DE2314652C2 - Vorrichtung zum Schneiden von Abschnitten kurzer Länge von Mineralfasern, insbesondere Glasfaden - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS 35 55 947 bekannt

Bei der bekannten Vorrichtung sind zwischen Schneidblättern angeordnete Auswerferlamellen exzentrisch bezüglich der Drehachse der Schneidtrommel fest angeordnet Es sind keine Mittel vorgesehen, um den Faserabfall zu beseitigen, der während des Schneidens anfällt; diese Faserabfälle haben aber die Neigung, sich zwischen den Messern anzuhäufen, insbesondere, wenn der Schnitt sehr kurz ist und wenn die umgebende Atmosphäre so ist, daß sie zur Ausbildung sehr starker elektrostatischer Felder Anlaß gibt

Die Erfindung löst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Mitteln die Aufgabe, diese bekannte Vorrichtung so zu verbessern, daß Mineralfasern auch kurz geschnitten werden können, ohne daß Störungen und Verstopfungen durch sich zwischen den Schneidblättern aufbauenden Faserabfall in Kauf genommen weraen müssen.

Der durch die Erfindung erzielbare Vorteil besteht hauptsächlich darin, daß das Schneidgut in der Schneidzone mittels der Auswerferlamellen auf die Stütztrommel gepreßt und Faserabfälle zwischen den Schneidblättern durch Gasströme ausgetrieben werden, die aus dem Inneren der Trommel kommen und damit die für die Beseitigung der Faserabfälle optimale Strömungsrichtung aufweisen.

Bei der aus der US-PS 35 55 947 bekanntgewordenen Vorrichtung gibt es keine Kompression des zu schneidenden Gutes in der Schneidzone mittels der Auswerferlamellen, so daß dort die Gefahr der Bildung von Faserabfällen wesentlich größer ist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele und zwar in

F i g. 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 schematisch eine Schneidtrommel, die Schneidblätter in Form von Ventilatorschaufeln aufweist;

Fig.3 schematisch eine andere Ausführungsform einer Schneidtrommel, bei der im Trommelinneren ein Geb'iäse vorgesehen ist;

F i g. 4 eine Einzeldarstellung einer Auswerferlamelle;

Fig.5 eine teilweise aufgeschnittene Schneidtrommel in perspektivischer Darstellung;

F i g. 6 einen Axialschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Schneid trommel;

Fig.7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6;

Fig.8 einen Teilausschnitt der Trommel mit den Rillen;

F i g. 9 eine Einzelschnittdarstellung der Anbringung der Schneidblätter;

F i g. 10 eine andere Ausführungsform der Auswerferlamellen in Form von Rundstäben;

F i g. 11 eine Gesamtdarstellung; und die

Fig. 12 und 13 schematische Darstellungen für die Wirkungsweise der Vorrichtung.

Nach F i g. 1 läuft eine Stütztrommel 1 um ihre Achse in Richtung des Pfeiles /um. Diese Stütztrommel 1 wirkt mit einer um ihre Achse in Richtung des Pfeiles f\ umlaufenden Schneidtrommel 2 zusammen, die mit radial zum Umfang angeordneten Schneidblättern bestückt ist und Auswerferlamellen 4 zwischen den Schneidblättern 3 aufweist Die Auswerferlamellen sind jeweils nur an ihren beiden Enden gehalten, so daß sie bei ruhender Vorrichtung die Wandung der Schneidtrommel 2 berühren, während bei normalem Umlauf der Schneidtrommel ihr Mittelteil unter der Wirkung der Zentrifugalkraft auf die Höhe der Schneiden der Schneidblätter 3 gelangt

Der Faserstrang 5 wird über die Stütztrommel 1 in die Vorrichtung eingeführt. Er durchquert eine erste Zone A, wo er zusammengedrückt wird. Dieses Zusammendrücken erfolgt durch die Auswerferlamellen 4, die den Strang unter dem Einfluß der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft gegen die Wandung der Stütztrommel 1 andrücken. Die Schneidblätter besorgen dann das Zerschneiden des Stranges, der in eine zweite Zone B gelangt, in der die Schnittstücke ausgestoßen und der Ausschuß durch Druckluft entfernt wird, die durch am Umfang der Schneidtrommel 2 vorgesehene Rillen 6 strömt

