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Vorrichtung zum selbsttätigen Dosieren und Abführen von Bastfaserstengeln
in Bündeln, insbesondere von Flachsstengeln Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum selbsttätigen Dosieren und Abführen von an den Wurzelenden gestauchten
Bastfaserstengeln in Bündeln, insbesondere von Flachstengeln, mit einer Zuführvorrichtung
und einem Rahmengestell zum Sammeln der geförderten Stengel. Die Dosiervorrichtung
dient dazu, die fortlaufende Verarbeitung dieser Stengel zu einem spinnbaren Band,
das sich für weitere Behandlung eignet, zu ermöglichen, wobei diese Verarbeitung
gewöhnlich in einer Brechvorrichtung, einer Hechelvorrichtung und in einer eigentlichen
Vorrichtung zur Gewinnung des spinnbaren Bandes stattfindet.
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Bekannte Behandlungen, die der Entfernung der Holzteile vorangehen,
sind das Ausbreiten, das Riffeln, das Stauchen und das Konditionieren der Flachsstengel.
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Die bei der fortlaufenden Behandlung von Bastfasermaterial erwachsenden
Schwierigkeiten bezogen sich bis jetzt auf die Bildung eines gleichmäßigen Faserstromes
in jeder der zu durchlaufenden Vorrichtungen, welcher Bedingung für die Bildung
eines spinnbaren Bandes ist, das unmittelbar als Ausgangserzeugnis für das nachfolgende
Spinnverfahren dienen kann.
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Es liegt nahe, anzunehmen, daß ein gleichmäßiges spinnbares Band erzielt
wird, wenn man der Brechvorrichtung regelmäßig gleiche Gewichtsmengen Bastfaserstengel
zuführt, da vorausgesetzt werden darf, daß gleiche Gewichtsmengen Bastfaserstengel
gleiche Gewichtsmengen an Bastfasern enthalten. Es stellt sich jedoch heraus, daß
dies nicht der Fall ist.
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Bei der Rohmaterialzufuhr zu der Brechvorrichtung von z. B. geriffeltem
und konditioniertem Flachs bestehen die Stengel aus etwa 301/o Bastfasern (derjenige
Teil des Flachsstrohs, der nach der restlosen und ausschließlich Entfernung des
Holzkernes übrigbleibt).
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In jeder willkürlich gewählten Partie Flachsstengel sind jedoch die
Abmessungen der Stengel gewöhnlich sehr verschieden. Zudem ist die Verteilung von
schweren und leichten Stengeln über die ganze Partie bei weitem nicht gleichmäßig,
wobei sich in jeder Partie Bündel mit vorwiegend leichten und kurzen oder auch mit
vorwiegend schweren und langen Stengeln befinden können, was von den örtlichen Bodenverhältnissen
der Felder usw. abhängig ist.
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Eine erschöpfende Untersuchung, die als Grundlage der vorliegenden
Erfindung anzusehen ist, hat gezeigt, daß der Prozentsatz an Bastfasern, berechnet
in Gewichtsprozenten des Bruttostengelmaterials, für die schweren, langen und dicken
Stengel beträchtlich niedriger liegt als für die leichteren, kürzeren und dünneren
Stengel.
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Im nachfolgenden wird das Obenerwähnte an den Resultaten eines Experimentes
erläutert.
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Aus einer Partie geriffelten Flachsstrohs von durchschnittlicher Qualität
wurden vier Stengeltypen gewählt, die ihrer Dicke nach als »fein«, »mittelfein«,
»mittelgrob« und »grob« bezeichnet werden.
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Von jedem Typ wurden jeweils neun Portionen von je 100 g, nachdem
sie konditioniert waren, ausgewogen, und nachher wurde die Bestimmung vorgenommen
von 1. der Durchschnittszahl der Stengel je 100 g jeder Gruppe; 2. dem Gesamtquerschnitt
je Portion von 100 g jeder Gruppe bei einer konstanten allseitigen Zusammendrückung
unter dem Einfluß eines in einem Abstand von etwa 10 cm von den Wurzelenden ausgeübten
Druckes von 6 kg/cm2.
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Darauf wurden aus den einzelnen Portionen die Holzteile völlig entfernt
und die Portionen dann gewogen, in Natronlauge abgekocht und zur Bestimmung des
Faserreingewichtes wieder gewogen.
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Nach den ermittelten Daten wurde der Ertrag an Fasermaterial in den
beiden Reinigungsstufen bei einem Stengelbündelquerschnitt von 5 cm2 bestimmt.
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Hierbei wurde das Anfangsgewicht des Stengelmaterials bei einem absoluten
Feuchtigkeitsgehalt von 12,81/o bestimmt. Die Gewichte der daraus erhaltenen Fasern
ergeben sich für den absolut trockenen Zustand.
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Das Ergebnis der obengenannten Untersuchung ist, daß, wenn von gleichen
Gewichtsmengen Flachs-
Stroh, abhängig von den durchschnittlichen
Stengelgrößen innerhalb der genannten Gewichtsmengen, ausgegangen wird, ungleiche
Gewichtsmengen Fasermaterial erhalten werden, so daß zum Erhalten von konstanten
Mengen Fasermaterial ein anderer Dosierungsmaßstab nötig ist.
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Zudem hat es sich aus diesen Untersuchungen eraeben, daß ein überraschend
einfacher und genauer Dosierungsmaßstab in den Querschnitten der Flachsstrohbündel
vorliegt. Denn es hat sich dabei herausgestellt, daß Flachsstengelmengen, deren
Totalquerschnitte in einem gewissen Abstand von den Wurzelenden einander gleich
sind, auch gleiche Fasermengen enthalten, unabhängig von der Länge der Flachsstengel.
