EP0064584B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ablegen eines textilen Faserbandes - Google Patents
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- EP0064584B1 EP0064584B1 EP82102143A EP82102143A EP0064584B1 EP 0064584 B1 EP0064584 B1 EP 0064584B1 EP 82102143 A EP82102143 A EP 82102143A EP 82102143 A EP82102143 A EP 82102143A EP 0064584 B1 EP0064584 B1 EP 0064584B1
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- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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- B65H2701/30—Handled filamentary material
- B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments
Definitions
- the present invention relates to a method for depositing a textile sliver in the form of cycloid-like loops in a can, which rotates about its longitudinal axis forming the axis of rotation, in which the sliver is guided through a funnel of a funnel wheel which rotates about a rotation axis parallel to the can rotation axis rotates, and in addition the mutual distance between the axes of rotation of the can and the funnel wheel is changed by a lateral displacement of the can in the direction perpendicular to the axes.
- German Offenlegungsschrift No. 28 02 216 describes a method which is used to deposit and transfer fuses into a jug by means of a funnel wheel.
- the funnel wheel is rotated in the case of large turns and, in the case of small turns, the can is additionally rotated using a transmission gear with a periodically changing angular velocity. These changes in angular velocity occur in time with the rotation of the funnel wheel and thus at a very high frequency. Great forces arise.
- the course or configuration of the belt loops placed in the jug is not influenced by the measures mentioned.
- the can for depositing roving into a can to increase its capacity, the can is subjected to a translational movement in addition to its rotational movement, the funnel wheel being firmly positioned.
- the degree of filling is inadequate in the first-mentioned method and that in the second-mentioned method the band gap between the individual loops of the sliver deposited in the can fluctuates depending on the can diameter.
- the sliver warps and, above all, there are non-uniform portions in terms of its thickness, which non-uniformities can have an effect right up to the product ultimately produced.
- the device for carrying out the method has a rotatable can plate carrying the can, which is coupled to a rotating member. It is characterized in that a drive element of constant rotation speed is provided on the input side of a translation variator which is controllable as a function of the distance between the rotation axes of the can and funnel, and the rotation element is provided on the output side.
- the present invention results in a further advantage, as a rule, of an even further improved degree of filling of the can filled with fiber sliver.
- the appearance of the filled jug is also improved.
- the device for depositing a sliver shown in FIGS. 1 and 2 has two cans 11 each for receiving a sliver.
- Fig. 2 only the lower part of a can 11 is drawn.
- the cans 11 stand on can plates 12 (FIG. 2), which are mounted in rotary bearings (not shown). They are rotatable about axes of rotation 13.
- the rotary bearing of the can plate and thus the cans 11 are carried by a plate 14 and this in turn is mounted on rollers 15.
- the latter run on rails 16 so that the plate 14 can perform translatory movements.
- a drive member 21 formed by a drive shaft can be rotated at a constant rotational speed. It is firmly coupled to a V-belt wheel 51 and rotatably carried by a hatched, fixed part of the device. Via a V-belt 22 it is coupled to a rotating member 23 designed as a V-belt pulley. The latter is coupled via further belts 24 to the can plates 12 carrying the cans 11. Via a gear wheel 52, which rotates with the rotating member 23, the rotating member 23 is also coupled to a rotatable disk 25, which is provided with a toothed ring over its circumference. On the disc 25, one end of a crank rod 26 is rotatably fastened in a rotary bearing 27 mounted eccentrically on the disc 25. The other end of the crank rod 26 is pivotally attached to a solid part of the device shown hatched. When the disk 25 rotates, the rotary bearing 27 for the crank rod 26 describes the path shown by the circle 28.
- a funnel wheel 31 is located above each of the cans 11. These funnel wheels 31 rotate around one of the axes of rotation 32 during operation of the device the cans 11 slivers to be discarded. The distance from an axis of rotation 32 to the associated funnel 33 forms the deposit radius of the funnel wheel.
- each of the hopper wheels 31 rotates continuously about its axis of rotation 32.
- the drive member 21 rotates at a constant speed and sets the V-belt wheels 51 and 23 in rotation.
- the organ 23 in turn causes the belts 24 to rotate the can plates 12 and the cans 11 mounted thereon.
- the disk 25, in the toothed ring of which the teeth of the gear wheel 52 engage is rotated by the drive element 21 and via the rotating element 23 , whereby the plate 14 is moved back and forth on the rollers 15 along the rails 16.
- the funnel wheel 31 Due to the simultaneous rotation of the funnel wheels 31 and the cans 11, the funnel wheel 31 making, for example, 20 rotations with each revolution of a can 11, the fiber sliver is deposited in the cans in cycloid-like, adjacent loops. The area around the axes of rotation 13 remains free in each of the cans 11, so that this area forms a hole when the can 11 is filled. As is generally known in the spinning industry, the sliver can be deposited “around the hole” or “to the hole”. When placed "around the hole”, the funnel 33 of the funnel wheel 31 rotates about the axis 13 of the can 11. When placed "around the hole”, it rotates on a path lying between the axis 13 and the cylindrical wall of the can 11. 1, 3 and 4 show deposits "around the hole”.