Unter der Wirkung der Auswerferlamellen 4, die im Augenblick des Schnittes zwischen die Schneidblätter 3 zurückgedrückt sind und nach dem Schnitt wieder ihre äußerste Stellung einnehmen, in der ihre äußere Oberfläche in der Ebene der Schnittkanten der Schneidblätter 3 steht, werden die Schnittstücke unmittelbar nach dem Schnitt kräftig ausgestoßen. Auf die Schnittstücke wirkt auch noch die Zentrifugalkraft ein. Die eingeblasene Druckluft verhindert jedes Entstehen loser Faseranhäufungen.

Zur Erzeugung der Druckluft kann der Umlauf der Schneidtrommel 2 ausgenutzt werden. Man kann dazu Schneidblätter 3a länger als die normalen Schneidblätter 3 ausbilden und ais Schaufeln eines Zentrifugalgebläses verwenden (Fig.2). In diesem Fall braucht die Schneidtrommel 2 auf der Umfangsoberfläche keine Rillen aufzuweisen, weil die Druckluft unmittelbar durch die rillenförmigen Lücken zwischen den Schneidblättern 3 und den Auswerferlamellen 4 austreten kann.

Bei einer anderen, in Fig.3 wiedergegebenen Ausführungsform, ist im Inneren der Schneidtrommel 2 ein mit dieser umlaufendes Gebläse 7 vorgesehen, wobei die Luft aus der Schneidtrommel 2 durch die Rillen 6 entweicht

Die Blasluft kann auch außerhalb der Vorrichtung unter Druck gesetzt und durch die als Hohlwelle ausgebildete Welle der Schneidtrommel 2 ins Innere der Schneidtrommel geführt werden. In diesem Falle kann ein \'erteiler vorgesehen sein, der die Druckluft nur in den Bereich leitet, in welchem die Schnittstücke ausgestoßen werden sollen.

Die Auswerferlamellen 4 können jeden geeigneten geraden Querschnitt aufweisen, insbesondere im Hinblick auf ihren mechanischen Widerstand. Falls der gerade Querschnitt dieser hauptsächlich aus Stäben gebildeten Auswerferlamellen ein geringes Trägheitsmoment in bezug auf die Wirkrichtung der auf sie einwirkenden Zentrifugalkräfte aufweist, ist es vorteilhaft, wie Fig.4 zeigt, diese Auswerferlamellen so zu formen, daß man ihnen eine bestimmte Durchbiegung /2 gibt, die durch den Drehzahlbereich der Schneidtrommel bestimmt ist Diese Durchbiegung wird im Betriet) der Vorrichtung ausgeglichen.

Bei der mit Turbine ausgestatteten Vorrichtung der Fig.5 sind die Auswerferlamellen auf der die Schneidblätter 3 tragenden Schneidtrommel 2 angebracht und mit ihren Enden in den Rillen 11 der Abdeckkappen 12 angeordnet. Die Zentrifugalkräfte ermöglichen eine Querverschiebung der Auswerferlamellen. Die Dicke der Auswerferlamellen 10 ist geringer als die Höhe der Rillen.

Nach F i g. 6 sind die Schneidblätter 3 in den Rillen 13 der Schneidtrommel 2 mittels gewellter Blattfedern 14 eingeklemmt und an ihren Enden' mittels zweier Flansche 15 mit konischer Auflagerfläche 16 verkeilt. Zwischen den jeweiligen Schneidblättern ist die Wandung der Schneidtrommel 2 mit den radial verlaufenden Rillen 6 jeweils zwischen den Messern versehen.

Zwei Flansche 17 zentrieren die Schneidtrommel 2 vermittels Kugellagern 18. Vier Zuganker 19 tragen zur Bildung der Einheit bei. Eine Befestigung an den Abdeckplatten 12 erfolgt mittels Schrauben 21. Diese Einheit dreht sich frei auf einer in der Mi'.te mit Längsschlitzen 22 versehenen mittigen Hohlwelle 20.