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Es ist eine Dosiervorrichtung für Flachsstengel bekannt, in der Flachsstengel
einem Rahmengestell zugeführt und in demselben angesammelt werden, während aus diesem
Rahmengestell heraus ein mit über seine ganze Länge verteilten, aufrechten Stiften
versehenes Band die Stengel in Form einer Schicht weitergeführt, wobei die Dicke
der Stengelschicht so konstant wie möglich gehalten wird, indem die über eine gewisse
Höhe über das Band hinausragenden Stengel von einem Planierer ergriffen werden,
der diese Stengel in das Rahmengestell zurückführt.
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Die Bildung einer Stengelschicht von konstanter Dicke, die mit einer
konstanten Geschwindigkeit weiterbefördert wird, hat das Resultat, daß je Zeiteinheit
Mengen von immer gleicher Querschnittsabmessung befördert werden. Und doch ist es
unmöglich, mit der beschriebenen Vorrichtung eine konstante Fasererzeugung zu erzielen,
hauptsächlich, weil die Dichte der Stengelschicht beträchtlichen Schwankungen unterliegt,
da die Dicke der Schicht auch nicht konstant ist. Flachsstengel haben eine unregelmäßig
gebogene und verzweigte Form, so daß sie nicht gleichzeitig über ihre ganze Länge
von den Stiften des Bandes ergriffen und mitgeführt werden, wobei namentlich ihre
Oberenden ineinander verwirrt bleiben. Sie kommen somit in weit auseinanderlaufenden
Richtungen auf das Band zu liegen, wobei zwischen den Stengeln, die nur von ihrem
Eigengewicht aufeinandergepreßt werden, viel Raum übrigbleibt und die Dichte der
Stengelschicht gering und in starkem Maße von zufälligen Umständen, wie der Form
und den Abmessungen der Stengel und dem Grad ihrer gegenseitigen Verwirrung, abhängig
ist. Zudem hat diese Verwirrung der Stengel zur Folge, daß die aus der Schicht hinausragenden
Stengel, wenn sie vom Planierer zurückgeführt werden, ihrerseits willkürliche Stengelmengen
aus der Schicht herausreißen und zurückzuführen, wodurch die Dicke der Schicht auch
eine große Verschiedenheit zeigt. Diese Faktoren verursachen natürlich eine besonders
große Unregelmäßigkeit im Faserertrag.
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Es sind ferner ähnlich wirkende Vorrichtungen bekanntgeworden, bei
denen die auf einem Tisch ausgebreiteten Bastfaserstengel am Ende des Tisches von
Greifern eines Förderbandes od. dgl. erfaßt und zu Bündeln zusammengelegt werden.
Der Gehalt der einzelnen Bündel bzw. die Größe der erzielten Stengelportionen richtet
sich dabei aber danach, wie dicht die ausgebreiteten Bastfaserstengel auf dem Tisch
liegen. Damit Bastfaserstengel zu Beginn einer mechanischen Bearbeitung möglichst
parallel und innerhalb der einzelnen Bündel am Wurzelende bündig liegen, ist bereits
vorgeschlagen worden, die Stengel durch Stauchen der einzelnen Bündel auszurichten.
Hierbei ist vorher eine Dosierung zu Bündeln notwendig, d. h., die Stengel werden
zuerst zu Bündeln zusammengelegt und dann gestaucht. Da die Stengel jedoch vor dem
Stauchen, wie oben dargelegt, unterschiedlich viel Platz einnehmen, ist es maschinell
nicht möglich, stets Bündel gleichen Gehalts und gleicher Größe zusammenzulegen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten
Vorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung zur selbsttätigen Dosierung von
an den Wurzelenden gestauchten Bastfaserstengeln, insbesondere Flachsstengeln, zu
schaffen, wobei die Dosierung der Stengelportionen derart ist, daß die aus den einzelnen
Portionen erzielte Fasererzeugung möglichst konstant ist.
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Die Erfindung geht von der bekannten Vorrichtung aus, die eine Zuführvorrichtung,
ein Rahmengestell zum Sammeln der geförderten Stengel und eine Dosiervorrichtung
zum Abführen der gesammelten Stengel in Bündeln umfaßt, und besteht darin, daß die
Zuführvorrichtung aus zwei von einem gesteuerten Getriebe parallel bewegbaren und
beidseits des Rahmengestells geführten Förderbandpaaren besteht, daß das Rahmengestell
aus zwei Führungen zusammengesetzt ist, in welche die Zuführvorrichtung die Stengel
in einem bestimmten Abstand von ihren Wurzelenden fördert und sammelt, und daß zum
Stauen der Stengel in dem Rahmengestell ein bewegbarer Verschluß und ein von einem
Getriebe hin-und herbewegtes, auf die Stengel einen stets nahezu konstanten Druck
ausübendes Stauglied vorgesehen ist, welches an einem vom Staudruck entgegen der
Kraft vorgespannter Federn axial verschiebbaren Stauarm angeordnet ist. welcher
ein Glied eines Einkurbelgetriebes bildet und in Abhängigkeit von seiner Stellung
die Geschwindigkeit der Zuführvorrichtung steuert, wobei der bewegbare Verschluß
des Rahmengestelles nahezu senkrecht zu den Führungen steht und jeweils aus einer
konvex gekrümmten Zahnflanke der Zähne eines mit einem Zahnkranz versehenen Dosierrades
besteht, das schrittweise mit den zwischen den Zahnflanken befindlichen und von
dem Stauglied dosierten Stengeln vom Antriebsmechanismus der Stauvorrichtung jeweils
gedreht wird, wenn das Stauglied für den Rücklauf aus den Führungen heraustritt.