- an improved filling of the cans 11 is obtained if, in addition to the rotation of the cans 11, they are also displaced by translatory movements perpendicular to their axes of rotation 13, for example by moved back and forth along the rails 16.
- the rotation of the disk 25, which is mounted on the plate 14 causes the translatory movements of the latter, the plate 14 rolling back and forth between end positions on the rails 16 by means of the rollers 15.
- the end positions are given by the solid circles showing the can 11 and by the dash-dotted circles 17.
- FIGS. 3 and 4 show loops of a sliver inserted into a can 11.
- the loops are drawn as lines.
- the bands are therefore actually wider and closer together than is shown in FIGS. 3 and 4.
- a 600 mm diameter jug and a hopper wheel with a disc radius of 218 mm were used.
- Fig. 3 shows a tape storage, which results from a combination of the rotation and translation of the can 11 described in the previous paragraph. A good filling is already achieved. However, the loops are still relatively close together in area 41 and have relatively large distances from one another in area 42.
- the rotational speed of the cans 11 is varied according to the invention in such a way that each can 11 has the greatest rotational speed if, during the lateral displacement of the can 11, its axis of rotation 13 is the axis of rotation 32 of the one belonging to it Funnel wheel 31 is closest, ie if it is placed in the innermost area of the jug. Accordingly, the speed of rotation of the can 11 is slowest when the axes of rotation 13 and 32 are at their greatest distance during the lateral displacement of the can 11, i.e. if it is placed on the edge of the can.
- FIG. 1 shows a device with which such a variation in the rotational speed of the cans 11 is obtained by means of the V-belt variator consisting of the drive member 21, the rotation member 23 and the V-belt 22.
- the V-belt wheel 51 driven by the drive element 21 has two wheel halves which are preloaded against one another in the axial direction and whose mutual distance can be changed, as will be explained in more detail later with reference to the example in FIG. 5. If e.g. through the. Rotation of the disk 25, the plate 14 is moved along the rails 16, the cans 11 being moved from their drawn positions into the positions defined by the corresponding circles 17, this causes an increase in the distance between the fixed V-belt pulley 51 and the plate 14 moving rotary member 23.
- the two preloaded wheel halves of the V-belt 51 rotating with the member 21 are pressed apart against their pretension, and thus the radius which is decisive for the V-belt 22 on this V-belt wheel 51 becomes smaller.
- the transmission ratio of the wheels 23, 51 is thus changed in such a way that the V-belt pulley 23 rotates at a reduced rotational speed, so that the rotational speed of the cans 11 decreases as the distance between the axes 13, 32 increases.
- the cans 11 move from the positions given by the dot-and-dash circles 17 to the positions of the extended circles denoting the cans 11, i.e. as the distance between the axes 13, 32 decreases, the speed of rotation of the cans 11 increases.
- FIG. 5 an embodiment of a drive arrangement for moving a can plate is shown in detail.
- the plate 12 is supported by a plate 14 in a rotary bearing, not shown.
- the plate 14 is movable back and forth on rollers 15.
- a crank rod 26, which is pivotally attached at one end 61 to a hatched, fixed machine part, is rotatably coupled to a disk 25 at its other end by means of a rotary bearing 27.
- the bearing 27 is arranged eccentrically with respect to the axis of rotation 76 of the disk 25.
- the drive arrangement comprises a drive element 21 designed as a shaft. It also has a transmission variator which comprises a V-belt wheel 51, a rotation element 23 designed as a V-belt pulley and a V-belt 22 coupling these wheels 51, 23.
- the V-belt pulley 51 is composed of two wheel halves 64 and 65, which are biased against one another by means of two springs 66.
- the wheel halves 64, 65 are displaceable in the longitudinal direction of the drive shaft 21 and are driven by the latter.
- the can plate 12 is driven by a wheel 73 which is rotationally coupled to the rotating member 23.
- a gear 52 is also coupled to the organ 23 in terms of rotation.
- the wheels 23, 73 and 52 are supported by a rotary bearing 75.
- the gear 52 is in engagement with a ring gear arranged over the circumference of the disk 25.
- the disk 25 can be rotated about the axis of rotation 76 in a bearing 77.
- the V-belt variator 51, 23, 22 shown in FIG. 5 operates essentially in accordance with the manner described with reference to FIGS. 1 and 2 and serves to explain the same in detail: the drive member 21 sets the rotary member 23 in motion via the V-belt wheel 51 and the V-belt 22 . This in turn causes the can plate 12 and the disk 25 to rotate via the belt 24 or the interlocking teeth of the gear 52 and the ring gear of the disk 25.