Im Raum zwischen der Innenwand der Schneidtrommel und dem Flansch 15 sowie der Welle 20 ist eine Zentrifugalgebläseturbine 23 angeordnet.

Wird die Einheit um die feste Hohlwelle 20 in Drehung versetzt, dann saugen die Schaufeln der Turbine 23 die Luft durch das Innere 25 der Hohlwelle 20 und die Schlitze 22 an. Von den Turbinenschaufeln wird die Luft durch die Rillen 6 der Trommel hindurchgeschleudert und entweicht über die Zwischenräume zwischen den Lamellen 10 und den Schneidblättern 3.

Nach Fig.6 und 7 sind die Rillen durch die regelmäßigen Abständen längs Mantellinien der Schneidtrommel 2 angeordnete Löcher 26 senkrecht zur Tangentialebene an der inneren Wandung der Schneidtrommel 2 ersetzt Dieser von der Tangentialebene und den Rillen bzw. der Lochachse eingeschlossene Winkel λ kann durch einen von 90° abweichenden Wert, wie F i g. 8 zeigt ersetzt werden.

Nach Fig.9 können die Rillen 6 zwischen den Schneidblättern 3 am Ausgang V-förmige Gestalt aufweisen. Die Spitze zeigt nach innen. Der Auslaß der Löcher 26 kann auch konische Gestalt erhalten.

Nach F i g. 9 können die Auswerferlamelien 10 auch die Gestalt von Winkelstäben mit einer Winkelöffnung in Richtung des Rillen- bzw. Lochausgangs aufweisen.

Anstelle von einen geraden Querschnitt aufweisenden Auswerferlamellen 10 kann man nach Fig. 10 auch Auswerferlamellen 27 mit kreisförmigem Querschnitt verwenden.

Außer den bereits beschriebenen Einzelelementen ist in F i g. 11 noch die Richtung der geschnittenen Fasern 5a sowie eine den Faserstrang an die Trommel 1 andrückende Walze zu sehen. Zu beiden Seiten des Rahmens 35 sind Führungsschienen 29 vorgesehen, auf denen die Lagerbuchsen 34 der Welle 30 der Stütztrommel 1 verschiebbar und durch Stellschrauben 31 feststellbar sind. Außerdem sind die Lagerbuchsen 32 der Hohlwelle 20 für die Einführung von Luft in die Schneidtrommel 2 auf den Führungsschienen 29 verschiebbar und durch Stellschrauben 33 in ihrer Lage feststellbar. Die Vorrichtung weist einen Schutzmantel 36 auf, der an Armen 38 befestigt ist, welche mit einer Welle 37 gelenkig verbunden sind, wobei der Schutzmantel durch eine Feder 39 in Betriebsstellung gehalten wird, die auf den durch die Arme 38 gebildeten Bügel 38a wirkt

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu begrenzen.

Beispiel I

Es werden geschnittene Fasern von 3 bis 6 mm Länge aus Glasfasersträngen oder Rovings hergestellt. Die in Fig. 12 schematisch dargestellte Vorrichtung enthält einen Kamm 40 zur Führung der Glasfaserstränge oder Rovings 41 über die Trommel 1 sowie eine Absaugvorrichtung 42, die. an den Oberteil des Schutzmantels 43 angeschlossen ist, der die Trommel 1 und die Schneidtrommel 2 umgibt. Der Kamm 40 wird in eine Hin- und Herbewegung versetzt und überträgt diese Bewegung auf die Glasfaserstränge oder Rovings, so daß diese die gesamte Länge der Mantellinie der Walzen im Schneidbereich überstreichen. Auf diese Weise wird der Verschleiß der Messer herabgesetzt und die Abnützung vergleichmäßigt. Die Absaugvorrichtung führt Staubteilchen und kurze Fasern oder Flusen ab und gewährleistet dadurch die Sauberkeit der Umgebungsluft.