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Hierdurch wird es möglich, Stengelbündel zu erhalten, deren Querschnitte
in einer gewissen Entfernung von den Wurzelenden und bei einer bestimmten Zusammenpressung
gleich groß sind. Derartige Bündel enthalten - unabhängig von der Länge und
Dicke der Stengel - praktisch stets gleiche Mengen von Fasern. Da die Drehung des
Dosierrades mit der Bewegung des Staugliedes gekoppelt ist, kann das Rahmengestell
mit Stengeln gefüllt werden, ohne daß sich irgendwelche nicht von der Staueinrichtung
herrührende Einflüsse bemerkbar machen.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Stauglied innerhalb
der Führungen bis dicht an den bewegbaren Verschluß und außerhalb der Führungen
bis vor die Umlenkstellen der Förderbänder verstellbar. Dadurch läßt sich die Zusammendrückung
der Stengel und damit die Dosierung des Gehaltes der einzelnen Bündel innerhalb
größtmöglicher Grenzen einstellen.
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Das hin- und herbewegte Stauglied schiebt regelmäßig eine variable
Menge Faserstengel unter einem
nahezu konstanten Druck gegen den
bewegbaren Verschluß der Dosiervorrichtung, welche Bündel von stets gleichem Querschnitt
weiterbefördert. Dabei ist der Anpreßdruck des Staugliedes auf einen bestimmten
Wert beschränkt, so daß seine Vorwärtsbewegung beendet wird, wenn der Staudruck
diesen Grenzwert erreicht. Erfindungsgemäß ist ein Servomechanismus vorgesehen,
welcher dafür sorgt, daß beim Überschreiten bzw. Nichterreichen einer bestimmten
einstellbaren axialen Verschiebung des das Stauglied bewegenden Stauarmes eine Verzögerung
bzw. eine Beschleunigung der Zuführvorrichtung herbeigeführt wird. Dadurch wird
die Zufuhr der Stengel derart reguliert, daß das Stauglied stets genügend Stengel
erfassen kann, um sie in dem gewünschten Maße vor der Dosiervorrichtung zusammendrücken
zu können.
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Vorzugsweise liegt der Abstand zwischen den Wurzelenden und der Stelle,
an der die Stengel am stärksten zusammengedrückt werden, bei Flachs zwischen 8 und
15 cm, da hier die größtmögliche Gleichmäßigkeit im Faserertrag erzielt wird. Dabei
werden Flachsstengel unter einen Druck von höchstens 15 kg/em2 zusammengepreßt;
höhere Drücke verursachen eine größere Zusammenpressung bei dünne Stengeln als bei
dicken, wodurch Unsicherheitsfaktoren eingeführt werden, welche die Gleichmäßigkeit
des Faservertrages stören.
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Der auf die Stengel ausgeübte Druck soll nahezu konstant bleiben,
bis vom Dosierrand ein Bündel bestimmten Querschnittes abgetrennt worden ist. Deshalb
ist es notwendig, daß der die Stengel im Rahmengestell aufnehmende Raum, auch wenn
das Dosierrad gedreht wird, einen konstanten Querschnitt behält, bis keine Verbindung
mehr zwischen den vom Dosierrand abgetrennten Stengeln und den vor dem Rad verbleibenden
mehr besteht. Um dies zu erreichen, verläuft gemäß der Erfindung jeweils der den
beweglichen Verschluß bildende Teil der konvex gekrümmten Zahnflanke nahezu parallel
zu dem jeweils gegenüberliegenden Teil der konkav gekrümmten Zahnflanke des nächsten
Zahnes des Dosierrades, und zwar bis an eine Stelle, die sich hinter den Schnittpunkten
mit der der Achse am nächsten liegenden Führung befindet, wenn die Spitze des nächsten
Zahnes an der von der Achse am weitesten entfernten äußeren Führung vorbeigeht.
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Um zu verhüten, daß die nicht abgetrennten Stengel beim Drehen des
Dosierrades zurückgedrückt oder zusätzlich zusammengedrückt werden, bilden erfindungsgemäß
die Kopfflächen der Zähne mit den konkav gekrümmten Zahnflanken eine Spitze. Durch
eine kleine zum Verschluß hin zunehmende Hinterdrehung weichen die Kopfflächenteile
etwas vom Kopfkreis des Zahnkranzes ab.
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Wenn ein Stengelbündel, dessen Größe von seinem Querschnitt bestimmt
worden ist, von den anderen Stengeln abgetrennt und aus dem Rahmengestell abgeführt
wird, kann es in unerwünschter Weise vorkommen, daß diese Stengel mit ihren oberen
Enden in zu anderen Bündeln gehörenden Stengeln oder in den im Rahmengestell befindlichen
Stengeln hängenbleiben.
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Deshalb ist noch eine zweite Trennung, nämlich an den Stengelspitzen,
vorzunehmen. Bei dieser Trennung sollen die einzelnen Bündel jedoch straff festgehalten
werden. Die zweite Trennung kann bei einem Haltedruck durchgeführt werden, der höher
ist als der für die erste Trennung der Bündel benötigte, weil die Anzahl der Stengel
je Bündel bereits festliegt und das Zerquetschen der Holzteile somit keine widrigen
Folgen mehr mit sich bringt. Die Festklemmung der Bündel wird beispielweise dadurch
erzielt, daß sich erfindungsgemäß die äußere Führung bis an die Stelle, wo die Bündel
das Dosierrad verlassen, erstreckt und dort, wo die völlige Trennung zweier Bündel
stattfindet, der Achse des Dosierrades am nächsten liegt.
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Um eine vollständige Trennung der Bündelenden zu erzielen, sollen
die Bündel an der Stelle, an der sie im Dosierrad festgeklammert sind, voneinander
getrennt werden. Die Trennung erfolgt erfindungsgemäß mittels eines Trennmessers
od. dgl., das eine Bewegung in der Längsrichtung der Bündel von den Wurzelenden
aus zu den Spitzen hin ausführt, wobei die Spitze dieses Messers über die Querschnitte
der festgeklemmten Bündel hinausragt.
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Es ist notwendig, daß dieses Trennorgan nicht auf Hindernisse mechanischer
Art, wie z. B. das Dosierrad, stoßen darf. Deshalb ist gemäß der Erfindung in jedem
Zahn des Dosierrades eine Öffnung für den Durchlauf des Trennmessers ausgespart,
die auf der einen Seite nach der Dosierradachse hin offen ist und deren geschlossenes
äußeres Ende auf einem Radius liegt, der überall über die obere Führung hinausragt.
