt. Die Faserbänder wurden, einander mit vier Baumwollbändern von etwa der gleichen Breite und dem gleichen Gewicht abwechselnd übereinander gelegt und im Streckwerk 46 einem Verzug von etwa 10 unterworfen. Das Ergebnis war ein 64 grain-Faserband mit 50% Baumwolle und 50% Polyester.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte und beschriebene Beispiel, sondern kann in mannigfacher Weise abgewandelt werden.

Claims (20)

1. Verfahren zum Umwandeln von aus parallel liegenden Endlosfasern bestehenden Strängen in aus Stapelfasern bestimmter Länge bestehende Faserflore, die zu Faserbändern weiterverarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlosfasern in Abständen, die der gewünschten Stapelfaserlänge entsprechen, in Querrichtung gebrochen und längs orientiert parallel zueinander in eine Karde eingeleitet werden, welche die gebrochenen Fasern in Einzelfasern bestimmter Länge auftrennt und daraus einen Faserflor herstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu einem Strang zusammengefassten Endlosfasern vor dem Brechen gedehnt und während des Brechvorganges unter Zugspannung gehalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stränge aus Endlosfasern nebeneinander liegend gleichzeitig gebrochen, der Karde zugeleitet und in dieser verarbeitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Karde mehrere Faserflore hergestellt und aus dieser abgeleitet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge mit Abstand nebeneinander liegend zu einer entsprechenden Anzahl ebenfalls mit Abstand nebeneinander liegend aus der Karde abgezogener Faserflore verarbeitet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Denier der Endlosfasern und die vorgesehene Stapelfaserlänge den Werten für Baumwollfasern entsprechend gewählt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Karde mit einem Verzug zwischen 2 und 150 gefahren wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Faserflor aus der Karde abgezogen und in ein Faserband mit etwa rechteckigem Querschnitt umgewandelt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Faserfloren hergestellten Faserbänder mit weiteren Faserbändern zusammengefasst und mit diesen zu einem Mischfaserband verstreckt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Denier und Länge der Fasern aller aus den Faserfloren hergestellten Faserbänder den Werten für Baumwollfasern entsprechend gewählt und zumindest einige der übrigen Faserbänder aus Baumwollfasern hergestellt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die im Querschnitt etwa rechteckigen Faserbänder übereinander gelegt und gleichzeitig verstreckt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Faserfloren hergestellten Faserbänder und die übrigen Faserbänder abwechselnd übereinander gelegt werden.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem Endlosfasern in Faserflocken aus zumindest am rückwärtigen Ende zueinander ausgerichteten Fasern zertrennt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserflocken zwischen mit Spitzen versehenen, sich verschieden schnell bewegenden Kardierflächen bearbeitet werden, um die Faserflocken in saubere Einzelfasern aufzutrennen, die in Längsrichtung willkürlich verteilt sind, worauf aus den Einzelfasern ein Faserflor gebildet wird.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 13, bestehend aus einer Karde mit Einzugswalze, Hauptzylinder und Abnehmer, dadurch gekennzeichnet, dass der Einzugswalze (32) eine Vorrichtung zum Einleiten einer Anzahl in Querrichtung gebrochener Endlosfaserstränge (10, 12, 14, 16) vorgeschaltet ist, deren Fasern längs orientiert sind und im wesentlichen parallel zueinander liegen, wobei die Vorrichtung zum Einleiten der Faserstränge je ein hinter der Einzugswalze (32) angeordnetes Druckwalzenpaar (20, 22) und Brechwalzenpaar (24, 26) aufweist, denen Antriebsmittel (52, 53) für den Drehantrieb in Durchlaufrichtung in der Weise zugeordnet sind, dass in den Fasern zwischen dem Druckwalzenpaar (20, 22) und dem Brechwalzenpaar (24, 26) eine bestimmte Zugspannung vorhanden ist, und dass das Brechwalzenpaar (24, 26) mit einer Einrichtung (60) versehen ist, welche die zwischen den Walzen zur Einzugswalze (32) laufenden, unter Zugspannung stehenden Fasern in bestimmten Längsabständen in Querrichtung bricht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Brechwalzenpaar (24, 26) und der Einzugswalze (32) eine Vorrichtung (62) angeordnet ist, welche die durchlaufenden gebrochenen Fasern zumindest teilweise abstützt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Abstützen der Fasern ein Förderer (62) ist, welcher die aus dem Brechwalzenpaar (24, 26) austretenden, gebrochenen Fasern aufnimmt, und welchem Antriebsmittel zur Weiterleitung der Fasern an die Einzugswalze (32) der Karde (28) zugeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckwalzenpaar (20, 22) ein Gatter (18) zum Führen der Endlosfasern in Form eines bandförmigen Stranges mit im wesentlichen gleichmäßiger Breite und Stärke vorgeschaltet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abnehmer der Karde (28) eine Anzahl mit seitlichem Abstand voneinander angeordneter Vorrichtungen (30) nachgeschaltet sind, welche jeweils einem vom Abnehmer angelieferten Faserflor (10´, 12´, 14´, 16´) aufnehmen und in ein Faserband (10´´, 12´´, 14´´, 16´´) umwandeln.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hauptzylinder (38) der Karde (28) eine Vorrichtung (70) zugeordnet ist, die einen Luftstrom auf die Kardierungsfläche des Hauptzylinders (38) richtet, um das Abnehmen der Fasern zu erleichtern.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das die Fasern brechende Walzenpaar (24, 26) aus einer sich über die Maschinenbreite erstreckenden, durchgehenden Walze (24) und mehreren mit dieser zusammenwirkenden, um eine gemeinsame Achse umlaufenden kürzeren Walzen (26) besteht, deren Anzahl, Abstand und Länge sich nach der Anzahl, dem Abstand und der Breite der durchlaufenden Faserstränge richten und jeweils einen Faserstrang abdecken und brechen, dass die kürzeren Walzen (26) unabhängig voneinander in Konsolen (53) gelagert und von der durchgehenden Walze (24) abschwenkbar sind, und dass eine Vorrichtung (58) vorgesehen ist, welche die kürzeren Walzen (26) in der Arbeitsstellung elastisch an die durchgehende Walze (24) andrückt.