Die Vorrichtung wird von einem Spulengatter mit Glasfasersträngen oder Rovings versorgt. Die Anzahl der Rovings entspricht 10 000 tex. Die Vorrichtung ist in einem Raum mit geregelten atmosphärischen Bedingungen untergebracht: relative Feuchtigkeit 80 bis 90%, Temperatur 18 bis 20° C. Das von der Absaugvorrichtung 42 angesaugte Luft volumen beträgt 0,1 nvVsec.

Die geschnittenen Fäden weisen einen geringen Anteil an Flusen auf. Dieser wird regelmäßig durch Einblasen von Luft und Absaugen mittels der Absaugvorrichtung abgezogen. Die in dem Behälter 44 gesammelten Produkte bestehen nur aus geschnittenen Fasern ohne Ausschuß und sind von ausgezeichneter

Qualität. Ein Überschneiden, was eine Faserlänge von unter 3 mm zur Folge haben würde, wird durch die Ausstoßlamellen sicher verhindert. Die Gesamtbetriebszeit während der Versuche betrug 50 Stunden, ohne daß die Schneidwalze dabei gereinigt werden mußte. Nach Betriebsende nach 50 Stunden wurden keinerlei Ausschuß oder Ablagerungen an der Walze festgestellt.

Bei einer Vorrichtung dieser Art ist somit ein Stillsetzen der Vorrichtung nur zum Auswechseln der Messer oder der Gummibeschichtungen an der Stütztrommel bei Auftreten von Verschleiß erforderlich.

Beispiel II

Es wurden Fasern von 3—6 mm Länge aus Strängen (Spinnfäden) von lOOOOtex von auf einem Gatter befindlichen Spinnkuchen hergestellt. Die von den Spinnkuchen abgewickelten Spinnfäden 45 (Fig. 13) werden durch Ringe an einen Kamm 46 geführt, auf welchem sie verteilt werden. Diese Fäden laufen durch ein Gehäuse 47, in welchem die Luftfeuchtigkeit einer mit Wasserdampf gesättigten Atmosphäre entspricht. Zu diesem Zweck sind Wasserzerstäuber 48 in dem Gehäuse 47 angeordnet. Die Fäden laufen dann über einen Führungskamm 40 in die aus einer Stütztrommel 1 und einer Schneidtrommel 2 bestehende Schneidvorrichtung entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform und Funktionsweise. Die Vorrichtung ist ebenfalls mit der gleichen Absaugvorrichtung 42 versehen.

Die Ergebnisse hinsichtlich der Qualität der geschnittenen Fasern, der Leistungsfähigkeit der Schneidwalze ohne Beeinträchtigung derselben durch kurze Fasern oder Flusen sowie der Betriebsdauer sind die gleichen

_]5 wie im Beispiel I.

Bei beiden Ausführungsbeispielen beträgt die Drehzahl der Schneidwalze 1300 U/min, was einer Fadendurchlaufgeschwindigkeit von 500 m/min entspricht. Die mit einem Strang von 10 000 tex erzielte Durchsatzleistung an geschnittenem Strang beträgt 300 kg/Std.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schneiden von Abschnitten kurzer Länge von Mineralfasern, insbesondere Glasfäden, die in Form von Fasersträngen, Rovings oder Faserlunten geringer Torsion vorliegen, mit einer drehenden Stütztrommel (1), einer um eine Achse parallel zu der Stütztrommel sich drehenden weiteren Trommel, die mit radial zum Umfang angeordneten Schneidblättern und mit Auswerferiamellen zwischen den Schneidblättern ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihren beiden Enden gehaltenen und geführten Auswerferlamellen (4) beweglich sind und sich durch die Zentrifugalkraft der umlaufenden Schneidtrommel (2) nach außen verlagern, und daß die Schneidtrommel (2) an ihrem Umfang Rillen (6) oder Lochreihen (26) aufweist, durch welche aus dem Inneren der Trommel kommende Luft unter Druck streicht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerferlamellen aus Stäben kreisförmigen Querschnitts bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidtrommel (2) Schneidblätter in Form von Ventüatorschaufeln (3a) aufweist

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidtrommel (2) im Inneren mit einer Ventilatorturbine (23) versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (20) der Schneidtrommel (2) hohl ist und Längsschlitze (22) zur Zufuhr der Blasluft aufweist