Diese Öffnungen gestatten dem Messer einen ungehinderten Durchschnitt durch das
Dosierrad, wenn dieses stillsteht.
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Durch die Form und Wirkungsweise des Messers, das durch die Öffnungen
im Dosierrad hindurchtritt, wenn dieses stillsteht, und sich entfernt von ihm befindet,
wenn es in Bewegung ist, wird eine einfache, aber sehr wirkungsvolle und unkomplizierte
Trennung der einzelnen Bündel erzielt.
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Um die Bündel beim Absägen der Wurzelenden abzustützen und dem Trennorgan
sowie den Führungen genügend Spielraum zu gewähren, ist der Zahnkranz des Dosierrades
nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nur mittels eines zurückspringenden
Flansches seitlich mit einer Trägerscheibe in einem derartigen Abstand vom Zahnkranz
verbunden, daß Platz für den Durchbruch des Trennmessers besteht und eine innere
zweite Führung zwischen dem Zahnkranz und der Trägerscheibe bis zum zurückspringenden
Flansch und dadurch zum Herausschieben der Bündel zwischen den Zahnflanken dient.
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Eine reibungslose Weiterbeförderung der Bündel erzielt man im allgemeinen,
wenn erfindungsgemäß die äußere Führung und die innere Führung an der Stelle der
Bündelabnahme aus dem Dosierrad tangentiai zu den parallel verlaufenden Teilen der
Zahnflanken liegen.
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Die Bündel dürfen jedoch nicht ohne weiteres freigegeben werden, sondern
müssen zur nächsten Bearbeitungsstelle weitergeführt werden. Um dies zu erreichen,
ist es vorteilhaft, wenn man erfindungsgemäß zwischen der äußeren Führung und der
inneren Führung und innerhalb des Kopfkreises des Zahnkranzes einen durch eine Feder
belasteter Gegenhalter anordnet, welcher die Bündel zwischen den Zähnen zurückhält,
bis sie von einem Greifer einer Fördervorrichtung zum Weiterbefördern der dosierten
Bündel übernommen werden. Diese Fördervorrichtung ist mit einer Hilfseinrichtung
zum Formen und Ablegen der dosierten Bündel sowie mit einer Vorrichtung
versehen,
welche die Bündel während ihrer Beförderung zur Brechvorrichtung getrennt voneinander
hält.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird beschrieben und an Hand der
Zeichnungen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, F i g. 2, 3 und 4 Seitenansichten der Zuführvorrichtung und des Rahmengestells
mit Stauglied und des Antriebsmechanismus des Staugliedes in verschiedenen Stellungen,
F i g. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V der F i g. 1, F i g. 6 einen Querschnitt
längs der Linie VI-VI der F i g. 1, F i g. 7 eine Einrichtung zur Beschränkung der
Geschwindigkeitsregelung der Flachszufuhr.
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Die von Hand auf dem Förderband ausgebreitete und nach ihrem Durchgang
durch die obengenannten Behandlungen, wie Stauchung, Konditionierung usw., von einer
Verteilvorrichtung auf eine geringere Dicke zurückgeführte Stengelschicht 1 (s.
F i g. 1) wird zwischen Förderbandpaaren 2 und zwischen einer festen Führung 3 und
einer einstellbaren Führung 4 eines Rahmengestells 28 fortlaufend in der mit einem
Pfeil angedeuteten Richtung einer Dosiervorrichtung zugeführt.
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Die Art, in welcher die Stengelschicht festgeklammert wird, ist in
der F i g. 5 illustriert. Es wird gefordert, daß der Abstand von den gut gestauchten
Wurzelenden bis zu der Klammerungsstelle während der ganzen Zeit, in der die fortlaufende
Zufuhr stattfindet, konstant bleiben soll.
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In den vorhergegangenen Behandlungen wird die Lage der Stengelschicht
auf dem Förderband durch die richtige Anordnung der Fördermittel der Stauchvorrichtung
erzielt.
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Zudem soll man sich während aller vorangehender Transporte vor der
Möglichkeit eines Verschiebens der Stengel in Längsrichtung hüten.
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Die von den Förderbandpaaren 2 besorgte Beförderung des Stengelmaterials
wird jetzt von der pulsierenden Förderbewegung des Staugliedes 5 übernommen, so
daß die Stengel schließlich gegen einen bewegbaren Verschluß 6 gestaut werden,
der aus einer konvex gekrümmten Zahnflanke 31 des Zahnes 7 eines Zahnkranzes 8 eines
Dosierrades 9 besteht (s. F i g. 1).
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Das unmittelbar auf die Stengelschicht wirkende Stauglied 5 ist ein
Teil einer Stauvorrichtung, in der das Stauglied von einem Führungsarm
10, mit dem er mittels eines Kupplungsstiftes 11 verbunden ist, durch seine
Bewegungen geführt wird. Der Führungsarm 10 ist an seinem Obenende drehbar um einen
fest mit dem Gestell der Maschine verbundenen Bolzen 12. Die freie Drehung des Staugliedes
5 ist in der einen Richtung durch eine Sperre 13 auf dem Führungsarm 10 beschränkt.
Hierdurch wird, beim aktiven Stauschlag des Stauarmes 14 in seiner Bahn, der Stauungsbereich
des Staugliedes 5 in einer nahezu senkrecht zu der Bewegungsrichtung stehenden Lage
fixiert, während er beim Rückschlag über das nachkommende Stengelmaterial gleitet
und dabei über einen Winkel von ungefähr 60° angehoben wird (s. F i g. 4).