- the rotating disk 25 causes, via the rotating bearing 27 and the crank rod 26, a back and forth movement of the plate 14 and thus of the can plate 12 carried by it together with the can 11 and the wheel group 23, 73, 52. If e.g. 5 moves to the right in FIG. 5, the rotating member 23 also moves to the right.
- the rotating member 23 can be designed as a V-belt pulley with two mutually preloaded pulley halves of variable spacing.
- Each of the mutually facing inner surfaces of the wheel halves 64, 65 has the shape of the outer surface of a truncated cone-like structure. If the generatrices of these lateral surfaces are formed by straight lines, the transmission ratio of the wheels 51, 23 changes in proportion to their spacing from one another or to the radial spacing of the V-belt 22. If one selects a line with a predetermined, curved course for the generators, one obtains an arbitrarily selectable change in the transmission ratio as a function of the mutual distance between the wheel halves 64, 65.
- the lateral displacement of the plate 14 along the rails 16 is influenced by the changed rotational speed of the rotating member 23. If the disk 25 were driven directly by the drive member 21 at a constant rotational speed, for example the translational movement of the plate 14 would be sinusoidal. Due to the coupling with the rotation member 23, however, the slower rotation speed of the can 11 in the area of the circle 17 also makes the translational movement of the plate 14 slower than is the case in the area of the drawn position of the can 11. These different speeds of the lateral displacement bring about an additional improvement with regard to the stringing together of the slivers and the degree of filling of the can.
- the lateral displacement of the can 11, as shown in FIGS. 1, 2 is parallel to the plane defined by the axes 12, 32, or whether it is oblique to this plane.
- a method of operation according to the invention is not only possible if the lateral displacement, as shown, is straight. It can also be of a rotary type.
- FIG. 6 shows the material distribution of a laid sliver in a can according to the laying process mentioned above.
- a 600 mm diameter jug was used.
- the can radius is plotted as the abscissa and the fill quantity of sliver material is plotted as the ordinate.
- the thin, solid line 81 shows the tape deposit distribution in the case of a rotating funnel wheel 31 with a rotating can 11, which is not subject to any lateral displacement. There is a first large accumulation of material in an area with a radius of approx. 170 mm to 180 mm and a second accumulation in an area with a radius of approx. 280 mm to 290 mm.
- the dashed line 82 relates to the case in which the can 11 additionally carries out a lateral displacement.
- the band distribution is much better, the extreme peaks are eliminated.
- the thick, solid line 83 represents the conditions in the procedure according to the present invention, e.g. when using the device shown in FIGS. 1 and 2. It can be seen that, in addition to the above-mentioned tape deposit in the form of cycloid loops with precisely specified lateral distances, the distribution is further improved. In addition to a further reduction of the peaks shown in FIG. 6, a strong improvement in the degree of filling is obtained in an inner area with radius values of approximately 130 mm to 170 mm and in an outer area with radius values between approximately 250 mm and 290 mm. The distribution according to the thick, solid line applies above all to a tape deposit “around the hole”. It is less pronounced when placed on the hole.
- V-belt variator shown has the advantage that the device according to the invention takes up little space in height. This greatly facilitates accessibility, which is particularly important when it comes to replacing cans.
- the invention is not restricted to this type of variator, and other types of translation devices can also be used.
- An optimal value is a lateral displacement that takes place over a distance that is 5-10% of the can diameter.
- an optimal filling of the can in terms of quantity is obtained if the ratio of the average distance between the two axes of rotation 13, 32 to the placement radius of the funnel wheel 31 is approximately 0.2 to 0.4 when placed around the hole and approximately 2 to 4.5 when placed on the hole.
Landscapes
- Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
- Coiling Of Filamentary Materials In General (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ablegen eines textilen Faserbandes in Form von zykloidenähnlichen Schleifen in eine Kanne, welche um ihre die Rotationsachse bildende Längsachse rotiert, bei welchem das Faserband durch einen Trichter eines Trichterrades geführt wird, welches um eine zur Kannenrotationsachse parallele Rotationsachse rotiert, und zusätzlich der gegenseitige Abstand der Rotationsachsen von Kanne und Trichterrad durch eine laterale Verlagerung der Kanne in zu den Achsen senkrechter Richtung verändert wird.
- In der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 28 02 216 ist ein Verfahren beschrieben, welches dazu dient, mittels eines Trichterrades das Ablegen und Umfüllen von Lunte in eine Kanne durchzuführen. Um eine Stauung bzw. einen Verzug der in die Kanne abgelegten Lunte zu verhindern oder wenigstens zu verringern, wird bei Grosswindungen das Trichterrad und bei Kleinwindungen zusätzlich auch die Kanne unter Verwendung eines Übersetzungsgetriebes mit periodisch wechselnder Winkelgeschwindigkeit gedreht. Diese Wechsel der Winkelgeschwindigkeit erfolgen im Takte der Umdrehungen des Trichterrades und somit mit sehr hoher Frequenz. Dabei treten grosse Kräfte auf. Der Verlauf oder die Konfiguration der in die Kanne abgelegten Bandschleifen wird durch die erwähnten Massnahmen nicht beeinflusst.
- Gemäss der japanischen Auslegeschrift Nr. 48-3091 wird für die Ablage von Vorgespinst in eine Kanne zur Erhöhung des Fassungsvermögens derselben die Kanne zusätzlich zu ihrer Rotationsbewegung einer Translationsbewegung unterworfen, wobei das Trichterrad fest positioniert ist.
- Es zeigt sich, dass bei dem zuerst genannten Verfahren der Füllungsgrad ungenügend ist und beim zweitgenannten Verfahren der Bandabstand zwischen den einzelnen Schleifen des in die Kanne abgelegten Faserbandes je nach dem Kannendurchmesser schwankt. Dadurch verzieht sich das Faserband, und es entstehen vor allem in seiner Dicke uneinheitliche Partien, wobei sich diese Uneinheitlichkeiten bis zum schlussendlich hergestellten Produkt auswirken können.
- Gemäss vorliegender Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Kanne in Abhängigkeit des Abstandes der Rotationsachsen von Kanne und Trichterrad variiert und bei minimalem Abstand dieser Achsen die Kanne mit minimaler Rotationsgeschwindigkeit rotiert wird.
- Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens weist einen rotierbaren, die Kanne tragenden Kannenteller auf, welcher mit einem Rotationsorgan gekoppelt ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass eingangsseitig eines in Abhängigkeit des Abstandes der Rotationsachsen von Kanne und Trichter steuerbaren Übersetzungsvariators ein Antriebsorgan konstanter Rotationsgeschwindigkeit und ausgangsseitig das Rotationsorgan vorgesehen ist.
- Durch die vorliegende Erfindung ergibt sich neben der grossen Gleichmässigkeit der seitlichen Abstände der nebeneinander liegenden Schleifen als weiterer Vorteil ein in der Regel nochmals verbesserter Füllungsgrad der mit Faserband gefüllten Kanne. Zudem wird die Ansehnlichkeit der gefüllten Kanne verbessert.
- Im folgenden sei die Erfindung und deren Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen und der Figuren der Zeichnung näher erläutert. In der letzteren ist
- Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung von oben gesehen,
- Fig. 2 ein Schnitt durch diese Vorrichtung längs der Linie 11-11 in Fig.1,
- Fig. 3 eine Ansicht von in eine Kanne abgelegten Faserbändern von oben gesehen,
- Fig. 4 eine Ansicht einer im Vergleich zu Fig. 3 verbesserten Ablage von Faserbändern,
- Fig. 5 eine Seitenansicht eines Einzelheiten zeigenden Übersetzungsvariators und
- Fig. 6 eine Darstellung, welche verschiedene Füllungszustände einer Kanne zeigt.
- Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zum Ablegen eines Faserbandes weist zwei zur Aufnahme je eines Faserbandes vorgesehene Kannen 11 auf. In Fig. 2 ist nur die untere Partie einer Kanne 11 gezeichnet. Die Kannen 11 stehen auf Kannentellern 12 (Fig. 2), welche in nicht gezeichneten Rotationslagern angebracht sind. Sie sind um Rotationsachsen 13 rotierbar. Die Rotationslager der Kannenteller und damit die Kannen 11 sind von einer Platte 14 getragen und diese wiederum ist auf Rollen 15 gelagert. Die letzteren laufen auf Schienen 16, so dass die Platte 14 translatorische Bewegungen ausführen kann.
- Ein durch eine Antriebswelle gebildetes Antriebsorgan 21 ist mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit rotierbar. Es ist mit einem Keilriemenrad 51 fest gekoppelt und von einem schraffiert gezeichneten, festen Teil der Vorrichtung rotierbar getragen. Über einen Keilriemen 22 ist es mit einem als Keilriemenscheibe ausgebildeten Rotationsorgan 23 gekoppelt. Das letztere ist über weitere Riemen 24 mit den die Kannen 11 tragenden Kannentellern 12 gekoppelt. Über ein Zahnrad 52, welches mit dem Rotationsorgan 23 rotiert, ist das Rotationsorgan 23 ausserdem mit einer rotierbaren Scheibe 25, welche über ihrem Umfang mit einem Zahnkranz versehen ist, gekoppelt. An der Scheibe 25 ist das eine Ende einer Kurbelstange 26 in einem exzentrisch auf der Scheibe 25 angebrachten Rotationslager 27 drehbar befestigt. Das andere Ende der Kurbelstange 26 ist schwenkbar an einem schraffiert gezeichneten, festen Teil der Vorrichtung befestigt. Bei einer Drehung der Scheibe 25 beschreibt das Rotationslager 27 für die Kurbelstange 26 die durch den Kreis 28 gezeigte Bahn.