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Der Stauarm 14 kann mittels Schlittenführung durch einen Gleitblock
15 bewegt werden, und an einem Ansatzstück des Armes ist ein Federträger 16 einstellbar
befestigt, wobei zwischen diesem Federträger und einem Paar Stifte, die fest auf
dem Gleitblock 15 angeordnet sind, zwei Federn 17 unter einer gewissen
Spannung angeordnet sind. Ein Stellring 18
od. dgl., der ebenfalls einstellbar
auf dem Arm 14 angeordnet ist, kann, wenn dieser sich in Ruhe befindet, die
Spannung der Federn 17 übernehmen.
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Der Gleitblock 15 ist mittels eines Kurbelzapfens 19 mit einer Exzenterscheibe
20 verbunden. Der Führungsarm 10, der Stauarm 14 und die Kurbellänge
bilden zusammen mit dem Abstand vom Drehpunkt 12 zur Exzenterachse ein bewegbares
Einkurbelgetriebe, wobei zu Zwecken der Regelung der Stauarm eine regelbare Länge
hat. Auch die Kurbellänge kann nötigenfalls noch geändert werden, obwohl dies im
allgemeinen während des Betriebes nicht möglich ist.
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Die Bewegung der Antriebswelle der Exzenterscheibe wird mittels Kettenübertragungen
vom Hauptantriebsmechanismus abgeleitet; die Drehrichtung ist in F i g. 3 mit einem
Pfeil angedeutet.
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Zu Zwecken der Regelung der Flachszufuhr sind der Stauvorrichtung
folgende Regelorgane zugeordnet.
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Der Stau 14 ist mit einem Paar einstellbarer Kontaktnocken
21 und 22, die den Steuerstromschalter 23 (Minimumzufuhrgrenze) bzw.
den Steuerstromschalter 24 (Maximumzufuhrgrenze) bedienen, versehen. Weiter ist
eine Nockenscheibe 25 auf dem Ansatz der Antriebswelle der Exzenterscheibe
20 befestigt. Ein Nocken 26 dieser Nockenscheibe bedient einen dritten Steuerstromschalter
27.
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Die fortlaufend rotierende Exzenterscheibe 20 bewegt mittels des Gleitblockes
15 den Stauarm, der von den Federn mit dem Stellring 18 an besagten Gleitblock
angedrückt wird, so daß der Stift 11 die in der Zeichnung angegebene Bahn durchläuft.
Das von dem Getriebe 10 bis 27 bewegte Stauglied 5 dringt beim
Stauschlag entlang der Führung 4 in das Stengelmaterial ein und staut die
Stengel in das von den Führungen 3 und 4 und dem Verschluß
6 gebildete Rahmengestell auf. Das Stauglied 5 kann hierbei als Finger, der
sich in einem Schlitz der von der Achse am weitesten entfernten Führung bewegt,
oder als eine Gabel ausgeführt sein, deren Zähne um die besagte Führung greifen.
Da die vom Stauglieds ausgeübte Druckkraft von der Vorspannung der Federn 17 hergeleitet
wird, wird die vorwärtsgehende Bewegung der Zusammenpressung der im Rahmengestell
28 eingeschlossenen Stengel aufhören, sobald die Staukraft der in derselben Richtung
entbundenen Komponente der vorgespannten Federkraft gleich wird. Der Stauarm 14
wird von diesem Moment ab der stauenden Bewegung des Kurbelzapfens nicht mehr gehorchen,
sondern wird anfangen, sich durch den Gleitblock 15 zu schieben, wobei der Stellring
18 sich vom Block 15 loslöst (Fig. 2 und 3). Die vorwärts stauende Bewegung des
Staugliedes 5 hört dann praktisch auf, so daß keine weitere Zusammendrückung der
Stengel im Rahmengestell 28 stattfindet.
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Von dem Moment, in dem die Vorspannung der Zugfedern 17 erreicht ist,
wird die Verschiebung bei einer weiteren Fortsetzung der Bewegung von der gewählten
Federkonstante bestimmt. Diese Erscheinung hat zur Folge, daß die vom Stauglied
auf das Stengelmaterial ausgeübte Druckkraft, solange der Kurbelzapfen
seinen
äußersten Stand noch nicht erreicht hat, doch noch etwas zunehmen wird. Diese Zunahme
wird größer sein, je nachdem der im Augenblick, in dem die Vorspannungsgrenze der
Feder erreicht wird, im Rahmengestell befindliche Raum größer ist od°r auch je nachdem
ein größerer Stengelquerschnitt im besagten Rahmengestell eingeschlossen ist.
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In den F i g. 2 und 3 sind zwei Füllungsmöglichkeiten abgebildet,
und zwar im Augenblick, in dem das Stauglied den Stand der maximalen Zusammendrückung
erreicht hat.
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In F i g. 2 ist der umrahmte Raum der Stengel klein gewählt. Das Stauglied
5 übt jetzt eine Staukraft K1 auf die zusammengedrückte Stengelmasse aus. Hieraus
resultiert an erster Stelle eine vom hinteren Verschluß 6 des Sperrzahnes 7 des
Dosierrads 9 ausgeübte Reaktionskraft P1. Die beiden Parallelführungen 3 und 4 des
Rahmengestells 28 erzeugen durch ihren Kontakt mit dem Stengelmaterial Reibungskräfte,
die für die von der Achse am weitesten entfernte- Führung mit W1' und für die der
Achse am nächsten liegende Führung mit W1" bezeichnet werden können.
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Das gegenseitige Verhältnis der von außen auf das Stengelmaterial
wirkenden Kräfte des Kräftesystems ist dann K1 = W1' + W1" + P1. Auf analoge Weise
kann das obenerwähnte Verhältnis für die in F i g. 3 angegebene Situation, bei welcher
der Stauraum groß gewählt wurde, wie folgt beschrieben werden: Kz=W2 +W`"+P2. 1n
diesem Falle sind die von den Parallelführungen auf das eingeschlossene Stengelmaterial
ausgeübten Reibungskräfte infolge der ausgedehnteren Kontaktoberfläche größer als
im Falle der F i g. 2.
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Verlangt wird, daß die Zusammenpressung des Stengelmaterials in der
nächsten Umgebung des Verschlusses. 6, in beiden Fällen, wenn möglich, gleich groß
ist, d. h. P1= P2.
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Hieraus ergibt sich die Anforderung, daß K,-Kl=W2 +W;'-Wl'-Wl" sei.
Da die Reibungskräfte W praktisch im Verhältnis zu den Kontaktlängen. der Leitungen
zunehmen, wird die erforderte Zunahme der Staukräfte K proportional zu diesen Kontaktlängen
sein müssen. Dies nun kann durch eine geschickte Wahl der Steifheit der Federn 17
erzielt werden.
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Auf diese Weise ist man, wenigstens für einen gewissen Bereich des
Stauschlages, einer konstanten Zusammenpressung des Stengelmaterials, auch bei wechselnder
Füllung des Rahmengestells 28 sicher.
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Der Antriebsmechanismus der Exzenterscheibe 20 und der des Dosierrads
9 sind derart aufeinander eingestellt, daß sich das Dosierrad in dem Moment der
maximalen Zusammenpressung um einen Zahn weiterdreht. Dann dringt die Spitze 29
des Zahnes 7 in die zusammengepreßte Stengelmasse ein und trennt hiervon ein bestimmtes
Bündel mit einem Bündelquerschnitt von z. B. 5 cm2 ab. Durch die weitere Bewegung
des Dosierrads 9 wird das abgeschiedene, fest zwischen in gleicher Entfernung voneinander
liegenden Zahnflanken 31 und 32 und der Führung 4 eingeklammerte Bündel in der Höhle
33 zwischen zwei Zähnen 7 weitergeführt.
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Nachdem ein Bündel Stengelmaterial aus dem Rahmengestell 28 ausgegriffen
worden ist, setzt der Kurbelzapfen 19 sich für den Rückschlag in Bewegung, und nachdem
der Stellring 18 wieder gegen den Gleitblock 15 zur Anlage gekommen ist, führt er
den Stauarm 14 mit.. Jetzt wird das Stauglied 5, weil es frei drehbar um den Stift
11 montiert ist, aus der Stengelschicht herausgezogen und gleitet der Förderrichtung
der Flachsstengel entgegen, bis der äußerste Stand links erreicht ist (s. F i g.
4).
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Bei der nächsten Bewegung in Staurichtung dringen die Spitzen des
Staugliedes in das inzwischen von den Förderbändern 2 von neuem zugeführte Stengelmaterial
ein, wonach sich das Zusammendrücken und Ergreifen eines konstanten, sich im komprimierten
Zustand befindlichen Stengelquerschnitts beim nächsten Zahn des Dosierrads wiederholt.
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Um eine angemessene Zufuhr von Stengelmaterial zu gewährleisten, soll
die Geschwindigkeit der Förderbänder 2 dem Bedarf der Dosiervorrichtung angepaßt
sein, die natürlich je Zeiteinheit konstante Querschnitte und somit konstante Mengen
an Bastfasern abführt.
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Verschiedene Ausführungsformen dieser Zufuhrregelung sind denkbar.
In der vorliegenden Ausführungsform der Vorrichtung ist eine elektrische Regelvorrichtung
gewählt, die mittels eines Kippschalterrelais einen Servomotor bedient, der seinerseits
wieder einen kontinuierlichen Variator des Zufuhr-Mechanismus steuert.
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Die Regelung bezweckt eine derartige Beherrschung des vom Verteiler
herkommenden Stengelmaterials, daß die Stauvorrichtung imstande ist, dem Dosierrad
fortlaufend Portionen von einem konstanten Zusammendrückungsgrad zuzuführen. Dies
beinhaltet, daß das Stauglied sich in den Momenten der maximalen Zusammenpressung
immer innerhalb eines. gewissen Bereiches seiner Bahn befinden muß. Die in den F
i g. 2 und 3 gezeichneten Positionen des Staugliedes können z. B. als Abgrenzungen
des. Winkels a verwendet werden, in dem der pendelnde Führungsarm 10 des Staugliedes
sich bewegt. Hierbei steht das Stauglied 5 nahezu senkrecht zu der Bewegungsrichtung
und zu den Führungen 3 und 4, während auch der Verschluß 6 der Zahnflanke
möglichst senkrecht zu dieser Richtung steht, um zu verhüten, da.ß Stengel in eine
Ecke steckenbleiben.
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Alle die sich aus der Ausbreitung von Hand ergebenden Unregelmäßigkeiten
der Flachsstengelschicht, die natürlich auch nach dem Durchgang durch die Verteilvorrichtung
noch fortbestehen, müssen daher durch eine angepaßte Geschwindigkeitsänderung in
der Zufuhr derart ausgeglichen werden, daß der im vorigen Absatz gestellten Bedingung
bezüglich des Standes des Staugliedes genügt wird.
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Zu diesem Zwecke werden die Steuerstromschalter (z. B. Mikroschalter)
23 und 24 als mit dem Gleitblock 15 fest verbundene Taster auf dem Staumechanismus
angebracht. Die Kontaktnocken 21 und 22 auf dem Stauarm 14 können jetzt derart eingestellt
werden (s. F i g. 2 und 3), da.ß der mit dem Schalter 23 zusammenarbeitende Kontaktnocken
21 als Begrenzungsorgan für die minimale Füllung des Raumes im Rahmengestell
28 wirk, während die Teile 22 und 23 als Begrenzungsorgane für die maximale
Füllung dieses Raumes dienen.
Das vom Servomechanismus durch den
Schalter 23 abzugebende Steuerstromsignal soll daher eine Geschwindigkeitszunahme
der Flachszufuhr und das Signal des Schalters 24 eine Geschwindigkeitsabnahme
derselben zur Folge haben.