- Oberhalb der Kannen 11 befindet sich je ein Trichterrad 31. Diese Trichterräder 31 rotieren im Betrieb der Vorrichtung um je eine der Rotationsachsen 32. Durch deren Trichter 33 laufen die in die Kannen 11 abzulegenden Faserbänder. Die Strecke von einer Rotationsachse 32 zum zugehörigen Trichter 33 bildet den Ablegeradius des Tricherrades.
- Im Betrieb der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung rotiert jedes der Trichterräder 31 dauernd um seine Rotationsachse 32. Das Antriebsorgan 21 rotiert mit konstanter Geschwindigkeit und versetzt die Keilriemenräder 51 und 23 in Rotation. Das Organ 23 wiederum bewirkt über die Riemen 24 eine Rotation der Kannenteller 12 und der auf diesen angebrachten Kannen 11. Zusätzlich wird die Scheibe 25, in deren Zahnkranz die Zähne des Zahnrades 52 eingreifen, durch das Antriebsorgan 21 und über das Rotationsorgan 23 in Drehung versetzt, wodurch die Platte 14 auf den Rollen 15 längs den Schienen 16 hin und her bewegt wird.
- Durch die gleichzeitige Rotation der Trichterräder 31 und der Kannen 11, wobei mit jeder Umdrehung einer Kanne 11 das Trichterrad 31 beispielsweise 20 Umdrehungen ausführt, wird das Faserband in den Kannen in zykloidenähnlichen, nebeneinanderliegenden Schleifen abgelegt. Dabei bleibt der Bereich um die Rotationsachsen 13 in jeder der Kannen 11 frei, so dass dieser Bereich bei gefüllter Kanne 11 ein Loch bildet. Dabei kann, wie dies in der Spinnereibranche allgemein bekannt ist, eine Ablage des Faserbandes «um das Loch» oder «an das Loch» erfolgen. Bei einer Ablage «um das Loch» rotiert der Trichter 33 des Trichterrades 31 um die Achse 13 der Kanne 11. Bei einer Ablage «an das Loch» rotiert er auf einer zwischen der Achse 13 und der zylindrischen Wand der Kanne 11 liegenden Bahn. Fig. 1, 3 und 4 zeigen Ablagen «um das Loch».
- Wie ebenfalls bereits bekannt ist, erhält man eine verbesserte Füllung der Kannen 11, wenn man zusätzlich zur Rotation der Kannen 11 diese noch durch senkrecht zu ihren Rotationsachsen 13 erfolgende, translatorische Bewegungen verlagert, indem man diese z.B. längs den Schienen 16 hin und her bewegt. Im gezeigten Beispiel bewirkt die Drehung der Scheibe 25, welche auf der Platte 14 montiert ist, die translatorischen Bewegungen der letzteren, wobei die Platte 14 mittels der Rollen 15 auf den Schienen 16 zwischen Endlagen hin und her rollt. Die Endlagen sind durch die die Kanne 11 zeigenden, ausgezogenen Kreise und durch die strichpunktierten Kreise 17 gegeben.
- Die Fig. 3 und 4 zeigen in eine Kanne 11 eingelegte Schleifen eines Faserbandes. Dabei sind die Schleifen als Linien gezeichnet. Die Bänder sind daher in Wirklichkeit breiter und liegen näher aneinander als dies in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Es wurde eine Kanne von 600 mm Durchmesser und ein Trichterrad mit einem Ablegeradius von 218 mm verwendet.
- Die Fig. 3 zeigt eine Bandablage, welche durch eine Kombination der im vorherigen Absatz beschriebenen Rotation und Translation der Kanne 11 entsteht. Dabei wird bereits eine gute Füllung erreicht. Die Schleifen sind jedoch im Bereich 41 noch relativ eng beisammen und weisen im Bereich 42 verhältnismässig grosse Abstände voneinander auf.
- Um diese Ungleichmässigkeiten in der Verteilung zu vermeiden, wird gemäss der Erfindung die Rotationsgeschwindigkeit der Kannen 11 in der Weise variiert, dass jede Kanne 11 die grösste Rotationsgeschwindigkeit hat, wenn bei der lateralen Verlagerung der Kanne 11 ihre Rotationsachse 13 der Rotationsachse 32 des zu ihr gehörenden Trichterrades 31 am nächsten ist, d.h. wenn im innersten Bereich der Kanne abgelegt wird. Entsprechend ist die Rotationsgeschwindigkeit der Kanne 11 am kleinsten, wenn die Rotationsachsen 13 und 32 während der lateralen Verlagerung der Kanne 11 ihren grössten Abstand haben, d.h. wenn am Kannenrand abgelegt wird.
- Es ist vorteilhaft, die Rotationsgeschwindigkeit einer Kanne 11 so zu bemessen, dass diese von ihrem Mittelwert nicht mehr als 50% abweicht. Diese Rotationsgeschwindigkeit liegt daher bei maximalem Abstand der Achsen 13, 32 nicht mehr als 50% unter ihrem Mittelwert und bei minimalem Abstand der Achsen 13, 32 nicht mehr als 50% über ihrem Mittelwert.
- Das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt eine Einrichtung, mit welcher eine solche Variation der Umlaufgeschwindigkeit der Kannen 11 mittels des aus dem Antriebsorgan 21, dem Rotationsorgan 23 und dem Keilriemen 22 bestehenden Keilriemenvariators erhalten wird. Das vom Antriebsorgan 21 angetriebene Keilriemenrad 51 besitzt zu diesem Zweck, wie später anhand des Beispiels der Fig. 5 noch eingehender erläutert wird, zwei in axialer Richtung gegeneinander vorgespannte Radhälften, deren gegenseitiger Abstand verändert werden kann. Wenn z.B. durch die. Rotation der Scheibe 25 die Platte 14 längs den Schienen 16 bewegt wird, wobei die Kannen 11 von ihren gezeichneten Lagen in die durch die entsprechenden Kreise 17 definierten Lagen bewegt werden, so bewirkt dies eine Vergrösserung des Abstandes des fest montierten Keilriemenrades 51 vom mit der Platte 14 mitbewegten Rotationsorgan 23. Dadurch werden die zwei vorgespannten Radhälften des mit dem Organ 21 drehenden Keilriemens 51 entgegen ihrer Vorspannung auseinander gedrückt und damit wird der an diesem Keilriemenrad 51 für den Keilriemen 22 massgebende Radius kleiner. Damit wird das Übersetzungsverhältnis der Räder 23, 51 in der Weise verändert, dass sich die Keilriemenscheibe 23 mit einer reduzierten Umdrehungsgeschwindigkeit dreht, so dass sich mit zunehmendem Abstand der Achsen 13, 32 die Rotationsgeschwindigkeit der Kannen 11 verkleinert. Bei einer Bewegung der Kannen 11 von den durch die strichpunktierten Kreise 17 gegebenen Lagen in die Lagen der die Kannen 11 bezeichnenden, ausgezogenen Kreise, d.h. bei abnehmendem Abstand der Achsen 13, 32, erhält man eine Zunahme der Rotationsgeschwindigkeit der Kannen 11.
- Durch die beschriebenen Variationen der Rotationsgeschwindigkeit der Kannen 11 erhält man die in der Fig. 4 gezeigte Ablage des Faserbandes. Es ist ersichtlich, dass die Abstände zwischen benachbarten Bandschleifen viel gleichmässiger sind, so dass die in Fig. 3 vorhandenen Bereiche 41 und 42 von zu nahe beisammen bzw. zu weit auseinander liegenden Bandschleifen eliminiert sind. Bei entsprechender Einstellung der lateralen Verlagerungen und der Variationen der Rotationsbewegungen der Kannen 11 kommen die aufeinanderfolgenden, zykloidenförmigen Schleifen des abgelegten Faserbandes mit grosser Genauigkeit aneinander anliegend zur Ablage. Damit ist die Gefahr einer Deformation der Faserbänder wegen zu eng aneinander liegender Schleifen vermieden. Anderseits sind freie Zwischenräume zwischen benachbarten Schleifen vermieden. Der Hauptnachteil solcher freier Zwischenräume zwischen aufeinanderfolgenden, nebeneinander liegenden Faserschleifen ist im folgenden begründet:
- Es sei angenommen, dass zwischen den in Fig. 3 gezeigten Bandstücken 43, 44 des Faserbandes ein freier Zwischenraum 45 vorhanden sei. Unter diesen Umständen besteht die Gefahr, dass das quer zu diesen und über diesen Bandstücken 43, 44 liegende Bandstück 46 in seinem über dem Zwischenraum 45 befindlichen Abschnitt nach unten in den Zwischenraum 45 hineinhängt. Durch die später abgelegten Windungen wird dann das Bandstück 46 in den Zwischenraum 45 hineingepresst. Damit besteht die Gefahr, dass sich diese in irgendeiner Art nach unten hängenden Bandstücke verziehen. Ein solches Verziehen lässt sich bei allen nachfolgenden Arbeitsprozessen nicht mehr vollständig zum Verschwinden bringen.