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Das aktive Tastmoment ist nur kurz, denn dies kann nur unter der Bedingung
einer maximalen Zusammenpressung stattfinden. (Gleitblock 15 in dem äußersten Staustand
[s. F i g. 2 und 3].) Um dem Signal eine gewisse Aktionsdauer zu verleihen, kann
das Tastmoment ohne Mühe zu einem Tastbereich, der mit einem in F i g. 3 ersichtlichen
Drehwinkel f3 (z. B. 30°) der Exzenterscheibe korrespondiert ausgedehnt werden.
Zu diesem Zwecke ist die auf derselben Antriebswelle befestigte Nockenscheibe 25
mit einem sich über denselben Winkel /3 erstreckenden Nocken 26 versehen. Der Steuerstromschalter
27 ist als Verschlußkontakt ausgeführt, d. h. daß er die Steuerstromschaltung für
die beiden Schalter 23 und 24 über den Winkel /3 einschaltet und diese Schaltung
über den übrigen zu durchlaufenden Winkel von 360° -/3 unterbricht. Auf diese Weise
wird gewährleistet, daß die Signale 23 und 24 ausschließlich über den Winkelbereich
ß an den Servomechanismus weitergeleitet werden.
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In F i g. 7 ist die Anordnung des Servomotors mit der Verbindung nach
dem Regelrad 34 eines Variators hin angegeben. Das Kettenrad 35 ist fest auf der
Antriebswelle des besagten Regelrades befestigt, wobei das Kettenrad 35 zusammen
mit dem Kettenrad 36 die Kette 37 trägt. Auf dieser Kette befindet sich ein Nocken
38, der eine von einem Servomotor auferlegte Aufundabbewegung hat, welche von den
einstellbaren Steuerstromunterbrechern 39 und 40 begrenzt wird, die serienweise
in derselben Steuerstromleitung wie der Unterbrecher 27 angeordnet sind.
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Durch die Anordnung kann der Zufuhrgeschwindigkeit eine sonst einstellbare
Maximum- und Minimumgrenze gegeben werden, mit dem Zweck, 1. um beim etwaigen Ausfallen
der Flachszufuhr (Auslaufen der Maschine) die Steuerstromzufuhr des Schalters 23
(Minimumgrenze) endgültig zu unterbrechen; 2. um bei einer unregelmäßigen Ausbreitung
allzu großen Schwankungen der Zufuhrgeschwindigkeit vorzubeugen.
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Die weitere konstruktive Ausführung der Dosiervorrichtung ist in den
F i g. 1 und 6 gezeigt.
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Das Dosierrad 9 ist in Schalenform ausgeführt und ist mit einer Nabe
41 auf dem frei tragenden Ende einer Antriebswelle 42 befestigt, an deren
anderem Ende ein intermittierendes Treibwerk 43, 44 mit einem Malteserkreuz
43 angeordnet ist. Der Boden des Rades 9 ist aus einer Träger- und Antriebsscheibe
45 gebildet, die mit der Nabe 41 ein Ganzes bildet und auf der ein Flansch montiert
ist, der den ringförmigen Zahnkranz auf seiner Peripherie trägt. Der Flansch 46
ist an der Außenseite profiliert, und zudem ist er mit radialen Schlitzen versehen.
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Die Gestaltung der Kombination von Dosierrad und Zahnkranz hat folgende
Zwecke: a) das Stengelmaterial in dosierten Bündeln von der Stauvorrichtung zu übernehmen,
geklammert festzuhalten und bei der weiteren Beförderung zuführen; b) eine vollständige
Trennung der Stengel zwischen aufeinanderfolgenden Bündeln zu erzielen; c) das Stengelmaterial
derart zu stützen, daß die holzigen Wurzelenden durch Sägen, Abschneiden oder Brechen
entfernt werden können; d) eine geschmeidige Abgabe der auf diese Weise behandelten
Bündel an die anschließende Fördervorrichtung zu ermöglichen; e) das Anhängen oder
das Mitreißen der Stengel oder Fasern auszuschließen.
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Die in dem Flansch 46 angebrachten tiefen Schlitze
47 und die diesen Schlitzen entsprechenden gewölbten Öffnungen 49 des Zahnkranzes
8 ermöglichen es einem Trennmesser 50, bis jenseits der Einklammerungsstelle der
Stengel in den Zahnkranz einzudringen und auf diese Weise jede gegenseitige Verbindung
zwischen den einander folgenden Bündeln auch an der Einklammerungsstelle zu unterbrechen,
während die Trennung über die ganze Stengellänge stattfinden kann. Das Trennmesser50
ist auf einer fortlaufenden, an sich vom Dosierrad freien Kette 51 montiert, so
daß die Kette sich unabhängig von der Drehung des Dosierrades bewegen kann. Das
Trennmesser selber ragt hinauf, und wenn das Rad stillsteht, erstreckt es sich in
den Zahnkranz 8 hinein und durch die radialen Schlitze 47 und die Öffnungen 49 in
den Zähnen. Hierbei reicht die Spitze des Trennmessers bis zwischen die Bündelteile,
die hinter dem Rahmengestell 28 liegen, und trennt auch diese. Natürlicherweise
ist es dann notwendig, daß die Öffnungen 49 sowie die Spitze des Trennmessers
sich bis an der Führung 4 vorbei erstrecken. Um den Durchgang für das Trennmesser
50 zu garantieren, wird der vor dem Zahnkranz liegende Teil 52 der
Führung 4 aufwärts gebogen, während an der Einklammerungsstelle der Bündel
die Führung 4 sich der Achse des Dosierrades mehr nähert als bei der übernahme vom
Zabnkranz und als an der Abführstelle.