- In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Antriebsanordnung zum Bewegen eines Kannentellers noch ausführlich gezeigt. Es ist eine auf einem Kannenteller 12 aufgesetzte Kanne 11 vorhanden. Der Teller 12 ist in einem nicht gezeichneten Rotationslager von einer Platte 14 getragen. Die Platte 14 ist auf Rollen 15 hin und her bewegbar. Eine mit ihrem einen Ende 61 an einem schraffiert gezeichneten, festen Maschinenteil schwenkbar befestigte Kurbelstange 26 ist mit ihrem anderen Ende mittels eines Rotationslagers 27 drehbar mit einer Scheibe 25 gekoppelt. Das Lager 27 ist in bezug auf die Rotationsachse 76 der Scheibe 25 exzentrisch angeordnet.
- Die Antriebsanordnung umfasst ein als Welle ausgebildetes Antriebsorgan 21. Sie weist zudem einen Übersetzungsvariator auf, welcher ein Keilriemenrad 51, ein als Keilriemenscheibe ausgebildetes Rotationsorgan 23 und einen diese Räder 51, 23 koppelnden Keilriemen 22 umfasst. Das Keilriemenrad 51 setzt sich aus zwei Radhälften 64 und 65 zusammen, welche mittels zweier Federn 66 gegeneinander vorgespannt sind. Die Radhälften 64, 65 sind in der Längsrichtung der Antriebswelle 21 verschiebbar und werden von dieser angetrieben. Mittels eines Riemens 24 wird der Kannenteller 12 von einem mit dem Rotationsorgan 23 rotationsmässig gekoppelten Rad 73 angetrieben. Ein Zahnrad 52 ist ebenfalls mit dem Organ 23 rotationsmässig gekoppelt. Die Räder 23, 73 und 52 sind von einem Rotationslager 75 getragen. Das Zahnrad 52 ist mit einem über dem Umfang der Scheibe 25 angeordneten Zahnkranz im Eingriff. Die Scheibe 25 ist um die Rotationsachse 76 in einem Lager 77 rotierbar.
- Der in Fig. 5 gezeigte Keilriemenvariator 51, 23, 22 arbeitet im wesentlichen entsprechend der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise und dient der ausführlichen Erläuterung derselben: Das Antriebsorgan 21 setzt über das Keilriemenrad 51 und den Keilriemen 22 das Rotationsorgan 23 in Bewegung. Dadurch wiederum werden der Kannenteller 12 und die Scheibe 25 über den Riemen 24 bzw. die ineinandergreifenden Zähne des Zahnrades 52 und des Zahnkranzes der Scheibe 25 in Rotation versetzt. Die sich drehende Scheibe 25 bewirkt über das sich mitdrehende Rotationslager 27 und die Kurbelstange 26 eine parallel zur Zeichenebene erfolgende Hin- und Herbewegung der Platte 14 und damit des von dieser getragenen Kannentellers 12 samt der Kanne 11 und der Radgruppe 23, 73, 52. Wenn z.B. die Platte 14 sich in Fig. 5 nach rechts bewegt, so bewegt sich auch das Rotationsorgan 23 nach rechts. Damit wird der Keilriemen 22 loser. Dies wird aber sofort durch die durch die Federn 66 ausgeübte Vorspannung ausgeglichen, indem die Radhälften 64, 65 durch die Federn 66 näher aneinander gedrückt werden, bis sich der Zug am Keilriemen 22 wieder mit der durch die Federn 66 bedingten Vorspannung im Gleichgewicht befindet. Das Zusammendrücken der Radhälften 64, 65 bewirkt wegen der keilförmigen Ausgestaltung der Innenflächen dieser Radhälften am Keilriemenrad 51 eine Bewegung des Keilriemens 22 radial nach aussen. Damit vergrössert sich der für den Keilriemen 22 wirksame Radius des Rades 51 und damit das Übersetzungsverhältnis der Räder 51,23.
- Es dürfte selbstverständlich sein, dass je nach den Umständen, in Abhängigkeit der gezeigten Ausführungsform, statt des Keilriemenrades 51 das Rotationsorgan 23 als Keilriemenscheibe mit zwei gegeneinander vorgespannten Scheibenhälften variablen Abstandes ausgebildet sein kann.
- Jede der einander zugewandten Innenflächen der Radhälften 64, 65 hat die Form der Mantelfläche eines kegelstumpfartigen Gebildes. Sind die Erzeugenden dieser Mantelflächen durch gerade Linien gebildet, so verändert sich das Übersetzungsverhältnis der Räder 51, 23 proportional zu deren Abstand voneinander bzw. zum radialen Abstand des Keilriemens 22. Wählt man für die Erzeugenden eine Linie mit vorgegebenem, gekrümmtem Verlauf, so erhält man eine beliebig wählbare Veränderung des Übersetzungsverhältnisses als Funktion des gegenseitigen Abstandes der Radhälften 64, 65.
- Es sei noch erwähnt, dass im Beispiel der Fig. 1, 2 die laterale Verlagerung der Platte 14 längs den Schienen 16 durch die veränderte Rotationsgeschwindigkeit des Rotationsorgans 23 beeinflusst ist. Falls die Scheibe 25 z.B. unmittelbar durch das Antriebsorgan 21 mit einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit angetrieben wäre, so würde die Translationsbewegung der Platte 14 sinusförmig verlaufen. Durch die Kopplung mit dem Rotationsorgan 23 wird jedoch mit der langsameren Rotationsgeschwindigkeit der Kanne 11 im Bereich des Kreises 17 auch die Translationsbewegung der Platte 14 langsamer als dies im Bereich der gezeichneten Position der Kanne 11 der Fall ist. Diese verschiedenen Geschwindigkeiten der lateralen Verlagerung bewirken bezüglich des Aneinanderreihens der Faserbandschleifen und des Füllungsgrades der Kanne eine zusätzliche Verbesserung.
- Es ist für die erfindungsgemässe Arbeitsweise nicht von Bedeutung, ob die laterale Verlagerung der Kanne 11, wie in Fig. 1, 2 gezeigt, parallel zu der durch die Achsen 12, 32 definierten Ebene, oder ob sie schräg zu dieser Ebene erfolgt. Ebenso ist eine erfindungsgemässe Arbeitsweise nicht nur möglich, wenn die laterale Verlagerung, wie gezeigt, geradlinig verläuft. Sie kann auch rotatorischer Art sein.
- Die Fig. 6 zeigt die Materialverteilung eines abgelegten Faserbandes in einer Kanne entsprechend den im vorhergehenden erwähnten Ablegeverfahren. Es wurde eine Kanne von 600 mm Durchmesser zugrunde gelegt. Als Abszisse ist der Kannenradius und als Ordinate ist die Füllmenge von Faserbandmaterial aufgetragen.
- Die dünne, ausgezogene Linie 81 zeigt die Bandablageverteilung für den Fall eines rotierenden Trichterrades 31 mit einer sich drehenden Kanne 11, welche keiner lateralen Verlagerung unterworfen ist. Es ist eine erste grosse Anhäufung von Material in einem Bereich mit dem Radius von ca. 170 mm bis 180 mm und eine zweite Anhäufung in einem Bereich vom Radius von ca. 280 mm bis 290 mm vorhanden.
- Die gestrichelte Linie 82 betrifft den Fall, bei welchem die Kanne 11 zusätzlich eine laterale Verlagerung ausführt. Hier ist die Bandverteilung viel besser, die extremen Spitzen sind eliminiert. Diese beiden Verfahren gehören zum bekannten Stand der Technik.
- Schliesslich stellt die dicke, ausgezogene Linie 83 die Verhältnisse beim Vorgehen gemäss vorliegender Erfindung dar, z.B. bei Verwendung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung. Es ist ersichtlich, dass zusätzlich zur im vorhergehenden erwähnten Bandablage in der Form von zykloidenförmigen Schleifen mit genau vorgegebenen seitlichen Abständen die Verteilung nochmals verbessert ist. Zusätzlich zu einem weiteren Abbau der in Fig. 6 ersichtlichen Spitzen erhält man in einem innern Bereich bei Radiuswerten von ca. 130 mm bis 170 mm und in einem äusseren Bereich bei Radiuswerten zwischen ca. 250 mm und 290 mm eine starke Verbesserung des Füllungsgrades. Die Verteilung gemäss der dicken, ausgezogenen Linie gilt vor allem für eine Bandablage «um das Loch». Bei einer Ablage «an das Loch» ist sie weniger ausgeprägt.
- Die gezeigte Verwendung eines Keilriemenvariators besitzt den Vorteil, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung in der Höhe wenig Raum beansprucht. Damit wird die Zugänglichkeit wesentlich erleichtert, was inbesondere im Hinblick auf die Kannenauswechslung wichtig ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art eines Variators beschränkt, und es können auch anders geartete Übersetzungseinrichtungen benützt werden.
- Mit zunehmender Grösse der lateralen Verlagerung der Kanne werden Materialanhäufungen besser verteilt, wodurch sich ein besserer Füllungsgrad ergibt. Dabei erhält jedoch gleichzeitig die Zone grössten Durchmessers der Kanne weniger Material, was unerwünscht ist. Ein optimaler Wert stellt eine laterale Verlagerung dar, welche über eine Strecke erfolgt, welche 5-10% des Kannendurchmessers beträgt.
- Ebenso erhält man eine mengenmässig optimale Füllung der Kanne, wenn das Verhältnis des mittleren Abstandes der beiden Rotationsachsen 13, 32 zum Ablegeradius des Trichterrades 31 bei Ablage um das Loch ca. 0.2 bis 0.4 und bei Ablage an das Loch ca. 2 bis 4.5 beträgt.
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