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Bei der übernahme aus der Stauvorrichtung wird dafür Sorge getragen,
daß die Stengel nicht zu stark zusammengedrückt werden, und hierzu wird der Staudruck
von den Federn 17 möglichst ungefähr gleich 6 kg/cm= gehalten. Dies kann natürlich
auch noch geregelt werden, indem man die Führung 4 einstellbar macht, wodurch
es möglich wird, die Größe der Bündel zu ändern. Sobald ein Bündel geformt und völlig
in die Höhle 33 zwischen zwei Zähnen aufgenommen worden ist, kann und muß der Druck
zunehmen, damit die Stengel beim weiteren Trennverfahren nicht vom Trennmesser 50
aus dem Bündel herausgerissen werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Führung
4 nicht konzentrisch mit dem oberen Kreis des Zahnkranzes 8, sondern nach der Achse
hin verläuft.
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Um eine Zunahme des Druckes im Rahmengestell 28 während und nach der
Abtrennung der Stengelbündel vom Zahnkranz zu vermeiden, ist die Kopffläche
53 der Zähne 7 von der Spitze 29 ab nahezu konzentrisch mit
dem oberen Zahnkreis aber ein wenig hinterdreht. Bis zum eigentlichen bewegbaren
Verschluß 6 nimmt diese Hinterdrehung stark zu, um dem neu aufzustauenden Stengelmaterial
die Bahn frei zu machen. Die Vorwärtsbewegungen der Zähne 7 kann hierbei den Bewegungen
des vom Kurbelgetriebe getriebenen Staugliedes 5 angepaßt sein, während die Bewegung
des Dosierrades 9 mittels des Malteserkreuzes 43 erfolgt. Das Einzelzapfenrad
44 des Treibwerkes
43, 44 ist darum auf einer vom regelbaren
Hauptantriebsmechanismus 54 mittels Kettenübertragung 55 getriebener Welle 56 befestigt,
die mittels einer zweiten Kettenübertragung 57 den Exzenter 20 treibt (F i g. 1
und 6).
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Die übertragungsverhältnisse und der Stand des Einzelzapfenrades 44
werden natürlich so gewählt, daß der Zahnkranz 8 während des Stauens stillsteht,
daß aber das Rad sich noch vor der Beendigung des Stauvorganges in Bewegung setzt.
Natürlich soll der Staudruck nicht ausfallen, bevor das Bündel in seiner Ganzheit
ergriffen worden ist, da sonst die Dosierung nicht eindeutig ist. Zudem wird eine
höhere Kompression der im Rahmengestell 28 befindlichen ungetrennten Stengelteile
von der hinterdrehten Kopffläche 53 des Zahnes 7 unmöglich gemacht.
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Die untere Führung 3 läuft unter dem Bündel bis in das Profil der
Flansche 46 des Dosierrades hin, während eine zweite innere Führung 58 jenseits
des Trennmessers 50 in das Profil des Flansches 46 hineinreicht und die dann getrennten
Bündel aus der Höhle 33 zwischen den Zähnen heraushebt. Die Führung 4 entfernt sich
dabei ebenfalls vom Dosierrad, und das Bündel wird während des Drehens bis auf die
Zahnspitze geführt.
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Das Bündel darf jedoch nicht ohne weiteres losgelassen werden, da
sonst eine Zerstreuung der Stengel stattfinden würde, und daher wird das Bündel
von einem Gegenhalter 59 zurückgehalten, der im Gestell der Vorrichtung drehbar
ist und gegen die Spannung einer Feder 60 in die Abführrichtung umklappen
kann. Dieses Umklappen findet erst dann statt, wenn ein Greifer 61 der Fördervorrichtung
das Bündel ergreift und weiter abführt. Damit sich bei dieser Abfuhr keine Schwierigkeiten
ergeben, verlaufen die Enden der Führungen 4 und 58 an der Abführstelle tangential
zu den Zahnflanken, da sonst die Stengel steckenbleiben würden.
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Da die zugeführten Stengel an den Wurzelenden gestaucht worden sind
und in einem gewissen Abstand ungefähr zwischen 8 und 15 cm von diesen Enden im
Rahmengestell 28 angesammelt worden sind, müssen die Wurzeln nachträglich entfernt
werden. Dies kann besonders vorteilhaft an einem Punkt geschehen, wo die Stengel
festgehalten werden, also z. B. an der Stelle, wo die Längstrennung der Bündel stattfindet.
Die Entfernung der Wurzeln erfolgt dort mittels einer Wurzelendsäge 62, die gesondert
von einem Motor oder vom Hauptantriebsmechanismus 54 angetrieben werden kann.
Um ein gleichmäßiges Absägen der Stengel zu verbürgen, stützen sich die Bündelenden
auf dem Rande der Trägerscheibe 45 und in der Zahnhöhle 33 auf, während die Führung
4 das Bündel am oberen Ende festhält.
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Der Abstand zwischen der Säge 62 und dem Zahnkranz 8 hängt naturgemäß
mit den schon erwähnten Abständen von 8 und 15 cm zusammen, und der Abstand zwischen
Trägerscheibe und Zahnkranz muß notwendigerweise geringer sein. Die Säge ist gewöhnlich
in Axialrichtung verstellbar.
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Da die Stengel beim Sägen verbogen werden können, ist es vorteilhaft,
daß das Trennmesser 50 durch die Schlitze 47 hindurch in den Flansch 46 bis dicht
an die Trägerscheibe hineinreicht.
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Obwohl im obenstehenden beschrieben worden ist, daß alle Bündel vom
Trennmesser 50 vom Wurzelende bis zu der Spitze völlig getrennt werden, ist es natürlich
möglich, das Trennmesser 50 auf seiner Kette 51 nur bei jedem zweiten oder weiteren
Schritt des Dosierrades eingreifen zu lassen. Wenn z. B. eine Brechvorrichtung eine
Kapazität, d. h. eine Walzenbreite besitzt, die sich zur Aufnahme von jeweils vier
Bündeln eignet, so kann die völlige Trennung mit dem Trennmesser von jedem vierten
Zahn vorgenommen werden. Die Geschwindigkeit der Kette 51 oder die Zahl der darauf
angeordneten Trennmesser 50 ist dann entsprechend zu ändern.